汽車衡無人值守遠程集中稱重系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用

張賀利，李立華

（1.天津市百信通科技有限公司，天津300250；2.天津天鋼聯(lián)合特鋼有限公司，天津301500）

0 引言

汽車衡稱重計量是冶金行業(yè)對外經(jīng)營的重要環(huán)節(jié)，主要用于原燃料進廠稱重、產(chǎn)品的進出廠稱重、倒場物資稱重等業(yè)務(wù)流程。隨著企業(yè)信息化水平的提高，大部分汽車衡稱重計量都采用軟件管理系統(tǒng)。但大部分企業(yè)的稱重計量系統(tǒng)都存在“流程管控”不嚴、信息系統(tǒng)集成度不高，司稱占用人員過多、司稱員忙閑不均等問題。

我公司在“一卡通稱重計量管理系統(tǒng)”的基礎(chǔ)上，通過采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，優(yōu)化稱重管理流程，精細與其它管理業(yè)務(wù)的集成，開發(fā)出基于物聯(lián)網(wǎng)的汽車衡遠程集中計量管理系統(tǒng)，通過用戶半年多的成功運行，實現(xiàn)了汽車衡稱重計量的業(yè)務(wù)安全、數(shù)據(jù)準確及管理高效。

1 系統(tǒng)開發(fā)

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)

汽車衡無人值守遠程計量管理系統(tǒng)由前臺、后臺兩部分組成。前臺由門崗收發(fā)卡軟件、稱重一體機、遠程計量操作終端等構(gòu)成；后臺軟件主要包括基礎(chǔ)信息管理、系統(tǒng)管理稱重管理等功能。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)見圖1。

1.1.1 稱重一體機

稱重一體機由單片機、讀卡器、微型打印機、網(wǎng)絡(luò)交換機、稱重儀表、攝像機、拾音器、擴音器及LED屏等構(gòu)成。實現(xiàn)以下主要功能：

（1）信息采集：實現(xiàn)刷卡、稱重數(shù)據(jù)采集等功能。司機無需下車即可通過一體機進行刷卡操作。

圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)

（2）信息交互：通過稱重前臺一體機與后臺Web服務(wù)器的通訊，完成稱重前臺計量任務(wù)的分配、接管、計量、斷開等功能。

（3）視頻監(jiān)控：通過網(wǎng)絡(luò)攝像機實時監(jiān)控汽車衡稱重現(xiàn)場的圖像。

（4）秤單打?。很囕v稱重完成，打印秤單（含一維、二維條碼）。

（5）越位控制：用紅外線對射裝置檢測車輛是否安全上秤，防止因車輛沒有安全上秤引起的稱量誤差。當(dāng)車輛沒有完全上秤時，系統(tǒng)報警提示，不能計量。

（6）語音對講：實現(xiàn)司機與司稱員的雙向溝通。

（7）LED屏：引導(dǎo)司機進行稱重操作，并顯示稱重計量信息、報警信息等。

1.1.2 計量大廳

由拼接屏系統(tǒng)、計量操作客戶端構(gòu)成。拼接屏系統(tǒng)用于顯示每個汽車衡稱重現(xiàn)場視頻全貌；計量人員通過稱重客戶端進行遠程計量的“確認”操作（也可選擇自動確認），通過耳麥與貨車司機雙向溝通。

1.1.3 手持終端

具有NFC功能的手持終端安裝物聯(lián)網(wǎng)卡、應(yīng)用管理軟件，通過廣域網(wǎng)連接局域網(wǎng)內(nèi)的稱重管理系統(tǒng)。

1.1.4 客戶端

門崗客戶端完成發(fā)卡與收卡操作、黑名單車輛報警、車輛跟蹤、數(shù)據(jù)查詢等功能；業(yè)務(wù)部門客戶端實現(xiàn)采購、銷售、倒場等業(yè)務(wù)管理功能。

1.2 軟件開發(fā)

系統(tǒng)由前臺和后臺軟件構(gòu)成。選用PHP開發(fā)工具，采用MySQL數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器采用Linux操作系統(tǒng)、Web服務(wù)器為Nginx、客戶端操作為WINDOWS XP/7系統(tǒng)，手持機使用Android系統(tǒng)。軟件功能樹見圖2。

圖2 軟件功能樹

1.2.1 前臺軟件功能

（1）門崗收發(fā)卡管理：門崗對進出廠車輛發(fā)、收臨時卡，同時對進廠黑名單車輛、出廠違章車輛報警。

（2）一體機管理：稱重一體機的核心為單片機，單片機應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集、信息傳輸、狀態(tài)切換、小票打印等功能。

（3）手持終端機：開發(fā)的手持機應(yīng)用程序，通過讀取IC卡信息，完成收發(fā)貨、倒場、退貨、單號綁定等操作，以及發(fā)卡、收卡操作。

（4）集中計量：計量人員集中到計量大廳，采用遠程任務(wù)自動分配方式，通過網(wǎng)絡(luò)和稱重軟件對每臺汽車衡實現(xiàn)遠程視頻監(jiān)控、語音對講、遠程計量控制。

1.2.2 后臺軟件功能

（1）基礎(chǔ)信息：包括倉庫信息、物料信息、設(shè)備信息、IC卡管理、客商信息。

（2）系統(tǒng)管理：包括賬套管理、報表管理、報表分類、用戶管理、系統(tǒng)日志。

（3）采購單管理：根據(jù)采購合同和送貨情況提前制定采購收貨單據(jù)，收貨單據(jù)號由采購部門提前通知供應(yīng)商，在進廠登記時完成車號、收貨單號綁定。

（4）銷售單管理：根據(jù)銷售合同和提貨情況提前制定提貨單據(jù)，現(xiàn)場提貨時通過手持終端完成車號、提貨單號綁定。

（5）倒場單管理：倒場發(fā)貨部門提前制定倒場單據(jù)，倒場現(xiàn)場通過手持終端完成車號、倒場單號綁定。

（6）車輛跟蹤：顯示車輛的稱重流程信息，顯示違章和稱重作弊的車輛信息。

（7）統(tǒng)計報表：進廠秤單、出廠秤單、內(nèi)倒物資秤單的綜合統(tǒng)計報表。

1.3 主要工作流程

1.3.1 任務(wù)分配

稱重一體機通過單片機獲取稱重儀表數(shù)據(jù)，當(dāng)重量大于設(shè)定的最小稱量值時，產(chǎn)生一條計量任務(wù)信息，反饋給Nginx WEB服務(wù)器，由Nginx WEB服務(wù)器分配一個計量任務(wù)給空閑的客戶端（計量大廳），利用最小等待時間的算法，對計量任務(wù)與客戶端進行自動分配。

1.3.2 集中計量

當(dāng)客戶端接到分配的任務(wù)后，接管現(xiàn)場秤點所有相關(guān)設(shè)備信息（重量、IC卡、視頻），在確認稱重信息無誤后，人工保存稱重數(shù)據(jù)（或自動保存），保存成功后系統(tǒng)斷開接管的相關(guān)設(shè)備。

1.4 系統(tǒng)特點

1.4.1 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

系統(tǒng)采用具有NFC功能的手持終端，實現(xiàn)發(fā)收卡操作、裝卸貨信息采集與信息確認等功能。

1.4.2 司機無需下車計量

貨車司機上秤停在正確位置、搖下車窗后，根據(jù)LED屏提示信息進行刷卡、計量。如有疑問，可通過對講系統(tǒng)與遠程司秤員取得聯(lián)系。

1.4.3 集成度高

通過嚴謹?shù)牧鞒虄?yōu)化，將采購、銷售、倒場、質(zhì)保書管理等信息實現(xiàn)了集成，計量效率高。

2 應(yīng)用效果

一般的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，都會使用8～15臺汽車衡，需要司稱員在60～120人。該系統(tǒng)對天津天鋼聯(lián)合特鋼有限公司16臺汽車衡進行升級改造，從2018年2月投運以來，系統(tǒng)運行穩(wěn)定、計量數(shù)據(jù)準確，音頻、視頻圖像清晰，司秤人員減少40%，計量效率提高30%以上。