CN103793361A - 移动量算机 - Google Patents

Abstract

一种移动量算机，它包括处理器以及与处理器相连接的存储子系统、通信子系统、显示子系统和电源子系统；所述的处理器包括Android应用程序框架以及架设在Android应用程序框架上的图形处理模块、业务编辑系统调度模块和本地数据处理模块；其中，业务编辑系统调度模块获取图形处理模块的图形数据和本地数据处理模块的构件模板和钢筋数据，并对上述数据进行编辑和处理，然后根据处理的结果进行钢筋翻样、下料和量算；最后，业务编辑系统调度模块将获取图形数据、构件模板和钢筋数据的结果、对上述数据进行处理的结果、以及钢筋翻样、下料和量算的结果全部显示在用户界面模块上。采用上述技术方案的本发明，工作移动化，施工现场随时随地可以进行钢筋翻样、下料和算量的工作，改变了以往在办公室计算的工作模式。

Description

移动量算机

技术领域

本发明涉及一种应用于建设工程施工现场的小型手持式移动设备。主要功能是施工技术人员利用手持移动量算机随时随地来进行钢筋翻样、下料和用量的计算。

背景技术

原来，施工技术人员在现场实地考察时，需要对钢筋翻样、下料和用量进行计算。由于没有辅助工具，施工技术人员往往用笔记下实际的各种参数，然后回到办公室之后再对这些参数进行处理

发明内容

本发明的目的是提供一种施工技术人员在施工现场可随时随地进行钢筋翻样、下料和用量计算的小型手持式移动设备，即移动量算机。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种移动量算机，它包括处理器以及与处理器相连接的存储子系统、通信子系统、显示子系统和电源子系统；所述的处理器包括Android应用程序框架以及架设在Android应用程序框架上的图形处理模块、业务编辑系统调度模块和本地数据处理模块；其中，业务编辑系统调度模块获取图形处理模块的图形数据和本地数据处理模块的构件模板和钢筋数据，并对上述数据进行编辑和处理，然后根据处理的结果进行钢筋翻样、下料和量算；最后，业务编辑系统调度模块将获取图形数据、构件模板和钢筋数据的结果、对上述数据进行处理的结果、以及钢筋翻样、下料和量算的结果全部显示在用户界面模块上。

所述的显示子系统包括与处理器相连接的触摸控制模块和显示接口模块，所述的触摸控制模块和显示接口模块与触摸屏相连接，触摸屏连接偏置电压和背光模块。

所述的通信子系统包括无线网络模块。

所述的电源子系统包括与交流电相连接的交流充电器，交流充电器通过电源管理单元连接处理器。

所述的电源管理单元通过电池充电模块、过充保护电路连接电池；且所述的电池充电模块连接有静电保护模块，静电保护模块通过带升压斩波电路的直流转直流开关连接至处理器的USB接口。

所述的图形处理模块中的图形数据来源于SGL引擎；本地数据处理模块中的构件模板和钢筋数据来源于SQLite数据引擎。

采用上述技术方案的本发明，具有以下优点：

1、工作移动化。施工现场随时随地可以进行钢筋翻样、下料和算量的工作，改变了以往在办公室计算的工作模式。

2、提升精确度。施工现场因为条件的限制，需要复杂计算才能决定的钢筋用量，大多时候都是靠估算，不是造成钢筋浪费就是钢筋长度不够，导致强度不达标。使用移动量算机后避免手工计算的误差。

3、计算速度快。手工计算要3天左右的工作量，使用移动量算机仅需要1小时左右。提高了工作效率，节省了人工成本。

4、原料节省资金节约。使用移动量算机提高施工现场钢筋操作的工作效率，降低钢筋加工损耗，节约钢筋用量，减少施工成本，创造经济效益。

5、工程质量提高。优化下料设计，减少钢筋节头，提升钢筋拉伸强度，提高工程质量，保障人民生命财产安全。

附图说明

图1为本发明的硬件原理框图。

图2为本发明处理器的原理架构图。

图3为本发明Android平台的架构模型图。

图4为本发明的流程图。

图5为实际操作时的工作流程图。

具体实施方式

如图1所示，一种移动量算机，它包括处理器以及与处理器相连接的存储子系统、通信子系统、显示子系统和电源子系统；所述的处理器包括Android应用程序框架以及架设在Android应用程序框架上的图形处理模块、业务编辑系统调度模块和本地数据处理模块；其中，业务编辑系统调度模块获取图形处理模块的图形数据和本地数据处理模块的构件模板和钢筋数据，并对上述数据进行编辑和处理，然后根据处理的结果进行钢筋翻样、下料和量算；最后，业务编辑系统调度模块将获取图形数据、构件模板和钢筋数据的结果、对上述数据进行处理的结果、以及钢筋翻样、下料和量算的结果全部显示在用户界面模块上。

显示子系统包括与处理器相连接的触摸控制模块和显示接口模块，触摸控制模块和显示接口模块与触摸屏相连接，触摸屏连接偏置电压和背光模块，该子系统完成显示以及用户交互功能。

通信子系统包括无线网络模块，它用来与其他设备进行连接交互操作。包含无线模块和蓝牙模块。无线模块用来接入无线局域网。蓝牙模块用来与同样具有蓝牙的设备传递文件。

电源子系统包括与交流电相连接的交流充电器，交流充电器通过电源管理单元连接处理器。其中，电源管理单元通过电池充电模块、过充保护电路连接电池；且所述的电池充电模块连接有静电保护模块，静电保护模块通过带升压斩波电路的直流转直流开关连接至处理器的USB接口。

处理器是量算机硬件的核心部件，作为通信交换、设备控制等各种功能的主要计算和协调控制中心。

存储子系统为系统提供运行时所需的内存，以及操作系统和用户数据的存储空间。包含emmc内存和SD扩展卡。

量算机按下电源启动以后，首先运行的是底层的操作系统，在此基础上，量算客户端开始运行。所有的钢筋计算操作都由量算客户端完成。硬件只作为计算和存储的载体。

如图2—图5所示，本发明中的处理器采用开源的Linux系统Android基础上定制开发。操作系统的功能包括管理系统的硬件、软件及数据资源；控制程序运行；改善人机界面；为其它应用软件提供支持等，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面。

图3是Android平台的架构模型：由5部分组成，分别是：Linux 内核、Android 运行时、程序库、应用程序框架、应用程序。

1、Linux内核：Android基于Linux 2.6提供核心系统服务，例如：安全、内存管理、进程管理、网络堆栈、驱动模型。Linux内核也作为硬件和软件之间的抽象层，它隐藏具体硬件细节而为上层提供统一的服务。

2、Android运行时：Android包含一个核心库的集合，提供大部分在Java编程语言核心类库中可用的功能。每一个Android应用程序是Dalvik虚拟机中的实例，运行在他们自己的进程中。Dalvik虚拟机设计成，在一个设备可以高效地运行多个虚拟机。 

3、程序库：Android包含一个C/C++库的集合，供Android系统的各个组件使用。这些功能通过Android的应用程序框架暴露给开发者。下面列出一些核心库：

系统C库—标准C系统库（libc）的BSD衍生，调整为基于嵌入式Linux设备；

媒体库—基于PacketVideo的OpenCORE。这些库支持播放和录制许多流行的音频和视频格式，以及静态图像文件，包括MPEG4、 H.264、MP3、 AAC、 AMR、JPG、PNG；

界面管理——管理访问显示子系统和无缝组合多个应用程序的二维和三维图形层；

SGL——基本的2D图形引擎；

3D库——基于OpenGL ES 1.0 APIs的实现。库使用硬件3D加速或包含高度优化的3D软件光栅；

SQLite——所有应用程序都可以使用的强大而轻量级的关系数据库引擎。

4、应用程序框架：通过提供开放的开发平台，Android使开发者能够编制极其丰富和新颖的应用程序。开发者可以自由地利用设备硬件优势、访问位置信息、运行后台服务、向状态栏添加通知等等。 

5、应用程序：Android装配一个核心应用程序集合，包括电子邮件客户端、日历、地图、浏览器、其他设置。所有应用程序都是用Java编程语言写的。移动量算客户端就是一个应用程序。使用Java语言开发。

移动量算客户端通过调用Android操作系统提供的应用程序框架以及程序库来完成算量工作。图形显示采用SGL图形引擎，模板数据通过SQLite数据库引擎来操作，保存在存储卡上面。

如图4、图5所示，本发明提供多种梁、板、柱、立面墙等构件的钢筋模板，用户只需要简单的输入参数就可以修改模板样式。针对各种构件类型特点，采用数据录入与图形结合的方式，数据与图形互动，数据的改动在图形上即时反映。在此基础上完成钢筋翻样、优化下料、原材用量计算，并根据钢筋施工流程，输出钢筋配料单、钢筋下料单等多种实用表格。表格可以通过无线网络或者蓝牙来分享给其他量算机或者通过打印机打印出纸质表格。主要功能模块有：钢筋翻样、钢筋下料、钢筋算量、表格。

钢筋翻样：施工现场的技术人员、钢筋工长或班组长，通过系统提供的模板，输入建筑施工图纸和结构图纸中各种各样的钢筋样式、规格、尺寸以及所在位置后。钢筋翻样模块会按照国家设计施工规范的要求，详细的拉出清单，画出组装构图，作为作业班组进行生产制做装配的依据。在钢筋翻样时，系统还可以根据钢筋原材定尺长度，在构造要求允许的范围内优化钢筋断点，达到节省钢筋的目的。

钢筋下料：对需要加工的钢筋自动进行汇总统计，生成钢筋下料单。

钢筋算量：在准确的钢筋下料数据基础上，自动进行钢筋用量明细、钢筋用量汇总和钢筋连接类型汇总等统计工作，用于工程的决算工作。

表格：自动生成各种表格。

软件主要在Android应用程序框架的基础上开发。分为用户界面模块，业务逻辑系统调度模块，图形处理模块和本地数据处理模块。

用户界面主要包含人机交互的窗口界面。输入参数，应用按钮，图形显示，报表显示都是通过该模块实现。业务逻辑和系统调度模块是软件的核心部分。

主要包含三大部分：钢筋翻样、钢筋下料、钢筋工程量计算。同时报表文件的生成，数据文件、报表文件的共享和传输也由该模块实现。

图形处理模块负责二维线框图形的绘制工作，主要是线段和圆弧的处理。

本地数据处理模块主要通过Android系统提供的SQLite数据引擎来和本地数据库中存储的构件模板信息和钢筋信息进行交互操作。

工作流程如图5所示，量算软件运行以后，首先选择是新建工程还是打开工程，如果是打开工程将载入先前保存的工程信息，主要是工程包含的构件。新建工程则打开一个空白的工程，不包含任何构件。

工程文件采用XML文件格式。可扩展标记语言 (Extensible Markup Language, XML) ，用于标记电子文件使其具有结构性的标记语言，可以用来标记数据、定义数据类型，是一种允许用户对自己的标记语言进行定义的源语言。XML是标准通用标记语言 (SGML) 的子集，非常适合Web传输。XML提供统一的方法来描述和交换独立于应用程序或供应商的结构化数据。

在工程主界面上可以添加、修改、删除构件。一个工程包含若干个构件。构件主要是各种梁、板、柱、立面墙、楼梯等建筑构件。每种构件国家规范都有图集和钢筋的用量。构件信息通过构件模板信息管理模块来进行增改删查操作。钢筋下料的时候，需要知道工地上钢筋的库存情况，通过钢筋库存信息管理模块来处理库存的变动。

添加一个构件之后，输入构件可以修改的参数信息，系统会自动修改图形信息，修改构件也是同样道理。翻样模块按照钢筋选用的国家规范平法，根据构件信息来确定所需钢筋直径、数量、下料长度、钢筋简图等信息。翻样以后生成钢筋配料信息。

所有的构件都翻样后，根据库存钢筋的信息进行钢筋的下料。钢筋的下料可以归结为1维的型材下料问题。一维型材下料优化问题是组合优化中的一个经典问题，它是讨论从同一种材料中，分切出各种不同长度的坯料，以使材料达到较高利用率。软件采用动态规划方法来计算下料问题，生成下料信息。

在钢筋下料数据基础上，对工程包含的各个构件使用的钢筋量累加，自动进行钢筋用量明细、钢筋用量汇总和钢筋连接类型汇总等量算统计汇总工作。报表模块根据配料、下料、算量的信息生成相应的报表。信息共享模块可以共享汇总的工程信息和报表信息。至此算量软件功能结束。

本发明的使用流程：施工现场钢筋技术员使用量算机新建或者打开一个以前保存的工程文件。根据施工图纸，从构件数据库中选择需要添加的构件，然后量算机会按照国家规范规定的方法对各个构件翻样，给出配料信息，依据库存信息下料，然后依据下料信息来统计钢筋的用量。保存后将生成含有构件信息及配料、下料、用量的工程文件。技术员可以将工程文件通过无线网络或者蓝牙传输到施工员的算量机或者办公室的计算机中。施工员通过打开工程文件，就可以知道该如何对钢筋原料进行下料和捆扎操作。通过电脑可以完成钢筋工程的存档、查询、统计工作。同时在需要的时候还可以将量算机生成报表打印出来。

Claims (6)

1.一种移动量算机，其特征在于：它包括处理器以及与处理器相连接的存储子系统、通信子系统、显示子系统和电源子系统；所述的处理器包括Android应用程序框架以及架设在Android应用程序框架上的图形处理模块、业务编辑系统调度模块和本地数据处理模块；其中，业务编辑系统调度模块获取图形处理模块的图形数据和本地数据处理模块的构件模板和钢筋数据，并对上述数据进行编辑和处理，然后根据处理的结果进行钢筋翻样、下料和量算；最后，业务编辑系统调度模块将获取图形数据、构件模板和钢筋数据的结果、对上述数据进行处理的结果、以及钢筋翻样、下料和量算的结果全部显示在用户界面模块上。

2.根据权利要求1所述的移动量算机，其特征在于：所述的显示子系统包括与处理器相连接的触摸控制模块和显示接口模块，所述的触摸控制模块和显示接口模块与触摸屏相连接，触摸屏连接偏置电压和背光模块。

3.根据权利要求1所述的移动量算机，其特征在于：所述的通信子系统包括无线网络模块。

4.根据权利要求1所述的移动量算机，其特征在于：所述的电源子系统包括与交流电相连接的交流充电器，交流充电器通过电源管理单元连接处理器。

5.根据权利要求4所述的移动量算机，其特征在于：所述的电源管理单元通过电池充电模块、过充保护电路连接电池；且所述的电池充电模块连接有静电保护模块，静电保护模块通过带升压斩波电路的直流转直流开关连接至处理器的USB接口。

6.根据权利要求1所述的移动量算机，其特征在于：所述的图形处理模块中的图形数据来源于SGL引擎；本地数据处理模块中的构件模板和钢筋数据来源于SQLite数据引擎。

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