无线数据转换装置及数据处理方法

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及无线数据转换装置及数据处理方法。

背景技术

部分地区在生产中使用的设备只能够对数据进行采集后打印成小票，工作人员再根据小票对多种数据进行收集和汇总，通常在数据记录完毕后还需要再重新录入存储到其他设备上，如电脑端的Excel，在其他设备上对数据做进一步的加工和分析。而且由于不同设备之间没有考虑兼容性和一致性，设备之间接口不公开、联通困难，数据之间格式不匹配，缺乏有效的资源整合，使设备之间产生信息孤岛。这种情况人们只能通过手工整合数据，对接设备，但是这样不仅极大的增加了工作量，而且数据记录还有着较高的错误率，影响整个系统的效率。

现有的数据输出设备通常只具有打印端口，并通过打印小票的方式输出数据。这样的输出方式在多设备协同作业时就会产生许多张小票和多项冗余数据，工作人员要对这些小票进行汇总和分析，得到一系列的纸质记录。这样操作容易出错而且不易保存，在一些项目中这样记录数据的工作量也很大，耗费资源。

现有的数据采集流程如下：首先人工分别收集各设备打印数据的票据，从众多票据中筛选出所需要的数据，先纸质记录下各项数据，对数据进行初步的加工和整理；从各设备收集到的数据通常还需要统一记录在电脑端，通常直接采集的数据并不能满足工作要求，还需要对数据进行进一步的处理与加工，可是由于数据从初始设备到最终的结果之间经过了多次数据转录，人工进行这些操作伴随着巨大的工作量的同时难免出现错误，错误难以察觉影响却很大。这种采集方法伴随多次端到端的数据传输，过程复杂且错误率高。

故需要提出更为合理的技术方案，解决现有技术中存在的技术问题。

发明内容

至少为克服其中一种上述内容提到的缺陷，本发明提出无线数据转换装置及数据处理方法，无线数据转换装置从数据来源设备的数据打印端口直接获取数据并进行转换，将获取的数据进行整理转送最终得到格式一致的数据。

为了实现上述目的，本发明公开的无线数据转换装置可采用如下技术方案：

无线数据转换装置，包括用于配合连接数据设备打印端口的接口模块，接口模块与控制处理模块相连并将接收的数据传送至控制处理模块，控制处理模块连接有数据发送模块并用于将数据发送至上位机模块；还包括用以供电的电源模块。

上述公开的无线数据转换装置，用于与数据设备进行连接并从中采集所述的数据，将数据进行处理并筛选出所需的数据内容后，将数据内容转换为设定格式并进行输出。以此完成数据的采集、整理和输出打印，不仅提高了数据的处理效率，降低了人工工作量，还减少了数据处理的出错率。

进一步的，本发明中所采用的接口模块用以配合不同的数据设备，接口模块的选定可采用多种组合方案，其并不被唯一限定，为了提高匹配连接的成功率，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的接口模块包括串行接口模块和并行接口模块，串行接口模块和并行接口模块分别与控制处理模块连接。采用如此方案时，若所连接设备接口为串行接口，则可以直接进行连接，若连接设备为并行接口，可以对其进行转换，将数据转换为串行输出后再进行后续操作。

进一步的，本发明中的控制处理模块用于对数据进行收集处理，筛选分类等，便于后续的数据输出，控制处理模块的使用方案并不被唯一限定，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的控制处理模块包括单片机。采用如此方案时，单片机内可预设多种数据处理的格式模板，以对应从多种设备采集来的数据，在进行数据处理过程中可提高数据处理的便捷度和正确率。

进一步的，在本发明中，采用数据发送模块实现数据的无线发送，具体并不唯一限定，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的数据发送模块包括蓝牙模块。

上述内容对本发明提供的数据转换装置进行了说明，本发明还提供了数据处理的方案，此处进行说明：

无线数据处理方法，采用上述内容公开的无线数据转换装置，包括：

建立无线数据转换装置与数据设备的传输连接；

从数据设备处采集数据，并将采集的数据格式转换为设定格式；

将转换格式后的数据通过无线传输给上位机模块；

上位机模块对数据进行整合处理并按照设定的输出格式进行调整后输出。

上述公开的无线数据处理方法，用以从多种数据设备中获取数据信息并进行预处理，最终整理出完善的数据文件进行输出，可提高数据采集的效率，数据处理的正确率，避免了人工操作的大量工作量和出错率。

进一步的，在本发明中，传输连接使得无线数据转换装置可从数据设备采集数据，具体连接方式如下：建立传输连接时包括有线连接或无线连接，当采用有线连接时，需确认无线数据转换装置与数据设备之间能顺利传输数据，并在连续接收设定数量的相同数据后进行保留，再作为采集数据进行处理；当采用无线连接时，确认无线数据转换装置与数据设备连接成功后即可进行数据传输，当连接失败是重新发起无线连接，当连续若干次连接失败且超过设定次数后，进行提示并显示传输情况。采用如此方案时，能够同时兼顾不同的数据设备，提高该数据处理方法的适用范围。

再进一步，本发明中，在进行无线传输连接的方式并不唯一限定，此处进行优化并不唯一限定，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：无线数据转换装置与数据设备之间的无线连接包括蓝牙连接。

进一步的，本发明中进行数据采集时需同步进行数据的处理，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的从数据设备处采集数据，并将采集的数据格式转换为设定格式，包括从数据设备获取数据流，进行解码后转换为统一的字符流；并根据设定规则对字符流进行识别，同时筛除字符流中的不符合设定规则的无效数据，将符合设定规则的字符流分类为对应的键与值的形式，对字符流进行遍历处理后将对应好的键值组装成对应格式对象，并将格式对象转换为字符串形式。采用如此方案时，可将不同设备处采集的数据进行统一的处理，最终形成字符串形式进行输送并供后续的数据处理，能够提高最终数据处理的效率。同时，设定的对应格式对象可以是JSON对象。

进一步的，在本发明中，所述的上位机模块对数据进行整合处理并按照设定的输出格式进行调整后输出，包括采用预选库对字符串进行解析，从字符串中得到对应格式对象，并选择适应数据格式的转换模板，遍历对应格式对象以获得字符流的键值信息，对键值信息再次遍历后打印在过渡格式的文件中，并经过格式转换后按照输出格式进行输出。采用如此方案时，所述的预选库可采用jsmn库，对嵌入式设备中的数据转化为JSON格式，jsmn库适合存储空间有限的环境，由于单个设备本身的数据量是不大的，所以选择采用jsmn可以提高个体程序的执行效率。

进一步的，本发明中在进行对应格式对象的遍历过程中，需从对应格式对象中筛查嵌套的对应格式数据，若嵌套的对应格式数据中存在对应格式对象则提取后进行遍历处理以解析获取其中的字符串信息。

与现有技术相比，本发明公开技术方案的部分有益效果包括：

本发明自动化的实现了数据的采集和处理，提高了数据获取和整理的效率，也避免了人工操作的大量工作量和出错率；同时在数据处理的过程中进行数据格式的转换处理，能够兼容不同的设备并实现进行数据处理，提高了数据处理和交换的便捷程度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅表示出了本发明的部分实施例，因此不应看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1为无线数据转换装置的组成模块示意图。

图2为数据采集的整体过程示意图。

图3为单个数据设备针对数据处理的过程示意图。

图4为数据采集中的处理步骤示意图。

图5为实例中处理器的一种电路示意图。

图6为实例中输出表格数据的示意图。

图7为并行接口转换示意图。

图8为实例中JSON字符串生成Excel文件的示意图。

图9为实例中分析仪a、b生成的Excel文件界面。

图10为根据用户需求选择不同模板生成的分析仪b的Excel文件界面。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。

针对当前进行数据设备的对外输出依靠人工进行数据收集、数据整理的现状，存在工作量大、效率低下且出错率高的情况，下列实施例进行优化并克服现有技术中存在的缺陷。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种无线数据转换装置，旨在对数据设备中的数据进行采集和处理，提高数据采集和处理的效率，实现自动化以避免人工的大量工作量和出错。具体的，本实施例提供的无线数据转换装置包括用于配合连接数据设备打印端口的接口模块，接口模块与控制处理模块相连并将接收的数据传送至控制处理模块，控制处理模块连接有数据发送模块并用于将数据发送至上位机模块；还包括用以供电的电源模块。

本实施例提供的无线数据转换装置，用于与数据设备进行连接并从中采集所述的数据，将数据进行处理并筛选出所需的数据内容后，将数据内容转换为设定格式并进行输出。以此完成数据的采集、整理和输出打印，不仅提高了数据的处理效率，降低了人工工作量，还减少了数据处理的出错率。

本实施例中所采用的接口模块用以配合不同的数据设备，接口模块的选定可采用多种组合方案，其并不被唯一限定，为了提高匹配连接的成功率，此处进行优化并采用其中一种可行的选择：所述的接口模块包括串行接口模块和并行接口模块，串行接口模块和并行接口模块分别与控制处理模块连接。采用如此方案时，若所连接设备接口为串行接口，则可以直接进行连接，若连接设备为并行接口，可以对其进行转换，将数据转换为串行输出后再进行后续操作。

优选的，数据采集模块使用蓝牙通信技术，使用了HC-05蓝牙模块，使得原设备可以与目标设备使用蓝牙传输数据。数据采集模块在开机后作为服务端创建蓝牙Socket，等待蓝牙连接，目标设备创建客户端蓝牙Socket，建立起联机。数据采集模块通过蓝牙通信技术将收集与处理后的信息传输到目标设备，避免了有线连接的繁复，减少了数据重复收录，实现了设备间的互联互通，消除信息孤岛。

考虑连接对象包括老旧设备，其接口类型未知，所以分别内置了串行接口模块和并行接口模块，并将TTL转换模块集成在了本发明中。接口转换模块的RXD接HC-05蓝牙无线通信模块的TXD端，TXD接蓝牙通信模块的RXD端，然后两个模块的VCC端相连接，连个模块的GND端相连接。当把蓝牙模块的工作方式是接收指令工作模式时，可以发送信号和获取设备信息，进行对数据的采集操作。当需要在两个蓝牙模块之间传输信息时，先对两个蓝牙进行配对，建立起蓝牙连接后即可传输信息。

优选的，本实施例中的控制处理模块用于对数据进行收集处理，筛选分类等，便于后续的数据输出，控制处理模块的使用方案并不被唯一限定，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：如图5所示，所述的控制处理模块包括单片机。采用如此方案时，单片机内可预设多种数据处理的格式模板，以对应从多种设备采集来的数据，在进行数据处理过程中可提高数据处理的便捷度和正确率。

在本实施例中，采用数据发送模块实现数据的无线发送，具体并不唯一限定，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的数据发送模块包括蓝牙模块。

实施例2

实施例1的内容对数据转换装置进行了说明，本实施例提供了数据处理的方案，此处进行说明：

如图2～图4所示，无线数据处理方法，采用上述内容公开的无线数据转换装置，包括：

S01：建立无线数据转换装置与数据设备的传输连接。

优选的，在本实施例中，传输连接使得无线数据转换装置可从数据设备采集数据，具体连接方式如下：建立传输连接时包括有线连接或无线连接，当采用有线连接时，需确认无线数据转换装置与数据设备之间能顺利传输数据，并在连续接收设定数量的相同数据后进行保留，再作为采集数据进行处理；当采用无线连接时，确认无线数据转换装置与数据设备连接成功后即可进行数据传输，当连接失败是重新发起无线连接，当连续若干次连接失败且超过设定次数后，进行提示并显示传输情况。采用如此方案时，能够同时兼顾不同的数据设备，提高该数据处理方法的适用范围。

本实施例中，在进行无线传输连接的方式并不唯一限定，此处进行优化并不唯一限定，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：无线数据转换装置与数据设备之间的无线连接包括蓝牙连接。

S02：从数据设备处采集数据，并将采集的数据格式转换为设定格式。

本实施例中进行数据采集时需同步进行数据的处理，此处进行优化并采用其中一种可行的选择：所述的从数据设备处采集数据，并将采集的数据格式转换为设定格式，包括从数据设备获取数据流，进行解码后转换为统一的字符流；并根据设定规则对字符流进行识别，同时筛除字符流中的不符合设定规则的无效数据，将符合设定规则的字符流分类为对应的键与值的形式，对字符流进行遍历处理后将对应好的键值组装成对应格式对象，并将格式对象转换为字符串形式。采用如此方案时，可将不同设备处采集的数据进行统一的处理，最终形成字符串形式进行输送并供后续的数据处理，能够提高最终数据处理的效率。同时，设定的对应格式对象可以是JSON对象。

S03：将转换格式后的数据通过无线传输给上位机模块。

优选的，在本实施例中，所述的上位机模块对数据进行整合处理并按照设定的输出格式进行调整后输出，包括采用预选库对字符串进行解析，从字符串中得到对应格式对象，并选择适应数据格式的转换模板，遍历对应格式对象以获得字符流的键值信息，对键值信息再次遍历后打印在过渡格式的文件中，并经过格式转换后按照输出格式进行输出。采用如此方案时，所述的预选库可采用jsmn库，对嵌入式设备中的数据转化为JSON格式，jsmn库适合存储空间有限的环境，

由于单个设备本身的数据量是不大的，所以选择采用jsmn可以提高5个体程序的执行效率。

本实施例中在进行对应格式对象的遍历过程中，需从对应格式对象中筛查嵌套的对应格式数据，若嵌套的对应格式数据中存在对应格式对象则提取后进行遍历处理以解析获取其中的字符串信息。

S04：上位机模块对数据进行整合处理并按照设定的输出格式进0行调整后输出。

本实施例公开的无线数据处理方法，用以从多种数据设备中获取数据信息并进行预处理，最终整理出完善的数据文件进行输出，可提高数据采集的效率，数据处理的正确率，避免了人工操作的大量工作量和出错率。

5此处列举一实例，对上述实施例公开的装置和方法进行说明。

1、数据采集

本案例从设备的打印端口获取数据，此时的数据为字符串格式，包括了所有原本将打印在小票中的信息。数据采集模块接收到设备传

来的原始数据，对原始数据进行自动化的处理后，通过蓝牙模块输出0到上位机中，整个流程不再需要多余和重复的人工操作，效率高的同

时提高了数据采集的准确率。

数据采集模块接收到数据后，在单片机中首先对这个原始数据的格式进行转换，将字符串型的数据转换为JSON的格式。JSON格式

将数据存储为{键：值}的形式，是一种轻量级的数据交换格式，方便5计算机操作和人们阅读。这里使用jsmn库对嵌入式设备中的数据转

化为JSON格式，jsmn库适合存储空间有限的环境，由于单个设备本身的数据量是不大的，所以选择采用jsmn可以提高个体程序的执行效率。首先利用‘,’对数据进行分割，将拆分后的不同片段通过start、end、size参数进行存储，截止根据”字段”获取对应的值。数据采集模块将设备数据转换为JSON的格式，可以方便对数据的进一步加工和操作，比如对数据的可视化、汇总、分析等。而且JSON在拓展性和可读性上表现良好，在数据传输效率和解析难度上表现十分优秀，为了方便后续设备间的直接通信，这里统一采用JSON格式作为数据交互的媒介，方便各设备间进行数据共享，提高整体的工作效率。接收到的数据在单片机中进行自动的处理和转换，再通过蓝牙转发模块将处理完成的数据传输给目标设备，实现了全程无纸化，简化了数据采集流程，提高了数据采集的准确率。

除了将数据转换为{键：值}形式的JSON格式，本发明还可以对数据进行初步的分析和加工。数据采集模块内嵌了多种数学函数模型，可自动对数据进行初步处理：

1)数据清洗

获取到的数据可能会存在一些问题，比如数据缺失、重复、格式不统一等问题，因此在进行后续操作前进行清洗。对异常数据进行检测、去除异常值、重复值或冗余信息，通过数据的清洗、合并、重塑、转换，使得原始数据具有唯一性和完整性。

2)数据分析

数据采集模块中嵌入了一些简单的数据函数，可以根据需求对数据进行增删改查，以及计算数据的和、均值、方差等操作。对应的数据可以一并转换为JSON格式传输给目标。

3)数据打印输出

根据不同的需求，实现将数据转换为打印机、传真机支持的格式进行打印数据，不需要手动记录，方便准确。

2、通信

数据采集模块使用蓝牙通信技术，使用了HC-05蓝牙模块，使得原设备可以与目标设备使用蓝牙传输数据。数据采集模块在开机后作为服务端创建蓝牙Socket，等待蓝牙连接，目标设备创建客户端蓝牙Socket，建立起联机。数据采集模块通过蓝牙通信技术将收集与处理后的信息传输到目标设备，避免了有线连接的繁复，减少了数据重复收录，实现了设备间的互联互通，消除信息孤岛。

本案例考虑连接对象为老旧设备，其接口类型未知，所以分别内置了串行接口模块和并行接口模块，并将TTL转换模块集成在了本发明中。接口转换模块的RXD接HC-05蓝牙无线通信模块的TXD端，TXD接蓝牙通信模块的RXD端，然后两个模块的VCC端相连接，连个模块的GND端相连接。当把蓝牙模块的工作方式是接收指令工作模式时，可以发送信号和获取设备信息，进行对数据的采集操作。当需要在两个蓝牙模块之间传输信息时，先对两个蓝牙进行配对，建立起蓝牙连接后即可传输信息。

3、软件开发

在得到完成了格式转换的数据后，本发明通过编程实现了将收集到的数据自动转换为Excel文件。JSON格式的数据为[键：值]的格式，将相同的键抽象作为Excel的标题栏，为每个数据添加一个编号，再将其值添加到相应的键下。本实例将其封装成一个方法，该方法设置了JSONData，FileName，title，filter四个参数,如下所示，

JSONToEcxelConvertor(JSONData,FileName,title,filter)

·JSONData[必填]：传入需要转换的数据(json或者object)

·FileName：导出Excel文件名(不填为undefined.xls)

·title[数组]：可以自定义标题(与json标题名称顺序一致，若需要过滤不填则可)

·filter[数组]：过滤json中的相关行

其中参数可以通过上位机软件自行选择输入。本实例通过连接奶品测试仪后做的测试模拟，数据接收模块从奶品分析仪的输出端口接收到数据，将其转换为JSON格式，根据预先的设置对数据进行处理，选择以Excel进行输出，得到结果如图6所示。

原有的技术需要收集每个设备打印出的票据，根据票据上的信息筛选所需的数据，先将票据中的数据汇总后进行的纸质记录，若有需求还需要进行初步的数据处理，之后将数据录入计算机中并生成Excel文件，对文件中的数据进行进一步的修改和操作，而这一系列操作都是人工进行的。经过本实例简化后的数据收集流程如图2所示，全程减少了人工的操作，省略了设备打印纸质单据的过程，且不再需要经过多次的数据转录，可以直接从设备打印接口接收数据、处理数据以及在上位机输出数据。本发明封装了多种数据处理的方法在自动处理数据模块中，可自动对采集到的数据进行处理，提高了整个数据采集过程的效率，节约了资源，提高了数据准确率，提升了整个生产的收益。

4、关于涉及设备数据采集的相关编程

如图3所示，由于不同设备输出的字符数据流编码方式不尽相同，首先需要对数据流进行解码，转化为统一的字符流后再进行操作；接着对进行转换后的字符流按照自定义规则进行识别，该规则可以被封装为一个单独的api运用在数据处理模块中，并根据实际情况进行修改和优化，经过识别后的字符流会保留数据来源，记录数据标识，清洗掉部分无用数据，并将数据分类为对应的键与值的形式，方便后续转换为JSON格式；然后根据数据的格式对字符进行遍历处理，将分类好的键值对组装成对应的JSON对象；最后将JSON对象转换成字符串的形式，等待后续的传输。

数据采集模块从分析仪接收到原始的数据流，先对该数据流进行解码，将原始数据流转化为方便程序统一处理的字符流；由于机器打印的票据中有不同格式的字体和以若干符号组成的分割线，所以要对这些数据进行清理，即将字符格式统一化，并删除这些多余的符号；接着根据定义的规则，通过删除的分割线位置将剩下的数据切割为不同的模块，包括数据标题、员工数据、客户数据等，再根据“：”的位置将数据划分为键与值，等待后续的组装；最后可以将这些数据组装成对应的JSON对象，并转换成字符串的形式等待后续的传输。

5、关于不同设备接口的匹配

本实例考虑连接对象为老旧设备，其接口类型未知，所以分别内置了串行接口模块和并行接口模块，并将TTL转换模块集成在了本发明中。接口转换模块的RXD接HC-05蓝牙无线通信模块的TXD端，TXD接蓝牙通信模块的RXD端，然后两个模块的VCC端相连接，连个模块的GND端相连接。

若所连接设备接口为串行接口，则可以直接进行连接编程，若连接设备为并行接口，本发明可以对其进行转换，将数据转换为串行输出后再进行后续操作，连接图如图7所示。

数据完成传输后，经过处理并最终通过蓝牙模块传出去。当把蓝牙模块的工作方式是接收指令工作模式时，可以发送信号和获取设备信息，进行对数据的采集操作。当需要在两个蓝牙模块之间传输信息时，先对两个蓝牙进行配对，建立起蓝牙连接后即可传输信息。

6、关于将采集到的数据生成Excel文件

当接收到经过处理和筛选后的JSON数据格式的字符串，用户可以选择将这些数据输出为Execl文件，该功能流程如图8所示。

由于模块接收并处理转换成的JSON数据为字符串的形式，所以要先将字符串转换为方便程序处理的形式。这里使用了嵌入式设备常用来处理JSON数据的库jsmn，将JSON字符串转换为JSON对象；由模块传来的数据标识可以确定该数据的设备来源，根据不同的来源选择不同的表格数据处理模板对数据进行处理；已知JSON格式数据以“键”、“值”对的形式存在，由于每个数据中可能嵌套着新的JSON的情况，所以需要在每次读取数据时进行判断，若存在嵌套的情况，则改变其“树”型结构，转为普通的线型结构，即把嵌套的“键”与其他的“键”以并列的形式储存，同时将对应的“值”按序存储，等待后续处理；当遍历完JSON数据后，对csv格式文件进行读写，将JSON数据中的“键”作为第一行数据写入csv文件中，之后按顺序写入“值”的数据；最后利用Excel的VBA处理程序将csv文件转换为Excel文件后进行输出。

表格数据处理模板以api的形式封装并运用在程序中，可以根据用户的需求对其进行修改。因为不同的设备输出的数据属性不同，而且用户的需求也不相同，本发明可以根据用户的需求在程序中通过选择不同的数据处理模板的进行处理，满足各项需求，生成不同格式的表格。最终生成的文件如图9、图10所示。

以上即为本实施例列举的实施方式，但本实施例不局限于上述可选的实施方式，本领域技术人员可根据上述方式相互任意组合得到其他多种实施方式，任何人在本实施例的启示下都可得出其他各种形式的实施方式。上述具体实施方式不应理解成对本实施例的保护范围的限制，本实施例的保护范围应当以权利要求书中界定的为准。