基于RFID技術的汽車衡智能稱重管理系統(tǒng)

作者：時間：2011-03-17 來源：網(wǎng)絡

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1、綜述

　　一直以來，電子衡器稱重管理都是煤炭、水泥、石化、糧食、飼料、冶金、化工以及所有需要電子磅計量行業(yè)中的難題。磅房常常遠離管理部門，司磅人員的工作得不到有效監(jiān)控，而且每天大量的手工填單和計算工作極易發(fā)生錯誤和人為舞弊現(xiàn)象。這些問題的存在，久而久之，日積月累下來都將給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，企業(yè)規(guī)模和產(chǎn)能的不斷擴大，對稱重管理要求不斷提高，如何有效地管理稱重數(shù)據(jù)，提高工作效率，提高企業(yè)信息化管理水平，是各企業(yè)的管理人員所想的，也是我們所開發(fā)的全自動智能稱重管理系統(tǒng)所必須做的。

　　一信通公司根據(jù)冶金企業(yè)、城市渣土回收行業(yè)、大型煤電企業(yè)的實際情況，引進國內(nèi)外先進的技術經(jīng)驗成功開發(fā)了一套基于RFID技術的汽車衡智能稱重管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)已被多家企業(yè)成功應用，其穩(wěn)定性和先進性得到了用戶的一致肯定！

　　汽車衡全自動智能稱重系統(tǒng)是集遠距離RFID技術、車號自動識別系統(tǒng)、自動語音指揮系統(tǒng)、稱重圖像即時抓拍系統(tǒng)、紅綠燈控制系統(tǒng)、紅外防作弊系統(tǒng)、道閘控制系統(tǒng)、遠程監(jiān)管系統(tǒng)、與第三方應用軟件對接的軟件中間件于一身的無人值守式的稱重系統(tǒng)。在稱重的整個過程里做到計量數(shù)據(jù)自動可靠采集、自動判別、自動指揮、自動處理、自動控制，最大限度的降低人工操作所帶來的弊端和工作強度，提高了系統(tǒng)的一體化、信息化、自動化程度。對于管理部門，可以通過系統(tǒng)中的匯總報表了解當前的生產(chǎn)及物流狀況；對于財務結算部門，則可以拿到清晰又準確的結算報表；倉管部門則可以了解到自己的收、發(fā)貨物的情況等。這些報表數(shù)據(jù)是隨時可以查閱的，因此它也加強了管理上的一致性，縮短了決策者對生產(chǎn)的響應時間，提高了管理效率，降低了運行成本，促進了企業(yè)信息化管理。

　　2、系統(tǒng)設計原則

　　2.1 系統(tǒng)的可靠性

　　本系統(tǒng)是一套7*24小時不間斷運行的系統(tǒng)，且工作環(huán)境常常極端惡劣，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運行是首先要考慮的。本系統(tǒng)設計遵循24小時不間斷運行原則；進行周到的電磁干擾防護與靜電防護；采用模塊化設計，且各個模塊之間的連接簡單、一致；數(shù)據(jù)通訊采用國際標準，差錯控制嚴謹；控制機的內(nèi)部電源進行DC/DC隔離，提高產(chǎn)品的抗干擾能力和系統(tǒng)的穩(wěn)定性；并且能夠很快的排除故障恢復正常運行。

　　2.2 系統(tǒng)的安全性

　　系統(tǒng)要采用嚴格的分級管理技術，操作口令和智能卡驗證網(wǎng)絡權限設計，雙重認證，有效地避免非法越級操作，各級的管理通過客戶的要求來定義；

　　對于所有的數(shù)據(jù)文件都有保護措施，對于數(shù)據(jù)的建立、修改、刪除以及查詢都應有授權，以防止對數(shù)據(jù)的非法操作；對于原始數(shù)據(jù)的修改及刪除均有日志文件進行記錄以便日后核查。

　　2.3 硬件設備要求

　　高可靠性設計：產(chǎn)品設計要遵循24小時不間斷運行原則；進行周到的電磁干擾防護與靜電防護；采用模塊化設計，且各個模塊之間的連接簡單、一致；數(shù)據(jù)通訊采用國際標準，差錯控制嚴謹；控制機的內(nèi)部電源進行DC/DC隔離，提高產(chǎn)品的抗干擾能力和系統(tǒng)的穩(wěn)定性；

　　環(huán)境適應性強：產(chǎn)品要選用工業(yè)級器件，適應惡劣、復雜的工作環(huán)境；結構件結實牢固；使用壽命不低于五年，防銹、防爆處理完善；通風、散熱、抗震、防潮措施嚴密有效，系統(tǒng)能支持三級防雷功能，能對感應雷也很好的防御能力；

　　設備質量可靠：設備采購、制造、檢測、安裝調試都遵循嚴格的質量管理與控制要求；

　　系統(tǒng)硬件設備模塊化設計采用分布系統(tǒng)，便于以后子系統(tǒng)增加和功能的增加，計算機設備的各種資源保留充分的余量；軟件的設計采用子系統(tǒng)和功能的模塊化，子系統(tǒng)和功能的增加只是模塊的增加；系統(tǒng)的設計保證以后因技術調整和通道口的增加而不進行大規(guī)模的調整。

　　硬件設備模塊化設計，降低維護成本并保障維護的及時可靠；軟件的設計采用功能模塊化設計，便于各個子系統(tǒng)和子功能的維護，程序結構清晰明了。

　　2.4 管理操作合理性

　　選擇友好的中文操作界面，保證操作人員易學易用；

　　將顯示屏幕劃分不同的區(qū)域，如：狀態(tài)顯區(qū)域、操作區(qū)域、操作提示區(qū)域等；狀態(tài)顯示區(qū)域的某些內(nèi)容可以用圖形的方式直觀地進行顯示；對于常用的操作，其顯示的內(nèi)容突出、加大；

　　當系統(tǒng)出現(xiàn)報警時有聲音提示，監(jiān)控中心處顯示報警的區(qū)域及狀態(tài)區(qū)監(jiān)控畫面。當系統(tǒng)或某一設備出現(xiàn)故障時，投標方提供應急處理措施，系統(tǒng)恢復后對發(fā)生故障期間本地特殊處理的記錄。

　　通過簡單的鼠標點擊，可以輕松的進行系統(tǒng)設置，方便用戶對各種功能的設置等；

　　萬能查詢功能可以通過一個條件或多個條件相組合，對系統(tǒng)使用情況及相關資料等進行查詢，并能夠按照客戶的要求生成報表或方便其他系統(tǒng)調用的電子報表；

　　提供各種統(tǒng)計資料以不同的報表形式輸出，提供任意形式的查詢并以報表形式輸出；

　　RFID智能稱重軟件要求提供與常用ERP系統(tǒng)、MES系統(tǒng)實現(xiàn)無縫對接的接口，以便系統(tǒng)兼容，信息共享，可擴展。

　　三、傳統(tǒng)稱重舞弊現(xiàn)象

　　傳統(tǒng)手工計量稱重的作業(yè)方式以紙質《稱重表單》作為計費和車輛放行的唯一依據(jù)，由此產(chǎn)生很多管理漏洞，不良人員極易利用這些漏洞達到少扣費或多收費的目的，給企業(yè)帶來巨額難以挽回的損失。以下圖1和圖2以汽車載貨出廠為例，描述了兩種常見的作弊現(xiàn)象。如圖1所示，由于沒有技術手段檢測車輛是否正確上磅，導致計量不準，企業(yè)損失5噸貨品。

　　如圖2所示，雖然車輛正確上磅，準確計量出貨物重量，但車輛很快返回倉庫再次裝貨10噸，并繞過再次稱重環(huán)節(jié)，憑先前開出的《稱重表單》順利出廠，企業(yè)不知不覺中損失10噸貨物。

　　四、系統(tǒng)設計簡介

　　本系統(tǒng)功能要滿足企業(yè)對計量車輛運輸情況進行嚴格控制，有效記錄人員、車輛通行信息，拍照和視頻監(jiān)控等功能。做到計量系統(tǒng)的真正無人值守。

　　設置一個計量運輸車輛調度中心。該中心可設置在辦公室，需要連接到廠區(qū)網(wǎng)絡。該中心配備一套發(fā)卡系統(tǒng)，計量運輸車輛司機必須領到由計量運輸車輛調度中心的發(fā)卡系統(tǒng)寫入特定的信息的RFID卡，才可以開始計量運輸工作。

　　計量運輸程序如下：

　　1.空貨車進廠區(qū)，運輸車輛擁有RFID卡，該卡允許進入廠區(qū)，加入標識位①后放行。

　　2.空貨車進入地磅計量區(qū)，在此區(qū)設置1個RFID天線、1個道閘、1套車牌識別系統(tǒng)，在此處讀寫信息：記錄車輛車牌信息、空車重量、并寫入標識位②。

　　3.空貨車進入裝貨區(qū)，裝載貨物。在此區(qū)設置1個RFID天線，在此處讀寫信息：記錄車輛裝載貨物時間、物品信息、并寫入標識位③。

　　4.在裝貨區(qū)裝滿貨后，往地磅方向行駛。地磅入口設置一個道閘，其作用是當?shù)匕跎蠠o車，滿載貨車進入地磅稱重計量等待區(qū)滿足開啟條件時，開閘；

　　5.在地磅出口設置1個RFID天線、1個道閘、1套車牌識別系統(tǒng)，其作用是當?shù)匕跬瓿煞Q重程序后，車牌識別系統(tǒng)對比車輛車牌與RFID卡記錄車牌是否正確，正確則調出車輛空車重量計算本次車輛實際裝載重量、RFID天線寫入車輛稱重信息、稱重時間、同時把車輛稱重信息回傳至第三方管理系統(tǒng)（如ERP、自動扣費系統(tǒng)等）并寫入標識位④、再開閘放行。

　　6.滿載貨車由廠區(qū)大門出廠。此處的RFID天線讀取車輛信息判斷是否放行。

　　計量運輸車輛的RFID卡上的標識記錄要按：①—②—③―④順序排列、并有稱重數(shù)據(jù)，廠區(qū)大門才可放其出行。如順序錯亂（①②③④③則表明稱重后又車輛再次裝貨），或漏點（①③④則表明沒有空車重量、①②③則表明沒有稱重），及稱重的數(shù)據(jù)超出規(guī)定范圍，在出廠區(qū)大門時都會報警，不予通行。出現(xiàn)報警情況，該車必須返回，到計量運輸車輛調度中心請工作人員核查，并重寫RFID卡記錄，才可重新開始新的運輸流程。

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以觀察運輸車輛整個廠區(qū)的運輸情況，方便監(jiān)控，車輛進出通道時全部進行拍照和錄像監(jiān)控，保證夜間拍照效果。

　　五、系統(tǒng)流程圖（單向）

　　六、系統(tǒng)軟件的主要功能

　　●適用于中文Win2000/2003/XP等操作平臺；

　　●功能菜單全中文顯示。安裝及操作簡便，易于使用；

　　●提供多種稱重方式（分為手動方式[標準稱重、簡單稱重、直接稱重]、自動方式）；

　　●數(shù)據(jù)庫強大，數(shù)據(jù)庫選用SQL-Server支持大量存儲及查詢；

　　●能通過串口同步顯示秤臺重量；

　　●系統(tǒng)可以通過射頻標簽卡為載體，預置車輛的相關信息，包括車號、皮重、所屬單位、司機、聯(lián)系方法等，通過遠距離閱讀器自動感應標簽卡中信息，自動調用車輛信息，安全可靠；

　　●系統(tǒng)通過紅外光幕在稱重時自動檢測秤臺兩端是否完全上秤，杜絕了稱重司機想通過壓邊作弊；

　　系統(tǒng)通過流程全程管理，可杜絕稱重司機稱重后返回加裝舞弊現(xiàn)象；

　　●可實現(xiàn)稱重數(shù)據(jù)和瞬間抓拍圖象同步保存（也可以全天候錄像，但對稱重電腦要求比較高），方便企事業(yè)領導任何時候調用查詢，杜絕磅房操作人員與稱重司機串通，大車過毛，小車回皮；

　　●智能語音提示，車輛在壓邊擋著紅外或稱重時，不同情況語音做不同的提示。稱重完成后會自動播報車牌號碼以及重量；

　　●PLC控制整個系統(tǒng)，安全穩(wěn)定，故障率低

　　●靈活的碼單及報表

　　軟件可以由用戶自已制作碼單及報表格式，也可以導出到EXCEL格式、文本格式、XML格式中由客戶自由編輯

　　●強大的查詢功能

　?、?按時間查詢

　　系統(tǒng)可以按年、月、日或不同的時間段來查詢所有的稱重數(shù)據(jù)

　　② 按車號、貨物名稱等查詢稱重數(shù)據(jù)

　　系統(tǒng)支持對各司磅點工作情況的查詢。系統(tǒng)可以按不同車號、貨物名稱等來查詢所有的稱重數(shù)據(jù)，并生成各種報表

　　數(shù)據(jù)安全，管理嚴密

　　系統(tǒng)分三級操作權限，系統(tǒng)管理員、管理員及操作員。每個功能的權限靈活分配，可由系統(tǒng)管理員自行分配管理員及操作員的使用權限

　　數(shù)據(jù)遠程傳輸

　　數(shù)據(jù)可通過局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸，方便企業(yè)管理人員查詢、匯總

　　七、硬件參數(shù)概述以及在系統(tǒng)中的應用

　　一）遠距離自動識別系統(tǒng)

　　1、產(chǎn)品概述

　　遠距離RFID射頻識別系統(tǒng)是一種集計算機技術、信息采集處理技術、無線數(shù)據(jù)傳輸技術、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通訊技術、機械電子自動控制技術等多學科綜合應用為一體的自動化控制產(chǎn)品。該系統(tǒng)產(chǎn)品是通過對遠距離移動、靜止目標進行非接觸式信息采集處理，實現(xiàn)對各類物體、設備、車輛和人員在不同狀態(tài)（移動、靜止）下的自動識別，從而實現(xiàn)目標的自動化管理。

　　2、系統(tǒng)組成

　　系統(tǒng)產(chǎn)品由軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)組成，其中軟件系統(tǒng)包括應用軟件和嵌入式軟件兩部分組成，用于完成信息采集、識別、加工及其傳輸，由這兩部分軟件共同支撐著整個系統(tǒng)的運行，并演繹出各種不同的應用系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)由內(nèi)置發(fā)射天線、外置接收天線、閱讀器和射頻卡組成，用于完成信息采集和識別，從而實現(xiàn)預設的系統(tǒng)功能和信息化管理目標。

　　3、產(chǎn)品性能

　　●識別距離不小于5米，識別距離2～10米可調

　　●能可靠識別靜態(tài)或60Km/h的高速移動目標（包括人、車、物等）

　　●可同時識別多張不同號碼的射頻卡

　　●無對人體傷害電磁污染

　　●識別區(qū)域無方向性、無盲區(qū)

　　●信號穿透力和繞射力強

　　●信息的安全性和保密性能高

　　●集成度高、兼容性好、通信簡單快捷

　　●性價比高，便于安裝和維護

　　4、在系統(tǒng)中的應用

　　用戶需要有統(tǒng)一人員管理識別標簽，企業(yè)可對經(jīng)常作過衡的車輛發(fā)放固定標簽，標簽中寫入詳細的車輛信息（比如車牌號、所屬單位、車輛自重等），臨時車輛稱重前需要憑相關單據(jù)申請臨時標簽（或切回到人工稱重方式），持有標簽的車輛稱重時，在距離接收天線范圍內(nèi)，天線會接收到標簽發(fā)出的低頻信息，系統(tǒng)自動將標簽中的內(nèi)容調出，無須磅房操作人員輸入信息，實現(xiàn)了無人職守稱重的第一步。

　　5、射頻卡（又稱電子標簽）

　　電子標簽分為固定式和臨時式又防拆標簽和卡座標簽兩種。

　　長期過往稱重的車輛發(fā)放固定式電子標簽，將標簽授權后貼到車的前擋風玻璃上。固定式電子車牌為防拆標簽，是車輛的唯一身份證，揭開則損壞。這樣可有效防止交換車輛信息的作弊模式，如*、張冠李戴（小車過毛大車過皮）等等。

　　臨時式電子車牌為外部臨時車輛用的一種輔助識別形式，是具有卡座，可插拔的模式。因本系統(tǒng)對稱得前后都有攝像機抓拍車牌圖片，第一次抓拍后識別出車輛車牌將其寫入車輛卡上，第二次抓拍則將識別出來的車牌與上一次抓拍識別出來的車牌進行一個比對，這樣就可杜約交換卡（小車過毛大車過皮）作弊的可能，增加了系統(tǒng)的防舞弊功能。

　　二）彩色攝像機

　　1、產(chǎn)品概述

　　型號：SCC-131AP或其他型號

　　技術指標：1/3"CCD，數(shù)字式480線，0.5Lux， AC24VDC12V 數(shù)字信號處理，可適應多種光照條件背光補償，自動追蹤白平衡/手動。

　　2、在系統(tǒng)中的應用

　　本套系統(tǒng)配備攝像頭，分別安裝在廠區(qū)出入口、裝載區(qū)出入口、汽車衡兩端和中間，攝像頭和系統(tǒng)軟件同步影象，即在攝像頭監(jiān)控范圍內(nèi)的車輛過衡情況，系統(tǒng)軟件可以實時觀測到，當車輛上衡穩(wěn)定后，系統(tǒng)自動稱重、瞬間把前車牌、車廂、尾廂的三組圖片和稱重記錄同時保存，日后調用記錄查詢的同時把當時稱重的圖片一并調用。方便管理人員對稱重車輛的審核和對稱重車輛的監(jiān)督。

　　三）紅外車輛分離器（又稱“光柵”）

　　1、產(chǎn)品概述

　　一套完整的紅外車輛分離器包括：

　　●發(fā)射器和接收器：發(fā)射器內(nèi)置線性排列的高能量發(fā)光元件，接收器內(nèi)置與發(fā)射器數(shù)量相同的接收元件，發(fā)射器和接受器的對應光電元件依次按順序同步觸發(fā)，檢測光路是否導通，當汽車通過掃描區(qū)域時，部分或全部光束被遮擋，因而被檢測出。

　　●控制器：為發(fā)射器和接收器提供電源，讀取并處理發(fā)射器/接收器的同步掃描信號，同時檢測光幕工作狀態(tài)，提供多種輸出信號，如：繼電器輸出、串口輸出、模擬量輸出。

　　●電纜線：連接發(fā)射器/接收器與控制器的接插電纜，一般長度為10-15m.

　　2、在系統(tǒng)中的應用

　　本系統(tǒng)分別在汽車衡兩端安裝一套紅外車輛分離器，當稱重車輛上汽車衡時，光柵檢測到稱重車輛，光柵會通過屏蔽線纜發(fā)出信號給系統(tǒng)，系統(tǒng)首先控制信號燈，使信號燈由原來的綠燈變?yōu)榧t燈，提醒其他待候車輛不能上衡，當稱重車輛沒有完全上衡時，光柵不斷發(fā)出未完成檢測的信號給系統(tǒng)，系統(tǒng)不允許稱重，同時通過語音提示駕駛員，“請您將車開到中間并下車，謝謝！”，防止稱重通過此種途徑作弊。

　　常見的作弊手段如下圖：

　　四）信號燈

　　1、產(chǎn)品概述

　　●標準：符合中華人民共和國GB14887-2003標準

　　●外觀設計：外觀專門為LED光源所設計，結構為超薄人性化，外形美觀，工藝精細，便于多種組合安裝

　　●透光設計：透光鏡片的外表面采用傾斜面設計，有效地改善了以往透光鏡片易積灰塵的缺陷。

　　●外殼材料：外殼采壓鑄鋁或聚碳酸酯（PC）材料與硅橡膠密封件，防塵、防水、阻燃、抗老化，此燈具外殼壽命超過十年

　　●光源：光源采用進口芯片四元素超高亮度發(fā)光二極管（LED），此光源亮度強，比白熾燈亮度高3—4倍以上。使用壽命長，大于10萬小時。每個單燈耗電小于15瓦，可節(jié)能85％以上。

　　2、在系統(tǒng)中的應用

　　系統(tǒng)在汽車衡進口端安裝一臺信號燈，信號燈和光柵、標簽配合使用，當檢測到上衡車輛時，系統(tǒng)會控制信號燈由原來的空衡綠燈變成紅燈，提醒其他待候車輛不能上衡。當檢測到車輛下衡的時候，同樣信號燈會由原來的紅燈變成綠燈，提醒其他車輛可以上衡。

　　五）智能道閘機（又稱“欄桿機”）

　　1、產(chǎn)品概述