基于RFID技术的汽车衡智能称重管理系统

作者：时间：2011-03-17来源：网络收藏

1、综述

　　一直以来，电子衡器称重管理都是煤炭、水泥、石化、粮食、饲料、冶金、化工以及所有需要电子磅计量行业中的难题。磅房常常远离管理部门，司磅人员的工作得不到有效监控，而且每天大量的手工填单和计算工作极易发生错误和人为舞弊现象。这些问题的存在，久而久之，日积月累下来都将给企业带来巨大的经济损失。随着经济的发展，企业规模和产能的不断扩大，对称重管理要求不断提高，如何有效地管理称重数据，提高工作效率，提高企业信息化管理水平，是各企业的管理人员所想的，也是我们所开发的全自动智能称重管理系统所必须做的。

　　一信通公司根据冶金企业、城市渣土回收行业、大型煤电企业的实际情况，引进国内外先进的技术经验成功开发了一套基于RFID技术的汽车衡智能称重管理系统。该系统已被多家企业成功应用，其稳定性和先进性得到了用户的一致肯定！

　　汽车衡全自动智能称重系统是集远距离RFID技术、车号自动识别系统、自动语音指挥系统、称重图像即时抓拍系统、红绿灯控制系统、红外防作弊系统、道闸控制系统、远程监管系统、与第三方应用软件对接的软件中间件于一身的无人值守式的称重系统。在称重的整个过程里做到计量数据自动可靠采集、自动判别、自动指挥、自动处理、自动控制，最大限度的降低人工操作所带来的弊端和工作强度，提高了系统的一体化、信息化、自动化程度。对于管理部门，可以通过系统中的汇总报表了解当前的生产及物流状况；对于财务结算部门，则可以拿到清晰又准确的结算报表；仓管部门则可以了解到自己的收、发货物的情况等。这些报表数据是随时可以查阅的，因此它也加强了管理上的一致性，缩短了决策者对生产的响应时间，提高了管理效率，降低了运行成本，促进了企业信息化管理。

　　2、系统设计原则

　　2.1 系统的可靠性

　　本系统是一套7*24小时不间断运行的系统，且工作环境常常极端恶劣，保证系统稳定可靠的运行是首先要考虑的。本系统设计遵循24小时不间断运行原则；进行周到的电磁干扰防护与静电防护；采用模块化设计，且各个模块之间的连接简单、一致；数据通讯采用国际标准，差错控制严谨；控制机的内部电源进行DC/DC隔离，提高产品的抗干扰能力和系统的稳定性；并且能够很快的排除故障恢复正常运行。

　　2.2 系统的安全性

　　系统要采用严格的分级管理技术，操作口令和智能卡验证网络权限设计，双重认证，有效地避免非法越级操作，各级的管理通过客户的要求来定义；

　　对于所有的数据文件都有保护措施，对于数据的建立、修改、删除以及查询都应有授权，以防止对数据的非法操作；对于原始数据的修改及删除均有日志文件进行记录以便日后核查。

　　2.3 硬件设备要求

　　高可靠性设计：产品设计要遵循24小时不间断运行原则；进行周到的电磁干扰防护与静电防护；采用模块化设计，且各个模块之间的连接简单、一致；数据通讯采用国际标准，差错控制严谨；控制机的内部电源进行DC/DC隔离，提高产品的抗干扰能力和系统的稳定性；

　　环境适应性强：产品要选用工业级器件，适应恶劣、复杂的工作环境；结构件结实牢固；使用寿命不低于五年，防锈、防爆处理完善；通风、散热、抗震、防潮措施严密有效，系统能支持三级防雷功能，能对感应雷也很好的防御能力；

　　设备质量可靠：设备采购、制造、检测、安装调试都遵循严格的质量管理与控制要求；

　　系统硬件设备模块化设计采用分布系统，便于以后子系统增加和功能的增加，计算机设备的各种资源保留充分的余量；软件的设计采用子系统和功能的模块化，子系统和功能的增加只是模块的增加；系统的设计保证以后因技术调整和通道口的增加而不进行大规模的调整。

　　硬件设备模块化设计，降低维护成本并保障维护的及时可靠；软件的设计采用功能模块化设计，便于各个子系统和子功能的维护，程序结构清晰明了。

　　2.4 管理操作合理性

　　选择友好的中文操作界面，保证操作人员易学易用；

　　将显示屏幕划分不同的区域，如：状态显区域、操作区域、操作提示区域等；状态显示区域的某些内容可以用图形的方式直观地进行显示；对于常用的操作，其显示的内容突出、加大；

　　当系统出现报警时有声音提示，监控中心处显示报警的区域及状态区监控画面。当系统或某一设备出现故障时，投标方提供应急处理措施，系统恢复后对发生故障期间本地特殊处理的记录。

　　通过简单的鼠标点击，可以轻松的进行系统设置，方便用户对各种功能的设置等；

　　万能查询功能可以通过一个条件或多个条件相组合，对系统使用情况及相关资料等进行查询，并能够按照客户的要求生成报表或方便其他系统调用的电子报表；

　　提供各种统计资料以不同的报表形式输出，提供任意形式的查询并以报表形式输出；

　　RFID智能称重软件要求提供与常用ERP系统、MES系统实现无缝对接的接口，以便系统兼容，信息共享，可扩展。

　　三、传统称重舞弊现象

　　传统手工计量称重的作业方式以纸质《称重表单》作为计费和车辆放行的唯一依据，由此产生很多管理漏洞，不良人员极易利用这些漏洞达到少扣费或多收费的目的，给企业带来巨额难以挽回的损失。以下图1和图2以汽车载货出厂为例，描述了两种常见的作弊现象。如图1所示，由于没有技术手段检测车辆是否正确上磅，导致计量不准，企业损失5吨货品。

　　如图2所示，虽然车辆正确上磅，准确计量出货物重量，但车辆很快返回仓库再次装货10吨，并绕过再次称重环节，凭先前开出的《称重表单》顺利出厂，企业不知不觉中损失10吨货物。

　　四、系统设计简介

　　本系统功能要满足企业对计量车辆运输情况进行严格控制，有效记录人员、车辆通行信息，拍照和视频监控等功能。做到计量系统的真正无人值守。

　　设置一个计量运输车辆调度中心。该中心可设置在办公室，需要连接到厂区网络。该中心配备一套发卡系统，计量运输车辆司机必须领到由计量运输车辆调度中心的发卡系统写入特定的信息的RFID卡，才可以开始计量运输工作。

　　计量运输程序如下：

　　1.空货车进厂区，运输车辆拥有RFID卡，该卡允许进入厂区，加入标识位①后放行。

　　2.空货车进入地磅计量区，在此区设置1个RFID天线、1个道闸、1套车牌识别系统，在此处读写信息：记录车辆车牌信息、空车重量、并写入标识位②。

　　3.空货车进入装货区，装载货物。在此区设置1个RFID天线，在此处读写信息：记录车辆装载货物时间、物品信息、并写入标识位③。

　　4.在装货区装满货后，往地磅方向行驶。地磅入口设置一个道闸，其作用是当地磅上无车，满载货车进入地磅称重计量等待区满足开启条件时，开闸；

　　5.在地磅出口设置1个RFID天线、1个道闸、1套车牌识别系统，其作用是当地磅完成称重程序后，车牌识别系统对比车辆车牌与RFID卡记录车牌是否正确，正确则调出车辆空车重量计算本次车辆实际装载重量、RFID天线写入车辆称重信息、称重时间、同时把车辆称重信息回传至第三方管理系统（如ERP、自动扣费系统等）并写入标识位④、再开闸放行。

　　6.满载货车由厂区大门出厂。此处的RFID天线读取车辆信息判断是否放行。

　　计量运输车辆的RFID卡上的标识记录要按：①—②—③―④顺序排列、并有称重数据，厂区大门才可放其出行。如顺序错乱（①②③④③则表明称重后又车辆再次装货），或漏点（①③④则表明没有空车重量、①②③则表明没有称重），及称重的数据超出规定范围，在出厂区大门时都会报警，不予通行。出现报警情况，该车必须返回，到计量运输车辆调度中心请工作人员核查，并重写RFID卡记录，才可重新开始新的运输流程。

　　视频监控系统可以观察运输车辆整个厂区的运输情况，方便监控，车辆进出通道时全部进行拍照和录像监控，保证夜间拍照效果。

　　五、系统流程图（单向）

　　六、系统软件的主要功能

　　●适用于中文Win2000/2003/XP等操作平台；

　　●功能菜单全中文显示。安装及操作简便，易于使用；

　　●提供多种称重方式（分为手动方式[标准称重、简单称重、直接称重]、自动方式）；

　　●数据库强大，数据库选用SQL-Server支持大量存储及查询；

　　●能通过串口同步显示秤台重量；

　　●系统可以通过射频标签卡为载体，预置车辆的相关信息，包括车号、皮重、所属单位、司机、联系方法等，通过远距离阅读器自动感应标签卡中信息，自动调用车辆信息，安全可靠；

　　●系统通过红外光幕在称重时自动检测秤台两端是否完全上秤，杜绝了称重司机想通过压边作弊；

　　系统通过流程全程管理，可杜绝称重司机称重后返回加装舞弊现象；

　　●可实现称重数据和瞬间抓拍图象同步保存（也可以全天候录像，但对称重电脑要求比较高），方便企事业领导任何时候调用查询，杜绝磅房操作人员与称重司机串通，大车过毛，小车回皮；

　　●智能语音提示，车辆在压边挡着红外或称重时，不同情况语音做不同的提示。称重完成后会自动播报车牌号码以及重量；

　　●PLC控制整个系统，安全稳定，故障率低

　　●灵活的码单及报表

　　软件可以由用户自已制作码单及报表格式，也可以导出到EXCEL格式、文本格式、XML格式中由客户自由编辑

　　●强大的查询功能

　　① 按时间查询

　　系统可以按年、月、日或不同的时间段来查询所有的称重数据

　　② 按车号、货物名称等查询称重数据

　　系统支持对各司磅点工作情况的查询。系统可以按不同车号、货物名称等来查询所有的称重数据，并生成各种报表

　　数据安全，管理严密

　　系统分三级操作权限，系统管理员、管理员及操作员。每个功能的权限灵活分配，可由系统管理员自行分配管理员及操作员的使用权限

　　数据远程传输

　　数据可通过局域网或广域网进行数据传输，方便企业管理人员查询、汇总

　　七、硬件参数概述以及在系统中的应用

　　一）远距离自动识别系统

　　1、产品概述

　　远距离RFID射频识别系统是一种集计算机技术、信息采集处理技术、无线数据传输技术、网络数据通讯技术、机械电子自动控制技术等多学科综合应用为一体的自动化控制产品。该系统产品是通过对远距离移动、静止目标进行非接触式信息采集处理，实现对各类物体、设备、车辆和人员在不同状态（移动、静止）下的自动识别，从而实现目标的自动化管理。

　　2、系统组成

　　系统产品由软件系统和硬件系统组成，其中软件系统包括应用软件和嵌入式软件两部分组成，用于完成信息采集、识别、加工及其传输，由这两部分软件共同支撑着整个系统的运行，并演绎出各种不同的应用系统。硬件系统由内置发射天线、外置接收天线、阅读器和射频卡组成，用于完成信息采集和识别，从而实现预设的系统功能和信息化管理目标。

　　3、产品性能

　　●识别距离不小于5米，识别距离2～10米可调

　　●能可靠识别静态或60Km/h的高速移动目标（包括人、车、物等）

　　●可同时识别多张不同号码的射频卡

　　●无对人体伤害电磁污染

　　●识别区域无方向性、无盲区

　　●信号穿透力和绕射力强

　　●信息的安全性和保密性能高

　　●集成度高、兼容性好、通信简单快捷

　　●性价比高，便于安装和维护

　　4、在系统中的应用

　　用户需要有统一人员管理识别标签，企业可对经常作过衡的车辆发放固定标签，标签中写入详细的车辆信息（比如车牌号、所属单位、车辆自重等），临时车辆称重前需要凭相关单据申请临时标签（或切回到人工称重方式），持有标签的车辆称重时，在距离接收天线范围内，天线会接收到标签发出的低频信息，系统自动将标签中的内容调出，无须磅房操作人员输入信息，实现了无人职守称重的第一步。

　　5、射频卡（又称电子标签）

　　电子标签分为固定式和临时式又防拆标签和卡座标签两种。

　　长期过往称重的车辆发放固定式电子标签，将标签授权后贴到车的前挡风玻璃上。固定式电子车牌为防拆标签，是车辆的唯一身份证，揭开则损坏。这样可有效防止交换车辆信息的作弊模式，如*、张冠李戴（小车过毛大车过皮）等等。

　　临时式电子车牌为外部临时车辆用的一种辅助识别形式，是具有卡座，可插拔的模式。因本系统对称得前后都有摄像机抓拍车牌图片，第一次抓拍后识别出车辆车牌将其写入车辆卡上，第二次抓拍则将识别出来的车牌与上一次抓拍识别出来的车牌进行一个比对，这样就可杜约交换卡（小车过毛大车过皮）作弊的可能，增加了系统的防舞弊功能。

　　二）彩色摄像机

　　1、产品概述

　　型号：SCC-131AP或其他型号

　　技术指标：1/3"CCD，数字式480线，0.5Lux， AC24VDC12V 数字信号处理，可适应多种光照条件背光补偿，自动追踪白平衡/手动。

　　2、在系统中的应用

　　本套系统配备摄像头，分别安装在厂区出入口、装载区出入口、汽车衡两端和中间，摄像头和系统软件同步影象，即在摄像头监控范围内的车辆过衡情况，系统软件可以实时观测到，当车辆上衡稳定后，系统自动称重、瞬间把前车牌、车厢、尾厢的三组图片和称重记录同时保存，日后调用记录查询的同时把当时称重的图片一并调用。方便管理人员对称重车辆的审核和对称重车辆的监督。

　　三）红外车辆分离器（又称“光栅”）

　　1、产品概述

　　一套完整的红外车辆分离器包括：

　　●发射器和接收器：发射器内置线性排列的高能量发光元件，接收器内置与发射器数量相同的接收元件，发射器和接受器的对应光电元件依次按顺序同步触发，检测光路是否导通，当汽车通过扫描区域时，部分或全部光束被遮挡，因而被检测出。

　　●控制器：为发射器和接收器提供电源，读取并处理发射器/接收器的同步扫描信号，同时检测光幕工作状态，提供多种输出信号，如：继电器输出、串口输出、模拟量输出。

　　●电缆线：连接发射器/接收器与控制器的接插电缆，一般长度为10-15m.

　　2、在系统中的应用

　　本系统分别在汽车衡两端安装一套红外车辆分离器，当称重车辆上汽车衡时，光栅检测到称重车辆，光栅会通过屏蔽线缆发出信号给系统，系统首先控制信号灯，使信号灯由原来的绿灯变为红灯，提醒其他待候车辆不能上衡，当称重车辆没有完全上衡时，光栅不断发出未完成检测的信号给系统，系统不允许称重，同时通过语音提示驾驶员，“请您将车开到中间并下车，谢谢！”，防止称重通过此种途径作弊。

　　常见的作弊手段如下图：

　　四）信号灯

　　1、产品概述

　　●标准：符合中华人民共和国GB14887-2003标准

　　●外观设计：外观专门为LED光源所设计，结构为超薄人性化，外形美观，工艺精细，便于多种组合安装

　　●透光设计：透光镜片的外表面采用倾斜面设计，有效地改善了以往透光镜片易积灰尘的缺陷。

　　●外壳材料：外壳采压铸铝或聚碳酸酯（PC）材料与硅橡胶密封件，防尘、防水、阻燃、抗老化，此灯具外壳寿命超过十年

　　●光源：光源采用进口芯片四元素超高亮度发光二极管（LED），此光源亮度强，比白炽灯亮度高3—4倍以上。使用寿命长，大于10万小时。每个单灯耗电小于15瓦，可节能85％以上。

　　2、在系统中的应用

　　系统在汽车衡进口端安装一台信号灯，信号灯和光栅、标签配合使用，当检测到上衡车辆时，系统会控制信号灯由原来的空衡绿灯变成红灯，提醒其他待候车辆不能上衡。当检测到车辆下衡的时候，同样信号灯会由原来的红灯变成绿灯，提醒其他车辆可以上衡。

　　五）智能道闸机（又称“栏杆机”）

　　1、产品概述