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(diǎn)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(yùn)行效率，增強(qiáng)行車安全，加強(qiáng)車輛績效管理是當(dāng)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(yàn)，在車流量大、行車速度要求高的閘口很難實(shí)施，而且費(fèi)時(shí)費(fèi)力。在礦區(qū)車輛進(jìn)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(yuǎn)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(yùn)輸車輛進(jìn)出，需要進(jìn)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(jì)算機(jī)，不僅耗時(shí)，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(jì)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)解決方案，該系統(tǒng)可自動記錄進(jìn)出裝有電子標(biāo)簽的車輛車牌號、重量信息、時(shí)間信息等，并寫入主機(jī)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(zhǔn)確性，減少經(jīng)濟(jì)損失。

在運(yùn)礦的路線上設(shè)置兩個(gè)稱重點(diǎn)，其分別為裝貨點(diǎn)和卸貨點(diǎn)。當(dāng)車輛進(jìn)入稱重點(diǎn)后觸發(fā)讀寫器讀卡，并將車輛的詳細(xì)信息傳給PC機(jī)，通過標(biāo)簽信息進(jìn)行匹配，檢查車輛在運(yùn)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(jìn)入礦場的車輛進(jìn)行智能化管理，要求每一輛進(jìn)場運(yùn)礦的車輛配發(fā)一張專用RFID標(biāo)簽，該專用標(biāo)簽存有運(yùn)礦車車主姓名、皮重/車牌號/材料類型/凈重/裝貨地點(diǎn)/目的地/打印時(shí)間年月日等信息。在運(yùn)輸?shù)穆肪€中設(shè)置四個(gè)稱重點(diǎn)。首先運(yùn)礦車空車進(jìn)入采礦區(qū)域經(jīng)過汽車衡稱重時(shí)觸發(fā)讀寫器讀卡，讀寫器將車載標(biāo)簽內(nèi)信息傳送給主機(jī)，同時(shí)指令電子衡傳送車輛車重信息；運(yùn)礦車裝載礦石后離開采礦區(qū)域經(jīng)過汽車衡稱重時(shí)觸發(fā)讀寫器讀卡，讀寫器將車載標(biāo)簽內(nèi)信息傳送給主機(jī)，同時(shí)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(jìn)行對比，計(jì)算車輛上裝載的礦石重量；當(dāng)運(yùn)礦車輛到達(dá)運(yùn)輸終點(diǎn)經(jīng)過汽車衡稱重時(shí)觸發(fā)讀寫器讀卡，讀寫器將車載標(biāo)簽內(nèi)信息傳送給主機(jī)，同時(shí)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(shí)觸發(fā)讀寫器讀卡，讀寫器將車載標(biāo)簽內(nèi)信息傳送給主機(jī)，同時(shí)指令電子衡傳送車輛車重信息，與終點(diǎn)車重信息進(jìn)行對比，計(jì)算出礦石重量。此重量與采礦區(qū)運(yùn)礦石重量進(jìn)行對比，最終判斷出在運(yùn)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(biāo)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

圖2：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖包括監(jiān)控管理系統(tǒng)、智能車輛管理、稱重主機(jī)、采樣主機(jī)、回皮主機(jī)、實(shí)時(shí)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(shí)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(yùn)輸車輛在進(jìn)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(yùn)輸車輛進(jìn)入裝礦區(qū)域進(jìn)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(yùn)輸車到達(dá)目的地駛進(jìn)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(yùn)輸車完成卸貨，卸貨完畢后進(jìn)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(jìn)入礦場的車輛進(jìn)行登記，并為其配發(fā)一張運(yùn)礦專用標(biāo)簽，然后將該標(biāo)簽的卡號、車輛牌號、車主姓名、入場時(shí)間及入場地點(diǎn)相關(guān)信息保存在主機(jī)數(shù)據(jù)庫中。

3.2.開票

只有配發(fā)了運(yùn)礦專用標(biāo)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(yùn)礦車駛?cè)肫嚭馔ǖ肋M(jìn)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(shí)要求稱重儀和讀寫器開始工作。運(yùn)礦車上的標(biāo)簽被讀寫器讀到后，讀寫器將該車的信息傳送給主機(jī)，指令電子衡開始傳送該車重量信息，同時(shí)攝像機(jī)監(jiān)視車輛是否?？吭谥付ㄎ恢靡约白ヅ膱D像。當(dāng)主機(jī)收到卡號和重量信息后，準(zhǔn)確記錄和備份信息，然后打出指令打開道閘，運(yùn)礦車駛?cè)氲V場進(jìn)行裝礦。

3.4.裝礦

運(yùn)礦車空車過磅后，可駛?cè)氲V場進(jìn)行裝礦。

3.5.裝礦過磅稱重

運(yùn)礦車裝礦后需再次駛?cè)肫嚭獾肋M(jìn)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(shí)要求稱重儀和讀寫器開始工作。運(yùn)礦車上的標(biāo)簽被讀寫器讀到后，讀寫器天線將該車的信息傳送給主機(jī)，指令電子衡開始傳送該車重量信息，同時(shí)攝像機(jī)監(jiān)視車輛是否停靠在指定位置以及抓拍圖像。當(dāng)主機(jī)收到卡號和重量信息后，準(zhǔn)確記錄和備份信息，然后打出指令打開道閘，運(yùn)礦車駛?cè)氲V場開票處開票。

3.6.開票

運(yùn)礦車裝礦后需再次到開票處進(jìn)行開票，開票處核對運(yùn)礦車兩次過磅的信息是否一致，該信息包括運(yùn)礦專用標(biāo)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(shí)，開票處再根據(jù)管理系統(tǒng)自動算出所運(yùn)礦的凈重給予開票。