解析鐵水包跟蹤系統的實現方式

李鐵亮

(唐山首信自動化信息技術有限公司，河北 唐山 063200)

1 概述

鐵包跟蹤管理系統，采用微波射頻識別技術，系統通過采集鐵包在途位置信息，實時反映鐵包運輸過程的路徑，在途時間和位置，實時反映鐵包進入煉鋼廠區后，鐵包在鐵水預處理工序的處理狀態，鐵包在脫磷爐兌鐵以及鐵包從脫磷爐出來到脫碳轉爐的生產實績。此外還有鐵包的維修記錄，如修包檢修記錄、鐵包包齡等信息。

2 系統組成及功能

2.1 鐵包跟蹤系統的硬件構成及網絡結構

圖1 硬件網絡構成示意圖

2.2 系統設備組成

系統由三套相對獨立的部分構成

現場數據采集部分包括：主機(SRR-915C)、射頻天線(RFID)、電子標簽、磁鋼。

傳輸部分包括：光端機、光纖、485總線

上位機處理部分為：數據采集軟件

2.3 鐵水包跟蹤系統設備安裝位置

鐵路車號自動識別主機 安裝位置：鐵路車號自動識別主機主要采集鐵路電子標簽信息，同時生成合乎需求的報文格式向上位機傳送。

天線RFID 天線采用地面天線，安裝在兩軌中央的兩枕木之間，長邊平行枕木。

磁鋼 即車輪傳感器，具有高抗干擾性能，主要用于檢測車輪通過信息，用安全卡具卡在鋼軌內側。每套車號自動識別系統配裝了4個車輪傳感器。遠端的兩個磁鋼作為啟動主機工作的觸發信號，中間的兩個磁鋼為判別列車方向使用。

射頻電纜 射頻電纜主要用于連接天線及主機。在安裝時，要求盡量平滑順直，彎曲弧度盡可能大于120°

車輛電子標簽 車輛電子標簽存儲有車輛唯一的20位身份信息，車輛電子標簽安裝在車輛底部的中梁上。

光端機 光端機的安裝位置分別安裝在軌道旁，采集器比較集中的地方。鐵路車號自動識別主機的通信接口通過485總線接入光端機。

上位軟件主機 接受車號識別系統上傳的標簽信息，連接遠程數據服務器，整合鐵包的速度、方向、時間、位置等信息實時上傳，已達到對連接數據服務器的終端畫面顯示的更新。

2.4 系統軟件結構

圖2 鐵水包跟蹤系統的數據庫結構

3 系統功能及其工作原理

3.1 系統功能

·對鐵包車的在途狀態進行實時跟蹤，實現鐵包車車號信息自動采集。

·實現全部信息的實時查詢及輸出

3.2 系統工作原理

RFID的工作原理，閱讀器將要發送的信息，經編碼后加載在某一頻率的載波信號上經天線向外發送，進入閱讀器工作區域的電子標簽接收此脈沖信號，卡內芯片中的有關電路對此信號進行調制、解碼和解密，然后對命令請求、密碼和權限等進行判斷。若為讀命令，控制邏輯電路則從存儲器中讀取有關信息，經加密、編碼、調制后通過卡內天線再發送給閱讀器，閱讀器對接收到的信號進行解調、解碼、解密后送至中央信息系統進行有關數據處理。

4 系統設備的關鍵技術指標速度、方向的識別

在工程安裝中，用于速度和方向判別的兩個磁鋼間距0.3m。即為中間的兩個磁鋼。假定車輛在0.3m中是勻速運動，兩個磁鋼分別記錄同一車輪通過兩個磁鋼的時間t(S)和t'(S)，計算出△t=t'-t，車速 V=0.3m ÷ △t(m/s)

車號識別系統主機磁鋼板GPI0和GPI1自東向西分別接1號和2號磁鋼，同一轉向架兩個車輪通過1、2號兩個磁鋼產生四個時刻信息，t1、t1'和 t2、t2'，△t1=t1'-t1;△t2=t2'-t2，△t1、△t2均為正值，就為A方向，△t1、△t2值均為負則為B方向。

總結：信息化、智能化管理正是現代企業管理的發展主流，也是企業可持續發展的內動力。鐵包跟蹤管理系統的實現將有效提高現有鐵水運輸設備利用效率，減少資源浪費，為科學高效的管理提供依據，并將減少人員工作量，降低運輸成本。

［1]作者：韓兵《現場總線系統監控與組態軟件》化學工業出版社.2008.6

［2]作者：黃軍，劉燕《Delphi串口通訊編程》人民郵電出版社.2001.8

［3]作者：郎為民《射頻識別RFID技術原理與應用》機械工業出版社.2006.8