多参数校准系统软件结构设计

多参数校准系统软件结构设计

王舒卉

上海市计量测试技术研究院  上海市  201203

摘要：在线仪器经常涉及多种类型的计量参数，需要利用不同标准器设备进行校准。数字时代的标准器设备具有通信功能，但是不同的标准器设备进行通信有不同的接口和通讯协议。本文设计了一款多参数校准系统的软件结构，可以搭建计量软件平台，统一管理和控制标准器设备，预置校准流程，实现通用计量过程的自动化。

关键字：多参数校准；校准；软件设计

1、引言

在线的校准工作经常涉及多种不同类型的参数计量，需要使用到不同的标准器装置参照技术规范进行计量，其中常有大量重复的人工操作。本文将设计一款校准系统软件，可以接入各类标准器设备，进行权限管理，并且将重复的计量过程自动化，提高效率，降低错误率。

我国《计量发展规划（2021～2035年）》中指出要加速推进国家计量基标准能力提升，完善量传溯源体系。推动智能计量技术与“物联网+”技术深度融合。2023年，中共中央、国务院印发《数字中国建设整体布局规划》，指出要加强数字化智能化改造，释放数据价值潜能。

    将计量设备接入统一软件平台进行管理和控制，实现无线计量，能大大减少工业现场计量困难的问题，也能解决在一些环境恶劣的场合对计量工作人员的安全隐患，并且提高计量能效。本软件对于智能化校准系统的研究，不仅能解决实际问题，同时也能为国家质量技术基础所关注的“物联网+计量”提供范例和推广方向。本软件还能根据不同的能效测量装置定制计量过程，具有一定的通用性，实现自动化的校准。

2、软件设计

软件由JavaScript/PHP编写Client界面，实现用户交互，用Java编写Server核心业务代码，实现底层逻辑，MySQL编写数据库，实现数据的存储、分析，实现数据资产的管理。软件整体框图如图1所示。软件由B/S架构实现，具备良好的兼容性。

图1 软件整体框图

    本软件主要包含四个模块，登录模块，设备通讯模块，校准模块和数据库模块，模块间的交互关系如图2所示。登录模块实现用户按权限登录，保证使用系统的人员能按照权限使用不同的标准器装置。设备通讯模块负责将标准器设备接入系统，实现数据和指令的传输，控制和监测标准器状态。该模块将设计为一种通用的接口，可以接入不同通讯协议的设备进入组网，以完成平台的搭建。

    校准模块可实现能效测量装置的指定点校准和自动化校准。自动化校准是通过读取XML预先配置的参数，载入系统，控制标准器设备进行校准。XML参数根据不同能效测量装置的用户需求进行定制化管理。数据库实现计量数据的存储，分析，将计量数据“数字化”，形成良好的数字资源管理和利用。

图2 模块图

（3）数据库的开发

    数据库是实现软件平台功能中重要的一环，用户权限管理、设备信息管理、计量数据管理、计量数据比对，预置校准流程等多项功能需要用到数据库。数据库由MySQL进行开发，MySQL是一种关系型数据库系统，将数据保存在不同的表中，MySQL所使用的SQL语言是用于访问数据库的最常用标准化语言。用户权限管理的数据库表如图3所示。

图3 用户权限管理数据库表

3、总结

    将在线计量的标准器设备接入计量数字化平台，预置校准过程，可以完成无线、自动化的校准流程。本软件的实现能够减少现场所需计量人员的人数，提高工作效率，计量人员可以把节约下来的时间用于其它工作中，具有潜在的经济效益。同时，本系统能规范化校准过程，现场完成电子原始记录，提高质量管理能力。

    随着计量设备逐步更新换代，无线通讯功能模块成为了新一代标准器设备常规的选配功能，旧标准器设备被逐步取代。充分利用计算机技术，将计量数据完成数字化转换，将计量数据的价值最大化。实现在线校准设备的远程控制，这对发展现场仪器校准及传统物理量测量的新技术，提升基础性计量测试技术能力具有深远的社会效益。

参考文献

[1] 徐沛,沙长涛,王文娟. 通用自动校准检定平台设计 [J]. 工业计量, 2023, 33 (05): 55-63. DOI:10.13228/j.boyuan.issn1002-1183.2022.0346

[2] 方玺. 电子仪器自动校准与检测软件系统设计与实现分析 [J]. 化工设计通讯, 2018, 44 (12): 251+255.