地磅稱量系統通過RS232串口實現地磅稱量設備與計算機之間的數據通信.利用Win-dows API函數實現串口編程，完成稱量數據采集.與后臺數據庫交換數據，實現對地磅稱量數 據的實時顯示、自動采集、安全存儲、多方式查詢、統計匯總和打印輸出等工作，最大限度地防 止舞弊行為的發生.

安置在地面以下稱量較大噸位的稱叫地磅, 專用于稱量汽車的地磅又稱為汽車衡.地鎊屬于 衡器的一種,是廠礦、商家等用于大宗貨物計量的 主要稱重設備，廣泛應用于林業、煤炭、冶金、電 力、港口、倉儲等行業[1—2].黑龍江省鶴北林業局 使用電子汽車衡稱量系統進行木材檢驗控制，不 僅保證了檢驗質量及檢驗速度，減少了人為檢驗 誤差,還提高了勞動生產率，獲得了顯著的經濟效 益[3].在我國,許多運輸場采用地磅儀表顯示計量 數據,司磅員手工填寫單據、報表的人工操作，工 作安全性差，容易出錯,效率低，難以快速統計，不 能滿足生產經營的要求.當前，用戶對用衡器完成 測管控稱一體化功能的要求日益高漲，稱重技術 得以與控制系統和信息管理系統同步發展，實現 了衡器管理的計算機化、網絡化和智能化.

針對國內地鎊系統自動化程度應用不高的現狀， 通過開發一套地磅稱量計算機管理系統，將稱量設 備、if賓機、數據庫有效地結合起來，實現稱量信息的 自動采集、自動處理，最大限度地防止舞弊行為的發 生，為企業的現代化管理提供有力的幫助.

1.系統目標

通過項目實施使地磅稱量設備與計算機連 接，通過計算機軟件編程讀取稱量設備數據,與后 臺數據庫交換數據,實現對稱量數據的實時顯示、 自動采集、安全存儲、多方式查詢、匯總統計和打印 輸出等工作.根據企業管理上的要求，所設計的稱 量管理軟件需達到以下幾個目標:符合運輸場的業 務流程和要求，程序流程清晰、嚴密;獲取稱重數據 快速、準確;操作簡便,自動化程度高,能有效防止舞 弊行為;數據查詢、報表制作方便快捷;系統長時間 運行穩定可靠;數據安全性和可靠性高.

2.需求分析

2.1運輸場硬件條件

運輸場硬件要求:1臺地磅;1臺計算機(能流 暢運行Win98及其以上操作系統,100 M以上硬盤 剩余空間）；1個條碼閱讀器;1臺打印機.

2.2運輸場稱量業務流程

運輸場稱量業務流程:重車上磅，記錄重車質 量;重車下鎊，到指定地點卸貨并領取回執單;空車 上磅，交回回執單并記錄空車質量;空車下磅,結束.

2.3功能分析

根據運輸場的條件和要求，項目開發的地磅 稱量系統主要功能包含:稱量數據自動采集;歷史 稱量數據維護;多方式查詢;報表統計及打印;代 碼維護;系統參數設置;用戶權限設置;數據備份 與恢復.同時，為將來網絡化環境中實現數據共享 預留接口.

2.4系統功能詳細設計

根據功能分析，地磅稱量系統主要包含稱量數 據管理、系統設置兩大模塊，系統總體結構見圖1.

稱量數據管理:主要是對稱量數據進行管理，包 含“稱量數據采集”、“稱量數據維護”、“報表打印”、 “數據備份”、“數據恢復”5個子模塊.

“稱量數據采集”用于自動采集車輛稱量數據-

“稱量數據維護”用于維護車輛稱量歷史數 據，可以對稱量數據進行添加、修改、刪除、査詢、統計 等操作.

“報表打印”用于打印年報表、月報表、臨時 報表和回執卡.

“數據備份”用于將系統數據備份到指定的 文餘

“數據恢復”用于從指定文件夾恢復系統數

據.

系統設置:主要用于維護系統,包含“員工信息 維護”、“車輛信息維護”、“系統參數設置”、“通信參 數設置”、“操作員管理”、“更改密碼”等6個模塊.

“員工信息維護”用于維護員工信息，可以 對員工信息進行添加、修改、刪除等操作’

“車輛信息維護”用于維護車輛信息，可以 對車輛信息進行添加、修改、刪除等操作?

“系統參數設置”用于設置系統參數，如地 磅無車的判定質量、月報表的開始和結束時間等.

“通信參數設置”用于設置地磅的通信參數 和稱量數據格式，如串口號、波特率等.

“操作員管理”用于系統操作員的管理,包 括添加、刪除操作員，授予操作員權限等.

“更改密碼”用于更改當前用戶的登錄密碼.

3.數據庫設計

數據庫設計（Database Design)包括數據庫設 計和數據庫應用系統設計兩個方面，在設計過程 中，應把數據庫的結構設計和數據處理的操作設 計緊密結合起來，相互參照和相互補充地磅稱

量系統的數據庫結構設計按以下步驟進行：

根據已收集的原始數據和系統設計需 要，確定系統應包含的數據表.

確定數據表應包含的數據項和這些數據 項的定義，如內容、長度、類型等.

按照 3NF(Third Normal Form)標準對數 據表進行標準化，即表內的每一個值都只能被表 達一次.表內的每一行都應該被唯一標識(有唯一 鍵).表內不應該存儲依賴于其他鍵的非鍵信息.

由于標準化可能給數據庫引人太高的復 雜性,降低系統效率,因此需要對數據表結構進行 調整，允許數據適量冗余，使其在性能、擴展性和 數據完整性方面達到最好的平衡.

建立數據字典.數據字典是數據庫應用 設計的重要內容，它是描述數據庫中各數據屬性 與組成的數據集合,在數據庫的整個生命周期里 都起著重要的作用.

地磅稱量系統包含的主要數據表及其用途見 表1，系統實體-聯系圖(E-R圖)見圖2.

4.系統實現

地磅稱量系統包括稱量設備與計算機的通信 和稱量數據管理的MIS系統兩部分.稱量設備通 過RS232串口與計算機的串口連接，并向計算機 的串口發送數據;MIS系統定時掃描串口獲取數 據，經格式轉換后通過事件驅動調用相關模塊對 數據進行處理.

4.1硬件組成

系統硬件組成框圖見圖3.

4.2開發工具與數據庫管理系統選擇

前端開發工具采用PowerBuilder;后臺數據庫 管理系統采用 ASA 7.0 ( Adaptive Server Any-where). 當局域網建成后，可采用SQLServer2000 等大中型數據庫管理系統作為后臺數據庫管理系 統，以獲得更高的數據安全性和實現網絡環境中 的數據共享.

4.3關鍵技術

數據通信與采集的實現是系統實現的關鍵. 串行通信因其線路簡單，開發相對比較容易，所以 經常應用于各種監控、測試和自動化設備中.系統 中，稱量設備與計算機之間通過RS232串口連接， 數據通信的核心就是如何實現串口編程，通過串 口進行數據通信,從而實現數據的采集.在Win-dows 環境下，不能直接對硬件進行讀寫,實現串口 編程一般采用以下兩種方法:一是利用Windows 本身提供的通信API函數;二是利用微軟公司提 供的通信控件MSComm.關于利用MSComm控件 實現串口編程的方法前人做了很多研究Ue-14’16]， 本文給出了對串口進行讀寫的一種簡化步驟，降 低了程序的復雜性.下面是利用Windows API函數 實現串口編程的程序實現U5-17].

外部函數定義

Windows API函數在PowerBuilder中使用之前 必須先聲明為外部函數，下面是系統中用到的 Windows API函數的聲明：

Function Boolean CloseHandle (ulong hOb- ject ) Library "kemel32.dll" //關閉串口

FUNCTION Boolean ReadFile(ulong fhand, ref blob lpbuffer, ulong numbyte, ref ulong bytes- read, ulong lpover) LIBRARY ” kemel32, dll" //讀 取串口數據

(3 ) FUNCTION ulong CreateFileA ( ref stringfname, ulong f一access，ulong f—share，ulong f_sec， ulong f一create，ulong f_flag, ulong f_attrib) LI-BRARY "kemel32.dll" //打開串口

Function Boolean WriteFile(uLong handle, ref blob lpbuffer, ulong numbytes, ref ulong bytes- read, ulong lpOverLaped) Library M Kemel32. dll” //寫人串口數據

Function Boolean GetCommProperties(ulong hFile，ref COMMPROP lpCommProp ) Library " Ker- neB2. dll” //返回COMM設備屬性

(6 ) Function Boolean BuildCommDCBA ( ref string lpDef，ref DCB lpDCB ) Library " Kemel32. dll" //向DCB中傳送設備定義字符串

(7 ) Function Boolean SetCommState ( ulong hCommDev, ref DCB lpdcb ) Library "Kemel32. dll” //設置串口狀態

(8 ) Function Boolean GetCommState ( ulong hCommDev,ref DCB lpdcb ) Library "Kemel32, dll” //讀取顯示設置參數

(9 ) Function ulong GetLastError ( ) Library "Kemel32.dll" //返回擴充出錯代碼

(10) Function Boolean SetCommTimeouts ( ulong hCommDev, ref COMMTIMEOUTS lpctmo ) Library M Kemel32. dll" //設置通信讀寫時間范圍

(11 ) Function Boolean PurgeComm ( ulong hCommDev，ulong fdwAction ) Library ?? Keme!32. dll” //消除通信隊列

Windows API通信函數的串口通信程序實 現方法在Windows系統中，串行通信是作為文 件讀寫來處理的，其串口讀寫的一般過程為：

配置串口 ■—?串口讀寫—關閉串口

打開串口.在Windows環境下,使用Cre-ateFileA 函數打開串口，若成功打開則串口通信端 口即可使用，并返回一個Handle值，程序中將使用 此Handle值進行相關的串口操作.

配置串口.包括初始化端口、設置DCB結 構和設置超時值.使用SetCommState函數設置串 口狀態，包括波特率、字節長度、校驗位、停止位亭;使用SetCommTimeouts函數設置超時值.

串口讀寫.Windows環境下對串口的讀寫 長用ReadFile函數和WriteFile函數.讀寫方式有 兩種:重疊模式和非重疊模式（或稱為異步模式和 司步模式).

串口關閉?串口使用完畢,應使用Close- landle函數關閉串口，釋放串口資源.

根據運輸場稱量業務流程，稱量數據采集模 弁主要程

系統設置了自助査詢功能.當地磅上無車時, 吾工在稱量數舍采集窗口中輸入員工編號（使用 君工卡,通過條碼閱讀器輸人），“已完成數據”欄 戶只顯示該員工當天的所有記錄，方便員工查閱? 為了防止作弊行為發生，系統在程序流程中 3;置了一些檢查。

iD稱重時，必須是前 >,妁質量值小于設定的稱—備 (缸系統參數設置模塊設置）時，下 上地磅，否則系統會認為員工企#重復 數據而拒絕接受數據.

$防止員工通過各種手段增，重 或減少空★量來提高凈質值,系統通過￥ 工信息表和#信息表，查詢該車型的_ 限和空車上下與稱量數據比較，判斷車^ 于重車狀態還是#狀態.系統拒絕接收不： 的稱量數據，并顯示栩應信息提示員工.

系統設置了兩次稱重車的間隔時間?機 果兩次稱重車的時間間陶、小于設定的間隔時間 (在系統參數設置模塊設置系統拒絕接受后一 次稱量的數據，并顯示相應信￥示員工?

員工在稱量空車時，員工編號后,還 需要輸入卸貨時獲得的回執卡卡重車數據、空 車數據和回執卡號齊全，記錄才會~加到稱量 信息表中，并參與統計匯總(計算工作夂?

5.結束語

地磅稱量系統將稱量設備、計算機、數據￥ 效地結合起來，實現了對稱量數據的實時顯示、 動采集、安全存儲、多方式查詢、匯總統計和打印 輸出等工作，為運輸場運力調節提供科學、準確、 及時的數據.同時還減輕了工作人員的勞動強度， 提高了工作效率和經濟效益，最大限度地防止舞 弊行為的發生，在企業的生產和管理中發揮了積 極作用.

地磅稱量系統從硬件、軟件和通信等方面進 行了研究設計，其結構簡單實用，操作簡便，安全 可靠，具有較好的通用性、開放性、擴展性、可維護 性，充分保護企業的投資.系統已在昆明市五華區 環衛處廢棄物運輸場運行1年多，性能穩定可靠， 效果良好，有顯著的經濟效益和社會效益，具有一 定的推廣價值