為了提高地磅司秤作業(yè)的自動化水平，堵住物資計(jì)量稱重過程中可能存在的作弊行為，實(shí)現(xiàn)“以機(jī)器代替人”的目的，引進(jìn)ＲFID遠(yuǎn)距離無線射頻識別和 NFC近距離無線通信等技術(shù)，開發(fā)了杭鋼首套地磅遠(yuǎn)程智能稱重管理系統(tǒng)。

0.前言

杭州鋼鐵集團(tuán)公司設(shè)備計(jì)量處管理地磅，每天都有大量的進(jìn)出物資運(yùn)輸車輛進(jìn)行計(jì)量， 雖然已實(shí)現(xiàn)了地磅之間的信息聯(lián)網(wǎng)，但物資運(yùn)輸車輛進(jìn)行稱重計(jì)量時(shí)，需要通過填寫委托、手動稱重確認(rèn)等程序，有人為因素或者設(shè)備及流程本身存在的問題。 由于稱重作業(yè)過程人為因素較多，容易發(fā)生差錯和產(chǎn)生漏洞，稱重的效率也得不到有效提升， 日積月累會給公司造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。 通過引進(jìn)ＲFID遠(yuǎn)距離無線射頻識別和 NFC近距離無線通信等技術(shù)，成功開發(fā)了杭鋼首套地磅遠(yuǎn)程智能稱重管理系統(tǒng)。 基于ＲFID技術(shù)的遠(yuǎn)程智能稱重管理系統(tǒng)主要由地磅、計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、視頻監(jiān)控、無線射頻讀卡系統(tǒng)、紅綠燈、道閘、手操器及稱重管理軟件等組成，可應(yīng)用于礦山、港口、鋼鐵等行業(yè)的貨物計(jì)量。 基于ＲFID技術(shù)的遠(yuǎn)程智能稱重管理系統(tǒng)系統(tǒng)能快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠地完成整個稱重管理流程，實(shí)現(xiàn)計(jì)量過程中數(shù)據(jù)信息采集的全自動化，不僅大大降低人員勞動強(qiáng)度，提高工作效率，而且徹底堵住物資計(jì)量稱重過程中的漏洞。

1.原有地磅稱重系統(tǒng)工作流程和弊端

1．1  地磅改造前的稱重工作模式

1）車輛上磅。

2）司機(jī)下秤向司稱員提供委托單等相關(guān)單據(jù)。

3）司稱員手動錄入車輛相關(guān)信息及填寫委托單等相關(guān)單據(jù)。4）稱重完畢打印磅單。

5）司機(jī)取相關(guān)單據(jù)上車離開。

1．2  地磅稱重系統(tǒng)中常見的作弊手段

1）汽車過磅時(shí)手工開單。 手工開具紙質(zhì)委托單易出現(xiàn)丟失、字跡不清、損壞、造假、無法追溯等問題。

2）空車加載或多車同時(shí)上磅，增加車輛的皮重，減少裝運(yùn)物資凈重。

3）重車不完全上磅，減少裝運(yùn)物資凈重。

4）重車過磅時(shí)，人為進(jìn)行撬磅。

5）業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)。 稱重前用紙質(zhì)委托單記錄相關(guān)信息，稱重后靠紙質(zhì)磅單記錄稱重信息， 以及靠紙質(zhì)單據(jù)與其他相關(guān)部門進(jìn)行業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)，業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)過程中易出現(xiàn)缺乏監(jiān)督、損壞、造假等問題。

6）車輛互相更換車牌作弊。

7）直接對地磅 （地磅）的傳感器加裝遙控裝置，使其稱重重量改變。

8）串通更換稱重物資舞弊。

9）繞行重復(fù)上磅稱重。

2 .基于ＲFID技術(shù)的地磅遠(yuǎn)程智能稱重管理系統(tǒng)

我處組織開發(fā)的地磅遠(yuǎn)程智能稱重管理系統(tǒng)能在無人干預(yù)的情況下快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定、安全、可靠地完成整個稱重計(jì)量流程，操作人員及管理人員都能在遠(yuǎn)程對計(jì)量稱重?cái)?shù)據(jù)及稱重過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、查詢、統(tǒng)計(jì)等。

地磅遠(yuǎn)程智能稱重管理系統(tǒng)使汽車衡傳統(tǒng)稱重升華為智能化稱重，很大程度上提高了計(jì)量的信息化水平，徹底堵住了計(jì)量中的漏洞及安全隱患，減少了人工成本，提高了計(jì)量效率，加強(qiáng)了上級部門對計(jì)量數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管。 遠(yuǎn)程集中智能化計(jì)量管理系統(tǒng)如圖1所示，無人值守控制系統(tǒng)如圖2所示。

以水渣秤為例，地磅遠(yuǎn)程智能稱重管理系統(tǒng)

主要由下列子系統(tǒng)構(gòu)成。

1） 遠(yuǎn)距離自動識別系統(tǒng)；

2） 視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)；

3）紅外檢測系統(tǒng)；

4）道閘控制系統(tǒng)；

5） 信號燈控制子系統(tǒng)；

6） 語音指揮子系統(tǒng)；

7） 紅外防作弊子系統(tǒng)；

8） 皮重超差報(bào)警子系統(tǒng)；

9） 波形檢測子系統(tǒng)；

10） 地磅智能稱重控制平臺；

11） 遠(yuǎn)程智能稱重工作站；

12） 工業(yè)級智能手持終端；

13） 其他附件，業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)卡、線材、輔料。

3 . 地磅遠(yuǎn)程智能稱重管理系統(tǒng)在水渣秤的應(yīng)用 

3．1 水渣秤智能稱重系統(tǒng)流程

1）裝運(yùn)水渣船只到港后，“船老大”去紫恒公

司水渣秤旁的工作站報(bào)到，紫恒操作人員在計(jì)質(zhì)量系統(tǒng)上做好相關(guān)委托信息。

2）紫恒操作人員登錄手持終端，錄入相關(guān)信息并鎖定手持終端，將手持終端交予“船老大”，由其自主卸貨，此時(shí)終端處于部分功能鎖定狀態(tài) （只能在卸貨時(shí)查看船裝貨量及確認(rèn)車輛信息）。

3）運(yùn)輸車輛在計(jì)量完當(dāng)天第一次皮重后至 1 號高爐或2、3 號高爐裝貨點(diǎn)裝運(yùn)水渣，裝運(yùn)前司機(jī)把業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)卡交予煉鐵操作人員進(jìn)行刷卡登記，信息將自動傳入電腦， 記錄車輛裝貨地點(diǎn)等相關(guān)信息。 刷卡后手持終端如顯示該車輛未稱過皮重，手持終端提醒需稱完皮重再裝貨。

4）裝貨完畢后至水渣秤計(jì)量，綠信號燈亮，稱重車輛進(jìn)入車道，上磅后紅信號燈亮，禁止下一輛車進(jìn)入車道。

5）通過秤體兩端紅外線判斷車輛是否完全上秤，并根據(jù)儀表讀數(shù)跳動情況判斷車輛是否停穩(wěn)，通過車輛上的防拆標(biāo)簽識別該車輛的相關(guān)信息。

6）確認(rèn)車輛屬于正常稱重， 抓拍車輛圖像信息，與車輛毛重一起綁定記錄。

7）稱重完畢語音提示車輛下秤，主控制器將稱重?cái)?shù)據(jù)的信息通過串口傳輸給 LED大屏幕，供司機(jī)觀看核實(shí)， 同時(shí)將經(jīng)過加密處理的數(shù)據(jù)上傳至計(jì)質(zhì)量系統(tǒng)中，并存儲到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

8）車輛行到碼頭卸貨， “船老大”刷業(yè)務(wù)卡后將車輛數(shù)據(jù)信息與委托單進(jìn)行綁定， 點(diǎn)擊允許卸貨按鈕，記錄卸貨時(shí)間并實(shí)時(shí)顯示該船已裝貨量。

9）卸貨完畢后， 回到水渣秤回皮，判斷皮重是否異常，若超差會報(bào)警提示遠(yuǎn)程管理人員。

10）把此時(shí)的皮重和稱重時(shí)間按委托單號傳回計(jì)稱量系統(tǒng)（每天稱皮重兩次，以第二次為準(zhǔn)，此時(shí)的皮重使用當(dāng)天一天），系統(tǒng)自動得出車輛裝運(yùn)水渣凈重。

11）該船裝貨完畢后， “船老大”點(diǎn)擊裝貨完畢，終端顯示該船總計(jì)裝貨量，以及傳回計(jì)稱量系統(tǒng)該委托完成的指令，打印機(jī)自動打出稱重計(jì)量報(bào)表。

水渣秤信息傳輸網(wǎng)點(diǎn)分布見圖3。

3．2  水渣秤智能稱重系統(tǒng)功能

3．2．1 地磅智能稱重控制平臺

地磅智能稱重控制平臺是本地?cái)?shù)據(jù)處理中心，主要將本地各類傳感器信息進(jìn)行采集、處理，同時(shí)將處理后的數(shù)據(jù)上傳至計(jì)質(zhì)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

地磅智能稱重控制平臺主要由工控機(jī)和各類信息采集模塊組成，其功能包括標(biāo)簽電子標(biāo)簽信息采集與管理、汽車衡稱重?cái)?shù)據(jù)采集和管理、視頻圖像采集與管理、車輛磅秤輔助系統(tǒng)、 LED 大屏幕等，圖4為汽車衡智能稱重控制平臺操作界面。

3．2．2  ＲFID電子標(biāo)簽自動識別

射頻識別 （ＲFID）是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。 射頻識別技術(shù)可識別高速運(yùn)動物體并可同時(shí)識別多個標(biāo)簽，操作快捷方便。

ＲFID是一種簡單的無線系統(tǒng)， 只有兩個基本器件，該系統(tǒng)用于控制、檢測和跟蹤物體。 系統(tǒng)由一個詢問器（或閱讀器）和應(yīng)答器（或標(biāo)簽）組成。

電子標(biāo)簽中存儲了經(jīng)過加密處理的車輛信息

數(shù)據(jù)。 其數(shù)據(jù)只能由經(jīng)過授權(quán)的ＲFID識讀器讀取。 車輛在汽車衡上稱重計(jì)量時(shí)，ＲFID識讀器自動讀取電子標(biāo)簽中加密的車輛信息，解密后，得到電子標(biāo)簽中的車牌號碼、駕駛?cè)藛T等信息。 與此同時(shí)，攝像機(jī)會拍攝車輛的物理車牌，經(jīng)過圖像比對，解決了更換車牌作弊現(xiàn)象。

電子標(biāo)簽通過發(fā)卡管理系統(tǒng)事先寫入了車輛的基本信息，如車輛 ID、駕駛?cè)藛T、車牌號、原始皮重等。 并將電子標(biāo)簽粘貼在汽車駕駛室一側(cè)的車窗上，此時(shí)車輛擁有了獨(dú)一無二的身份證。 當(dāng)安裝有電子標(biāo)簽的車輛進(jìn)入識別區(qū)域，識別天線就能捕獲電子標(biāo)簽內(nèi)的相關(guān)信息，并實(shí)時(shí)發(fā)送至后臺，幫助后臺做進(jìn)一步處理。 標(biāo)簽一旦撕毀，將無效。

3．2．3  智能稱重平臺應(yīng)用軟件

應(yīng)用程序是設(shè)備的信息采集和管理程序之間的橋梁， 同時(shí)應(yīng)用程序可以在界面上模擬控制儀表進(jìn)行操作（見圖4）。稱重儀表通過ＲS－232信號和計(jì)算機(jī)建立連接，如果現(xiàn)場和計(jì)算機(jī)相距較遠(yuǎn)，需將儀表提供的ＲS－232信號轉(zhuǎn)換為ＲS－485信號以便于遠(yuǎn)距離傳輸，在連接計(jì)算機(jī)時(shí)再將ＲS－485信號轉(zhuǎn)換為ＲS－232信號接入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。

3．3  稱重防作弊系統(tǒng)的技術(shù)手段

1）無線車號車牌信息自動識別。

2）防換車牌。 電子標(biāo)簽靠自身膠粘貼于汽車駕駛室左側(cè)車窗，粘貼牢固，如撕揭電子標(biāo)簽， 電子標(biāo)簽損毀無效。

3）使用車輛紅外防作弊子系統(tǒng)，防止車輛不完全上磅。

4）監(jiān)控系統(tǒng)攝像機(jī)從不同角度對過磅車輛進(jìn)行監(jiān)控，并抓拍留檔，監(jiān)控空車加載，多車同時(shí)上磅、人為撬磅等作弊行為。

5）系統(tǒng)自動采集數(shù)據(jù)，并打印機(jī)自動打印碼單，避免人為干擾因素，全程自動化管理。

6）發(fā)放電子標(biāo)簽時(shí)將車輛原始皮重等信息與電子標(biāo)簽卡號進(jìn)行綁定，在每次空車過磅時(shí)進(jìn)行比對，對皮重變化超出正常范圍的及時(shí)檢查并報(bào)警提示。

3．4  地磅遠(yuǎn)程智能稱重管理系統(tǒng)特點(diǎn)

1）從裝貨到計(jì)量及卸貨，全程自動化管理，數(shù)據(jù)采集采用系統(tǒng)自動采集的方式， 減少人為干預(yù)，提高數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性。

2）加快車輛在地磅設(shè)備上的過磅速度，提高生產(chǎn)作業(yè)效率。

3）規(guī)范過磅流程， 堵住漏洞， 更有效的避免作弊情況的發(fā)生。

4）對地磅進(jìn)行集中式的管理，一個人可以管理多個汽車衡，減少司秤人員，減輕企業(yè)負(fù)擔(dān)。

5）采用電子標(biāo)簽可進(jìn)行遠(yuǎn)距離讀卡，實(shí)現(xiàn)對車輛在行進(jìn)過程中讀卡， 電子標(biāo)簽具有防拆功能， 杜絕司機(jī)利用交換卡片、車牌等作弊。

6）完善過磅車輛管理，做到車、卡的完美結(jié)合。

4 .結(jié)語

基于ＲFID的遠(yuǎn)程智能稱重管理系統(tǒng)，可以通過遠(yuǎn)程查看地磅計(jì)量信息，通過監(jiān)視裝置可實(shí)時(shí)了解現(xiàn)場車輛計(jì)量情況，提高了司秤作業(yè)的效率，降低了人力成本，堵住了可能存在的作弊行為。 基于 ＲFID 的遠(yuǎn)程智能稱重管理系統(tǒng)在水渣秤的成功應(yīng)用，為集團(tuán)公司今后在新產(chǎn)業(yè)基地及寧鋼等的推廣打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。