作者 張亞鋒 深圳市興威帆電子技術(shù)有限公司(廣東 深圳 518041) 　　本文引用地址： 　　張亞鋒(1993-)，男，工程師，研究方向：無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)和時(shí)間服務(wù)器。 　　摘要：本文主要介紹了WIFI模塊在儀器儀表中的應(yīng)用。加入了SD2431ALPI模塊的儀器儀表通過連接無線路由器可以實(shí)現(xiàn)與APP或PC端的通信。在此局域網(wǎng)內(nèi)，通過軟件系統(tǒng)控制儀器儀表進(jìn)行測量操作，并將測量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)返回端或PC端。該設(shè)計(jì)使得工業(yè)測量更加智能和便捷。 　　引言 　　無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為工業(yè)智能化、生活便捷化不可缺少的組成部分，也是未來科技發(fā)展的趨勢。而頻率測量是電子工業(yè)中極其重要的一步，普通的頻率計(jì)測量和記錄數(shù)據(jù)操作很繁瑣，使用了WIFI模塊SD2431ALPI的頻率計(jì)可以在PC端或移動(dòng)端通過軟件遠(yuǎn)程控制頻率計(jì)進(jìn)行測量，實(shí)時(shí)記錄測量數(shù)據(jù)，繪制時(shí)間頻率變化曲線，更好地對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和評估。 　　1 WIFI模塊SD2431ALPI 　　1.1 模塊簡介 　　SD2431ALPI是一種具有內(nèi)置WIFI網(wǎng)絡(luò)校時(shí)電路、晶振、I2C串行接口的高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊，MCU可使用該接口通過6位地址來尋址讀寫片內(nèi)64字節(jié)的數(shù)據(jù)，還可以通過該接口來收發(fā)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。該模塊內(nèi)置充電電池，在電池充滿電的情況下可保證內(nèi)部時(shí)鐘運(yùn)行時(shí)間超過半年，累計(jì)電量超過550mAh，電池使用壽命為5～8年。 　　1.2 SD2431ALPI硬件實(shí)現(xiàn) 　　(1)參考電路如圖1所示; 　　(2)SD2431ALPI管腳功能表如表1所示。 　　1.3 SD2431ALPI時(shí)鐘功能 　　MCU通過I2C接口讀取SD2431ALPI內(nèi)部實(shí)時(shí)時(shí)鐘數(shù)據(jù)。SD2431ALPI在無網(wǎng)絡(luò)校時(shí)的情況下，時(shí)鐘精度為±5ppm(在25±1℃下)，即年誤差小于2.5分鐘;SD2431ALPI在有網(wǎng)絡(luò)的情況下，可通過內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)校時(shí)功能，保證時(shí)鐘誤差為100ms，能滿足一些對時(shí)鐘精度要求較高且不希望人工校時(shí)的場合;建議每天對SD2431ALPI進(jìn)行一次網(wǎng)絡(luò)校時(shí)。 　　SD2431ALPI通過連接香港天文臺(tái)服務(wù)器Daytime端口獲得標(biāo)準(zhǔn)UTC時(shí)間。本模塊的Daytime服務(wù)是基于TCP的應(yīng)用，服務(wù)器在TCP端口號(hào)13偵聽，一旦有連接建立就返回ASCII形式的日期和時(shí)間數(shù)據(jù)，在傳送完之后關(guān)閉連接。SD2431ALPI收到時(shí)間數(shù)據(jù)之后檢測字符串是否有“UTC”以判斷時(shí)間格式是否準(zhǔn)確。然后將時(shí)間信息轉(zhuǎn)換成RTC芯片識(shí)別的格式對SD2431ALPI內(nèi)部時(shí)間進(jìn)行校正。 　　2 SD2431ALPI的軟件設(shè)計(jì) 　　2.1 SD2431ALPI配置指令 　　開啟I2C總線之后，首先打開WIFI模塊的網(wǎng)絡(luò)傳輸功能(SD2431ALPI內(nèi)部無線網(wǎng)絡(luò)功能的器件地址是0x74)，配置指令如圖2。 　　接著配置需要連接的SSID(無線接入點(diǎn)名稱)與密碼，用戶在不更改SSID與密碼的情況下只需配置一次網(wǎng)絡(luò)連接指令信息。配置指令如圖3所示。 　　識(shí)別碼“U”后面?zhèn)鬏擲SID與密碼，例如：+U“ABC”，“12345678”。下一步，需要配置無線的傳輸協(xié)議類型。與網(wǎng)絡(luò)連接的配置類似，配置指令如圖4所示。 　　傳輸?shù)母袷绞窍葌鲄f(xié)議類型(UDP/TCP)，再傳輸IP地址， 傳輸端口號(hào)。只有網(wǎng)絡(luò)傳輸配置的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議類型(UDP/TCP)與IP地址需要使用引號(hào)引起來，而端口號(hào)不需要使用引號(hào)。傳輸方式、IP地址、端口號(hào)需要使用逗號(hào)隔開。例如：“TCP”，“172.27.35.4”，8080，即網(wǎng)絡(luò)協(xié)議類型為：TCP協(xié)議，IP地址為：172.27.35.4，傳輸端口號(hào)為：8080。 　　2.2 SD2431ALPI與MCU的通信 　　(1)SD2431ALPI與MCU的通信流程圖如圖5所示。

　　儀器信息網(wǎng)訊 為秉承“國產(chǎn)科學(xué)儀器騰飛行動(dòng)”宗旨，儀器信息網(wǎng)于2018年4月啟動(dòng)“國產(chǎn)科學(xué)儀器騰飛行動(dòng)”之“創(chuàng)新100”項(xiàng)目，篩選一批具備自主創(chuàng)新能力的中小儀器廠商。通過公益性的報(bào)道、走訪、調(diào)研等方式，實(shí)地了解行業(yè)100家中小儀器企業(yè)的基本情況，篩選和扶持一批的科學(xué)儀器產(chǎn)品和企業(yè)。 　　8月13日，“創(chuàng)新100”企業(yè)報(bào)道走訪第8站，由中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì)高級(jí)顧問閆增序、會(huì)展部主任郭志勇，儀器信息網(wǎng)副總經(jīng)理趙鑫等組成的走訪調(diào)研組，來到上海佳航儀器儀表有限公司。公司總經(jīng)理翁飛印、副總經(jīng)理劉洋接待了走訪一行人員，介紹了公司目前的團(tuán)隊(duì)規(guī)模、發(fā)展?fàn)顩r和核心產(chǎn)品，以及未來在技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新領(lǐng)域的規(guī)劃進(jìn)行了探討。 　　交流現(xiàn)場 　　——企業(yè)概況 　　上海佳航致力于食品、藥品分析測試領(lǐng)域的創(chuàng)新，推動(dòng)“綠色食品”和“藥品”。研發(fā)生產(chǎn)分析和測量類科學(xué)儀器，并提供應(yīng)用、方法、服務(wù)等綜合解決方案。 　　現(xiàn)公司有旋光儀、熔點(diǎn)儀、折光儀、以及應(yīng)用于油脂、老化等熱分析延伸產(chǎn)品。目前主要的應(yīng)用領(lǐng)域有食品行業(yè)、藥品行業(yè)、化工行業(yè)等，用戶覆蓋工商檢測機(jī)構(gòu)、高校及科研機(jī)構(gòu)。 　　上海佳航主打產(chǎn)品涉及物理光學(xué)類儀器。物理光學(xué)儀器包括通用熔點(diǎn)儀、折光儀、旋光儀，全國總市場份額大約每年1.5到2億元。目前這一領(lǐng)域的國外品牌主要有梅特勒-托利多、安東帕、日本愛拓、魯?shù)婪?。此外，佳航公司也涉足熱分析領(lǐng)域，公司產(chǎn)品涵蓋油脂熔點(diǎn)儀系列、熱臺(tái)系列、DSC系列等，產(chǎn)品和技術(shù)在國內(nèi)都屬于比較領(lǐng)先。作為專業(yè)化程度較高的企業(yè)，上海佳航產(chǎn)品在國外市場也比較樂觀。 　　對于生產(chǎn)型企業(yè)來說，怎樣做到規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化管理是很大的挑戰(zhàn)，佳航將重心主要集中在前端：前端-在研發(fā)控制方面做足功夫，模塊化設(shè)計(jì)，單個(gè)產(chǎn)品測試，出現(xiàn)問題直接現(xiàn)場更換。后期-在生產(chǎn)制造方面，人員控制相對難度較大，佳航后期會(huì)在生產(chǎn)規(guī)范化上不斷努力。 　　面對市場競爭，上海佳航有自己的方案?？偨?jīng)理翁飛印表示：“專業(yè)化，在細(xì)分市場去用心解決客戶問題，同質(zhì)化、低價(jià)競爭不利于中國科學(xué)儀器良性發(fā)展，而同行之間的良性競爭更有利于促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。上海佳航目標(biāo)明確，公司致力于研發(fā)優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品以及設(shè)計(jì)專業(yè)的應(yīng)用方案，終目的在于能實(shí)實(shí)在在解決客戶的一些實(shí)際問題和特殊要求，贏得客戶的信賴和認(rèn)可。” 　　——產(chǎn)品創(chuàng)新 　　對于產(chǎn)品創(chuàng)新，上海佳航翁總說：“把更多的精力放在自有產(chǎn)品研發(fā)、創(chuàng)新、應(yīng)用上，必須要有主打產(chǎn)品，必須得到客戶的認(rèn)可，才有后續(xù)的工作?！? 　　上海佳航的全自動(dòng)油脂熔點(diǎn)儀在去年拿到上海市創(chuàng)新基金。油脂熔點(diǎn)傳統(tǒng)測量方法是在燒杯里加入磁力攪拌器加熱，溫度計(jì)測量。存在測量性差，不便測試低溫液體樣品、實(shí)驗(yàn)效率低，實(shí)驗(yàn)人員認(rèn)為誤差大等問題。上海佳航的全自動(dòng)油脂熔點(diǎn)儀能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)檢查、自帶制冷系統(tǒng)、高控溫等突出優(yōu)點(diǎn)。 　　上海佳航全自動(dòng)旋光儀上添加了操作系統(tǒng)，多級(jí)用戶管理，數(shù)據(jù)可上傳到實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)庫，可實(shí)現(xiàn)完整意義可溯源、可追溯。同時(shí)便于后期大數(shù)據(jù)挖掘，未來建立大數(shù)據(jù)智能化實(shí)驗(yàn)室。譬如在制藥企業(yè)用到的多種儀器，儀器之間相互通訊，數(shù)據(jù)接口聯(lián)接服務(wù)器或監(jiān)管企業(yè)，實(shí)現(xiàn)相互之間數(shù)據(jù)共享。儀器聯(lián)網(wǎng)之后，數(shù)據(jù)傳入服務(wù)器，能夠做到以下幾點(diǎn)：企業(yè)之間的應(yīng)用方案開放共享;監(jiān)管層對于測試數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)檢測;方便用戶實(shí)現(xiàn)儀器在線升級(jí)。這一塊的可想象可操作空間非常大，并且佳航已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室得到實(shí)現(xiàn)。利用大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)室結(jié)合起來，難點(diǎn)在于互聯(lián)網(wǎng)人員對儀器技術(shù)掌握度不夠，在應(yīng)用過程中很難吃透，國產(chǎn)儀器大多數(shù)沒有接口，佳航認(rèn)為實(shí)現(xiàn)這一儀器智能化方案還有很長的路要走。 　　翁飛印強(qiáng)調(diào)：“要做別人所不能做，企業(yè)創(chuàng)新研發(fā)能力，同時(shí)避免同行間同質(zhì)化的價(jià)格競爭?！痹谑称贰⑾鹉z助劑等領(lǐng)域，佳航針對國內(nèi)多家廠商無法檢測的項(xiàng)目，開發(fā)了能夠快速精準(zhǔn)測量的解決方案，以此提高行業(yè)影響力和品牌擴(kuò)散力。截至目前，益海嘉里、中糧、統(tǒng)一、康師傅、吉化化工、天士力藥業(yè)、揚(yáng)子江藥業(yè)等大型企業(yè)已成為佳航的典型用戶。 　　參觀產(chǎn)品 　　——未來發(fā)展 　　對于未來發(fā)展，佳航將從產(chǎn)品和市場兩方面進(jìn)行打算。 　　產(chǎn)品方面，做精做強(qiáng)優(yōu)勢產(chǎn)品，加強(qiáng)科研院所、高校技術(shù)合作，多研發(fā)真正解決客戶問題的儀器，并會(huì)在儀器客戶應(yīng)用端多花功夫。 　　市場銷售方面，佳航將打造自己的營銷團(tuán)隊(duì)，現(xiàn)已在北京、成都、鄭州、西安、沈陽設(shè)有辦事處，后期會(huì)加大力度，以合作制在各個(gè)區(qū)域設(shè)立分公司，開展服務(wù)當(dāng)?shù)貥I(yè)務(wù)。 　　在交流過程中，中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì)高級(jí)顧問閆增序、儀器信息網(wǎng)副總經(jīng)理趙鑫，對上海佳航這幾年的高速發(fā)展給予了高度評價(jià)，尤其對上海佳航在細(xì)分市場客戶深度服務(wù)方面給予了充分肯定。同時(shí)也對上海佳航未來發(fā)展遇到的市場定位、戰(zhàn)略規(guī)劃、質(zhì)量體系、成本優(yōu)化、國際化戰(zhàn)略及企業(yè)下一步的發(fā)展提出了寶貴建議。 　　合影留念(左至右：儀器信息網(wǎng)副總經(jīng)理趙鑫，上海佳航副總經(jīng)理劉洋、上海佳航總經(jīng)理翁飛印、中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì)高級(jí)顧問閆增序，中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì)展覽交流部主任郭志勇。) 　　附：國產(chǎn)儀器騰飛行動(dòng)“創(chuàng)新100”介紹 　　為秉承“國產(chǎn)科學(xué)儀器騰飛行動(dòng)”宗旨，在中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì)的指導(dǎo)下，儀器信息網(wǎng)于2018年啟動(dòng)“國產(chǎn)科學(xué)儀器騰飛行動(dòng)”之“創(chuàng)新100”項(xiàng)目，篩選一批具備自主創(chuàng)新能力的中小儀器廠商，通過公益性的報(bào)道、走訪、調(diào)研，在企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期“幫一把”，助力國產(chǎn)儀器中小廠商騰飛發(fā)展。 　　一、“創(chuàng)新100”入選標(biāo)準(zhǔn) 　　(1) 企業(yè)主營業(yè)務(wù)為科學(xué)儀器; 　　(2) 企業(yè)主營產(chǎn)品具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，具備創(chuàng)新性; 　　(3) 企業(yè)總部設(shè)在中國; 　　(4) 企業(yè)科學(xué)儀器產(chǎn)品的年產(chǎn)值在3000萬元以下; 　　(5) 企業(yè)需是中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì)、中國儀器儀表學(xué)會(huì)、儀器信息網(wǎng)會(huì)員之一。 　　二、“創(chuàng)新100”申報(bào)流程 　　國產(chǎn)儀器騰飛行動(dòng)“創(chuàng)新100”篩選流程包含以下環(huán)節(jié)：企業(yè)在線申報(bào)——企業(yè)創(chuàng)新能力審核——公益報(bào)道服務(wù)——線下資源對接—— 成長潛力企業(yè)評選。 　　三、“創(chuàng)新100”報(bào)名方式 　　掃描二維碼填寫申請表，完成“創(chuàng)新100”預(yù)報(bào)名。