基于RFID的煤礦車輛智能稱重管理方案

1.系統(tǒng)概述

1.1.系統(tǒng)背景

礦區(qū)車輛管理的特點是車輛多、車型多，管理難度較大；如何拓寬管理視角，提高車輛運行效率，增強行車安全，加強車輛績效管理是當前急需解決的問題。雖然礦區(qū)車輛管理資料和數(shù)據(jù)庫比較完善，但是這些資料都需要人工輸入電腦數(shù)據(jù)庫或者停車核對相關(guān)的證件才能查驗，在車流量大、行車速度要求高的閘口很難實施，而且費時費力。在礦區(qū)車輛進出口、稱重區(qū)，和卸載區(qū)如何能夠快速有效地采集數(shù)據(jù)、遠距離稽查和判斷系統(tǒng)成了首要的問題。采礦廠、發(fā)電廠、礦場、垃圾場等單位每天都會有大量的物資運輸車輛進出，需要進行停車、登記、稱重等程序，由操作人員將數(shù)據(jù)手工錄入計算機，不僅耗時，而且誤差率大，此外還容易滋生人為舞弊行為，給企業(yè)造成大量經(jīng)濟損失。

1.2.現(xiàn)狀與分析

根據(jù)目前礦場車輛人工管理的現(xiàn)狀，我司提出結(jié)合RFID技術(shù)、電子汽車稱重技術(shù)、通訊技術(shù)、自動控制技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)解決方案，該系統(tǒng)可自動記錄進出裝有電子標簽的車輛車牌號、重量信息、時間信息等，并寫入主機數(shù)據(jù)庫，能有效杜絕人為誤差，防止過衡堵塞、作弊等情況的發(fā)生，保證原始數(shù)據(jù)采集的準確性，減少經(jīng)濟損失。

在運礦的路線上設(shè)置兩個稱重點，其分別為裝貨點和卸貨點。當車輛進入稱重點后觸發(fā)讀寫器讀卡，并將車輛的詳細信息傳給PC機，通過標簽信息進行匹配，檢查車輛在運輸過程中是否有礦石損失。

2.系統(tǒng)介紹

2.1.系統(tǒng)原理

對于所有進入礦場的車輛進行智能化管理，要求每一輛進場運礦的車輛配發(fā)一張專用RFID標簽，該專用標簽存有運礦車車主姓名、皮重/車牌號/材料類型/凈重/裝貨地點/目的地/打印時間年月日等信息。在運輸?shù)穆肪€中設(shè)置四個稱重點。首先運礦車空車進入采礦區(qū)域經(jīng)過汽車衡稱重時觸發(fā)讀寫器讀卡，讀寫器將車載標簽內(nèi)信息傳送給主機，同時指令電子衡傳送車輛車重信息；運礦車裝載礦石后離開采礦區(qū)域經(jīng)過汽車衡稱重時觸發(fā)讀寫器讀卡，讀寫器將車載標簽內(nèi)信息傳送給主機，同時指令電子衡傳送車輛車重信息，本次車重信息與空車車重信息進行對比，計算車輛上裝載的礦石重量；當運礦車輛到達運輸終點經(jīng)過汽車衡稱重時觸發(fā)讀寫器讀卡，讀寫器將車載標簽內(nèi)信息傳送給主機，同時指令電子衡傳送車輛車重信息；卸載礦石后空車經(jīng)過汽車衡稱重時觸發(fā)讀寫器讀卡，讀寫器將車載標簽內(nèi)信息傳送給主機，同時指令電子衡傳送車輛車重信息，與終點車重信息進行對比，計算出礦石重量。此重量與采礦區(qū)運礦石重量進行對比，最終判斷出在運輸過程中是否有丟失。

2.2.系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖

本系統(tǒng)由讀寫器、電子標簽、汽車衡、稱重儀器、紅外線對射器、LED燈顯示屏、信號燈、視頻監(jiān)控、服務(wù)器等組成。

2.3.網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)圖

圖2：網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)圖包括監(jiān)控管理系統(tǒng)、智能車輛管理、稱重主機、采樣主機、回皮主機、實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和其他在線工作站等。各單元系統(tǒng)之間通過廠內(nèi)局域網(wǎng)聯(lián)結(jié)在一起，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

2.4.系統(tǒng)流程圖

圖3：系統(tǒng)流程圖

所有運輸車輛在進入裝貨區(qū)之前通過RFID識別記錄車輛信息，并過磅稱重，稱重完畢，服務(wù)器自動記錄稱重信息，顯示屏顯示稱重信息；運輸車輛進入裝礦區(qū)域進行裝礦，裝礦完成后駛出裝貨區(qū)域再次稱重，重量信息自動錄入系統(tǒng)，LED等給出重量提示；運輸車到達目的地駛進卸貨區(qū)通過RFID識別記錄車輛信息，并過磅稱重，稱重完畢，服務(wù)器自動記錄稱重信息，顯示屏顯示稱重信息；運輸車完成卸貨，卸貨完畢后進行磅秤稱重，最終記錄重量信息。通過信息比對判斷出礦是否有遺漏或殘留。

3.系統(tǒng)工作流程

圖4：礦場智能稱重示例圖

3.1.入場登記

礦場登記處首先為進入礦場的車輛進行登記，并為其配發(fā)一張運礦專用標簽，然后將該標簽的卡號、車輛牌號、車主姓名、入場時間及入場地點相關(guān)信息保存在主機數(shù)據(jù)庫中。

3.2.開票

只有配發(fā)了運礦專用標簽的客戶才可到礦場開票處開票購礦。

3.3.空車過磅稱重

客戶開票后，可將運礦車駛?cè)肫嚭馔ǖ肋M行稱重，安在道口的車輛檢測器感應(yīng)有車駛?cè)?，將信號傳給前方道閘和信號燈，道閘立即關(guān)閉，信號燈變紅色，提示駕駛員慢行駛，同時要求稱重儀和讀寫器開始工作。運礦車上的標簽被讀寫器讀到后，讀寫器將該車的信息傳送給主機，指令電子衡開始傳送該車重量信息，同時攝像機監(jiān)視車輛是否?？吭谥付ㄎ恢靡约白ヅ膱D像。當主機收到卡號和重量信息后，準確記錄和備份信息，然后打出指令打開道閘，運礦車駛?cè)氲V場進行裝礦。

3.4.裝礦

運礦車空車過磅后，可駛?cè)氲V場進行裝礦。

3.5.裝礦過磅稱重

運礦車裝礦后需再次駛?cè)肫嚭獾肋M行稱重，安在道口的車輛檢測器感應(yīng)有車駛?cè)?，將信號傳給前方道閘和信號燈，道閘立即關(guān)閉，信號燈變紅色，提示駕駛員慢行駛，同時要求稱重儀和讀寫器開始工作。運礦車上的標簽被讀寫器讀到后，讀寫器天線將該車的信息傳送給主機，指令電子衡開始傳送該車重量信息，同時攝像機監(jiān)視車輛是否?？吭谥付ㄎ恢靡约白ヅ膱D像。當主機收到卡號和重量信息后，準確記錄和備份信息，然后打出指令打開道閘，運礦車駛?cè)氲V場開票處開票。

3.6.開票

運礦車裝礦后需再次到開票處進行開票，開票處核對運礦車兩次過磅的信息是否一致，該信息包括運礦專用標簽卡號是否一致、車主是否一致及牌號是否一致等等，若所有信息均一致時，開票處再根據(jù)管理系統(tǒng)自動算出所運礦的凈重給予開票。