这个程式是我离职前的最后一件LabVIEW大作，除了机器没用到摄影镜头外，能用上去的几乎都用到了；现在依照程式的执行顺序来说明程式结构，简单的SubVI会直接说明程式内容，用途较复杂的后续会另开文章说明

 

如同上一篇文章说的，这程式是可跳著执行的循序结构，以错误讯息为控制导向

程式是包在一个回圈之内，回圈外是绝对不会更动的档案路径设定和控制选项

 

回圈上半是16条资料通道

 

回圈下半是5条控制讯息相关通道

 

进入程式架构前，是操作介面显示初始化

 

 

 

 

所有程式是包在一个选择框架(Case Structure)之内，框架已设定好主要控制程序名称

 

 

程式执行后第1个跑的是"光谱仪侦测"程序，主要是侦测光谱仪驱动程式是否正常启动，还有就是程式内跑的资料流格式化

 

光谱仪侦测是使用修改光谱仪原厂附的SubVI写的程式，主要是利用打开光谱仪通讯埠的方式侦测光谱仪驱动程式是否正常；会有这段程式的原因是因为光谱仪驱动程式有很大的机率启动失败，约40到50次就会有一次失败，原因不明，通常电脑重开机就会正常

若是成功启动光谱仪，程序控制项就会切换进入"初始化"页面

  

若是启动光谱仪失败，会进入错误处理程序，呼叫副程式跳出警告视窗

 

按下副程式视窗的"确定"钮后，会关闭警告视窗，同时控制程序切换进入"关机"页面

 

资料流格式化是针对程式要跑的资料设定格式，阵列很难混搭不同格式资料，所以主要资料全部以丛集(Cluster)方式编成，这样做可以以一条线传递最多具名资料，方便之后程式编写。这一阶段格式化的重要资料流有：

操作参数

 

操作数据

 

堆叠资料

 

光谱资料

 

列印和RS-232输出的文字资料

 

 

 

若在"光谱仪侦测"程序时，光谱仪启动失败，接著就会进入"关机"页面

 

在"关机"页面会先关闭光谱仪程式，再停止回圈动作，跳到关机程式关闭电脑，关机程式是叫用Windows来关机

 

 

 

若在"光谱仪侦测"程序时，光谱仪启动成功，接著就会进入"初始化"页面

 

初始化基本上是一连串的叫档动作，由上到下分别为：

暗电流档案

 

暗电流的档案资料和水果检量线的档案资料都是使用TDMS格式储存，LabVIEW这个独有的档案格式具备了不易解读(除非知道资料编成格式)、资料格式可混搭(和丛集差不多)、资料可具名储存这几大优点。要说缺点的话就是写入和读取都要依照一定的格式，所以资料在写入时要确认好，不然在之后要增删修改资料很麻烦

水果名称档案

 

档案格式是INI格式，里面是包含2组阵列的丛集资料，一项是水果名称，另一项是品项名称，最多可传递144个资料。会有这个差别是因为同一名称水果，在不同地区可能是不同品种或是有不同称呼，所以在建立档案时便以这2项的组合来确定水果种类和产地

 

这其中的差别没有实际处理过大量水果的人不会明白！例如丰水梨这一项，到了各地农会就有可能变成X统梨或上X梨这些别名，本质上还是丰水梨这个品种，但测得的光谱有些微差异，这应该是产地的水土所造成。所以当时我是劝老板有些种类水果要用当地产的来建立资料，不然这差异就等于是自砸招牌

上次设定档案资料

 

档案格式也是INI格式，里面是包含2组阵列和2组丛集的混合资料，最多可传递170个资料

 

那2组校正用的资料原始版本是没有的，会增设的原因有2项：一项是老板没有接受用当地产的水果建立资料的建议，想以一条资料走天下。可惜遇到上X梨时没用，还是乖乖采用我的建议重新建立资料；另一项是光谱仪的问题？就算是指定同一规格的型号，制造商送来的还是有极微的差异，同一波长的光谱资料会落在输出阵列的不同位置，连带会使测出的结果偏差。幸好这不会影响检测结果的重现性，加上这修正参数就可以处理

若上次设定有用到RS-232输出，就会自动进行开启RS-232通讯埠，若开启失败就会自动关闭RS-232输出这一选项

 

以上读档若失败出现错误，同样会叫用副程式跳出警告视窗

 

 

 

 

 

若"初始化"叫档成功没有错误，接著就会进入"暖机"页面

 

暖机时会先侦测DAQ介面

 

若DAQ介面侦测失败会跳出警告视窗

 

若DAQ介面侦测成功会叫用暖机副程式

 

并跳出暖机画面倒数计时

 

上方则同时倒数灯泡的使用寿命

 

关于IR灯泡暖机时间和使用寿命，在原始版本时，暖机只需约15分钟，号称使用寿命约5000小时。后来制造厂商因应欧盟的环保罚则修改产品规格，结果变成有段时间的产品极不稳定。虽然后来稳定下来，但暖机若不超过25分钟以上就很难达到稳定状态，号称使用寿命也只剩约3000多小时

 

 

暖机完成后会进入"读取资料"页面

 

这里只有读取已灌好的检量线资料档案，使用TDMS格式储存。再依照上次设定只取出要用的资料合成检测用参数

 

 

 

检量线档案读取完成就会进入"待机"页面

 

在待机页面，所有操作会用到的"页面切换"、"参数更改"全部使用事件处理有20项。加上轮询侦测检测按钮讯号的Timeout事件共有20项

 

在Timeout事件上方是灯泡使用寿命的倒数计时

 

在Timeout事件中央是检测DAQ讯号，若检测按钮有讯号则会跳到量测页面，若没有讯号则停在待机页面

 

"存档归零"事件触发后，会清除已检测的点数和数量，再切换到"资料存档"页面。("资料存档"页面再底下另外说明)

 

"关机"事件触发后，会先切换到"资料存档"页面，存档完毕会再跳到"关通讯埠"页面，通讯埠关闭后再跳到"设定存档"页面。当程式画面的设定都存档后，才跳到"关机"页面关机

 

"灯泡归零"事件是在更换IR灯泡后以人工触发执行，把灯泡的使用寿命从头计算

 

"主画面"事件和"参数画面"事件是切换操作程式的Tab Control元件页面

 

 

 

 

 

 

 

"操作模式"事件是切换为白板校正模式或糖度量测模式

 

"检测模式切换"事件是切换为单点模式或多点模式

 

"声音报知"事件是切换是否要开启音乐铃

 

"列印功能"事件是切换是否要列印标签

 

"温度补偿"事件是切换是否要打开温度补偿功能，内定是打开的状态。关闭状态是针对该项水果的温度变化取样时才会用到

 

"通讯功能"事件在通讯埠打开时触发会关闭通讯埠，反之则会打开通讯埠。在初始化过程中若通讯埠开启失败，则可在"待机"模式时切换到"参数画面"，尝试重新开启通讯埠

 

"酸度切换"事件是切换酸度是PH值显示或百分比显示，内定是百分比显示，程式内的运算则是PH值，和显示模式无关

 

"水果温度"事件设定温度补偿计算时的修正温度，事件执行时会叫用自制的数字键盘程式

 

 

 

"检测标准"事件设定水果达到多少糖度时会发出声音，要搭配"声音报知"功能使用。事件执行时会同样叫用自制的数字键盘程式

 

 

 

"检测点数设定"事件必需搭配多点模式才有作用，可以设定一颗水果要测几次才计算平均糖度，执行时会同样叫用自制的数字键盘程式

 

"检测项目"事件触发时会跳出"品项选择"清单视窗，选择后会根据选择水果，跳回"读取资料"页面，自动调用检量线资料和校正参数

 

 

 

"糖度校正画面"事件和"酸度校正画面"事件触发时，会跳出糖酸度的校正设定画面。原本是不开放给客户使用，但因有少数客户有需求才开放此功能

 

 

 

 

 

"系统设定画面"事件触发时会跳出系统设定画面，这是禁止客户使用的项目。但有些客户是越禁止就越喜欢玩，针对那些少数客户用的是有密码的版本

 

 

 

"列印设定画面"事件触发时会跳出列印设定画面，可以设定列印标签的字样大小位置...等参数

 

 

 

 

 

在"待机"的状态下，按下实体检测按钮，Timeout事件侦测到按钮动作，就会自动切换到"量测"页面

 

"量测"页面上方若"操作模式"选择为白板校正时，会储存更换白板光谱资料

 

"量测"页面中间一开始是以回圈连续光谱取样21次，同时进行糖度和酸度计算。计算后的结果输出成糖度和酸度的2组阵列

 

接著是把2组阵列资料分别除去偏差较大共10笔数据，剩下的11笔数据加上温度修正算出糖、酸度，再算出糖酸比；接下来若是多点检测模式，则会再累积设定数量的数据时计算糖酸度的平均值，再判断糖度是否达到设定标准；最后依照设定和检测结果判断是跳回"待机"页面，或是跳到"检测输出"页面

 

 

 

完成量测后会进入"检测输出"页面，在这里会把算出的数据加上日期时间，再加上水果名称和合格标准，合成通讯用文字字串(格式是XX超市客户要求的格式)

 

 

 

字串合成后会进入"通讯"页面，若有打开通讯功能，则会把字串加上"起始码"和"结束码"透过通讯埠输出

 

 

 

跳过"通讯"页面会进入"列印"页面，若有打开列印功能，则会依照设定把资料送到标签机副程式列印标签。列印完成后会回到"待机"状态

 

 

 

最后，在"待机"状态下按画面下方的关机钮，会先跳到"资料存档"页面。在"资料存档"页面会以当时的日期时间建立新文字档案，然后把检测结果写入档案内

 

 

 

资料存档后会再跳到"关通讯埠"页面关闭通讯埠

 

 

 

最后会跳到"设定存档"页面，把当时操作画面上所有设定参数写回INI档案内

 

 

 

设定存档完成后就会跳到"关机"页面，执行关机动作

 

 

 

 

 

以上是手提式水果糖酸度检测机的操作程式解说；其中读写INI档案用的是免费外挂OpenG的程式。光谱仪驱动程式是按照原厂资料重新改写，详细内容可参考我部落格内文章。数字键盘程式码同样可参考我部落格内文章。其他用到的自制SubVI待后续文章再一一说明

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