污水處理廠地磅房自動(dòng)稱重系統(tǒng)

奚向民，范舜年

(上海城投污水處理有限公司白龍港污水處理廠，上海 201201)

0 引言

近年來，射頻技術(shù)發(fā)展迅猛，1998年后我國(guó)電子汽車衡器[1]行業(yè)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)從圖象識(shí)別、紅外識(shí)別、IC卡識(shí)別的應(yīng)用發(fā)展到現(xiàn)在的自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，而射頻識(shí)別正以其獨(dú)有的高性能贏得越來越多企業(yè)的青睞。

本文從射頻技術(shù)在信號(hào)自動(dòng)識(shí)別的應(yīng)用上，解決了大型污水處理廠的運(yùn)輸車輛排隊(duì)過磅的現(xiàn)象?；诖笮臀鬯幚韽S環(huán)境惡劣，腐蝕性氣體較多，來往過磅車輛頻繁，擬采用射頻識(shí)別技術(shù)[2](簡(jiǎn)稱 RFID，Radio Frequency Identification)主導(dǎo)地磅房智能稱重系統(tǒng)，射頻識(shí)別以其識(shí)別距離遠(yuǎn)、識(shí)別速度快、抗干擾性強(qiáng)，在惡劣環(huán)境條件下系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性、可靠性等特點(diǎn)提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，降低人為因素造成的失誤，有利于企業(yè)管理實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化、信息化的目標(biāo)。

1 系統(tǒng)原理

本方案是基于白龍港污水處理廠地磅房運(yùn)行情況而設(shè)計(jì)的地磅自動(dòng)稱重系統(tǒng)，采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制和非接觸式IC卡[3]自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，需要稱重的車輛擋風(fēng)玻璃上安裝電子標(biāo)簽(非接觸式IC卡)，在IC卡內(nèi)預(yù)先寫入相關(guān)的車輛信息;當(dāng)車輛通過電子汽車衡器稱重時(shí)，讀寫器通過無線通訊線，把卡內(nèi)已寫入的車輛相關(guān)信息讀取出來，傳給上位監(jiān)控系統(tǒng);同時(shí)重量信息通過稱重儀表傳遞給上位監(jiān)控系統(tǒng)。另外還通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制一些外圍設(shè)備:指示燈、語音提示系統(tǒng)等。使稱重速度、信息傳輸比以前有了明顯的改善，同時(shí)也提升了企業(yè)對(duì)于過磅車輛的管理水平。

2 系統(tǒng)特點(diǎn)

2.1 稱重?cái)?shù)據(jù)科學(xué)管理

通過控制電路采集電子汽車衡器輸出的稱重信號(hào)并傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換和變化后，形成稱重?cái)?shù)據(jù)后存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)中并顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上，通過數(shù)據(jù)庫(kù)形式可依據(jù)管理需求進(jìn)行查詢、匯總、打印等操作，從而方便地實(shí)現(xiàn)了稱重?cái)?shù)據(jù)的高效科學(xué)管理。

2.2 促進(jìn)企業(yè)管理現(xiàn)代化

在實(shí)現(xiàn)智能稱重系統(tǒng)下，完善對(duì)進(jìn)出廠區(qū)的所有汽車電子稱量進(jìn)行計(jì)算機(jī)管理，提高企業(yè)的工作效率，用高科技促進(jìn)了企業(yè)管理現(xiàn)代化。

2.3 識(shí)別可靠，泛用性強(qiáng)

RFID射頻識(shí)別是一種非接觸式的，非接觸式IC卡采用無源卡，對(duì)環(huán)境的要求不高，通過自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，可在各種惡劣環(huán)境下工作。本系統(tǒng)符合美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)FCC的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采用了先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)，傳輸數(shù)據(jù)量小，信號(hào)頻帶窄，穿透能力強(qiáng)，電磁信號(hào)瞬間跳頻發(fā)射，抗干擾能力強(qiáng)。

2.4 安全防偽

每張電子標(biāo)簽卡具有全球獨(dú)一無二的ID號(hào)，這個(gè)ID無法被重新編碼或修改，杜絕了復(fù)制、偽造的可能，保證ID號(hào)對(duì)應(yīng)的IC卡內(nèi)車輛登記信息唯一性。

3 系統(tǒng)組成

3.1 硬件組成

智能稱重管理系統(tǒng)由電子計(jì)量和計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理[4]兩大部分組成。其中電子計(jì)量部分主要由稱重傳感器和稱重顯示儀表組成，主要完成稱重?cái)?shù)據(jù)的采集和與上位機(jī)通訊等功能，計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理部分由計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、IC卡識(shí)別系統(tǒng)、語音系統(tǒng)組成，主要完成稱重監(jiān)控、打印磅單、識(shí)別身份、生成各類匯總統(tǒng)計(jì)表和綜合查詢功能。構(gòu)成系統(tǒng)的主要設(shè)備如下:

(1)標(biāo)簽讀寫器，用于從車載IC卡上讀取車輛信息，并傳送到計(jì)算機(jī)。

(2)聲光指示燈，指示稱重車輛通過電子汽車衡器時(shí)稱重操作步序。

(3)電子汽車衡器，通過稱重傳力機(jī)構(gòu)測(cè)量過磅車輛質(zhì)量。

(4)IC卡標(biāo)簽，是稱重車輛的唯一標(biāo)識(shí)，識(shí)讀距離遠(yuǎn)且具有防偽功能。

(5)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，是整個(gè)自動(dòng)稱重系統(tǒng)控制中心，運(yùn)行系統(tǒng)控制軟件，負(fù)責(zé)采集要處理、存儲(chǔ)稱重?cái)?shù)據(jù)信息，監(jiān)控車輛進(jìn)出情況，控制設(shè)備動(dòng)作，并發(fā)出聲、光指示。

3.2 軟件組成

(1)稱重處理模塊，記錄過磅汽車每次稱量的各種數(shù)據(jù)，儲(chǔ)存稱量時(shí)間、車號(hào)、司機(jī)、毛重、皮重。參考效果如圖1所示。

(2)統(tǒng)計(jì)匯總模塊

可按車牌號(hào)、車型、司機(jī)及備注(人工輸入內(nèi)容)等條件統(tǒng)計(jì)

任意時(shí)間段的過磅記錄，并生成各類匯總報(bào)表，報(bào)表可自由選擇打印。

圖1 智能稱重效果圖

(3)數(shù)據(jù)維護(hù)模塊

可對(duì)車輛、貨物、發(fā)送單位、備注信息進(jìn)行維護(hù)，自動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歷史轉(zhuǎn)檔工作，保存多年數(shù)據(jù)，具有系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)功能，不至于因?yàn)檎`操作而導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。參考效果如圖2所示。

圖2 稱重記錄數(shù)據(jù)庫(kù)

(4)系統(tǒng)安全模塊

可設(shè)定操作人員權(quán)限和密碼，操作人員只有在系統(tǒng)管理人員授權(quán)后才能進(jìn)行相關(guān)操作，非系統(tǒng)用戶無法進(jìn)入系統(tǒng)。

(5)系統(tǒng)集成模塊

采集各個(gè)硬件傳輸?shù)男盘?hào)，通過控制軟件，發(fā)出工作指令。

4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

當(dāng)滿載車輛駛?cè)氤优_(tái)時(shí)，指示燈指示車輛上磅，(若該車是第一次通過秤臺(tái)，則需人工輸入該車各項(xiàng)信息)IC讀卡器工作，計(jì)算機(jī)讀取卡內(nèi)的信息，(無效的IC卡就報(bào)警)主機(jī)收到大于500 kG的重量信息后，自動(dòng)準(zhǔn)確記錄和備份相關(guān)信息;(若IC卡損壞，或者臨時(shí)車輛需稱量，也可人工輸入相應(yīng)數(shù)據(jù))同時(shí)會(huì)通過聲光控制裝置發(fā)出稱重結(jié)束的信號(hào)，命令車輛離開，自動(dòng)打印磅單。系統(tǒng)效果圖如圖3所示。

圖3 全自動(dòng)稱重設(shè)備連接示意圖

5 結(jié)束語

傳統(tǒng)車輛稱重的運(yùn)行管理模式為:車輛行至電子汽車衡必須停車登記，登記完畢稱重，稱重完由人工將車號(hào)、單位、重量等相關(guān)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入電腦登記，整個(gè)過程耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，人為造成車輛排隊(duì)也增加了操作人員工作強(qiáng)度，通過集成無線射頻技術(shù)的地磅自動(dòng)稱重系統(tǒng)，有著信息采集速度快，減少車輛過磅時(shí)間，降低員工工作強(qiáng)度，便于企業(yè)稱重?cái)?shù)據(jù)及過磅車輛管理等顯著特點(diǎn)，已經(jīng)成為現(xiàn)代化企業(yè)稱重管理系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。

[1]李衛(wèi)，常金友.電子汽車衡器微機(jī)系統(tǒng)[J].湘潭大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)，2000，23(2):107 －109.

[2]陳新河.無線射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)發(fā)展綜述[J].信息技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2005，47(7):20 －24.

[3]趙新，吳大偉.基于RFID技術(shù)的智能稱重管理系統(tǒng)[J].微型電腦應(yīng)用，2003，20(9):38 －40，3.

[4]杜思深.泵房計(jì)算機(jī)接口及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理系統(tǒng)[J].空軍電訊工程學(xué)院學(xué)報(bào)，1999，20(3):27－29.