為了提高汽車(chē)衡司秤作業(yè)的自動(dòng)化水平，堵住物資計量稱(chēng)重過(guò)程中可能存在的作弊行為，實(shí)現“以機器代替人”的目的，引進(jìn) ＲFID 遠距離無(wú)線(xiàn)射頻識別和 NFC 近距離無(wú)線(xiàn)通信等技術(shù)，開(kāi)發(fā)了杭鋼首套汽車(chē)衡遠程智能稱(chēng)重管理系統。

0.前言

杭州鋼鐵集團公司設備計量處管理汽車(chē)衡，每天都有大量的進(jìn)出物資運輸車(chē)輛進(jìn)行計量，雖然已實(shí)現了汽車(chē)衡之間的信息聯(lián)網(wǎng)，但物資運輸車(chē)輛進(jìn)行稱(chēng)重計量時(shí)，需要通過(guò)填寫(xiě)委托、手動(dòng)稱(chēng)重確認等程序，有人為因素或者設備及流程本身存在的問(wèn)題。由于稱(chēng)重作業(yè)過(guò)程人為因素較多，容易發(fā)生差錯和產(chǎn)生漏洞，稱(chēng)重的效率也得不到有效提升，日積月累會(huì )給公司造成較大的經(jīng)濟損失。通過(guò)引進(jìn)ＲFID 遠距離無(wú)線(xiàn)射頻識別和 NFC 近距離無(wú)線(xiàn)通信等技術(shù)，成功開(kāi)發(fā)了杭鋼首套汽車(chē)衡遠程智能稱(chēng)重管理系統?；?/span> ＲFID 技術(shù)的遠程智能稱(chēng)重管理系統主要由地磅、計算機、打印機、視頻監控、無(wú)線(xiàn)射頻讀卡系統、紅綠燈、道閘、手操器及稱(chēng)重管理軟件等組成，可應用于礦山、港口、鋼鐵等行業(yè)的貨物計量?；?/span> ＲFID 技術(shù)的遠程智能稱(chēng)重管理系統系統能快速、準確、穩定、可靠地完成整個(gè)稱(chēng)重管理流程，實(shí)現計量過(guò)程中數據信息采集的全自動(dòng)化，不僅大大降低人員勞動(dòng)強度，提高工作效率，而且徹底堵住物資計量稱(chēng)重過(guò)程中的漏洞。

1.原有汽車(chē)衡稱(chēng)重系統工作流程和弊端

1． 1  汽車(chē)衡改造前的稱(chēng)重工作模式

1) 車(chē)輛上磅。

2) 司機下秤向司稱(chēng)員提供委托單等相關(guān)單據。

3) 司稱(chēng)員手動(dòng)錄入車(chē)輛相關(guān)信息及填寫(xiě)委托單等相關(guān)單據。

4) 稱(chēng)重完畢打印磅單。

5) 司機取相關(guān)單據上車(chē)離開(kāi)。

1． 2 汽車(chē)衡稱(chēng)重系統中常見(jiàn)的作弊手段

1) 汽車(chē)過(guò)磅時(shí)手工開(kāi)單。手工開(kāi)具紙質(zhì)委托單易出現丟失、字跡不清、損壞、造假、無(wú)法追溯等問(wèn)題。

2) 空車(chē)加載或多車(chē)同時(shí)上磅，增加車(chē)輛的皮重，減少裝運物資凈重。

3) 重車(chē)不完全上磅，減少裝運物資凈重。

4) 重車(chē)過(guò)磅時(shí)，人為進(jìn)行撬磅。

5) 業(yè)務(wù)流轉。稱(chēng)重前用紙質(zhì)委托單記錄相關(guān)信息，稱(chēng)重后靠紙質(zhì)磅單記錄稱(chēng)重信息，以及靠紙質(zhì)單據與其他相關(guān)部門(mén)進(jìn)行業(yè)務(wù)流轉，業(yè)務(wù)流轉過(guò)程中易出現缺乏監督、損壞、造假等問(wèn)題。

6) 車(chē)輛互相更換車(chē)牌作弊。

7) 直接對汽車(chē)衡 ( 汽車(chē)衡) 的傳感器加裝遙控裝置，使其稱(chēng)重重量改變。

8) 串通更換稱(chēng)重物資舞弊。

9) 繞行重復上磅稱(chēng)重。

2 .基于 ＲFID 技術(shù)的汽車(chē)衡遠程智能稱(chēng)重管理系統

我處組織開(kāi)發(fā)的地磅遠程智能稱(chēng)重管理系統能在無(wú)人干預的情況下快速、準確、穩定、安全、可靠地完成整個(gè)稱(chēng)重計量流程，操作人員及管理人員都能在遠程對計量稱(chēng)重數據及稱(chēng)重過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監控、查詢(xún)、統計等。

汽車(chē)衡遠程智能稱(chēng)重管理系統使汽車(chē)衡傳統稱(chēng)重升華為智能化稱(chēng)重，很大程度上提高了計量的信息化水平，徹底堵住了計量中的漏洞及安全隱患，減少了人工成本，提高了計量效率，加強了上級部門(mén)對計量數據的遠程網(wǎng)絡(luò )監管。遠程集中智能化計量管理系統如圖 1 所示，無(wú)人值守控制系統如圖 2 所示。

以水渣秤為例，汽車(chē)衡遠程智能稱(chēng)重管理系統主要由下列子系統構成。

1）遠距離自動(dòng)識別系統;

2)  視頻監控管理系統;

3)  紅外檢測系統;

4)  道閘控制系統;

5)  信號燈控制子系統;

6)  語(yǔ)音指揮子系統;

7)  紅外防作弊子系統;

8)  皮重超差報警子系統;

9)  波形檢測子系統;

10)  汽車(chē)衡智能稱(chēng)重控制平臺;

11)  遠程智能稱(chēng)重工作站;

12)  工業(yè)級智能手持終端;

13)  其他附件，業(yè)務(wù)流轉卡、線(xiàn)材、輔料。

3.汽車(chē)衡遠程智能稱(chēng)重管理系統在水渣秤的應用

3． 1 水渣秤智能稱(chēng)重系統流程

1) 裝運水渣船只到港后，“船老大”去紫恒公司水渣秤旁的工作站報到，紫恒操作人員在計質(zhì)量系統上做好相關(guān)委托信息。

2) 紫恒操作人員登錄手持終端，錄入相關(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(shí)終端處于部分功能鎖定狀態(tài)( 只能在卸貨時(shí)查看船裝貨量及確認車(chē)輛信息) 。

3) 運輸車(chē)輛在計量完當天第一次皮重后至 1號高爐或 2、3 號高爐裝貨點(diǎn)裝運水渣，裝運前司機把業(yè)務(wù)流轉卡交予煉鐵操作人員進(jìn)行刷卡登記，信息將自動(dòng)傳入電腦，記錄車(chē)輛裝貨地點(diǎn)等相關(guān)信息。刷卡后手持終端如顯示該車(chē)輛未稱(chēng)過(guò)皮重，手持終端提醒需稱(chēng)完皮重再裝貨。

4) 裝貨完畢后至水渣秤計量，綠信號燈亮，稱(chēng)重車(chē)輛進(jìn)入車(chē)道，上磅后紅信號燈亮，禁止下一輛車(chē)進(jìn)入車(chē)道。

5) 通過(guò)秤體兩端紅外線(xiàn)判斷車(chē)輛是否完全上秤，并根據儀表讀數跳動(dòng)情況判斷車(chē)輛是否停穩，通過(guò)車(chē)輛上的防拆標簽識別該車(chē)輛的相關(guān)信息。

6) 確認車(chē)輛屬于正常稱(chēng)重，抓拍車(chē)輛圖像信息息，與車(chē)輛毛重一起綁定記錄。

7) 稱(chēng)重完畢語(yǔ)音提示車(chē)輛下秤，主控制器將稱(chēng)重數據的信息通過(guò)串口傳輸給 LED 大屏幕，供司機觀(guān)看核實(shí)，同時(shí)將經(jīng)過(guò)加密處理的數據上傳至計質(zhì)量系統中，并存儲到數據庫服務(wù)器。

8) 車(chē)輛行到碼頭卸貨，“船老大”刷業(yè)務(wù)卡后將車(chē)輛數據信息與委托單進(jìn)行綁定，點(diǎn)擊允許卸貨按鈕，記錄卸貨時(shí)間并實(shí)時(shí)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(huì )報警提示遠程管理人員。

10) 把此時(shí)的皮重和稱(chēng)重時(shí)間按委托單號傳回計稱(chēng)量系統( 每天稱(chēng)皮重兩次，以第二次為準，此時(shí)的皮重使用當天一天) ，系統自動(dòng)得出車(chē)輛裝運水渣凈重。

11) 該船裝貨完畢后，“船老大”點(diǎn)擊裝貨完畢，終端顯示該船總計裝貨量，以及傳回計稱(chēng)量系統該委托完成的指令，打印機自動(dòng)打出稱(chēng)重計量報表。水渣秤信息傳輸網(wǎng)點(diǎn)分布見(jiàn)圖 3。

3． 2 水渣秤智能稱(chēng)重系統功能

3． 2． 1 汽車(chē)衡智能稱(chēng)重控制平臺

汽車(chē)衡智能稱(chēng)重控制平臺是本地數據處理中心，主要將本地各類(lèi)傳感器信息進(jìn)行采集、處理，同時(shí)將處理后的數據上傳至計質(zhì)量系統數據庫服務(wù)器。

汽車(chē)衡智能稱(chēng)重控制平臺主要由工控機和各類(lèi)信息采集模塊組成，其功能包括標簽電子標簽信息采集與管理、汽車(chē)衡稱(chēng)重數據采集和管理、視頻圖像采集與管理、車(chē)輛磅秤輔助系統、LED 大屏幕等，圖 4 為汽車(chē)衡智能稱(chēng)重控制平臺操作界面。

3． 2． 2 ＲFID 電子標簽自動(dòng)識別

射頻識別( ＲFID) 是一種非接觸式的自動(dòng)識別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號自動(dòng)識別目標對象并獲取相關(guān)數據，識別工作無(wú)須人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。射頻識別技術(shù)可識別高速運動(dòng)物體并可同時(shí)識別多個(gè)標簽，操作快捷方便。

ＲFID 是一種簡(jiǎn)單的無(wú)線(xiàn)系統，只有兩個(gè)基本器件，該系統用于控制、檢測和跟蹤物體。系統由一個(gè)詢(xún)問(wèn)器( 或閱讀器) 和應答器( 或標簽) 組成。

電子標簽中存儲了經(jīng)過(guò)加密處理的車(chē)輛信息數據。其數據只能由經(jīng)過(guò)授權的 ＲFID 識讀器讀取。車(chē)輛在汽車(chē)衡上稱(chēng)重計量時(shí)，ＲFID 識讀器自動(dòng)讀取電子標簽中加密的車(chē)輛信息，解密后，得到電子標簽中的車(chē)牌號碼、駕駛人員等信息。與此同時(shí)，攝像機會(huì )拍攝車(chē)輛的物理車(chē)牌，經(jīng)過(guò)圖像比對，解決了更換車(chē)牌作弊現象。

電子標簽通過(guò)發(fā)卡管理系統事先寫(xiě)入了車(chē)輛的基本信息，如車(chē)輛 ID、駕駛人員、車(chē)牌號、原始皮重等。并將電子標簽粘貼在汽車(chē)駕駛室一側的車(chē)窗上，此時(shí)車(chē)輛擁有了獨一無(wú)二的身份證。當安裝 有電子標簽的車(chē)輛進(jìn)入識別區域，識別天線(xiàn)就能捕獲電子標簽內的相關(guān)信息，并實(shí)時(shí)發(fā)送至后臺，幫助后臺做進(jìn)一步處理。標簽一旦撕毀，將無(wú)效。

3． 2． 3 智能稱(chēng)重平臺應用軟件

應用程序是設備的信息采集和管理程序之間的橋梁，同時(shí)應用程序可以在界面上模擬控制儀表進(jìn)行操作( 見(jiàn)圖 4) 。稱(chēng)重儀表通過(guò) ＲS － 232 信號和計算機建立連接，如果現場(chǎng)和計算機相距較遠，需將儀表提供的 ＲS － 232 信號轉換為 ＲS － 485 信需將儀表提供的 ＲS － 232 信號轉換為 ＲS － 485 信號以便于遠距離傳輸，在連接計算機時(shí)再將 ＲS －485 信號轉換為 ＲS － 232 信號接入計算機進(jìn)行處處理。

3. 3 稱(chēng)重防作弊系統的技術(shù)手段

1) 無(wú)線(xiàn)車(chē)號車(chē)牌信息自動(dòng)識別。

2) 防換車(chē)牌。電子標簽靠自身膠粘貼于汽車(chē)駕駛室左側車(chē)窗，粘貼牢固，如撕揭電子標簽，電子標簽損毀無(wú)效。

3) 使用車(chē)輛紅外防作弊子系統，防止車(chē)輛不完全上磅。

4) 監控系統攝像機從不同角度對過(guò)磅車(chē)輛進(jìn)行監控，并抓拍留檔，監控空車(chē)加載，多車(chē)同時(shí)上磅、人為撬磅等作弊行為。

5) 系統自動(dòng)采集數據，并打印機自動(dòng)打印碼單，避免人為干擾因素，全程自動(dòng)化管理。

6) 發(fā)放電子標簽時(shí)將車(chē)輛原始皮重等信息與電子標簽卡號進(jìn)行綁定，在每次空車(chē)過(guò)磅時(shí)進(jìn)行比對，對皮重變化超出正常范圍的及時(shí)檢查并報警提示。

3． 4 汽車(chē)衡遠程智能稱(chēng)重管理系統特點(diǎn)

1) 從裝貨到計量及卸貨，全程自動(dòng)化管理，數據采集采用系統自動(dòng)采集的方式，減少人為干預，提高數據采集的準確性、實(shí)時(shí)性。

2) 加快車(chē)輛在衡器設備上的過(guò)磅速度，提高生產(chǎn)作業(yè)效率。

3) 規范過(guò)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(gè)人可以管理多個(gè)汽車(chē)衡，減少司秤人員，減輕企業(yè)負擔。

5) 采用電子標簽可進(jìn)行遠距離讀卡，實(shí)現對車(chē)輛在行進(jìn)過(guò)程中讀卡，電子標簽具有防拆功能，杜絕司機利用交換卡片、車(chē)牌等作弊。

6) 完善過(guò)磅車(chē)輛管理，做到車(chē)、卡的完美結合。

4.結語(yǔ)

基于 ＲFID 的遠程智能稱(chēng)重管理系統，可以通過(guò)遠程查看汽車(chē)衡計量信息，通過(guò)監視裝置可實(shí)時(shí)了解現場(chǎng)車(chē)輛計量情況，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?；?/span> ＲFID 的遠程智能稱(chēng)重管理系統在水渣秤的成功應用，為集團公司今后在新產(chǎn)業(yè)基地及寧鋼等的推廣打下了堅實(shí)的基礎。