解析鐵水包跟蹤系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式

李鐵亮

(唐山首信自動(dòng)化信息技術(shù)有限公司，河北 唐山 063200)

1 概述

鐵包跟蹤管理系統(tǒng)，采用微波射頻識(shí)別技術(shù)，系統(tǒng)通過(guò)采集鐵包在途位置信息，實(shí)時(shí)反映鐵包運(yùn)輸過(guò)程的路徑，在途時(shí)間和位置，實(shí)時(shí)反映鐵包進(jìn)入煉鋼廠區(qū)后，鐵包在鐵水預(yù)處理工序的處理狀態(tài)，鐵包在脫磷爐兌鐵以及鐵包從脫磷爐出來(lái)到脫碳轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)實(shí)績(jī)。此外還有鐵包的維修記錄，如修包檢修記錄、鐵包包齡等信息。

2 系統(tǒng)組成及功能

2.1 鐵包跟蹤系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

圖1 硬件網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成示意圖

2.2 系統(tǒng)設(shè)備組成

系統(tǒng)由三套相對(duì)獨(dú)立的部分構(gòu)成

現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集部分包括：主機(jī)(SRR-915C)、射頻天線(RFID)、電子標(biāo)簽、磁鋼。

傳輸部分包括：光端機(jī)、光纖、485總線

上位機(jī)處理部分為：數(shù)據(jù)采集軟件

2.3 鐵水包跟蹤系統(tǒng)設(shè)備安裝位置

鐵路車(chē)號(hào)自動(dòng)識(shí)別主機(jī) 安裝位置：鐵路車(chē)號(hào)自動(dòng)識(shí)別主機(jī)主要采集鐵路電子標(biāo)簽信息，同時(shí)生成合乎需求的報(bào)文格式向上位機(jī)傳送。

天線RFID 天線采用地面天線，安裝在兩軌中央的兩枕木之間，長(zhǎng)邊平行枕木。

磁鋼 即車(chē)輪傳感器，具有高抗干擾性能，主要用于檢測(cè)車(chē)輪通過(guò)信息，用安全卡具卡在鋼軌內(nèi)側(cè)。每套車(chē)號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)配裝了4個(gè)車(chē)輪傳感器。遠(yuǎn)端的兩個(gè)磁鋼作為啟動(dòng)主機(jī)工作的觸發(fā)信號(hào)，中間的兩個(gè)磁鋼為判別列車(chē)方向使用。

射頻電纜 射頻電纜主要用于連接天線及主機(jī)。在安裝時(shí)，要求盡量平滑順直，彎曲弧度盡可能大于120°

車(chē)輛電子標(biāo)簽 車(chē)輛電子標(biāo)簽存儲(chǔ)有車(chē)輛唯一的20位身份信息，車(chē)輛電子標(biāo)簽安裝在車(chē)輛底部的中梁上。

光端機(jī) 光端機(jī)的安裝位置分別安裝在軌道旁，采集器比較集中的地方。鐵路車(chē)號(hào)自動(dòng)識(shí)別主機(jī)的通信接口通過(guò)485總線接入光端機(jī)。

上位軟件主機(jī) 接受車(chē)號(hào)識(shí)別系統(tǒng)上傳的標(biāo)簽信息，連接遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)服務(wù)器，整合鐵包的速度、方向、時(shí)間、位置等信息實(shí)時(shí)上傳，已達(dá)到對(duì)連接數(shù)據(jù)服務(wù)器的終端畫(huà)面顯示的更新。

2.4 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

圖2 鐵水包跟蹤系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)

3 系統(tǒng)功能及其工作原理

3.1 系統(tǒng)功能

·對(duì)鐵包車(chē)的在途狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，實(shí)現(xiàn)鐵包車(chē)車(chē)號(hào)信息自動(dòng)采集。

·實(shí)現(xiàn)全部信息的實(shí)時(shí)查詢及輸出

3.2 系統(tǒng)工作原理

RFID的工作原理，閱讀器將要發(fā)送的信息，經(jīng)編碼后加載在某一頻率的載波信號(hào)上經(jīng)天線向外發(fā)送，進(jìn)入閱讀器工作區(qū)域的電子標(biāo)簽接收此脈沖信號(hào)，卡內(nèi)芯片中的有關(guān)電路對(duì)此信號(hào)進(jìn)行調(diào)制、解碼和解密，然后對(duì)命令請(qǐng)求、密碼和權(quán)限等進(jìn)行判斷。若為讀命令，控制邏輯電路則從存儲(chǔ)器中讀取有關(guān)信息，經(jīng)加密、編碼、調(diào)制后通過(guò)卡內(nèi)天線再發(fā)送給閱讀器，閱讀器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解碼、解密后送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

4 系統(tǒng)設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)速度、方向的識(shí)別

在工程安裝中，用于速度和方向判別的兩個(gè)磁鋼間距0.3m。即為中間的兩個(gè)磁鋼。假定車(chē)輛在0.3m中是勻速運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)磁鋼分別記錄同一車(chē)輪通過(guò)兩個(gè)磁鋼的時(shí)間t(S)和t'(S)，計(jì)算出△t=t'-t，車(chē)速 V=0.3m ÷ △t(m/s)

車(chē)號(hào)識(shí)別系統(tǒng)主機(jī)磁鋼板GPI0和GPI1自東向西分別接1號(hào)和2號(hào)磁鋼，同一轉(zhuǎn)向架兩個(gè)車(chē)輪通過(guò)1、2號(hào)兩個(gè)磁鋼產(chǎn)生四個(gè)時(shí)刻信息，t1、t1'和 t2、t2'，△t1=t1'-t1;△t2=t2'-t2，△t1、△t2均為正值，就為A方向，△t1、△t2值均為負(fù)則為B方向。

總結(jié)：信息化、智能化管理正是現(xiàn)代企業(yè)管理的發(fā)展主流，也是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)動(dòng)力。鐵包跟蹤管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)將有效提高現(xiàn)有鐵水運(yùn)輸設(shè)備利用效率，減少資源浪費(fèi)，為科學(xué)高效的管理提供依據(jù)，并將減少人員工作量，降低運(yùn)輸成本。

［1]作者：韓兵《現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)監(jiān)控與組態(tài)軟件》化學(xué)工業(yè)出版社.2008.6

［2]作者：黃軍，劉燕《Delphi串口通訊編程》人民郵電出版社.2001.8

［3]作者：郎為民《射頻識(shí)別RFID技術(shù)原理與應(yīng)用》機(jī)械工業(yè)出版社.2006.8