无人值守智能称重系统研究

2018-09-19田野商玉林蒋东东周吉祥陈晨

数码设计 2018年3期

田野，商玉林，蒋东东，周吉祥，陈晨

（西安工程大学机电工程学院，陕西西安，710048）

引言

在现今电力、冶金、煤炭等行业资源紧缺的背景下，计量的准确、高效及信息化建设愈发重要，这关系到企业能否实现利润最大化的目标。而现有的企业计量系统大多还采用静态计量和简单的动态计量的方式，它已不能满足市场对企业生产高度自动化水平和快速响应能力的要求，因此如何提高称重系统的智能化、环境适应性、抗干扰能力及鲁棒性，将计量管理工作变得简洁高效，实现了轨道衡称重的自动化，使计量过程更加便捷、准确、可靠[1]，以迎合市场快速响应能力的需求等成为各大企业亟待解决的问题。无人值守智能称重系统为上述问题的解决提供了一种有效的方法依据。

1 技术理论分析

我国计量系统历经机械光栅秤计量、电结合秤计量、全电子秤微机计量到现今的无人值守远程计量四个阶段[2]。轨道衡也由传统的只对称重重量进行计量的静态计量转变优化为通过信息识别系统对车辆的其它信息进行识别，进而完成自动称重过程的动态计量模式，实现了计量系统的智能化升级。

轨道衡主要分为静态轨道衡和动态轨道衡两类，国内动态轨道衡是在静态轨道衡的基础上，吸收国外动态电子轨道衡技术和引入计算机技术发展而来。由于速度快、精度高、不停车的独特优点，在能源、物流、交通等行业有着广泛的应用。近年来，国内轨道衡厂家相继生产了轴计量和转向架计量的动态电子轨道衡，提高了准确度及稳定性，技术上达到国际同类产品的水平，使动态轨道衡的应用迈上了新台阶[3-4]，动态轨道衡主要分类如表1。

表1 动态轨道衡分类表

2 系统的设计

2.1 系统架构

无人值守智能称重系统主要由电子轨道衡、计算机、视频监控、无线射频识别系统、红绿灯、档杆机、手操器及称重管理软件等组成（如图2）。

系统通过网络链接将各计量站点与企业集中计量监控中心有机结合，以实现物资业务系统与计量系统的无缝接合、数据交换、数据共享及异地称重，达到物资计量操作与业务管理的集中一体化监控与管理。而动态计量能快速、准确、稳定、可靠地完成整个称重管理流程，实现计量过程中数据信息采集的自动化，降低人员劳动强度，减少操作人员，解决企业计量人力不足的问题[3]，两者的结合，有效地解决物资计量过程中的漏洞，提高了计量效率，提升计量管控水平，达到协同高效、安全计量和降本增效的目的。

图2 智能化称重管理系统

2.2 系统功能模块及实现

（1）车辆信息识别

应用RFID技术的车号识别系统通过扫描和判断车辆的电子标签,实时采集称重车辆的相关信息(车号、车型、单位等)和车辆运行状态(进、出、等待)，协同现场监控摄像机的视频采集、短时视频存储及不间断视频监控功能实现信息处理同步自动抓拍并存储图片信息(车牌号和车厢状态)。

电子标签采用无需电源，识别范围广、准确率高和防拆功能且成本低、可靠性高、寿命长等特点的无源射频ID卡，它可于各种环境长周期的操作使用，并有很好的防盗防作弊功能。

（2）轨道衡智能称重

车挡杆机自动判别车辆的运行状况, 协同红外感应装置，并联动指示灯、LED显示屏和红绿灯牌自动指挥和调度车辆上下轨道衡。确定车辆完全上衡后，与轨道衡计量系统联合自动采集称重信息(皮重、毛重)的现场视频监控端进行实时视频采集、短时视频存储及不间断视频监控，并将数据网络传输到计算机系统。

轨道衡选用动态不断轨轨道衡，该轨道衡的计量车速为5km/h～40km/h，不计量时通过设备区的车速不限，计量速度和台面长度以及称重均满足企业要求。且该轨道的最重要的是在轨缝处安装了轴销式剪力传感器，消除了轨缝，计量轨更加平顺，减少了车辆对轨道衡的冲击，提高了计量速度，减少了轨道衡的磨损[5]。

（3）计量软件应用系统

系统通过企业局域网或光纤，将企业各现场监控站互联，收集并统一存储和管理辖区各站的监控数据,并按照一定的顺序（时间、单位等）归纳形成计量清单，存储到企业数据库,服务于企业称重系统服务平台。

软件系统采用B/S架构和数据库技术,并且拥有完善的安全认证功能。管理中心服务器通过B/S系统给管理人员提供一个对各计量站车辆计量信息进行查询的平台，利用合法身份或密钥,管理人员通过互联网安全地进入公司内部网络,直接利用浏览器查询企业运输系统信息,实现了数据和图像信息的共享,提升了企业管理水平。

2.3 系统工作原理及计量过程

当红外感应设备感应到运输车辆驶入轨道衡平台时，系统的摄像机启动工作，室外摄像头开始实时记录视频信号，RFID车号识别系统进行扫描车载ID，同时称量数据采集系统自启，实时记录识别出的车号信息并将结果传送到企业管理系统，由系统对识别车辆进行记录比对，并存储车辆计量图像，然后通过网络传输到远程监控站的视频服务器，实现远程监控站接收、监督、录制和存储计量数据和车辆相关信息，最终形成数据存储到企业内部数据库。实现企业内部数据共享，方便企业管理人员通过本地或远程地访问企业数据库达到随时查询和调用数据信息。

3 系统的特点

（1）采用RFID技术和无源射频ID卡，成本低、环境适应性强，可高速多卡识别和长周期使用，降低了成本，提高了计量的准确性。（2）采用动态不断轨轨道台面，计量不停车、速度快，提升了计量效率。（3）通过自动识别采集，建立了计量过程数据自动传送及存储机制，并通过各计量站的相互链接，实现企业数据共享和集中一体化管理。（4）合理优化了计量流程，提升了计量效率，提高了企业信息化水平，增强了企业的核心竞争力。