汽車衡無人值守遠程集中稱重系統的開發和應用

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對外經營的重要環節，主要用于原燃料進廠稱重、產品的進出廠稱重、倒場物資稱重等業務流程。隨著企業信息化水平的提高，大部分汽車衡稱重計量都采用軟件管理系統。但大部分企業的稱重計量系統都存在“流程管控”不嚴、信息系統集成度不高，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”的基礎上，通過采用物聯網技術，優化稱重管理流程，精細與其它管理業務的集成，開發出基于物聯網的汽車衡遠程集中計量管理系統，通過用戶半年多的成功運行，實現了汽車衡稱重計量的業務安全、數據準確及管理高效。

1 系統開發

1.1 系統架構

汽車衡無人值守遠程計量管理系統由前臺、后臺兩部分組成。前臺由門崗收發卡軟件、稱重一體機、遠程計量操作終端等構成；后臺軟件主要包括基礎信息管理、系統管理稱重管理等功能。系統網絡拓撲結構見圖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、網絡交換機、稱重儀表、攝像機、拾音器、擴音器及LED屏等構成。實現以下主要功能：

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

圖1 系統網絡拓撲結構

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

（3）視頻監控：通過網絡攝像機實時監控汽車衡稱重現場的圖像。

（4）秤單打印：車輛稱重完成，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。當車輛沒有完全上秤時，系統報警提示，不能計量。

（6）語音對講：實現司機與司稱員的雙向溝通。

（7）LED屏：引導司機進行稱重操作，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、計量操作客戶端構成。拼接屏系統用于顯示每個汽車衡稱重現場視頻全貌；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網卡、應用管理軟件，通過廣域網連接局域網內的稱重管理系統。

1.1.4 客戶端

門崗客戶端完成發卡與收卡操作、黑名單車輛報警、車輛跟蹤、數據查詢等功能；業務部門客戶端實現采購、銷售、倒場等業務管理功能。

1.2 軟件開發

系統由前臺和后臺軟件構成。選用PHP開發工具，采用MySQL數據庫、服務器采用Linux操作系統、Web服務器為Nginx、客戶端操作為WINDOWS XP/7系統，手持機使用Android系統。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）門崗收發卡管理：門崗對進出廠車輛發、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，單片機應用程序實現數據采集、信息傳輸、狀態切換、小票打印等功能。

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

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

1.2.2 后臺軟件功能

（1）基礎信息：包括倉庫信息、物料信息、設備信息、IC卡管理、客商信息。

（2）系統管理：包括賬套管理、報表管理、報表分類、用戶管理、系統日志。

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

（4）銷售單管理：根據銷售合同和提貨情況提前制定提貨單據，現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：倒場發貨部門提前制定倒場單據，倒場現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）統計報表：進廠秤單、出廠秤單、內倒物資秤單的綜合統計報表。

1.3 主要工作流程

1.3.1 任務分配

稱重一體機通過單片機獲取稱重儀表數據，當重量大于設定的最小稱量值時，產生一條計量任務信息，反饋給Nginx WEB服務器，由Nginx WEB服務器分配一個計量任務給空閑的客戶端（計量大廳），利用最小等待時間的算法，對計量任務與客戶端進行自動分配。

1.3.2 集中計量

當客戶端接到分配的任務后，接管現場秤點所有相關設備信息（重量、IC卡、視頻），在確認稱重信息無誤后，人工保存稱重數據（或自動保存），保存成功后系統斷開接管的相關設備。

1.4 系統特點

1.4.1 基于物聯網技術

系統采用具有NFC功能的手持終端，實現發收卡操作、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LED屏提示信息進行刷卡、計量。如有疑問，可通過對講系統與遠程司秤員取得聯系。

1.4.3 集成度高

通過嚴謹的流程優化，將采購、銷售、倒場、質保書管理等信息實現了集成，計量效率高。

2 應用效果

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