基于RFID的煤礦車輛智能稱重管理方案

1. 系統(tǒng)概述

　　1.1. 系統(tǒng)背景

　　礦區(qū)車輛管理的特點(diǎn)是車輛多、車型多，管理難度較大；如何拓寬管理視角，提高車輛運(yùn)行效率，增強(qiáng)行車安全，加強(qiáng)車輛績(jī)效管理是當(dāng)前急需解決的問題。雖然礦區(qū)車輛管理資料和數(shù)據(jù)庫比較完善，但是這些資料都需要人工輸入電腦數(shù)據(jù)庫或者停車核對(duì)相關(guān)的證件才能查驗(yàn)，在車流量大、行車速度要求高的閘口很難實(shí)施，而且費(fèi)時(shí)費(fèi)力。在礦區(qū)車輛進(jìn)出口、稱重區(qū)，和卸載區(qū)如何能夠快速有效地采集數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)距離稽查和判斷系統(tǒng)成了首要的問題。采礦廠、發(fā)電廠、礦場(chǎng)、垃圾場(chǎng)等單位每天都會(huì)有大量的物資運(yùn)輸車輛進(jìn)出，需要進(jìn)行停車、登記、稱重等程序，由操作人員將數(shù)據(jù)手工錄入計(jì)算機(jī)，不僅耗時(shí)，而且誤差率大，此外還容易滋生人為舞弊行為，給企業(yè)造成大量經(jīng)濟(jì)損失。

　　1.2. 現(xiàn)狀與分析

　　根據(jù)目前礦場(chǎng)車輛人工管理的現(xiàn)狀，我司提出結(jié)合RFID技術(shù)、電子汽車稱重技術(shù)、通訊技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)解決方案,該系統(tǒng)可自動(dòng)記錄進(jìn)出裝有電子標(biāo)簽的車輛車牌號(hào)、重量信息、時(shí)間信息等，并寫入主機(jī)數(shù)據(jù)庫，能有效杜絕人為誤差，防止過衡堵塞、作弊等情況的發(fā)生，保證原始數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性，減少經(jīng)濟(jì)損失。

　　在運(yùn)礦的路線上設(shè)置兩個(gè)稱重點(diǎn)，其分別為裝貨點(diǎn)和卸貨點(diǎn)。當(dāng)車輛進(jìn)入稱重點(diǎn)后觸發(fā)讀寫器讀卡，并將車輛的詳細(xì)信息傳給PC機(jī)，通過標(biāo)簽信息進(jìn)行匹配，檢查車輛在運(yùn)輸過程中是否有礦石損失。

2. 系統(tǒng)介紹

　　2.1. 系統(tǒng)原理

　　對(duì)于所有進(jìn)入礦場(chǎng)的車輛進(jìn)行智能化管理，要求每一輛進(jìn)場(chǎng)運(yùn)礦的車輛配發(fā)一張專用RFID標(biāo)簽，該專用標(biāo)簽存有運(yùn)礦車車主姓名、皮重/車牌號(hào)/材料類型/凈重/裝貨地點(diǎn)/目的地/打印時(shí)間年月日等信息。在運(yùn)輸?shù)穆肪€中設(shè)置四個(gè)稱重點(diǎn)。首先運(yùn)礦車空車進(jìn)入采礦區(qū)域經(jīng)過汽車衡稱重時(shí)觸發(fā)讀寫器讀卡，讀寫器將車載標(biāo)簽內(nèi)信息傳送給主機(jī)，同時(shí)指令電子衡傳送車輛車重信息；運(yùn)礦車裝載礦石后離開采礦區(qū)域經(jīng)過汽車衡稱重時(shí)觸發(fā)讀寫器讀卡，讀寫器將車載標(biāo)簽內(nèi)信息傳送給主機(jī)，同時(shí)指令電子衡傳送車輛車重信息，本次車重信息與空車車重信息進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算車輛上裝載的礦石重量；當(dāng)運(yùn)礦車輛到達(dá)運(yùn)輸終點(diǎn)經(jīng)過汽車衡稱重時(shí)觸發(fā)讀寫器讀卡，讀寫器將車載標(biāo)簽內(nèi)信息傳送給主機(jī)，同時(shí)指令電子衡傳送車輛車重信息；卸載礦石后空車經(jīng)過汽車衡稱重時(shí)觸發(fā)讀寫器讀卡，讀寫器將車載標(biāo)簽內(nèi)信息傳送給主機(jī)，同時(shí)指令電子衡傳送車輛車重信息，與終點(diǎn)車重信息進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算出礦石重量。此重量與采礦區(qū)運(yùn)礦石重量進(jìn)行對(duì)比，最終判斷出在運(yùn)輸過程中是否有丟失。

　　2.2. 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖

　　本系統(tǒng)由讀寫器、電子標(biāo)簽、汽車衡、稱重儀器、紅外線對(duì)射器、LED燈顯示屏、信號(hào)燈、視頻監(jiān)控、服務(wù)器等組成。

　　2.3. 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

圖2：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

　　系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖包括監(jiān)控管理系統(tǒng)、智能車輛管理、稱重主機(jī)、采樣主機(jī)、回皮主機(jī)、實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和其他在線工作站等。各單元系統(tǒng)之間通過廠內(nèi)局域網(wǎng)聯(lián)結(jié)在一起，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

　　2.4. 系統(tǒng)流程圖

圖3：系統(tǒng)流程圖

　　所有運(yùn)輸車輛在進(jìn)入裝貨區(qū)之前通過RFID識(shí)別記錄車輛信息，并過磅稱重，稱重完畢，服務(wù)器自動(dòng)記錄稱重信息，顯示屏顯示稱重信息；運(yùn)輸車輛進(jìn)入裝礦區(qū)域進(jìn)行裝礦，裝礦完成后駛出裝貨區(qū)域再次稱重，重量信息自動(dòng)錄入系統(tǒng)，LED等給出重量提示；運(yùn)輸車到達(dá)目的地駛進(jìn)卸貨區(qū)通過RFID識(shí)別記錄車輛信息，并過磅稱重，稱重完畢，服務(wù)器自動(dòng)記錄稱重信息，顯示屏顯示稱重信息；運(yùn)輸車完成卸貨，卸貨完畢后進(jìn)行磅秤稱重，最終記錄重量信息。通過信息比對(duì)判斷出礦是否有遺漏或殘留。

　　3. 系統(tǒng)工作流程

圖4：礦場(chǎng)智能稱重示例圖

　　3.1. 入場(chǎng)登記

　　礦場(chǎng)登記處首先為進(jìn)入礦場(chǎng)的車輛進(jìn)行登記，并為其配發(fā)一張運(yùn)礦專用標(biāo)簽，然后將該標(biāo)簽的卡號(hào)、車輛牌號(hào)、車主姓名、入場(chǎng)時(shí)間及入場(chǎng)地點(diǎn)相關(guān)信息保存在主機(jī)數(shù)據(jù)庫中。

　　3.2. 開票

　　只有配發(fā)了運(yùn)礦專用標(biāo)簽的客戶才可到礦場(chǎng)開票處開票購礦。

　　3.3. 空車過磅稱重

　　客戶開票后，可將運(yùn)礦車駛?cè)肫嚭馔ǖ肋M(jìn)行稱重，安在道口的車輛檢測(cè)器感應(yīng)有車駛?cè)?，將信?hào)傳給前方道閘和信號(hào)燈，道閘立即關(guān)閉，信號(hào)燈變紅色，提示駕駛員慢行駛，同時(shí)要求稱重儀和讀寫器開始工作。運(yùn)礦車上的標(biāo)簽被讀寫器讀到后，讀寫器將該車的信息傳送給主機(jī)，指令電子衡開始傳送該車重量信息，同時(shí)攝像機(jī)監(jiān)視車輛是否?？吭谥付ㄎ恢靡约白ヅ膱D像。當(dāng)主機(jī)收到卡號(hào)和重量信息后，準(zhǔn)確記錄和備份信息，然后打出指令打開道閘，運(yùn)礦車駛?cè)氲V場(chǎng)進(jìn)行裝礦。

　　3.4. 裝礦

　　運(yùn)礦車空車過磅后，可駛?cè)氲V場(chǎng)進(jìn)行裝礦。

　　3.5. 裝礦過磅稱重

　　運(yùn)礦車裝礦后需再次駛?cè)肫嚭獾肋M(jìn)行稱重，安在道口的車輛檢測(cè)器感應(yīng)有車駛?cè)?，將信?hào)傳給前方道閘和信號(hào)燈，道閘立即關(guān)閉，信號(hào)燈變紅色，提示駕駛員慢行駛，同時(shí)要求稱重儀和讀寫器開始工作。運(yùn)礦車上的標(biāo)簽被讀寫器讀到后，讀寫器天線將該車的信息傳送給主機(jī)，指令電子衡開始傳送該車重量信息，同時(shí)攝像機(jī)監(jiān)視車輛是否?？吭谥付ㄎ恢靡约白ヅ膱D像。當(dāng)主機(jī)收到卡號(hào)和重量信息后，準(zhǔn)確記錄和備份信息，然后打出指令打開道閘，運(yùn)礦車駛?cè)氲V場(chǎng)開票處開票。

　　3.6. 開票

　　運(yùn)礦車裝礦后需再次到開票處進(jìn)行開票，開票處核對(duì)運(yùn)礦車兩次過磅的信息是否一致，該信息包括運(yùn)礦專用標(biāo)簽卡號(hào)是否一致、車主是否一致及牌號(hào)是否一致等等，若所有信息均一致時(shí)，開票處再根據(jù)管理系統(tǒng)自動(dòng)算出所運(yùn)礦的凈重給予開票。

　　3.7. 出場(chǎng)

　　最后運(yùn)礦車可持票據(jù)并經(jīng)過門衛(wèi)的檢查駛出礦場(chǎng)。

　　3.8. 目的地卸礦過磅稱重

　　運(yùn)礦車到達(dá)目的地。在卸礦前駛?cè)肽康牡靥幤嚭獾肋M(jìn)行稱重，安在道口的車輛檢測(cè)器感應(yīng)有車駛?cè)?，將信?hào)傳給前方道閘和信號(hào)燈，道閘立即關(guān)閉，信號(hào)燈變紅色，提示駕駛員慢行駛，同時(shí)要求稱重儀和讀寫器開始工作。運(yùn)礦車上的標(biāo)簽被讀寫器讀到后，讀寫器將該車的信息傳送給主機(jī)，指令電子衡開始傳送該車重量信息，同時(shí)攝像機(jī)監(jiān)視車輛是否?？吭谥付ㄎ恢靡约白ヅ膱D像。當(dāng)主機(jī)收到卡號(hào)和重量信息后，準(zhǔn)確記錄和備份信息，然后打出指令打開道閘。

　　3.9. 卸礦

　　運(yùn)礦車過磅后，可駛?cè)氲V場(chǎng)進(jìn)行卸礦。

　　3.10. 空車過磅

　　運(yùn)礦車卸礦后再進(jìn)行空車過磅，同時(shí)在開票處進(jìn)行開票，開票處核對(duì)礦車兩次過磅的信息是否一致，該信息包括運(yùn)礦專用標(biāo)簽卡號(hào)是否一致、車主是否一致及牌號(hào)是否一致等等，若所有信息均一致時(shí)，開票處再根據(jù)管理系統(tǒng)自動(dòng)算出所運(yùn)礦的凈重給予開票，并回收運(yùn)礦專用標(biāo)簽。

　　3.11. 計(jì)算稱重

　　整個(gè)裝礦過程計(jì)算分3次計(jì)算，裝礦稱重與空車稱重相對(duì)比計(jì)算裝礦重量；卸貨場(chǎng)稱重與裝礦稱重相比檢驗(yàn)運(yùn)輸過程是否有漏礦現(xiàn)象；空車稱重與卸貨場(chǎng)稱重相比計(jì)算運(yùn)礦重量，與第一次計(jì)算的礦重比較計(jì)算礦石是否有丟失或殘留現(xiàn)象。

4. 系統(tǒng)特點(diǎn)

　　相對(duì)于以往的礦場(chǎng)車輛管理及智能稱重系統(tǒng)來說，利用RFID技術(shù)對(duì)礦場(chǎng)車輛管理具有如下優(yōu)點(diǎn)：

　　信息采集自動(dòng)化

　汽車衡器輸出的稱重?cái)?shù)據(jù)和安裝在運(yùn)礦車上的電子標(biāo)簽卡號(hào)，通過相關(guān)設(shè)備處理后，傳給計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)顯示這部車所拉載的貨物重量，并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫中。用戶可根據(jù)需要進(jìn)行查詢、匯總、打印等操作，從而實(shí)現(xiàn)了信息采集自動(dòng)化。

　　加強(qiáng)管理，杜絕徇私舞弊現(xiàn)象

　　一車一卡，電子標(biāo)簽粘貼在汽車的擋風(fēng)玻璃上面，每次地磅稱得的重量，嚴(yán)格對(duì)應(yīng)一張卡、一部車。配合攝像機(jī)的圖像抓拍功能，確保整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)萬無一失，千真萬確。

　　保護(hù)本區(qū)域的安全，防止非法車輛闖入

　　本系統(tǒng)可集成停車場(chǎng)管理系統(tǒng)，只有攜帶合法授權(quán)電子標(biāo)簽的車輛才能進(jìn)入礦場(chǎng)裝礦及其稱重區(qū)域，從而提高本區(qū)域的安全性。

　　結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

　　調(diào)試安裝方便，稱重范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)。

　　能遠(yuǎn)距離傳輸信息

　　可進(jìn)行遙控、群控，使系統(tǒng)真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化，并可以與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，自動(dòng)分析、計(jì)算和打印數(shù)據(jù)記錄及報(bào)表。

　　標(biāo)簽內(nèi)數(shù)據(jù)保密性強(qiáng)

　　電子標(biāo)簽無法偽造或復(fù)制，從根本上消除了復(fù)制、偽造、作弊現(xiàn)象。.

　　樹立企業(yè)形象、提高工作效率、降低操作成本

　　該系統(tǒng)對(duì)全礦場(chǎng)的所有汽車衡（地磅）進(jìn)行計(jì)算機(jī)自動(dòng)化聯(lián)網(wǎng)管理，可以方便地測(cè)量運(yùn)礦車空載和滿載時(shí)的汽車重量，實(shí)時(shí)了解運(yùn)礦車所裝載貨物的實(shí)際重量，從而大大提高企業(yè)的工作效率。

　　避免人為操作漏洞

　　由于采取了自動(dòng)讀取數(shù)據(jù)的方式，所有過衡車輛均由計(jì)算機(jī)自動(dòng)計(jì)錄，免除了人工干預(yù)，自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)，自動(dòng)核放。

　　縮短各個(gè)操作環(huán)節(jié)的操作時(shí)間，提高計(jì)量系統(tǒng)的接卸能力，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省人力成本。

　　5. 其他應(yīng)用領(lǐng)域

　　各類礦場(chǎng)稱重管理；

　　建筑來料稱重管理；

　　農(nóng)作物稱重管理；

　　工業(yè)稱重管理；

　　沙場(chǎng)稱重管理等。

6. 產(chǎn)品選型推薦