基于RS 232接口標準的SMT數據采集技術

摘 要:數據采集技術是實現制造執行系統(MES)的關鍵，而目前MES在電子電路表面貼裝(SMT)生產中的應用還很少，因此對數據采集技術的研究變得越來越重要。針對以上問題，對SMT中MES的數據采集技術進行了研究，并通過RS 232串行接口的通訊原理，給出基于RS 232接口標準的SMT數據采集技術的詳細流程。使用VC++為開發平臺，以貼片機為例進行數據采集實驗，實驗結果表明，該數據采集技術能實時采集設備的數據，方便、靈活、便于擴充。

關鍵詞:數據采集;表面貼裝技術;RS 232;制造執行系統

中圖分類號:TN919 文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)03-186-02

Data Acquisition Technology in SMT Based on RS 232 Interface Standard

CUI Hongmin1，HUANG Zhanwu2，HE Huisen2

(1.The Researching Technics and Furnishment Center，No.49th Research Institute，China Electronics Technology Group Co.，Harbin，150001，China;

2.The Electrical CAD of Xidian University，Xi′an，710071，China)

Abstract:Data acquisition technology is the key of Manufacturing Execution System(MES)，however，the present MES in the electronic circuit Surface Mount(SMT) producting is still limited，so the study on data acquisition techniques becomes more and more important.To solve these problems，the data acquisition techniques of MES in SMT need to be studied.And a detailed data acquisition process in SMT is given based on RS 232 interface standard，through introducing the communication principle of RS 232 serial interface.Using VC++ as a development platform，taking Mounter for example to do experiment.The results show that the data acquisition technology studied in this paper can gather the data of equipments in real-time，and it is convenient，flexible，easy to expand.

Keywords:data acquisition;surface mount;RS 232;manufacturing execution system

0 引 言

隨著我國信息化建設的飛速發展，表面貼裝技術日益普及，其生產線已經從當初的十幾條發展到了現在的數千條，我國也由此一躍成為了世界SMT第一應用大國。目前國防科研生產領域所擁有的表面貼裝生產線已達幾百條，但是在表面貼裝技術領域中MES技術的應用卻還很少，極大地制約了信息技術的發展和表面貼裝技術水平的提高。雖然目前國外存在一些MES，如日本松下公司、JUKI公司、德國西門子公司等開發研制的，適用于自己貼片機等SMT設備的MES。但這些系統存在著僅適用于自己廠家的表面貼裝設備等缺點[1]。

由于MES的關鍵是數據采集技術的實現，因此，針對以上情況，本文提出了一種基于RS 232接口標準的SMT數據采集技術。本文首先介紹了RS 232接口的基本內容，其次給出了SMT中基于RS 232接口標準的數據采集流程，最后采用VC++為開發平臺對該采集技術進行實驗驗證。

1 RS 232接口標準

目前RS 232是PC與通信工業中應用最廣泛的一種串行接口，RS代表推薦標準，232是標識號。RS 232采取不平衡傳輸方式，即單端通信。一個完整的RS 232接口有22根線，采用標準的25芯插頭座。除此之外，目前廣泛應用的還有一種9芯的RS 232接口。它們的外觀都是一個D形，對接的兩個接口又分為針式和孔式兩種。

RS 232標準中定義了邏輯1和邏輯0電壓級數，以及標準的傳輸速率和連接器類型。信號大小在正的和負的3～15 V之間。RS 232規定接近0的電平是無效的，邏輯1規定為負電平，有效負電平的信號狀態稱為傳號(Marking)，它的功能意義為OFF;邏輯0規定為正電平，有效正電平的信號狀態稱為空號(Spacing)，它的功能意義為ON。

在RS 232標準中規定的設備可以分為數據終端設備(DTE)和數據通信設備(DCE)兩類，這種分類定義了不同的線路用來發送和接收信號。一般來說，計算機和終端設備有DTE連接器，調制解調器和打印機有DCE連接器。

本文采用被廣泛使用的9芯RS 232接口進行數據采集。

表1所示為在PC機、調制解調器和路由器等網絡設備中使用的9芯RS 232接口的信號和管腳分配。

表1 9芯RS 232接口

引腳號縮寫符信號方向說明

1DCD輸入載波檢測

2RXD輸入接收數據

3TXD輸出發送數據

4DTR輸出數據終端準備好

5GND公共端信號地

6DSR輸入數據裝置準備好

7RTS輸出請示發送

8CTS輸入清除發送

9RI輸入振鈴指示

2 數據采集的實現

為了實現對裝配印制板的實時監控，掌握每塊印制板的裝配質量，需要對設備的實時數據進行采集，為SMT車間中能夠實現MES解決方案提供了指導思想[3，4]。

2.1 實現原理

本文提出的數據采集技術，根據9芯RS 232接口標準來實現SMT車間中計算機與設備的通信。通過從SMT車間現場自動化設備中采集實時生產信息，并傳輸到監控終端，分解成用戶所需要的界面形式顯示。同時，根據用戶需求，對采集到的數據進行存儲、輸出等二次處理，并按照報警條件輸出報警信息。

針對SMT車間需要采集數據的特點和RS 232口的通訊原理，本文實現數據采集時用到的主要函數如下:

BOOL InitPort(CWnd*pPortOwner，UINT portnr，UINT baud，char parity，UINT databits，UINT stopbits，DWORD dwCommEvents，UINT writebuffersize...);//初始化RS 232串口

SetTimer(1，1000，NULL);//設置定時器，1 s后發送數據

void WriteToPort(char* string，DWORD len);//向串口寫數據

OnCommunication(WPARAM ch，LPARAM port)//中斷方式的串口消息響應函數，并對數據進行處理

2.2 主要流程

數據采集的主要流程如圖1所示。

圖1 數據采集流程圖

如圖1所示，主機與設備通信之前，主機先檢查是否連接成功，若已連接，則主機調用InitPort函數進行端口初始化，包括對傳輸速度，傳輸的數據位數等參數的初始化。接著主機(SetTimer函數)定時向設備發送命令，并根據不同情況向主機發送(使用WriteToPort函數)相應的命令，要求接收數據。設備響應命令發送其參數，若響應超時，則主機再要求重發。當主機接收到設備參數時，調用OnCommunication對數據處理，并判定是否結束。同時將已接收到的數據存入數據庫中，并在屏幕顯示數據。

3 實驗驗證

本文采用VC++為開發平臺，使用面向對象語言C++和SQL SERVER 2000數據庫，以西門子80F4、HS50貼片機為例，對數據采集技術進行模擬、驗證。用多臺計算機模擬主機和設備，將從生產線上采集到的數據存入數據庫中。如圖2，圖3所示。

圖2 生產線上采集到的貼片機參數

圖3 貼片機統計界面

4 結 語

雖然目前大多數設備都具備采集參數的能力，但可靠性低，擴展性弱，且仍然需要人工逐個查看各設備參數或磁盤備份等。本文應用RS 232接口標準的特點，研究了基于RS 232接口標準的數據采集技術，并詳細地列出了該技術的數據采集流程。實驗證明，該技術通

過RS232口實現了主機與設備之間通訊，且該方法方

便、快捷、簡單，很大程度上克服了傳統人工采集數據的實時性差、工作效率低、準確率不能保障等缺點，且本文的數據采集流程還適用于其他設備，擴充性良好。

參考文獻

[1]彭瑜.制造執行系統(MES)的發展和挑戰[A].中國自動化學會制造執行系統(MES)在管控一體化中的作用研討會論文集[C].2002.

[2]王延輝，姜建國，王宇.基于GEM/SECS協議的數據采集系統設計與實現[J].計算機工程與設計，2008(12):3 218-3 220.

[3]張沛泓，王松林，姜建國，等.SMT車間MES中飛針測試儀的數據分析和采集[J].中國科技信息，2008(10):113-114.

[4]王小婷，何惠森.SMT車間的數據采集[J].西安航空技術高等?？茖W校學報，2007(5):20-22.

[5]葛學峰.基于CH361的PCI總線數據采集系統設計[J].南京師范大學學報:工程技術版，2004，4(4):9-11.

[6]程志江，陳志軍，南新元.通用智能數據采集系統的開發[J].新疆大學學報:自然科學版，2006，23(4):477-481.