本文介绍一种基于无线射频识别技术的智能称重管理系统,重点介绍总体设计思想、系统构成及功能特点。
一、引言
目前,在化工厂、水泥厂、垃圾处理厂等许多场合都需要 对运货车辆进行实时、快捷的识别.同时还需对车辆所载的货 物及其重量进行实时记录、自动统计和处理数据.所要求的自 动化、信息化程度越来越高.已非传统的人工调度作业方式所 能胜任。
近年来射频识别技术(简称RFD.Radio Frequency Iden-
til'icatDii)得到了迅速的发展.其可靠程度不断提高.在国外 已被广泛地应用于交通运输管理等众多领域。
本文介绍一种利用射频识别技术、计算机数据库管理技 术和地磅仪表相结合所开发出的无线识别智能称重系统 (A utomaticW eightiiig Systan)。
二、系统总体结构
本系统主要由车辆自动识别系统、地磅、地感线圈、栏杆 机和主机组成(如图1).结构如下:
1.系统的硬件组成与结构
(1)车辆自动识别系统
车辆自动识别技术(A utom atic V ehicle Identification 简 称AVE)是当前国际交通物流管理领域的发展热点之一,而 射频识别(RFD)技术是AVE领域中应用最广、最可靠的技 术。它环境适应性强,可在全天候下使用,无接触,抗干扰性 强,可穿透非金属物进行识别处理。
车辆自动识别技术主要有条形码、红外线、射频识别、声 音图像识别等几种。表1对各种技术作了比较。其中条形码识 别技术对环境及读出要求极其严格;而红外线技术则受环境 介质影响较大,穿透力弱;对于图像识别技术来说,虽然摄像 机可以直观地将喷刷在物体表面的数字、标记记录下来,但受 环境、光线和物体表面所处的位置和角度的影响较大。从表1 可以看出射频识别技术在各方面的优势。而射频识别技术又 有低频(915MHz波段)与高频(2 45GHz波段)之分。915MHz 波段的识别装置由于同GSM移动电话的微波频道相邻,易受
干扰,所以在车辆自动识别系统中,我们采用的是2 45GHz 波段的射频识别技术,而具体的设备选用了Confident远距离无线识别系统。该产品是当今 国际上同类产品中极为成功的一种。
Confident系统由阅读器和电子标签组成。
阅读器阅读器一般安装在车辆的进出口处,通过其内置 天线发射微弱的微波信号,其功率为10毫瓦,频率在2 435-2 436GHz范围内,共有100个不同的频道。采用不同的频道 可防止相邻阅读器之间的干扰。阅读器内置有EEPROM ,可 容纳程序和数据库;其中数据库可容纳15000个电子标签的 卡号以及相关信息。只要电子标签进入天线的微波信息场0 2毫秒,就会把接收到的微波信号连同标签卡号一起用载波 方式反射回阅读器天线。阅读器在接收到信息之后,可通过 RS232 口或RS- 485 口上传到主机中。阅读器采用系统的自 身协议ConfiTalk来实现阅读器与阅读器之间、阅读器与主机之间的通讯。
电子标签电子标签形如信用卡,可粘贴在汽车的合适位 置上。标签内存有一些信息,包括有一个由制造厂编制的在全 球范围内均无重复的永久性编号。标签内置锂电池,用来长期 保存信息,并且可提高长距离以及快速读标签的能力。标签有 可读写标签和只读标签两种,可读写标签由用户写入一定量 的信息,而一般情况下使用只读标签即可。
(2)主机
主机采用工控机,采用RS232或485接口与阅读器进行 通讯。一般我们把阅读器组成的车辆自动识别系统称为下位 机系统。
⑶地磅
地磅用来称取货车的重量信息,并将该信息传给阅读器, 再通过阅读器将卡号与重量信息一起组成一通讯帧上传到主 机中去。
2.系统的软件组成(如图2所示)
软件部分由下位机软件、主机软件及数据库管理软件组 成。下位机软件用C语言开发,用于处理标签阅读,控制栏杆 动作,完成地磅与主机之间的通讯。下位机与主机的参数设置 模块及后台的数据采集模块之间的通讯采用ConfiTalk协 议,在程序中是通过调用TagM aster- AB公司提供的API函 数-Confilib C函数来实现ConfiTalk协议的;函数将命令转 换成符合ConfiTalk协议的通讯帧后传递给下位机,下位机 接收到通讯帧后即执行该命令。主机软件采用VisualC+ +、 SQL Sever开发。总体是一个进程,该进程由主监控管理模 块、后台数据采集模块、回单确认模块、查询模块、报表打印模 块、操作员管理模块、参数设置模块、标签管理模块组成。其中 主监控管理模块、操作员管理模块、参数设置模块、标签管理 模块构成主线程;而后台数据采集模块、回单确认模块、查询 模块、报表打印模块是与主线程并行的四个线程。主监控管理 模块完成对每一车记录的修改与确认;操作员管理模块完成 对操作人员的添加、修改和相应的级别管埋参数设置模块完 成对系统参数(如:阅读器的频率、灵敏度、频道、通讯的帧格 式等)的设置和修改;标签管理模块用于标签的增删和相应的 信息管理;后台数据采集模块为一工作者线程,完成对阅读器 所采集数据的读取,并传给主监控管理模块;回单确认模块、 查询模块和报表打印模块都是用户界面线程,分别完成提单 返回的确认、记录查询和报表打印的功能。由于采用了多线程 技术,使程序的运行更流畅,模块之间的操作互不干扰。而数 据库的访问接口采用当今软件界最流行的效率极高的ADO 技术,使程序与数据库的通讯流量大大降低。
三、系统运行过程
当携带电子标签的载重车辆进入阅读器的微波信息场 中,距离阅读器大约4米时,电子标签会把包含有标签编号的 微波信号以载波方式反射回阅读器,阅读器收到标签信息后, 将信息暂存到其内存中,发出信号,抬起栏杆,于是车辆驶上 地磅称重,隔一定时间待地磅的称重值稳定后,读取该值,然 后将该称重值、卡号及其它一些信息汇成一帧信息,存于阅读 器的内存中,当主机发出查询命令时,将该信息发给主机。主 机收到后,将卡号及相应的信息(如:货物类型、送货单位、车 号、司机)从数据库中调出,和重量信息一起显示于主界面上 (主界面如图3),让操作员处理记录。处理完后存入数据库, 从而实现货物的自动称重与管理。
四、结束语
基于RFD技术的智能识别称重系统是一种新的尝试, 由于采用的各种产品与技术均比较成熟,在软件编制前对整个系统进行了很好的解剖、分析和周密的思考。因此该系统在 扬子石化集团化工厂运行半年来,工作稳定,识别、称重、管理 均能精确无误地完成,大大提高了效率,使工厂的管理水平上 了一个新的台阶。