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杭州易測計(jì)量設(shè)備有限公司 地 址：杭州市余杭區(qū)北沙西路152號 聯(lián)系人：王經(jīng)理 電 話：0571-85108155 傳 真：0571-85105122 手 機(jī)：18094712401
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基于RFID的無人值守地磅自動稱重管理系統(tǒng) |
為了提高地磅司秤作業(yè)的自動化水平，堵住物資計(jì)量稱重過程中可能存在的作弊行為，實(shí)現(xiàn)“以 機(jī)器代替人”的目的，引進(jìn)RFTO遠(yuǎn)距離無線射頻識別和NFC近距離無線通信等技術(shù)，開發(fā)了杭鋼 首套汽車衡遠(yuǎn)程智能稱重管理系統(tǒng)。
0 .前言
杭州鋼鐵集團(tuán)公司設(shè)備計(jì)量處管理地磅,每 天都有大量的進(jìn)出物資運(yùn)輸車輛進(jìn)行計(jì)量,雖然已 實(shí)現(xiàn)了地磅之間的信息聯(lián)網(wǎng)，但物資運(yùn)輸車輛進(jìn) 行稱重計(jì)量時，需要通過填寫委托、手動稱重確認(rèn) 等程序,有人為因素或者設(shè)備及流程本身存在的問 題。由于稱重作業(yè)過程人為因素較多,容易發(fā)生差 錯和產(chǎn)生漏洞，稱重的效率也得不到有效提升，日 積月累會給公司造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。通過引進(jìn) RFID遠(yuǎn)距離無線射頻識別和NFC近距離無線通信 等技術(shù)，成功開發(fā)了杭鋼首套地磅遠(yuǎn)程智能稱重 管理系統(tǒng)。基于RFID技術(shù)的遠(yuǎn)程智能稱重管理系 統(tǒng)主要由電子汽車衡、計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、視頻監(jiān)控、 無線射頻讀卡系統(tǒng)、紅綠燈、道閘、手操器及稱重管 理軟件等組成,可應(yīng)用于礦山、港口、鋼鐵等行業(yè)的 貨物計(jì)量。基于RFID技術(shù)的遠(yuǎn)程智能稱重管理系 統(tǒng)系統(tǒng)能快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠地完成整個稱重管 理流程，實(shí)現(xiàn)計(jì)量過程中數(shù)據(jù)信息采集的全自動 化，不僅大大降低人員勞動強(qiáng)度，提高工作效率，而 且徹底堵住物資計(jì)量稱重過程中的漏洞。
1.原有地磅稱重系統(tǒng)工作流程和 弊端
1.1地磅改造前的稱重工作模式
1）車輛上磅。
2）司機(jī)下秤向司稱員提供委托單等相關(guān)單據(jù)。
3）司稱員手動錄人車輛相關(guān)信息及填寫委托 單等相關(guān)單據(jù)。
4）稱重完畢打印磅單。
5）司機(jī)取相關(guān)單據(jù)上車離開。
1.2地磅稱重系統(tǒng)中常見的作弊手段
1）汽車過磅時手工開單。手工開具紙質(zhì)委托 單易出現(xiàn)丟失、字跡不清、損壞、造假、無法追溯等 問題。
2）空車加載或多車同時上磅，增加車輛的皮 重,減少裝運(yùn)物資凈重。
3）重車不完全上磅,減少裝運(yùn)物資凈重。
4）重車過磅時，人為進(jìn)行撬磅。
5）業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)。稱重前用紙質(zhì)委托單記錄相關(guān) 信息，稱重后靠紙質(zhì)磅單記錄稱重信息，以及靠紙 質(zhì)單據(jù)與其他相關(guān)部門進(jìn)行業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn);業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)過 程中易出現(xiàn)缺乏監(jiān)督、損壞、造假等問題。
6）車輛互相更換車牌作弊。
7）直接對地磅(地磅)的傳感器加裝遙控裝置， 使其稱重重量改變。
8）串通更換稱重物資舞弊。
9）繞行重復(fù)上鎊稱重。
2.基于RFID技術(shù)的地磅遠(yuǎn)程智能 稱重管理系統(tǒng)
我處組織開發(fā)的地磅遠(yuǎn)程智能稱重管理系 統(tǒng)能在無人干預(yù)的情況下快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定、安全、 可靠地完成整個稱重計(jì)量流程,操作人員及管理人 員都能在遠(yuǎn)程對計(jì)量稱重數(shù)據(jù)及稱重過程進(jìn)行實(shí) 時監(jiān)控、査詢、統(tǒng)計(jì)等。
地磅遠(yuǎn)程智能稱重管理系統(tǒng)使地磅傳統(tǒng) 稱重升華為智能化稱重,很大程度上提高了計(jì)量的信息化水平，徹底堵住了計(jì)量中的漏洞及安全隱 患，減少了人工成本,提高了計(jì)量效率，加強(qiáng)了上級 部門對計(jì)量數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管。遠(yuǎn)程集中智能 化計(jì)量管理系統(tǒng)如圖1所示,無人值守控制系統(tǒng)如 圖2所示。
以水渣秤為例，地磅遠(yuǎn)程智能稱重管理系統(tǒng) 主要由下列子系統(tǒng)構(gòu)成。
1）遠(yuǎn)距離自動識別系統(tǒng)；
2）視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)；
3）紅外檢測系統(tǒng)；
4）道閘控制系統(tǒng)；
5）信號燈控制子系統(tǒng)；
6）語音指揮子系統(tǒng)；
7）紅外防作弊子系統(tǒng)；
8）皮重超差報警子系統(tǒng)；
9）波形檢測子系統(tǒng)；
10）地磅智能稱重控制平臺；
11）遠(yuǎn)程智能稱重工作站；
12）工業(yè)級智能手持終端；
13）其他附件,業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)卡、線材、輔料。
3.地磅遠(yuǎn)程智能稱重管理系統(tǒng)在水渣秤的應(yīng)用
3.1水渣秤智能稱重系統(tǒng)流程
1)裝運(yùn)水渣船只到港后，“船老大”去紫恒公司 水歷細(xì)工細(xì)棚，雜雛人賊計(jì)質(zhì)量系統(tǒng)上做好相關(guān)委托信息。
2）紫恒操作人員登錄手持終端’錄人相關(guān)信息 并鎖定手持終端,將手持終端交予“船老大”，由其 自主卸貨，此時終端處于部分功能鎖定狀態(tài)（只能 在卸貨時査看船裝貨量及確認(rèn)車輛信息）。
3）運(yùn)輸車輛在計(jì)量完當(dāng)天第一次皮重后至1 號高爐或2、3號高爐裝貨點(diǎn)裝運(yùn)水渣,裝運(yùn)前司機(jī) 把業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)卡交予煉鐵操作人員進(jìn)行刷卡登記，信 息將自動傳入電腦，記錄車輛裝貨地點(diǎn)等相關(guān)信 息。刷卡后手持終端如顯示該車輛未稱過皮重，手 持終端提醒需稱完皮重再裝貨。
4）裝貨完畢后至水渣秤計(jì)量’綠信號燈亮，稱 重車輛進(jìn)人車道，上磅后紅信號燈亮，禁止下一輛 車進(jìn)人車道。
5）通過秤體兩端紅外線判斷車輛是否完全上 秤,并根據(jù)儀表讀數(shù)跳動情況判斷車輛是否停穩(wěn)， 通過車輛上的防拆標(biāo)簽識別該車輛的相關(guān)信息。
6）確認(rèn)車輛屬于正常稱重，抓拍車輛圖像信息，與車輛毛重一起綁定記錄。
7）稱重完畢語音提示車輛下秤，主控制器將稱 重數(shù)據(jù)的信息通過串口傳輸給LED大屏幕,供司機(jī) 觀看核實(shí)，同時將經(jīng)過加密處理的數(shù)據(jù)上傳至計(jì)質(zhì) 量系統(tǒng)中，并存儲到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。
8）車輛行到碼頭卸貨，“船老大”刷業(yè)務(wù)卡后將 車輛數(shù)據(jù)信息與委托單進(jìn)行綁定，點(diǎn)擊允許卸貨按 鈕，記錄卸貨時間并實(shí)時顯示該船已裝貨量。
9）卸貨完畢后，回到水渣秤回皮，判斷皮重是 否異常，若超差會報警提示遠(yuǎn)程管理人員。
10）把此時的皮重和稱重時間按委托單號傳回 計(jì)稱量系統(tǒng)(每天稱皮重兩次，以第二次為準(zhǔn),此時 的皮重使用當(dāng)天一天），系統(tǒng)自動得出車輛裝運(yùn)水 渣凈重。
11）該船裝貨完畢后,“船老大”點(diǎn)擊裝貨完畢， 終端顯示該船總計(jì)裝貨量，以及傳回計(jì)稱量系統(tǒng)該 委托完成的指令，打印機(jī)自動打出稱重計(jì)量報表。
水渣秤信息傳輸網(wǎng)點(diǎn)分布見圖3。
3.2水渣秤智能稱重系統(tǒng)功能
3.2.1地磅智能稱重控制平臺
地磅智能稱重控制平臺是本地數(shù)據(jù)處理中 心,主要將本地各類傳感器信息進(jìn)行采集、處理，同 時將處理后的數(shù)據(jù)上傳至計(jì)質(zhì)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù) 器。
地磅智能稱重控制平臺主要由工控機(jī)和各 類信息采集模塊組成，其功能包括標(biāo)簽電子標(biāo)簽信 息采集與管理、地磅稱重數(shù)據(jù)采集和管理、視頻 圖像采集與管理、車輛磅秤輔助系統(tǒng)、LED大屏幕 等，圖4為地磅智能稱重控制平臺操作界面。
3.2.2RFID電子標(biāo)簽自動識別
射頻識別（RFID)是一種非接觸式的自動識別 技術(shù),它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相 關(guān)數(shù)據(jù),識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡 劣環(huán)境。射頻識別技術(shù)可識別高速運(yùn)動物體并可 同時識別多個標(biāo)簽，操作快捷方便。
RFID是一種簡單的無線系統(tǒng)，只有兩個基本 器件，該系統(tǒng)用于控制、檢測和跟蹤物體。系統(tǒng)由 一個詢問器(或閱讀器)和應(yīng)答器(或標(biāo)簽)組成。
電子標(biāo)簽中存儲了經(jīng)過加密處理的車輛信息 數(shù)據(jù)。其數(shù)據(jù)只能由經(jīng)過授權(quán)的RFID識讀器讀 取。車輛在地磅上稱重計(jì)量時，RFID識讀器自 動讀取電子標(biāo)簽中加密的車輛信息，解密后，得到 電子標(biāo)簽中的車牌號碼、駕駛?cè)藛T等信息。與此同 時，攝像機(jī)會拍攝車輛的物理車牌，經(jīng)過圖像比對， 解決了更換車牌作弊現(xiàn)象。
電子標(biāo)簽通過發(fā)卡管理系統(tǒng)事先寫人了車輛 的基本信息，如車輛ID、駕駛?cè)藛T、車牌號、原始皮 重等。并將電子標(biāo)簽粘貼在汽車駕駛室一側(cè)的車 窗上，此時車輛擁有了獨(dú)一無二的身份證。當(dāng)安裝 有電子標(biāo)簽的車輛進(jìn)入識別區(qū)域，識別天線就能捕 獲電子標(biāo)簽內(nèi)的相關(guān)信息，并實(shí)時發(fā)送至后臺，幫 助后臺做進(jìn)一步處理。標(biāo)簽一旦撕毀,將無效。
3.2.3智能稱重平臺應(yīng)用軟件
應(yīng)用程序是設(shè)備的信息采集和管理程序之間 的橋梁，同時應(yīng)用程序可以在界面上模擬控制儀表 進(jìn)行操作(見圖4)。稱重儀表通過RS-232信號和 計(jì)算機(jī)建立連接，如果現(xiàn)場和計(jì)算機(jī)相距較遠(yuǎn)，需 將儀表提供的RS - 232信號轉(zhuǎn)換為RS - 485信號 以便于遠(yuǎn)距離傳輸，在連接計(jì)算機(jī)時再將RS - 485 信號轉(zhuǎn)換為RS - 232信號接人計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。
3.3稱重防作弊系統(tǒng)的技術(shù)手段
1）無線車號車牌信息自動識別。
2)防換車牌。電子標(biāo)簽靠自身膠粘貼于汽車 駕駛室左側(cè)車窗，粘貼牢固，如撕揭電子標(biāo)簽，電子 標(biāo)簽損毀無效。
3)使用車輛紅外防作弊子系統(tǒng),防止車輛不完 全上磅。
4)監(jiān)控系統(tǒng)攝像機(jī)從不同角度對過磅車輛進(jìn) 行監(jiān)控,并抓拍留檔，監(jiān)控空車加載，多車同時上 磅、人為橇磅等作弊行為。
5)系統(tǒng)自動采集數(shù)據(jù)，并打印機(jī)自動打印碼 單，避免人為干擾因素，全程自動化管理。
6)發(fā)放電子標(biāo)簽時將車輛原始皮重等信息與 電子標(biāo)簽卡號進(jìn)行綁定，在每次空車過磅時進(jìn)行比 對，對皮重變化超出正常范圍的及時檢查并報警提示。
3.4地磅遠(yuǎn)程智能稱重管理系統(tǒng)特點(diǎn)
1)從裝貨到計(jì)量及卸貨，全程自動化管理，數(shù) 據(jù)采集采用系統(tǒng)自動采集的方式，減少人為干預(yù)，提髙數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性、實(shí)時性。
2）加快車輛在衡器設(shè)備上的過磅速度，提高生 產(chǎn)作業(yè)效率。
3）規(guī)范過磅流程，堵住漏洞，更有效的避免作 弊情況的發(fā)生。
4）對地磅進(jìn)行集中式的管理，一個人可以管 理多個地磅,減少司秤人員，減輕企業(yè)負(fù)擔(dān)。
5）采用電子標(biāo)簽可進(jìn)行遠(yuǎn)距離讀卡，實(shí)現(xiàn)對車 輛在行進(jìn)過程中讀卡，6）電子標(biāo)簽具有防拆功能，杜 絕司機(jī)利用交換卡片、車牌等作弊。
完善過鎊車輛管理,做到車、卡的完美結(jié)合。
4.結(jié)語
基于RFID的遠(yuǎn)程智能稱重管理系統(tǒng),可以通 過遠(yuǎn)程查看地磅計(jì)量信息，通過監(jiān)視裝置可實(shí)時 了解現(xiàn)場車輛計(jì)量情況，提高了司秤作業(yè)的效率， 降低了人力成本，堵住了可能存在的作弊行為。基 于RFID的遠(yuǎn)程智能稱重管理系統(tǒng)在水渣秤的成功 應(yīng)用,為集團(tuán)公司今后在新產(chǎn)業(yè)基地及寧鋼等的推 廣打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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