基于RFID的煤礦車(chē)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(chē)輛管理的特點(diǎn)是車(chē)輛多、車(chē)型多，管理難度較大；如何拓寬管理視角，提高車(chē)輛運(yùn)行效率，增強(qiáng)行車(chē)安全，加強(qiáng)車(chē)輛績(jī)效管理是當(dāng)前急需解決的問(wèn)題。雖然礦區(qū)車(chē)輛管理資料和數(shù)據(jù)庫(kù)比較完善，但是這些資料都需要人工輸入電腦數(shù)據(jù)庫(kù)或者停車(chē)核對(duì)相關(guān)的證件才能查驗(yàn)，在車(chē)流量大、行車(chē)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(chē)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(wèn)題。采礦廠、發(fā)電廠、礦場(chǎng)、垃圾場(chǎng)等單位每天都會(huì)有大量的物資運(yùn)輸車(chē)輛進(jìn)出，需要進(jìn)行停車(chē)、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(chǎng)車(chē)輛人工管理的現(xiàn)狀，我司提出結(jié)合RFID技術(shù)、電子汽車(chē)稱重技術(shù)、通訊技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)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(dòng)記錄進(jìn)出裝有電子標(biāo)簽的車(chē)輛車(chē)牌號(hào)、重量信息、時(shí)間信息等，并寫(xiě)入主機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)，能有效杜絕人為誤差，防止過(guò)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(chē)輛進(jìn)入稱重點(diǎn)后觸發(fā)讀寫(xiě)器讀卡，并將車(chē)輛的詳細(xì)信息傳給PC機(jī)，通過(guò)標(biāo)簽信息進(jìn)行匹配，檢查車(chē)輛在運(yùn)輸過(guò)程中是否有礦石損失。

2.系統(tǒng)介紹

2.1.系統(tǒng)原理

對(duì)于所有進(jìn)入礦場(chǎng)的車(chē)輛進(jìn)行智能化管理，要求每一輛進(jìn)場(chǎng)運(yùn)礦的車(chē)輛配發(fā)一張專(zhuān)用RFID標(biāo)簽，該專(zhuān)用標(biāo)簽存有運(yùn)礦車(chē)車(chē)主姓名、皮重/車(chē)牌號(hào)/材料類(lèi)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(chē)空車(chē)進(jìn)入采礦區(qū)域經(jīng)過(guò)汽車(chē)衡稱重時(shí)觸發(fā)讀寫(xiě)器讀卡，讀寫(xiě)器將車(chē)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(chē)輛車(chē)重信息；運(yùn)礦車(chē)裝載礦石后離開(kāi)采礦區(qū)域經(jīng)過(guò)汽車(chē)衡稱重時(shí)觸發(fā)讀寫(xiě)器讀卡，讀寫(xiě)器將車(chē)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(chē)輛車(chē)重信息，本次車(chē)重信息與空車(chē)車(chē)重信息進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算車(chē)輛上裝載的礦石重量；當(dāng)運(yùn)礦車(chē)輛到達(dá)運(yùn)輸終點(diǎn)經(jīng)過(guò)汽車(chē)衡稱重時(shí)觸發(fā)讀寫(xiě)器讀卡，讀寫(xiě)器將車(chē)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(chē)輛車(chē)重信息；卸載礦石后空車(chē)經(jīng)過(guò)汽車(chē)衡稱重時(shí)觸發(fā)讀寫(xiě)器讀卡，讀寫(xiě)器將車(chē)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(chē)輛車(chē)重信息，與終點(diǎn)車(chē)重信息進(jìn)行對(duì)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(duì)比，最終判斷出在運(yùn)輸過(guò)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(xiě)器、電子標(biāo)簽、汽車(chē)衡、稱重儀器、紅外線對(duì)射器、LED燈顯示屏、信號(hào)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(chē)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(kù)服務(wù)器和其他在線工作站等。各單元系統(tǒng)之間通過(guò)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(chē)輛在進(jìn)入裝貨區(qū)之前通過(guò)RFID識(shí)別記錄車(chē)輛信息，并過(guò)磅稱重，稱重完畢，服務(wù)器自動(dòng)記錄稱重信息，顯示屏顯示稱重信息；運(yùn)輸車(chē)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(dòng)錄入系統(tǒng)，LED等給出重量提示；運(yùn)輸車(chē)到達(dá)目的地駛進(jìn)卸貨區(qū)通過(guò)RFID識(shí)別記錄車(chē)輛信息，并過(guò)磅稱重，稱重完畢，服務(wù)器自動(dòng)記錄稱重信息，顯示屏顯示稱重信息；運(yùn)輸車(chē)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(guò)信息比對(duì)判斷出礦是否有遺漏或殘留。

3.系統(tǒng)工作流程

圖4：礦場(chǎng)智能稱重示例圖

3.1.入場(chǎng)登記

礦場(chǎng)登記處首先為進(jìn)入礦場(chǎng)的車(chē)輛進(jìn)行登記，并為其配發(fā)一張運(yùn)礦專(zhuān)用標(biāo)簽，然后將該標(biāo)簽的卡號(hào)、車(chē)輛牌號(hào)、車(chē)主姓名、入場(chǎng)時(shí)間及入場(chǎng)地點(diǎn)相關(guān)信息保存在主機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)中。

3.2.開(kāi)票

只有配發(fā)了運(yùn)礦專(zhuān)用標(biāo)簽的客戶才可到礦場(chǎng)開(kāi)票處開(kāi)票購(gòu)礦。

3.3.空車(chē)過(guò)磅稱重

客戶開(kāi)票后，可將運(yùn)礦車(chē)駛?cè)肫?chē)衡通道進(jìn)行稱重，安在道口的車(chē)輛檢測(cè)器感應(yīng)有車(chē)駛?cè)耄瑢⑿盘?hào)傳給前方道閘和信號(hào)燈，道閘立即關(guān)閉，信號(hào)燈變紅色，提示駕駛員慢行駛，同時(shí)要求稱重儀和讀寫(xiě)器開(kāi)始工作。運(yùn)礦車(chē)上的標(biāo)簽被讀寫(xiě)器讀到后，讀寫(xiě)器將該車(chē)的信息傳送給主機(jī)，指令電子衡開(kāi)始傳送該車(chē)重量信息，同時(shí)攝像機(jī)監(jiān)視車(chē)輛是否?？吭谥付ㄎ恢靡约白ヅ膱D像。當(dāng)主機(jī)收到卡號(hào)和重量信息后，準(zhǔn)確記錄和備份信息，然后打出指令打開(kāi)道閘，運(yùn)礦車(chē)駛?cè)氲V場(chǎng)進(jìn)行裝礦。

3.4.裝礦

運(yùn)礦車(chē)空車(chē)過(guò)磅后，可駛?cè)氲V場(chǎng)進(jìn)行裝礦。

3.5.裝礦過(guò)磅稱重

運(yùn)礦車(chē)裝礦后需再次駛?cè)肫?chē)衡道進(jìn)行稱重，安在道口的車(chē)輛檢測(cè)器感應(yīng)有車(chē)駛?cè)?，將信?hào)傳給前方道閘和信號(hào)燈，道閘立即關(guān)閉，信號(hào)燈變紅色，提示駕駛員慢行駛，同時(shí)要求稱重儀和讀寫(xiě)器開(kāi)始工作。運(yùn)礦車(chē)上的標(biāo)簽被讀寫(xiě)器讀到后，讀寫(xiě)器天線將該車(chē)的信息傳送給主機(jī)，指令電子衡開(kāi)始傳送該車(chē)重量信息，同時(shí)攝像機(jī)監(jiān)視車(chē)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(hào)和重量信息后，準(zhǔn)確記錄和備份信息，然后打出指令打開(kāi)道閘，運(yùn)礦車(chē)駛?cè)氲V場(chǎng)開(kāi)票處開(kāi)票。

3.6.開(kāi)票

運(yùn)礦車(chē)裝礦后需再次到開(kāi)票處進(jìn)行開(kāi)票，開(kāi)票處核對(duì)運(yùn)礦車(chē)兩次過(guò)磅的信息是否一致，該信息包括運(yùn)礦專(zhuān)用標(biāo)簽卡號(hào)是否一致、車(chē)主是否一致及牌號(hào)是否一致等等，若所有信息均一致時(shí)，開(kāi)票處再根據(jù)管理系統(tǒng)自動(dòng)算出所運(yùn)礦的凈重給予開(kāi)票。