淺談?dòng)?jì)算機(jī)技術(shù)在地磅遠(yuǎn)程管理磅房系統(tǒng)中的應(yīng)用

崇鋼公司地磅經(jīng)過(guò)多次改進(jìn)，應(yīng)用電子技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)汽車衡稱重的自動(dòng)化，在新形勢(shì)下改變思維方式創(chuàng)新發(fā)展，推進(jìn)信息技術(shù)的現(xiàn)代化、智能化、科學(xué)化，在設(shè)計(jì)上充分體現(xiàn)行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本公司實(shí)際需求，實(shí)現(xiàn)了磅房地磅遠(yuǎn)程管理的總體方案。 在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，有了自主的系統(tǒng)組態(tài)、控制方法、工作原理，是一個(gè)集信息采集、網(wǎng)絡(luò)通信、圖像識(shí)別、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)管理于一體的智能磅房遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)。

1.系統(tǒng)功能。 利用公司現(xiàn)有的數(shù)字汽車衡 、磅房稱重顯示器（XK3110-E），實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程稱重過(guò)磅，使稱重顯示器上的數(shù)據(jù)傳到稱重計(jì)量控制中心，過(guò)磅員在異地實(shí)施數(shù)據(jù)校對(duì)和磅房室內(nèi)外攝像機(jī)監(jiān)控圖像抓拍，把相應(yīng)的數(shù)據(jù)保存到計(jì)量數(shù)據(jù)服務(wù)器，并對(duì)數(shù)據(jù)歸檔；通過(guò)公司內(nèi)網(wǎng)，領(lǐng)導(dǎo)可以查詢所有過(guò)磅數(shù)據(jù)，業(yè)務(wù)結(jié)算中心可以查詢并打印計(jì)量相關(guān)的憑證。

2.技術(shù)分析。 本系統(tǒng)運(yùn)行有完備的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) ，業(yè)務(wù)部門申請(qǐng)?zhí)砑涌蛻艉臀锪厦芬?guī)格，稱重計(jì)量部門負(fù)責(zé)稱重?cái)?shù)據(jù)和圖像信息采集， 數(shù)據(jù)管理部門負(fù)責(zé)處理稱重過(guò)磅信息，業(yè)務(wù)結(jié)算部門負(fù)責(zé)打印結(jié)算信息。 為了杜絕過(guò)磅員與車主貨主接觸、提高工作效率，選擇遠(yuǎn)程過(guò)磅，過(guò)磅人員集中在計(jì)量中心，實(shí)施異地計(jì)量過(guò)磅。 每個(gè)班組過(guò)磅員上崗前先輸入工號(hào)，系統(tǒng)自動(dòng)分配對(duì)應(yīng)的磅房號(hào)，實(shí)現(xiàn)隨機(jī)抽簽。 過(guò)磅員不和客戶接觸，磅房無(wú)人值守；公司外購(gòu)原燃料全部由業(yè)務(wù)部門在遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)中申請(qǐng)?zhí)砑涌蛻艉臀锪厦芬?guī)格，并發(fā)給客戶計(jì)量編號(hào)，當(dāng)客戶車輛到達(dá)公司料場(chǎng)門崗，只需將自己的計(jì)量編號(hào)輸入磅房遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，提取送貨信息并打印小票，這樣持小票去磅房過(guò)磅；當(dāng)車輛到達(dá)磅前，稱重計(jì)量部門通過(guò)地感線圈觸發(fā)信號(hào)接通，開啟道閘引導(dǎo)車輛移動(dòng)到汽車衡上，遠(yuǎn)程計(jì)量室的電腦彈出對(duì)話框，提示過(guò)磅員核對(duì)客戶信息（單位、司機(jī)、車號(hào)牌、品名規(guī)格等基本信息），司機(jī)下車通過(guò)電話交流完成校對(duì)；車輛停穩(wěn)之后本系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識(shí)別稱該稱重顯示器上的數(shù)字信息，同時(shí)通過(guò)磅房室外攝像機(jī)監(jiān)控車輛狀態(tài)， 磅房室內(nèi)攝像機(jī)抓拍稱重顯示器上的數(shù)據(jù)，過(guò)磅員核實(shí)車輛信息無(wú)誤后，點(diǎn) “確定 ”完成計(jì)量，通過(guò)公司專用網(wǎng)上傳數(shù)據(jù)，確定采集數(shù)據(jù)(包括稱重?cái)?shù)據(jù)和圖片信息)有效并保存，磅房終端打印機(jī)打出稱重小票，開啟前道閘和通過(guò)揚(yáng)聲器提示司機(jī)開車下磅到料場(chǎng)卸車。 司機(jī)持稱重小票到料場(chǎng)卸車，經(jīng)料場(chǎng)收料員簽字再到回皮磅房稱重，和過(guò)毛重車程序一樣，磅房打印回皮小票，記載車輛稱重基本信息，經(jīng)料場(chǎng)門崗簽字后到公司業(yè)務(wù)結(jié)算中心打印正式結(jié)算憑證。

3.系統(tǒng)組成。 本系統(tǒng)硬件由汽車衡數(shù)字傳感器 、稱重顯示器、地感線圈、道閘機(jī)、攝像機(jī)、圖像采集機(jī)、打印機(jī)、揚(yáng)聲器、計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、照明等組成，軟件由應(yīng)用軟件和嵌入式軟件兩部分組成，主要用于稱重?cái)?shù)據(jù)采集、圖像信息識(shí)別、信息傳輸處理。為方便功能改進(jìn)和升級(jí)需要，本次選擇系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境為 C# 、 Visual Studio 2008，它們具有很好的擴(kuò)展性和二次開發(fā)功能，而系統(tǒng)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)為 Microsoft SQL Server 2005，本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)選擇了 SQLite，兩種數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)合完全可以滿足本系統(tǒng)的要求。 系統(tǒng)自動(dòng)控制組成結(jié)構(gòu)如圖所示：

4.安裝調(diào)試。

（1）遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信。 本系統(tǒng)采用遠(yuǎn)程管理，磅房本地?cái)?shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，需要把稱重顯示器上的有效數(shù)據(jù)傳到稱重計(jì)量中心的計(jì)算機(jī)上，選擇串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，經(jīng)公司以太網(wǎng)上傳，同

時(shí)為避免信息堵塞及病毒侵害劃出專用網(wǎng)段，并實(shí)現(xiàn)物理隔離，采用光纖收發(fā)器遠(yuǎn)程傳輸；通信的難點(diǎn)在于稱重顯示器串口有效數(shù)據(jù)的識(shí)別，需要對(duì)串口發(fā)出的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為能夠識(shí)別的字符，并根據(jù)數(shù)據(jù)通信規(guī)則獲得其中的有效信息，對(duì)符合要求的有效信息進(jìn)行采樣，同時(shí)需要對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算，這一步需要在系統(tǒng)設(shè)置中規(guī)定穩(wěn)定時(shí)間值，當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)間時(shí)，系統(tǒng)會(huì)認(rèn)定真實(shí)數(shù)據(jù)；有了數(shù)據(jù)需要自動(dòng)記錄，無(wú)需人工干涉，直接經(jīng)網(wǎng)絡(luò)上傳到稱重計(jì)量的計(jì)算機(jī) COM2，波特率設(shè)置為 9600 bps。 在磅房室外安裝 5 臺(tái)攝像機(jī)，在汽車衡的前后分別安裝兩臺(tái)紅外攝像機(jī)，磅頂安裝一臺(tái)監(jiān)控車上物料，使過(guò)磅員一目了然，室內(nèi)裝一臺(tái)紅外攝像機(jī)用于看稱重顯示器的數(shù)據(jù)，這 6 臺(tái)攝像機(jī)圖像在稱重確定時(shí)都要抓拍圖片保存的。 圖像提取的過(guò)程為：前端攝像機(jī)圖像接到海康錄像機(jī)上，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)上傳到公司開發(fā)的監(jiān)控錄像處理服務(wù)器上，稱重系統(tǒng)通過(guò)調(diào)用通道信息提取數(shù)據(jù)。 這樣異地的計(jì)算機(jī)就把磅房前端的稱重?cái)?shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)集中到一個(gè)稱重對(duì)話框內(nèi)。為避免公司以太網(wǎng)缺陷導(dǎo)致上傳稱重?cái)?shù)據(jù)丟失，需要網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)識(shí)別和服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)連接有效識(shí)別，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)連接成功后本地計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)把未上傳的數(shù)據(jù)自動(dòng)發(fā)送到稱重?cái)?shù)據(jù)服務(wù)器上。

（2）接口數(shù)據(jù)。 控制器的選擇是信號(hào)處理的難點(diǎn)，磅房前端地感線圈感應(yīng)到車輛觸發(fā)狀態(tài)值高電平信號(hào)，使之啟動(dòng)計(jì)算機(jī)工作窗口準(zhǔn)備數(shù)據(jù)讀入，包括計(jì)量數(shù)據(jù)、監(jiān)控圖像、客戶品名規(guī)格數(shù)據(jù)、車輛號(hào)牌數(shù)據(jù)。 當(dāng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒，遠(yuǎn)程過(guò)磅員需要核實(shí)稱重車輛信息，通過(guò)電話交流來(lái)完成。 車輛停穩(wěn)之后本系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識(shí)別稱重?cái)?shù)字信息，過(guò)磅員通過(guò)磅房室內(nèi)外攝像機(jī)監(jiān)控車輛狀態(tài)，核對(duì)車輛信息無(wú)誤后，確定過(guò)磅。 當(dāng)前端打印機(jī)打印出稱重小票后，提示本次毛重稱重環(huán)節(jié)完成。

確認(rèn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確有效，保存數(shù)據(jù)并上傳數(shù)據(jù)服務(wù)器，同時(shí)開啟汽車衡前端道閘， 通過(guò)紅外對(duì)射確認(rèn)車輛離開磅房，關(guān)閉兩側(cè)道閘。 這個(gè)過(guò)程的完成，選擇了西門子 PLC-200，把高電平信號(hào)集中在 PLC上，可以有效實(shí)現(xiàn)地感線圈、道閘的工作任務(wù)。

（3）系統(tǒng)調(diào)試。 在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，有了自主的系統(tǒng)組態(tài)、控制方法、工作原理，是一個(gè)集信息采集、網(wǎng)絡(luò)通信、圖像識(shí)別、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)管理于一體的智能磅房遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)。 系統(tǒng)服務(wù)器采用普通計(jì)算機(jī)（Intel 奔騰 4 系列以上，內(nèi)存2GB），Windows Server 2003 系統(tǒng)。 本地計(jì)算機(jī)使用的是普通計(jì)算機(jī)，安裝 Windows 系統(tǒng)即可。

在開發(fā)本系統(tǒng)時(shí)，由于設(shè)備通信標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，原有設(shè)備的工作性能的差異，增加了西門子 PLC-s7-200 的 I/O 接口，統(tǒng)一電平信號(hào)，觸發(fā)地感線圈、紅外對(duì)射、道閘開啟與關(guān)閉，光線不足補(bǔ)光源；在選擇傳感器時(shí)，更換了多種型號(hào)，主要是反應(yīng)靈敏度、響應(yīng)速度的考慮，以確保稱重自動(dòng)化的可靠性。在無(wú)人值守的磅房過(guò)磅，要求新開發(fā)的檢測(cè)系統(tǒng)具有較高的抗干擾性和適應(yīng)較長(zhǎng)的使用壽命。

其次是網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)的應(yīng)用。 兩次小票的打印承載過(guò)磅重要信息，要求該系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)具有較高的可靠性，保證小票的實(shí)時(shí)打印，對(duì)缺紙缺墨派人日常巡檢；料場(chǎng)門崗有人值守，打印機(jī)有故障可以短時(shí)間內(nèi)處理；出于不增加成本的考慮使用磅房原有的普通針式打印機(jī)。

期初調(diào)試中發(fā)現(xiàn)有幾次數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，應(yīng)調(diào)整應(yīng)用程序，更換算法，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)同步化。 在公司網(wǎng)內(nèi)的領(lǐng)導(dǎo)查詢中新增了稱重計(jì)量管理，根據(jù)不同的權(quán)限用戶，可以查到當(dāng)日進(jìn)礦貨物類別、客戶車數(shù)和凈重、當(dāng)月累計(jì)數(shù)，也可以查到結(jié)算信息。 這些功能的設(shè)想和實(shí)現(xiàn)是利用公司內(nèi)部倒料車輛試驗(yàn)，最終實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理過(guò)磅。

5.總結(jié) 。 遠(yuǎn)程過(guò)磅的實(shí)現(xiàn) ，是企業(yè)稱重計(jì)量業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，能夠有效防止磅房作弊、節(jié)省大量的人力物力成本，提高企業(yè)物料流通管理水平。 基于稱重技術(shù)、計(jì)算機(jī)通信、自動(dòng)化控制于一體的遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)符合本企業(yè)的實(shí)際， 更加智能、高效、安全，便利服務(wù)于廣大業(yè)務(wù)結(jié)算和管理人員。