一种新的称重系统解决方案

陈召安 褚芳芳 高巍 潘迪 崔坤新

摘  要：随着新技术的发展，各行各业对称重管理要求的提高，如何有效地管理称重数据，提高工作效率，屏蔽现场人为因素，提高企业信息化管理水平，是各企业共同的管理需求，文章提供了一种新的称重系统解决方案，将有效解决地磅称重过程中遇到的种种难题，提高称重效率。

关键词：控制设备;信息化;解决方案

引言

粮食是人类生存的必需品，储藏足够的粮食对稳定国民经济的发展、防备战争、荒灾以及其他突发性事件起到至关重要的作用。一直以来，地磅称重管理工作都是粮食储藏管理中的重点工作。往往磅房远离管理部门，司磅人员的工作得不到有效监控，而且每天大量的手工填单和计算工作极易发生错误。另外，随着粮食近年来价值的逐渐升高，无线遥控作弊、车辆不完全上称作弊、多台车同时上称作弊、利用皮重大小作弊、车辆空车夹带作弊、以次充好-鱼目混珠作弊、更换车辆车牌作弊及内外勾结-监守自盗[1]等作弊现象越来越多，手段也层出不穷。这些作弊情况如不及时发现，会给企业造成巨大的经济损失。针对这些作弊形式，我公司研发了一种新的称重系统，可有效防范多种利用地磅作弊的行为。

此外，因为称重系统涉及软硬件过多，涉及线路繁杂，为进一步简化系统安装流程，提高系统稳定性，我公司研发了一种新的称重系统，文章将简要介绍该称重系统。

1 称重系统研究

文章提出了一种基于RFID的地磅称重系统方案，在一套系统中自动完成运粮车辆从远距离RFID读写器及天线读取车辆挂锁、检车地感线圈检测车辆到达、红绿灯开启、栏杆机开启、防砸地感线圈感应、遮挡检测器检测车辆是否完全上磅、两个枪型摄像机及一个球型摄像机分别监控车头、车位和车顶的情况，语音合成广播设备合成语音并通过功放播送语音提示等地磅称重的所有环节。

地磅称重系统由磅房内控制设备和磅房外称重设备两部分组成。磅房内的设备主要由地磅操作台、语音合成广播设备和显示屏三部分组成。磅房外的设备由球型摄像机（简称球机）、地磅和以地磅中心呈中心对称的两组设备设施组成，从左到右分别为停止线、速度提示牌（限速5公里）、检车地感线圈、枪型摄像机（简称枪机）、远距离RFID读写器及天线、防砸地感线圈、红绿灯、栏杆机、红外对射装置，如图1所示。

图1 地磅称重系统布置图

该地磅称重系统主要特点是在一个操作台面上自动完成车辆称重的整个过程，减少了人工职守的成本，有效避免了称重车辆不完全上磅、记录员记录重量不准备等故意或非故意行为造成的车辆称重结果不准确等行为，保障了买卖双方的合法权益。

2 称重控制设备研究

地磅称重系统在提高称重效率、预防称重作弊方面效果显著，但是由于整个系统设计硬件设备较多，在系统实施过程中线路较为繁杂，在设备出现问题时排查困难，且磅房使用的主机为普通机器，容易造成病毒侵入无法正常称重的现象，在这种情况下，研发一款控制设备势在必行。文章中提供的控制设备内部集成各种专业定制的模块，提供丰富的外围接口，能满足各种外围设备的接口要求。主要模块包括：高性能工业主板、交换机路由器模块、光电隔离IO模块、语音功放模块、24V DC电源供电模块，这些模块的连接图如图2。

具体描述如下：

（1）高性能工业主板：该模块采用高性能工业级主板，采用Intel双核处理器，配置4G 1333MHz高速内存，最大可扩展为8G，配置32G固态盘，集成RTL千兆网卡，性能强劲，基于该主板，本专利产品提供了8路USB2.0接口、VGA接口、HDMI接口、SPK接口、MIC接口等常用接口，以便外接鼠标、键盘、显示器、打印机、USB接口的读卡器等设备，方便用户使用。

（2）操作系统：该模块采用WES7嵌入式操作系统，该操作系统的使用方式和普通WIN7完全相同，这样用户使用起来并不会觉得陌生，该系统能稳定运行基于普通WIN7开发的应用程序，并且该操作系统是为本专利产品中的主板定制的嵌入式操作系统，裁剪掉了与硬件无关的部分，使得该嵌入式系统体积小，占用资源远低于普通操作系统，工作效率远高于普通操作系统，并且该系统还具有免维护，防病毒，快速启动等特性，为系统的稳定工作提供了保障。

（3）光电隔离IO模块：该模块具有8路输出量，8路输入量，全部采用光电隔离，在保证输入输出功能正常实现的前提下，使得本专利产品内部与外部设备之间很好的隔离开来，防止外部设备对本专利产品的正常工作产生干扰甚至损坏本产品;8路输出为8路继电器输出，共8路常开触点，8路常闭触点，最大切换电压为250VAC/24VDC，最大切换电流为15A;8路输入同样为光电隔离，可以灵敏的检测到5～15VDC电压信号。所有这些输入输出量都是通过航空插头引出的，道闸、红、绿、报警灯、地感线圈、红外对射器等开关量控制或者能产生开关量信号的设备都可以通过航空插头与本设备直接对接，这样既减少了接线量，同时提高了线路的可靠性。

（4）交换机路由器：该模块集成了交换机路由器模块，并且自带无线WiFi，有线传输率为10/100Mbps，无线传输率为300Mbps，内置防火墙，支持802.11b 802.11g 802.11a等多种网络标准，基于该模块，本专利产品具有1路WAN口，10路LAN，都为通用型RJ45接口，可为多路设备提供安全稳定的网络环境，直接外接摄像头、LED屏等基于网口的外围设备。

（5）语音功放模块：该模块内部集成的语音功放模块，主要分为两个部分，一部分为数字语音部分，另一部分為HIFI级大功率功放部分，数字语音部分采用讯飞公司最新推出语音合成芯片，是业界最好的语音合成芯片，合成的语音具有音色甜美、音质优异、顺畅自然等突出优势，可将多种文本转换为语音输出，HIFI级大功率功放部分为甲类功放，最大输出功率为250W，使其即使在嘈杂的现场环境下，依然能保证良好的输出效果，语音部分的输入端在本专利产品的内部与主板直接相连，输出端与功放的输入端直接相连，功放的输出端通过本专利产品外部的带旋钮的接线端子引出，工作时通过软件，工控主板能控制数字语音部分合成语音信号，并通过功放输出，外部通过接线端子外接定阻音箱，即可实现语音播报。

（6）24V DC电源供电模块：该模块内部还集成了4路24V DC的电源，可供现场其它设备来使用，该电源具备过压及过流保护，以保证现场设备正常安全的工作，这4路电源均通过航空插头引出，外围设备可通过航空插头直接连接。

（7）RS232接口：该模块外设4路RS232接口，可用于外接称重传感器等各种基于RS232通讯的设备。

3 应用验证与结论

（1）实现无人值守地磅或减少地磅职守的人数，减员增效。现有重量计量的实现主要有两种情况，一是人工读数，手工纸质记录重量;二是采用了计算机技术但仍需要人工确认重量的半自动电子记录方式。第二种情况采用了半自动的电子化作业，虽然比第一种情况先进，但是仍然需要人工值守，而且值守人员的工作量又不大，浪费人力资源。

（2）避免称重记录员记录错误，杜绝称重过程中的人工舞弊行为，避免粮库损失。人工计算买进或卖出的货物的重量，至少存在以下问题：可能出现数据读取、记录错误的情况，以及计算买进或卖出的货物的重量出现错误，或者由于记录员的记录习惯出现数据读取、记录、计算买进或卖出的货物的重量不精确，以及在数据读取、记录、计算买进或卖出货物的重量的过程中出现人工舞弊行为，有意篡改毛重、皮重、货物的重量等数据，从而造成相关商家的经济损失。基于RFID的自动称重系统可以从源头上解决这两个问题。

（3）称重控制设备的使用，减少了作业人员的工作量，提高称重流程的高效进行，极大的减少了误操作的可能，同时配合地磅软件，该还能自动将采集到的数据上传到服务器，确保数据的安全。该设备各种功能强大的模块以及全面的外围接口，能简化施工的许多工作，不但省去不必要的中间设备以及环节，提高了系统的工作效率和稳定性，而且对接口也没有那么严格的要求，通用性较强，不仅如此，该设备还集成了语音模块、功放模块等模块，丰富了本产品的扩展功能，并且高性能的嵌入式工控主板以及专用的WES7嵌入式操作系统，为本产品的高效稳定的运行提供了保障。

综上，基于称重控制设备的地磅称重系统是对普通的地磅称重系统的进一步改进和提升，能够更大限度地提高地磅称重的效率，确保地磅称重的稳定性，减少地磅称重过程中的各种作弊行为，是地磅称重领域的又一次技术提升。

参考文献

[1]陳伟宁.基于可视化系统的地磅称重信息化解决方案[J].物流工程与管理，2012，5：229-231.

[2]余涛.无人值守载货车辆自动称重系统的设计与实现[D].北京交通大学，2010，6.