專利名稱：一種制造業(yè)記錄儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種制造業(yè)記錄儀技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及制造業(yè)領(lǐng)域的記錄儀技術(shù)范疇，尤其涉及一種制造業(yè)記錄儀。
技術(shù)背景[0002]制造業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集、記錄和分析是實(shí)施自動(dòng)控制的前提。有紙有筆記錄儀是 1996年前制造業(yè)領(lǐng)域的主流產(chǎn)品，采用機(jī)械結(jié)構(gòu)帶動(dòng)紙軸旋轉(zhuǎn)，用墨水筆在紙上記錄和保 存所采集的數(shù)據(jù)幅值或數(shù)值。有紙有筆記錄儀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)械活動(dòng)部件多，運(yùn)行中需 定期更換記錄紙和墨水，因此運(yùn)維工作量、費(fèi)用及故障率頗高；有紙有筆記錄儀的輸入信號(hào) 固定，安裝投運(yùn)后通道的信號(hào)類型和量程范圍不能改變，同時(shí)記錄數(shù)據(jù)的后續(xù)處理、分析和 保管十分困難。[0003]1992年，德國H&B公司率先推出制造業(yè)領(lǐng)域的無紙記錄儀DatavisA ； 1996年，浙 江中控迅速跟進(jìn)推出了我國第一臺(tái)制造業(yè)無紙記錄儀；截止2010年2月，涉足制造業(yè)無紙 記錄儀的企業(yè)達(dá)60余家，形成從業(yè)人數(shù)1萬、銷售收入9億的產(chǎn)業(yè)。制造業(yè)無紙記錄儀歷 經(jīng)17年的發(fā)展已進(jìn)入成熟定型期，基本技術(shù)特征是以微處理器為中心，具有程控信號(hào)輸 入(俗稱萬能輸入)、液晶顯示屏上多種呈現(xiàn)形式的特征；支持通信組網(wǎng)、USB設(shè)備(U盤)、 CF卡、SD卡數(shù)據(jù)備份，如發(fā)明專利“儀表內(nèi)數(shù)據(jù)備份到CF電子盤的裝置及其方法”(專利號(hào) ZL03150548. 1)，給出了無紙記錄儀的表內(nèi)數(shù)據(jù)備份到CF卡的裝置及其方法；目前，制造業(yè) 無紙記錄儀的表內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)均采用電池供電RAM+FLASH的存儲(chǔ)架構(gòu)，該存儲(chǔ)架構(gòu)能兼顧記 錄儀對(duì)存取速度和存儲(chǔ)空間的要求，同時(shí)又較好的滿足了 FLASH獨(dú)特的讀寫要求。無紙記 錄儀憑借優(yōu)異的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，牢牢占據(jù)了制造業(yè)記錄儀市場的主導(dǎo)地位。隨著無紙記錄 儀的廣泛深入使用，其缺點(diǎn)亦日漸凸現(xiàn)電子數(shù)據(jù)易篡改、難追溯，即存在數(shù)據(jù)核查手段缺 失的不足；此外，電池供電RAM+FLASH存儲(chǔ)架構(gòu)還存在數(shù)據(jù)完備性方面的固有缺陷，導(dǎo)致制 造業(yè)無紙記錄儀難入數(shù)據(jù)需核查、數(shù)據(jù)有完備性要求的行業(yè)大門；因此，技術(shù)落后、性價(jià)比 欠佳的有紙記錄儀在制造業(yè)領(lǐng)域仍占有一席之地，甚至屢現(xiàn)有紙記錄儀卷土重來、再次取 代曾淘汰自己的無紙記錄儀個(gè)案。[0004]制造業(yè)記錄儀需存儲(chǔ)大量的工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)的實(shí)時(shí)性和可靠性要求較高，而 且掉電情況下數(shù)據(jù)也不能丟失。確保采集的數(shù)據(jù)能夠及時(shí)存儲(chǔ)，僅使用FLASH存儲(chǔ)器是不 行的，因?yàn)樗牟翆懰俣容^慢，且不能按字節(jié)進(jìn)行擦寫操作；因此，需要擴(kuò)展一塊加電池供 電的快速RAM非易失器件作為記錄儀的數(shù)據(jù)緩存，微處理器空閑時(shí)才將RAM中成頁或成塊 的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到FLASH。記錄儀中電池供電的快速RAM必配電池充放電電路、電池電量檢測 電路、安裝固定件和電池等，使得系統(tǒng)復(fù)雜度增大、可靠性降低；實(shí)踐表明電池供電的快速 RAM非易失器件是記錄儀的主要故障源之一，對(duì)記錄儀的數(shù)據(jù)完備性造成了嚴(yán)重的負(fù)面影 響。因此，有必要改進(jìn)電池供電RAM+FLASH的存儲(chǔ)架構(gòu)，提升制造業(yè)記錄儀數(shù)據(jù)的完備性。[0005]醫(yī)藥、食品等行業(yè)對(duì)關(guān)鍵工位的現(xiàn)場數(shù)據(jù)有可核查、可追溯的迫切需求，甚至提出 了必要時(shí)能由第三方進(jìn)行核查、追溯的苛刻要求，即數(shù)據(jù)必須具備不可抵賴性和可核查性； 藥品、食品安全保障有賴于不可抵賴的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，另一方面數(shù)據(jù)可核查也是食品行業(yè)、GMP法規(guī)明確規(guī)定的。記錄儀的電子數(shù)據(jù)易篡改、難追溯，核查功能缺位是亟待解決的難題。政 府、企業(yè)高度重視食品、藥品的安全問題，食品、藥品的任何安全紕漏對(duì)企業(yè)的打擊是致命 的，因此不少企業(yè)的產(chǎn)品安全除生產(chǎn)部門監(jiān)測外、常由獨(dú)立于生產(chǎn)體系直接對(duì)CEO負(fù)責(zé)的 產(chǎn)品安全部門復(fù)核審查。發(fā)明專利“數(shù)據(jù)交換裝置”(申請(qǐng)?zhí)?00680(^9902. 1)提出增設(shè) 邏輯單元監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)交換，防止法律上非常敏感的記錄數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)交換期間被篡改以及可靠 地識(shí)別和記錄篡改嘗試；發(fā)明專利“財(cái)政數(shù)據(jù)記錄儀”(申請(qǐng)?zhí)?00410035318. X)提出在 處理單元和存儲(chǔ)器之間作用的保護(hù)電路禁止電子篡改存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)。上述有益探 索立足專用電路阻斷電子數(shù)據(jù)被篡改的途徑，但專用電路使記錄儀的生產(chǎn)成本和復(fù)雜度增 大、可靠性降低，而對(duì)專用電路的操作又相當(dāng)煩瑣；從純技術(shù)角度而言，并不能完全杜絕繞 過專用電路的作弊手段。數(shù)據(jù)加密(對(duì)稱密鑰、非對(duì)稱密鑰)一定程度上也可防止電子數(shù) 據(jù)的篡改行為，但加/解密的資源開銷大、密鑰管理復(fù)雜；更重要的是記錄儀的易用性大打 拆扣、運(yùn)維工作量增加，用戶對(duì)此持強(qiáng)列的否定態(tài)度。因此，有必要開發(fā)一種在不增加用戶 的運(yùn)維工作量、不影響記錄儀易用性條件下，又能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)核查的新技術(shù)。發(fā)明內(nèi)容[0006]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種制造業(yè)記錄儀。[0007]制造業(yè)記錄儀由8個(gè)輸入通道、8個(gè)程控放大A/D轉(zhuǎn)換模塊、9個(gè)光電隔離模塊、頻 率輸入模塊、頻率檢測模塊、數(shù)碼顯示模塊、鍵盤操作模塊、熱印記錄模塊、FRAM存儲(chǔ)模塊、 FLASH存儲(chǔ)模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、E2PR0M、看門狗模塊、冷端溫度檢測模塊、RS232通信接口 模塊、熱敏打印機(jī)、報(bào)警控制模塊組成；8個(gè)輸入通道分別與8個(gè)程控放大A/D轉(zhuǎn)換模塊相 連，8個(gè)程控放大A/D轉(zhuǎn)換模塊分別與8個(gè)光電隔離模塊相連；頻率輸入模塊與頻率檢測模 塊相連；頻率檢測模塊與第9個(gè)光電隔離模塊相連；9個(gè)光電隔離模塊、數(shù)碼顯示模塊、鍵 盤操作模塊、熱印記錄模塊、FRAM存儲(chǔ)模塊、FLASH存儲(chǔ)模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、E2PR0M、看門 狗模塊、冷端溫度檢測模塊、RS232通信接口模塊、熱敏打印機(jī)、報(bào)警控制模塊分別與ARM7 微處理器LPC2114相連；FRAM存儲(chǔ)模塊和FLASH存儲(chǔ)模塊共同組成FRAM+FLASH存儲(chǔ)架 構(gòu)；FRAM存儲(chǔ)模塊中FRAM采用的芯片為FM25L256，F(xiàn)LASH存儲(chǔ)模塊FLASH采用的芯片為 AT45DB161D ；FM25L256的串行數(shù)據(jù)輸入端口與LPC2114的主機(jī)輸出和從機(jī)輸入端口 0相 連、FM25L256的串行數(shù)據(jù)輸出端口與LPC2114的主機(jī)輸入和從機(jī)輸出端口 0相連、FM25L256 的串行時(shí)鐘輸入端口與LPC2114的串行時(shí)鐘輸入端口 0相連，F(xiàn)M25L256的管腳電源輸入端、 狀態(tài)保持端、寫入保護(hù)端與3. 3V電源相連，F(xiàn)M25L256的地端和片選端接地，AT45DB161D的 串行數(shù)據(jù)輸入端口與LPC2114的主機(jī)輸出和從機(jī)輸入端口 1相連、AT45DB161D的串行數(shù)據(jù) 輸出端口與LPC2114的主機(jī)輸入和從機(jī)輸出端口 1相連、AT45DB161D的串行時(shí)鐘輸入端口 與AT45DB161D的串行時(shí)鐘輸入端口 1相連，AT45DB161D芯片復(fù)位端(RESET)與LPC2114的 管腳P0. 2相連，AI~45DB161D的電源輸入端、寫入保護(hù)端與3. 3V電源相連，AI~45DB161D的地 端和片選端接地。[0008]所述的熱敏打印機(jī)由RS232通信模塊、80S52單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、熱敏頭 缺紙檢測模塊、熱敏打印頭組成；80S52單片機(jī)分別與RS232通信模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、 熱敏頭缺紙檢測模塊、熱敏打印頭相連。[0009]本實(shí)用新型與背景技術(shù)相比，具有的有益效果是[0010]1)記錄儀采用FRAM+FLASH存儲(chǔ)架構(gòu)取代制造業(yè)傳統(tǒng)的電池供電RAM+FLASH存儲(chǔ) 架構(gòu)，既滿足了記錄儀對(duì)存取速度和存儲(chǔ)空間的要求，又提升了數(shù)據(jù)的完備性。[0011]2)記錄儀配置熱敏打印機(jī)，紙質(zhì)的趨勢(shì)顯示/記錄和數(shù)字顯示/記錄是核查電子 數(shù)據(jù)真實(shí)性的有效手段。[0012]3)記錄儀工作日結(jié)束時(shí)的記錄數(shù)據(jù)，通過用戶“32位鏈接變量"MD5生成1 位散 列值，128位散列值是核查電子數(shù)據(jù)真實(shí)性的第二條途徑。[0013]4)記錄儀工作日結(jié)束時(shí)的記錄數(shù)據(jù)，通過儀器生產(chǎn)商保密的“32位鏈接變量”MD5 同步生成另一個(gè)1 位散列值，該散列值是第三方核查電子數(shù)據(jù)真實(shí)性的又一方法。[0014]MD5不改變記錄儀本身存儲(chǔ)的任何數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的調(diào)用、展示和分析也無任何變化； 因此，記錄儀提供電子數(shù)據(jù)核查功能時(shí)，不會(huì)增加用戶的日常運(yùn)維工作量、且能確保記錄儀 的易用性。


[0015]圖1是制造業(yè)記錄儀結(jié)構(gòu)示意圖；[0016]圖2是本實(shí)用新型的FRAM+FLASH存儲(chǔ)架構(gòu)與微處理器LPC2114電路圖[0017]圖3是本實(shí)用新型的熱敏打印機(jī)電路框圖；[0018]圖4是本實(shí)用新型的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電路圖；[0019]圖5是本實(shí)用新型的熱敏頭缺紙檢測模塊電路圖；[0020]圖6是本實(shí)用新型的記錄儀FRAM+FLASH存儲(chǔ)架構(gòu)示意圖；[0021]圖7是本實(shí)用新型的MD5算法的主循環(huán)圖；[0022]圖8是本實(shí)用新型的MD5算法主循環(huán)的操作過程圖。
具體實(shí)施方式
[0023]如圖1所示，制造業(yè)記錄儀由8個(gè)輸入通道、8個(gè)程控放大A/D轉(zhuǎn)換模塊、9個(gè)光 電隔離模塊、頻率輸入模塊、頻率檢測模塊、數(shù)碼顯示模塊、鍵盤操作模塊、熱印記錄模塊、 FRAM存儲(chǔ)模塊、FLASH存儲(chǔ)模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、E2PR0M、看門狗模塊、冷端溫度檢測模塊、 RS232通信接口模塊、熱敏打印機(jī)、報(bào)警控制模塊組成；8個(gè)輸入通道分別與8個(gè)程控放大 A/D轉(zhuǎn)換模塊相連，8個(gè)程控放大A/D轉(zhuǎn)換模塊分別與8個(gè)光電隔離模塊相連；頻率輸入模 塊與頻率檢測模塊相連；頻率檢測模塊與第9個(gè)光電隔離模塊相連；9個(gè)光電隔離模塊、數(shù) 碼顯示模塊、鍵盤操作模塊、熱印記錄模塊、FRAM存儲(chǔ)模塊、FLASH存儲(chǔ)模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模 塊、E2PR0M、看門狗模塊、冷端溫度檢測模塊、RS232通信接口模塊、熱敏打印機(jī)、報(bào)警控制模 塊分別與ARM7微處理器LPC2114相連。[0024]如圖2所示，F(xiàn)RAM存儲(chǔ)模塊中FRAM采用的芯片為FM25L256，F(xiàn)LASH存儲(chǔ)模塊 FLASH采用的芯片為AT45DB161D ；FM25L256的串行數(shù)據(jù)輸入端口(Si)與LPC2114的主機(jī) 輸出和從機(jī)輸入端口 O(MOSIO)相連、FM25L256的串行數(shù)據(jù)輸出端口(SO)與LPC2114的主 機(jī)輸入和從機(jī)輸出端口 O(MISOO)相連、FM25L256的串行時(shí)鐘輸入端口(SCK)與LPC2114的 串行時(shí)鐘輸入端口 O(SCKO)相連，F(xiàn)M25L256的管腳電源輸入端(VDD)、狀態(tài)保持端(HOLD)、 寫入保護(hù)端(WP)與3. 3V電源相連，F(xiàn)M25L256的地端(VSS)和片選端(CS)接地，AT45DB161D 的串行數(shù)據(jù)輸入端口(Si)與LPC2114的主機(jī)輸出和從機(jī)輸入端口 I(MOSIl)相連、AT45DB161D的串行數(shù)據(jù)輸出端口(SO)與LPC2114的主機(jī)輸入和從機(jī)輸出端口 1 (MISOl)相 連、AT45DB161D的串行時(shí)鐘輸入端口(SCK)與AT45DB161D的串行時(shí)鐘輸入端口 I(SCKl)相 連，AT4OTB161D芯片復(fù)位端(RESET)與LPC2114的管腳P0. 2相連，AT4OTB161D的電源輸入 端(VCC)、寫入保護(hù)端(WP)與3. 3V電源相連，AT45DB161D的地端(VSS)和片選端(CS)接 地。[0025]如圖3所示，所述的熱敏打印機(jī)由RS232通信模塊、80S52單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模 塊、熱敏頭缺紙檢測模塊、熱敏打印頭組成；80S52單片機(jī)分別與RS232通信模塊、步進(jìn)電機(jī) 驅(qū)動(dòng)模塊、熱敏頭缺紙檢測模塊、熱敏打印頭相連。[0026]如圖4所示，主控芯片通過芯片ULN2003的達(dá)林頓管控制步進(jìn)電機(jī)，從而帶動(dòng)熱敏 打印頭進(jìn)行無筆位打印。[0027]如圖5所示，熱敏打印機(jī)缺紙檢測模塊檢測到打印紙僅剩1米時(shí)，通過80S52單片 機(jī)向操作人員發(fā)出報(bào)警信息，提醒操作人員進(jìn)行換紙操作。當(dāng)檢測到打印紙用盡時(shí)，熱敏打 印機(jī)缺紙檢測模塊通過80S52單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，并發(fā)出報(bào)警，直到記錄儀重 新上紙后停止報(bào)警并恢復(fù)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。[0028]如圖 6 所示，支持單字節(jié)寫操作的 FRAM(Ferroelectric Random Access Memory) 具有存儲(chǔ)速度快、掉電不丟數(shù)據(jù)等優(yōu)異特點(diǎn)，用來存儲(chǔ)記錄儀采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；而FLASH具 有容量大、價(jià)格低廉的特點(diǎn)，用來存儲(chǔ)記錄儀保存的歷史數(shù)據(jù)；兩種存儲(chǔ)器發(fā)揮各自的優(yōu) 點(diǎn)，共同完成記錄儀的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。FRAM選用FM25L256，3^(字節(jié)存儲(chǔ)容量分成16K上下兩個(gè) 存儲(chǔ)區(qū)；Flash選用AI~45DB161D。FRAM上區(qū)用于存儲(chǔ)記錄儀采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，並將FRAM中 成頁的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到FLASH ；以及記錄儀工作日結(jié)束時(shí)，存儲(chǔ)用戶“32位鏈接變量” MD5生成 的1 位散列值，作為電子數(shù)據(jù)真實(shí)性的核查依據(jù)。FRAM下區(qū)單獨(dú)設(shè)列，記錄儀隨機(jī)提供 的技術(shù)資料中不予披露，僅供儀器生產(chǎn)商使用；記錄儀工作日結(jié)束時(shí)，存儲(chǔ)儀器生產(chǎn)商保密 的“32位鏈接變量”MD5生成的另一個(gè)1 位散列值，該散列值對(duì)用戶是透明的，作為第三 方核查電子數(shù)據(jù)真實(shí)性的手段。[0029]如圖7、8所示，鑒于醫(yī)藥、食品等行業(yè)對(duì)關(guān)鍵工位的現(xiàn)場數(shù)據(jù)有可核查、可追溯 的迫切需求，甚至希望必要時(shí)能由第三方進(jìn)行核查、追溯的苛刻要求，即數(shù)據(jù)必須具備不 可抵賴性和可核查性；同時(shí)提供數(shù)據(jù)核查功能時(shí)，又希望不增加用戶的日常運(yùn)維工作量、 保持記錄儀的易用性；本實(shí)用新型提出采用MD5算法來滿足上述要求。MD5的全稱是 Message-Digest Algorithm 5 (信息一摘要算法)，是由Ron Rivest設(shè)計(jì)的一種單向散列 函數(shù)。MD5將整個(gè)文件當(dāng)作一個(gè)大文本信息，以512位分組為單位處理該信息，每個(gè)512位 分組又分為16個(gè)32位子分組，算法的輸出為4個(gè)級(jí)聯(lián)的32位分組，組成1 位的散列值， 通過其不可逆的字符串變換算法，產(chǎn)生了唯一的MD5信息摘要。如果在以后傳播這個(gè)文件 的過程中，無論文件的內(nèi)容發(fā)生了任何形式的改變，包括人為修改或者發(fā)送過程中線路不 穩(wěn)定引起的傳輸錯(cuò)誤等，只要對(duì)這個(gè)文件重新計(jì)算MD5時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)信息摘要不相同，由此 可以確定得到的只是一個(gè)被篡改的記錄儀工作日數(shù)據(jù)。一旦記錄儀上傳數(shù)據(jù)出錯(cuò)，監(jiān)控中 心會(huì)要求記錄儀重發(fā)。簡單來說，MD5的作用是讓記錄儀每個(gè)工作日采集的數(shù)據(jù)被“壓縮” 成一種保密的格式，也就是把一個(gè)任意長度的字節(jié)串變換成一定長的大整數(shù)。必須指出， MD5不改變記錄儀的采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的調(diào)用、展示和分析也不會(huì)有任何變化；因此，MD5不會(huì) 增加用戶的運(yùn)維工作量、能確保記錄儀易用性。[0030]記錄儀每個(gè)工作日采集數(shù)據(jù)的MD5加密算法如下電子數(shù)據(jù)M被分為Ml，M2，…… Mk，共K個(gè)子分組。單向散列函數(shù)的輸入是消息分組Mi和前一消息分組Mi-I的散列值的 散列值hi-Ι，輸出散列值hi，輸出散列值hi = f(Mi，hi-l)。該散列值hi和下一輪的消息 分組Mi+Ι —起，作為單向散列函數(shù)的下一輪輸入，如此反復(fù)，最后一組的輸出就是整個(gè)待 加密消息的散列值。MD5算法分為初始化、主循環(huán)和尾部處理三個(gè)部分，步驟如下[0031]①初始化。算法初始化分為原始明文初始化和鏈接變量初始化兩個(gè)部分。明文初 始化首先將長度為L的待加密明文P后面級(jí)聯(lián)一個(gè)字節(jié)0x80，再級(jí)聯(lián)若干個(gè)0X00作為填 充，使其長度為(512^(-64)位(K為正整數(shù))。接著再級(jí)聯(lián)64位二進(jìn)制數(shù)L，表示加密前的 明文長度，此時(shí)明文長度被填充為512位的整數(shù)K倍，同時(shí)確保不同明文填充后不會(huì)相同。 讀取記錄儀內(nèi)固化的四個(gè)32位鏈接變量(Chaining Variable)，分別賦值給A、B、C、D四個(gè) 變量作為其初始值。這里假設(shè)A、B、C、D初始值分別為A = 0x01234567, B = 0x89ABCDEF， C = 0xFEDCBA98, D = 0x76543210。[0032]②算法主循環(huán)。算法主循環(huán)如圖7所示。主循環(huán)次數(shù)為K。將鏈接變量A、B、C、 D分別賦給a、b、c、d四個(gè)變量。每次主循環(huán)都有四輪，每輪進(jìn)行16次操作，每次操作過程 如圖8所示，，先對(duì)a、b、c、d中的三個(gè)進(jìn)行一次非線性函數(shù)運(yùn)算，四輪的非線性函數(shù)依次 為:F(X，Y，Z) = (X&Y) I (( X)&Z)、G(X，Y，Z) = (X&Z) | (Y&( Z))、H(X，Y，Z) = X丫Ζ、 I(X，Y，Ζ) = r (ΧI ( ζ))，然后將所得結(jié)果依次加上第四個(gè)變量、Mj(文本中的第j個(gè)子 分組，0 <= j <= 15)和一個(gè)Ci (常數(shù))，將所得結(jié)果循環(huán)左移一個(gè)不定的常數(shù)S，然后再 加上a、b、c或者d中之一，最后用該結(jié)果取代a、b、c或者d中之一。這四輪操作分別用函 數(shù) FF (a, b, c, d, Mj, s, Ci) > GG (a, b, c, d, Mj, s, Ci)、HH(a, b, c, d, Mj, s, Ci)、II (a, b, c, d, Mj, s, Ci)，其中 FF(a, b, c, d，Mj, s, Ci)表示 a = b+((a+F(b, c, d) +Mj^Ci) << s)、GG(a，b, c, d, Mj, s, Ci)表示 a = b+((a+G(b, c, d) +Mj^Ci) << s)、HH(a, b, c, d, Mj, s, Ci)表示 a = b+((a+H(b, c, cO+Mj+Ci) << s)、II (a, b, c, d，Mj, s, Ci)表示 a = b+((a+I(b, c, d) +Mj^Ci) << s)。經(jīng)過運(yùn)算這四輪(64步)是[0033]第一輪[0034]FF (a，b，C,d，M0，7，0xd76aa478)[0035]FF (d，a,b，C,Ml,12，0xe8c7b756)[0036]FF (c，d，a,b，M2,17，0x242070db)[0037]FF (b,C,d，a,M3，22，0xclbdceee)[0038]FF (a，b，C,d，M4,7,0xf57c0faf)[0039]FF (d，a,b，C,M5,12，0x4787c62a)[0040]FF (c，d，a,b，M6,17,0xa8304613)[0041]FF (b,C,d，a,M7,22,0xfd469501)[0042]FF (a，b，C,d，M8,7,0x698098d8)[0043]FF (d，a,b，C,M9,12,0x8b44f7af)[0044]FF (c，d，a,b，M10,17,0xffff5bbl)[0045]FF (b,C,d，a,Mll，22，0x895cd7be)[0046]FF (a，b，C,d，M12,7,0x6b901122)[0047]FF (d，a,b，C,M13,12，0xfd987193)[0048FFCdabM14,17，0xa679438e)[0049FFbCdaM15,22,0x49b40821)[0050第—二輪[0051GGabCdMl,5,0xf61e2562)[0052GGdabCM6，9，0xc040b340)[0053GGCdabMil,14,0x265e5a51)[0054GGbCdaM0，20，0xe9b6c7aa)[0055GGabCdM5，5，0xd62fl05d)[0056GGdabCM10，9，0x02441453)[0057GGCdabM15,14，0xd8ale681)[0058GGbCdaM4,20,0xe7d3fbc8)[0059GGabCdM9，5，0x21elcde6)[0060GGdabCM14，9，0xc33707d6)[0061GGCdabM3,14,0xf4d50d87)[0062GGbCdaM8，20，0x455al4ed)[0063GGabCdM13,5,0xa9e3e905)[0064GGdabCM2,9,0xfcefa3f8)[0065GGCdabM7,14,0x676f02d9)[0066GGbCdaM 12,20,0x8d2a4c8a)[0067第-三輪[0068HHabCdM5,4,0xfffa3942)[0069HHdabCM8,Il,0x8771f681)[0070HHCdabMil,16，0x6d9d6122)[0071HHbCdaM14，23，0xfde5380c)[0072HHabCdMl,4,0xa4beea44)[0073HHdabCM4,Il,0x4bdecfa9)[0074HHCdabM7，16，0xf6bb4b60)[0075HHbCdaM10,23,0xbebfbc70)[0076HHabCdM13，4，0x289b7ec6)[0077HHdabCMO,ll,0xeaal27fa)[0078HHCdabM3,16,0xd4ef3085)[0079HHbCdaM6,23,0x04881d05)[0080HHabCdM9，4，0xd9d4d039)[0081HHdabCM12,Il，0xe6db99e5)[0082HHCdabM15,16,0xlfa27cf8)[0083HHbCdaM2，23，0xc4ac5665)[0084第四輪[0085IIabCdM0，6，0xf4292244)[0086IIdabCM7,10,0x432aff97)[0087]II(c，d, a, b，M14，15，0xab9423a7)[0088]II(b, c, d, a, M5, 21, 0xfc93a039)[0089]II(a, b, c, d，M12，6，0x655b59c3)[0090]II(d，a，b，c, M3,10,0x8f0ccc92)[0091]II(c，d, a, b, M10,15,0xffeff47d)[0092]II(b, c, d, a, Ml, 21, 0x85845ddl)[0093]II(a, b, c, d, M8,6,0x6fa87e4f)[0094]II(d，a，b，c, M15,10,0xfe2ce6e0)[0095]II (c，d, a, b，M6，15，0xa3014314)[0096]II(b, c, d, a, M13, 21, 0x4e081 lal)[0097]II(a, b, c, d, M4,6,0xf7537e82)[0098]II(d，a，b，c, Mil, 10,0xbd3af235)[0099]II(c，d, a, b，M2，15，0x2ad7d2bb)[0100]II(b, c, d, a，M9，21，0xeb86d391)[0101]③尾部處理。每一次主循環(huán)全部完成之后，將A、B、C和D分別加上a、b、c和d。 接著用下一個(gè)分組繼續(xù)運(yùn)行算法，最后的輸出散列值是A、B、C和D的級(jí)聯(lián)。[0102]制造業(yè)數(shù)據(jù)記錄方法是FRAM存儲(chǔ)模塊中的FRAM細(xì)分成上下兩個(gè)存儲(chǔ)區(qū)；FRAM 上區(qū)用于存儲(chǔ)記錄儀采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，並將FRAM中成頁的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到FLASH存儲(chǔ)模塊，以 及記錄儀工作日結(jié)束時(shí)，存儲(chǔ)用戶MD5算法的散列值；FRAM下區(qū)單獨(dú)設(shè)列，記錄儀工作日結(jié) 束時(shí)同步存儲(chǔ)儀器生產(chǎn)商保密的MD5算法散列值；記錄儀配置數(shù)碼管、熱敏打印機(jī)，同步提 供紙質(zhì)、電子兩種存儲(chǔ)介質(zhì)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄，數(shù)碼管進(jìn)行定點(diǎn)或巡回?cái)?shù)字顯示、熱敏打印機(jī) 進(jìn)行趨勢(shì)顯示/記錄和數(shù)字顯示/記錄。[0103]制造業(yè)數(shù)據(jù)完備性的核查方法是用戶在記錄儀工作日結(jié)束時(shí)將存儲(chǔ)于FRAM存 儲(chǔ)模塊和FLASH存儲(chǔ)模塊中的當(dāng)日采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過MD5算法計(jì)算出一個(gè)1 位的散列 值由并由記錄儀附加打印輸出，同時(shí)用戶的生產(chǎn)質(zhì)管或產(chǎn)品安全部門調(diào)用該MD5算法產(chǎn)生 一個(gè)1 位的散列值，并和記錄儀數(shù)據(jù)附加的散列值進(jìn)行比較；如果相同，則認(rèn)為記錄儀電 子數(shù)據(jù)未被篡改、是可信的，反之則不可信；記錄儀生產(chǎn)商MD5算法采用與用戶的“32位鏈 接變量”不同的“鏈接變量”，再次計(jì)算存儲(chǔ)于FRAM存儲(chǔ)模塊和FLASH存儲(chǔ)模塊中當(dāng)日采集 的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的散列值，單獨(dú)存儲(chǔ)在FRAM下區(qū)，并生產(chǎn)商的散列值對(duì)用戶是透明的；記錄儀 生產(chǎn)商作為第三方核查電子數(shù)據(jù)真實(shí)性的步驟是對(duì)記錄數(shù)據(jù)調(diào)用MD5算法，產(chǎn)生一個(gè)記錄 儀生產(chǎn)商獨(dú)有的1 位散列值，并和記錄儀FRAM下區(qū)相應(yīng)的散列值進(jìn)行比較；如果相同，則 認(rèn)為記錄儀電子數(shù)據(jù)未被篡改、是可信的，反之則不可信。9
權(quán)利要求1.一種制造業(yè)記錄儀，其特征在于由8個(gè)輸入通道、8個(gè)程控放大A/D轉(zhuǎn)換模塊、9個(gè) 光電隔離模塊、頻率輸入模塊、頻率檢測模塊、數(shù)碼顯示模塊、鍵盤操作模塊、熱印記錄模 塊、FRAM存儲(chǔ)模塊、FLASH存儲(chǔ)模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、E2PR0M、看門狗模塊、冷端溫度檢測模 塊、RS232通信接口模塊、熱敏打印機(jī)、報(bào)警控制模塊組成；8個(gè)輸入通道分別與8個(gè)程控放 大A/D轉(zhuǎn)換模塊相連，8個(gè)程控放大A/D轉(zhuǎn)換模塊分別與8個(gè)光電隔離模塊相連；頻率輸入 模塊與頻率檢測模塊相連；頻率檢測模塊與第9個(gè)光電隔離模塊相連；9個(gè)光電隔離模塊、 數(shù)碼顯示模塊、鍵盤操作模塊、熱印記錄模塊、FRAM存儲(chǔ)模塊、FLASH存儲(chǔ)模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模 塊、E2PR0M、看門狗模塊、冷端溫度檢測模塊、RS232通信接口模塊、熱敏打印機(jī)、報(bào)警控制模 塊分別與ARM7微處理器LPC2114相連；FRAM存儲(chǔ)模塊中FRAM采用的芯片為FM25L256， FLASH存儲(chǔ)模塊FLASH采用的芯片為=A1MSDBieiD ;FM25L256的串行數(shù)據(jù)輸入端口(Si)與 LPC2114的主機(jī)輸出和從機(jī)輸入端口 O(MOSIO)相連、FM25L256的串行數(shù)據(jù)輸出端口(SO) 與LPC2114的主機(jī)輸入和從機(jī)輸出端口 O(MISOO)相連、FM25L256的串行時(shí)鐘輸入端口 (SCK)與LPC2114的串行時(shí)鐘輸入端口 O(SCKO)相連，F(xiàn)M25L256的管腳電源輸入端(VDD)、 狀態(tài)保持端(HOLD)、寫入保護(hù)端(WP)與3. 3V電源相連，F(xiàn)M25L256的地端(VSS)和片選端 (CS)接地，AT45DB 161D的串行數(shù)據(jù)輸入端口(Si)與LPC2114的主機(jī)輸出和從機(jī)輸入端 口 I(MOSIl)相連、AI~45DB161D的串行數(shù)據(jù)輸出端口(SO)與LPC2114的主機(jī)輸入和從機(jī)輸 出端口 I(MISOl)相連、AT45DB161D的串行時(shí)鐘輸入端口 (SCK)與AT45DB161D的串行時(shí)鐘 輸入端口 1 (SCKl)相連，AT45DB161D芯片復(fù)位端(RESET)與LPC2114的管腳P0. 2相連， AT45DB161D的電源輸入端(VCC)、寫入保護(hù)端(WP)與3. 3V電源相連，AT45DB161D的地端 (VSS)和片選端(CS)接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制造業(yè)記錄儀，其特征在于所述的熱敏打印機(jī)由RS232 通信模塊、80S52單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、熱敏頭缺紙檢測模塊、熱敏打印頭組成； 80S52單片機(jī)分別與RS232通信模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、熱敏頭缺紙檢測模塊、熱敏打印 頭相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種制造業(yè)記錄儀。記錄儀由8個(gè)輸入通道、8個(gè)程控放大A/D轉(zhuǎn)換模塊、9個(gè)光電隔離模塊、頻率輸入模塊、頻率檢測模塊、數(shù)碼顯示模塊、鍵盤操作模塊、熱印記錄模塊、FRAM存儲(chǔ)模塊、FLASH存儲(chǔ)模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、E2PROM、看門狗模塊、冷端溫度檢測模塊、RS232通信接口模塊、熱敏打印機(jī)、報(bào)警控制模塊組成；通過FRAM+FLASH存儲(chǔ)架構(gòu)既滿足了記錄儀對(duì)存取速度和存儲(chǔ)空間的要求，又提升了數(shù)據(jù)的完備性；借助熱敏打印機(jī)、MD5算法使記錄儀電子數(shù)據(jù)具有三重核查功能；在不增加用戶的日常運(yùn)維工作量、且能確保記錄儀的易用性的基礎(chǔ)上克服了現(xiàn)有記錄儀數(shù)據(jù)完備性和完全性的問題。
文檔編號(hào)G07C3/00GK201820275SQ20102058223
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者丁程, 吳明光, 周平, 徐曉忻, 黃忠 申請(qǐng)人:丁程, 浙江大學(xué)