汽車衡稱重廣泛應(yīng)用與企業(yè)中,傳統(tǒng)的手工稱重模式弊病眾多。針對(duì)目前的能源、化工等企業(yè)在使用管理中汽車衡的實(shí)際現(xiàn)狀,通過使用微波自動(dòng)識(shí)別技術(shù)、視頻監(jiān)控技術(shù)以及新的數(shù)據(jù)采集等技術(shù),建立的汽車衡自動(dòng)稱重系統(tǒng)是集車輛信息的自動(dòng)識(shí)別、語音自動(dòng)指揮、即時(shí)抓拍稱重圖像、紅綠燈、道閘控制、大屏幕顯示等于一身的無人值守自動(dòng)稱重系統(tǒng)。 

0.引言

由于電力、冶金、煤炭、化工等行業(yè)資源的緊缺和價(jià)格的不斷提高，計(jì)量的可靠、準(zhǔn)確、高效及信息化等建設(shè)直接影響到企業(yè)實(shí)現(xiàn)其最大化利潤(rùn)的目標(biāo)。數(shù)據(jù)計(jì)量的準(zhǔn)確與否已經(jīng)影響到企業(yè)的發(fā)展，進(jìn)出庫的數(shù)據(jù)計(jì)量的準(zhǔn)確性，對(duì)企業(yè)的成本控制和銷售利潤(rùn)會(huì)產(chǎn)生直接的影響。

無人值守汽車衡自動(dòng)稱重系統(tǒng)是指汽車衡在無人值守和干預(yù)的情況下準(zhǔn)確、迅速、穩(wěn)定、安全可靠的完成整個(gè)稱重流程，操作人員和管理人員可以遠(yuǎn)程的對(duì)計(jì)量的數(shù)據(jù)實(shí)施監(jiān)控，進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)、打印、結(jié)算等工作。同時(shí)也提高了計(jì)量效率、堵住了計(jì)量中人為誤差及人為作弊等漏洞、降低了企業(yè)管理成本及資源損耗。

1 .系統(tǒng)分析

1.1 需求分析

平頂山市是煤炭、電力、化工、冶金等大型企業(yè)較為集中的城市，目前該地的各大企業(yè)在計(jì)量管理中汽車衡的使用上，仍然停留在手工作業(yè)或基于獨(dú)立、分散的計(jì)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集管理模式上，這樣的工作方式，存在著采集誤差大、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)匯總滯后、工作效率低或數(shù)據(jù)集成程度低、數(shù)據(jù)及系統(tǒng)維護(hù)量大等缺點(diǎn)，直接影響到企業(yè)的生產(chǎn)、運(yùn)行、調(diào)度和計(jì)劃安排，急需解決技術(shù)問題降低開銷。

針對(duì)以上的現(xiàn)狀，建立企業(yè)汽車衡計(jì)量信息數(shù)據(jù)庫和分析模型，采用了微波自動(dòng)識(shí)別技術(shù)、視頻監(jiān)控技術(shù)及新的數(shù)據(jù)采集技術(shù)等進(jìn)行了管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、主要模塊設(shè)計(jì)等，實(shí)現(xiàn)汽車衡計(jì)量管理自動(dòng)化，從根本上解決數(shù)據(jù)計(jì)量中的舞弊行為，加強(qiáng)了職能部門對(duì)數(shù)據(jù)計(jì)量工作的監(jiān)管。

1．2 稱重過程

該系統(tǒng)的稱重流程圖如圖 1 所示，車輛上榜之前，待稱重汽車停在停車線以外，光電開關(guān)不擋，汽車衡前的道閘門開啟，待測(cè)車輛駛?cè)肫嚭猓到y(tǒng)讀取電子標(biāo)簽，并根據(jù)電子標(biāo)簽讀取車輛信息并與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中所儲(chǔ)存的信息加以比較，判斷待測(cè)車輛和稱重的合法性。如果車輛未能讀取到電子標(biāo)簽或者標(biāo)簽信息不合法，系統(tǒng)提示“非稱量車輛請(qǐng)離開秤臺(tái)”，并由司磅員進(jìn)行人工處理和操作。系統(tǒng)通過汽車衡前后的前后限位器判斷車輛是否停穩(wěn)，如果未停穩(wěn)，則提示：“請(qǐng)停車”；如果停穩(wěn)則系統(tǒng)自動(dòng)讀取該車基本信息；系統(tǒng)同時(shí)開始抓拍車輛的車身、車尾和車頭三個(gè)部位的及時(shí)圖片，系統(tǒng)存儲(chǔ)該車輛的稱重信息并提示該車輛“稱量完畢，請(qǐng)離開秤臺(tái)！”；車輛下汽車衡，汽車衡回到初始狀態(tài)，等待下一次稱量。

2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

無人值守汽車衡自動(dòng)稱重系統(tǒng)有管理終端盒稱量終端兩部分組成，系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)圖如圖 2 所示：

2.2 系統(tǒng)的主要模塊設(shè)計(jì)

2.2.1 管理終端

本系統(tǒng)的管理終端采用了 B/S 模型進(jìn)行開發(fā)系統(tǒng)的管理終端，用戶不直接對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作，而是與程序編好的用戶界面進(jìn)行對(duì)話。用戶通過網(wǎng)絡(luò)訪問服務(wù)器上的 Web 頁面。

系統(tǒng)管理員根據(jù)權(quán)限添加普通用戶；普通用戶可以添加基本的管理信息，可以對(duì)待稱重車輛的射頻卡信息進(jìn)行錄入到數(shù)據(jù)庫中，也可以將車輛信息、貨物信息和管理人員的信息錄入到數(shù)據(jù)庫中。

管理部門遠(yuǎn)程（通過電話線或網(wǎng)絡(luò)）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施即時(shí)監(jiān)控，對(duì)現(xiàn)在或過去某一特定時(shí)間的稱重狀況進(jìn)行查詢或打印，對(duì)歷史數(shù)據(jù)及圖片進(jìn)行分析。計(jì)量管理人員可以對(duì)稱重現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控，在遠(yuǎn)程可以對(duì)計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控、查詢、統(tǒng)計(jì)、打印、結(jié)算等。

2.2.2 稱重終端

系統(tǒng)的稱重終端主要是實(shí)現(xiàn)整個(gè)稱重系統(tǒng)的流程，主要包括車輛識(shí)別，車輛引導(dǎo)，車輛的定位，稱重，圖像的抓拍等。首先，有相關(guān)人員將待測(cè)車輛的基礎(chǔ)信息錄入到數(shù)據(jù)庫中，這些基礎(chǔ)信息包括：車牌號(hào)、車型、載重、標(biāo)簽 ID 等。然后稱重終端的衡器在得到系統(tǒng)給定的指示后進(jìn)入稱量的準(zhǔn)備狀態(tài)，準(zhǔn)備進(jìn)行稱量工作。下面介紹稱重終端的各個(gè)子模塊的功能。

◆微波自動(dòng)識(shí)別子模塊：實(shí)現(xiàn)對(duì)待稱重車輛的標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別，讀取標(biāo)簽內(nèi)的信息是否與數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)信息一致，從而判斷其過衡合法性。該子模塊主要包含兩個(gè)部分：一個(gè)是對(duì)實(shí)現(xiàn)了管理 RFID 讀寫器，包括配置讀寫器的 IP，讀取周期，上傳周期，讀取方式等。另一個(gè)是讀取并處理車輛 RFID 標(biāo)簽的功能，讀寫器按照讀寫周期不停的向系統(tǒng)上傳基本的 RFID 標(biāo)簽信息，該模塊主要是過濾重復(fù)的標(biāo)簽，進(jìn)行分組，然后上傳。

◆圖像自動(dòng)抓拍子模塊：將圖像鑲嵌在系統(tǒng)界面里，可在車輛稱毛重（皮重）時(shí)記錄其稱重瞬時(shí)保留稱重車輛的車頭、車尾、車廂三幅即時(shí)圖片，在二次稱重時(shí)系統(tǒng)界面里顯示前次稱量時(shí)的即時(shí)圖片，一方面起到對(duì)照作用，看該稱重車輛是否一致；另一方面作為歷史計(jì)量狀態(tài)存檔，可供計(jì)量管理部門或其他管理部門查詢。該模塊主要包含：配置和初始化視頻設(shè)備、抓拍和保存視頻文件和文件的回放等。

◆自動(dòng)語音處理子模塊：該模塊為了保證整個(gè)稱重過程免除人工干預(yù)，完全由語音系統(tǒng)自動(dòng)控制完成。根據(jù)車輛稱重的具體情況，自動(dòng)選擇提示的語音，指示稱重車輛完成整個(gè)稱重流程，避免人為控制。

◆計(jì)量安全子模塊：對(duì)于車輛不完全上磅和稱重時(shí)增加配重等作弊情況加以自動(dòng)判斷識(shí)別，并通過語音系統(tǒng)通知司機(jī)，具有皮重超差自動(dòng)報(bào)警功能。該模塊包含兩個(gè)部分，一個(gè)是衡器檢定設(shè)置處理部分，根據(jù)實(shí)際情況建立多元線性統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)模型，給數(shù)據(jù)采集提供依據(jù)；另一個(gè)部分是數(shù)據(jù)采集處理部分，對(duì)汽車衡稱量得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到需要的稱量結(jié)果。

2.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)在整個(gè)稱重系統(tǒng)中所占的位置也非常重要，需要對(duì)車輛信息、標(biāo)簽信息、貨物信息和稱重?cái)?shù)據(jù)等都要在數(shù)據(jù)庫保存和管理。

在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的時(shí)候原則上都要采用標(biāo)準(zhǔn)化合規(guī)范化，在數(shù)據(jù)庫的各個(gè)范式中，通常第三范式被認(rèn)為性能、擴(kuò)展性和數(shù)據(jù)完整性方面達(dá)到了很好的平衡，所以本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的時(shí)候，所有的表結(jié)構(gòu)都要滿足第三范式。

3.總結(jié)

本文主要針對(duì)平頂山市各企業(yè)稱重管理效率低、統(tǒng)計(jì)困難和管理混亂的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)開發(fā)的基于微波技術(shù)自動(dòng)識(shí)別車輛并完成全過程無人值守的自動(dòng)稱重系統(tǒng)。不僅提高計(jì)量效率，提高計(jì)量的信息化水平，而且也能堵住計(jì)量中人為誤差及人為作弊等漏洞、降低企業(yè)管理成本及資源損耗的手段。在給各企業(yè)管理帶來效益的同時(shí)，也是平頂山市企業(yè)信息化管理的一大成果。該系統(tǒng)已經(jīng)在神馬集團(tuán)氯堿化工有限公司進(jìn)行了試運(yùn)行。