基于射頻識(shí)別的車輛運(yùn)煤智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)

車輛運(yùn)煤智能系統(tǒng)通過(guò) RFID 采集運(yùn)煤車輛數(shù)據(jù)，寫(xiě)入 PLC 控制器和管理數(shù)據(jù)庫(kù)。 將

采集來(lái)的數(shù)據(jù)傳遞到數(shù)據(jù)管理中心并進(jìn)行匯總、統(tǒng)計(jì)、列表生成，供煤場(chǎng)和化工公司讀取調(diào)用。 采用 PLC 脫機(jī)控制技術(shù)和 UPS 不間斷電源供電，保證系統(tǒng)脫網(wǎng)狀態(tài)和用電故障狀態(tài)時(shí)的正常工作。

引言

為防范人為的管理漏洞和企業(yè)財(cái)產(chǎn)損失，實(shí)時(shí)掌握企業(yè)的煤炭運(yùn)輸狀況，建立高效、可靠的煤炭運(yùn)輸管理平臺(tái)至關(guān)重要。 本文針對(duì)中煤黑龍江煤炭化工（集團(tuán)）有限公司的運(yùn)煤車輛管理局限性、復(fù)雜性，采用 RFID 技術(shù)，設(shè)計(jì)智能管理系統(tǒng)。 系統(tǒng)安裝 PLC 控制器和工控機(jī)，記錄運(yùn)煤車輛的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并控制車輛的進(jìn)出路徑和時(shí)間，為車輛的安全運(yùn)輸提供了保障。

1.RFID 車輛智能化管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

整體系統(tǒng)管理流程設(shè)計(jì)采用 RFID 技術(shù)， 用固RFID 遠(yuǎn)距離讀寫(xiě)器， 將車輛原始數(shù)據(jù)寫(xiě)入防拆、PLC 控制器和管理數(shù)據(jù)庫(kù) 。 系統(tǒng)將運(yùn)煤車輛的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)讀取上傳管理中心數(shù)據(jù)庫(kù)，供讀卡器讀取調(diào)用和管理人員審查瀏覽。

運(yùn)煤車輛 RFID 智能化管理系統(tǒng)主要由 6 個(gè)子系統(tǒng)完成， 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)主要完成數(shù)據(jù)管理的功能；標(biāo)簽記錄系統(tǒng)主要完成車輛標(biāo)簽的發(fā)放和車輛信息的登記； 車輛管理系統(tǒng)主要完成車輛的檢測(cè)，包括車輛進(jìn)出信息、 車輛車牌號(hào)等工作記錄和管理；稱重管理系統(tǒng)主要完成汽車重量的稱取和煤型的判別；遠(yuǎn)程查詢系統(tǒng)主要通過(guò)獲得的數(shù)據(jù)和通信網(wǎng)絡(luò)完成操作站的數(shù)據(jù)交換，同時(shí)可以進(jìn)行遠(yuǎn)程即時(shí)查詢、統(tǒng)計(jì)、匯總各操作站的信息；計(jì)量結(jié)算系統(tǒng)主要完成計(jì)量數(shù)據(jù)的換算、部分?jǐn)?shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、運(yùn)輸數(shù)據(jù)的結(jié)算功能。 運(yùn)煤車輛 RFID 智能化管理系統(tǒng)圖如圖 1 所示。

2.系統(tǒng)工作流程

作為本單位運(yùn)輸車輛事先配備具有唯一性、不可復(fù)制、不可拆卸的電子標(biāo)簽，標(biāo)簽固定在前擋風(fēng)玻璃上，為車輛進(jìn)出生產(chǎn)部門(mén)的“電子身份證”。 在坑口作業(yè)區(qū)，當(dāng)攜帶射頻標(biāo)簽的空載車輛到達(dá)感應(yīng)區(qū)域時(shí)，遠(yuǎn)距離閱讀器將讀取的空車信息送入管理系統(tǒng)，若車輛基本信息正確，并經(jīng)過(guò)軸重秤檢測(cè)空載車輛，進(jìn)一步確認(rèn)車輛的運(yùn)輸合法性后，發(fā)出指令打開(kāi)入口數(shù)字道閘，汽車進(jìn)入監(jiān)測(cè)區(qū)。 煤炭按規(guī)程裝車后，運(yùn)煤車運(yùn)送過(guò)程中進(jìn)入系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)感應(yīng)區(qū)域，RFID 遠(yuǎn)距離讀卡器自動(dòng)讀卡，系統(tǒng)稱重和抓拍記錄煤質(zhì)信息、重量信息、時(shí)間信息、去向后確認(rèn)開(kāi)閘， 并將信息保存到控制器并傳至上位機(jī)，以方便車輛在下一個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)完成檢測(cè)，如讀卡無(wú)效系統(tǒng)提示報(bào)警信息由管理人員處理。

運(yùn)煤車輛 RFID 智能化管理系統(tǒng)工作流程如圖2所示。

3.RFID 車輛智能化管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

運(yùn)煤車輛 RFID 智能化管理系統(tǒng)硬件原理圖如圖 3 所示，由快速數(shù)字道閘、遠(yuǎn)距離讀寫(xiě)器、主控制器、攝像機(jī)、車輛檢測(cè)器、稱重秤、供電設(shè)備等組成。系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮礦山網(wǎng)絡(luò)和供電不穩(wěn)定的實(shí)際情況，采用 PLC 脫機(jī)控制技術(shù)和 UPS 不間斷電源供電，使系統(tǒng)即使在網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi)和用電故障的狀態(tài)下也可正常工作，脫機(jī)記錄最多達(dá) 20 000 條。

3.2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

管理軟件包括坑口管理模塊、各煤場(chǎng)管理模塊、化工管理模塊、卸煤確認(rèn)模塊、卡發(fā)行模塊、調(diào)度匯總模塊等。 數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)采用微軟 SQL server2008數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)版軟件，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取管理。 系統(tǒng)上位機(jī)開(kāi)發(fā)軟件采用 Visual C#。

各管理模塊需要進(jìn)行系統(tǒng)登錄，系統(tǒng)登錄界面由登錄時(shí)的用戶名和設(shè)置的密碼組成。 新用戶在登錄系統(tǒng)時(shí)，必須到管理員處進(jìn)行登記，完成用戶的注冊(cè)， 管理員根據(jù)登記的新用戶類型進(jìn)行等級(jí)劃分。 各模塊設(shè)置功能鍵，以完成查詢、錄入字體修改、密碼修改等功能，方便達(dá)到分人管理。 管理人員和操作人員登錄系統(tǒng)時(shí)，查詢車輛的信息，即可查詢生產(chǎn)開(kāi)閘界面所填入的所有信息，可完成參數(shù)設(shè)定和復(fù)檢數(shù)據(jù)錄入，同時(shí)設(shè)置 2 級(jí)授權(quán)密碼管理，2個(gè)管理人員分別輸入 2 級(jí)密碼方能進(jìn)行數(shù)據(jù)修改。

坑口管理模塊、各煤場(chǎng)管理模塊、化工管理模塊均為生產(chǎn)過(guò)程的重要組成部分，生產(chǎn)過(guò)程電腦界面包含入口生產(chǎn)開(kāi)閘、出口生產(chǎn)開(kāi)閘、銷售開(kāi)閘等。 當(dāng)車輛到指定位置后點(diǎn)擊生產(chǎn)開(kāi)閘， 同時(shí)配備 2 個(gè)地衡，一使用一備用。煤場(chǎng)入口方向開(kāi)閘讀取坑口發(fā)車來(lái)的車輛信息與讀取的卡號(hào)、車號(hào)、毛重、皮重、凈重等信息進(jìn)行對(duì)比， 從而達(dá)到對(duì)于時(shí)間重量等信息的對(duì)比，同時(shí)累計(jì)車數(shù)凈重，省去以往以票據(jù)計(jì)算對(duì)賬所帶來(lái)的不便。 煤場(chǎng)出口方向開(kāi)閘則是與坑口的生產(chǎn)開(kāi)閘一致，從而方便各個(gè)煤場(chǎng)進(jìn)行倒運(yùn)。 由操作員自行選擇后生產(chǎn)開(kāi)閘放行同時(shí)抓拍圖片。 車輛進(jìn)入銷售口時(shí)，再一次將時(shí)間、皮重等信息進(jìn)行對(duì)比，自動(dòng)計(jì)算出本車的凈重，存檔抓拍。 在卸煤確認(rèn)界面中，未驗(yàn)收的車輛在上方，驗(yàn)收過(guò)后將自動(dòng)分類至已驗(yàn)收，同時(shí)能看到當(dāng)車圖片，后計(jì)算總車數(shù)總凈重，方便對(duì)賬。運(yùn)煤車輛出現(xiàn)運(yùn)輸時(shí)間和煤質(zhì)數(shù)據(jù)異常時(shí),軟件界面顯示報(bào)警數(shù)據(jù),當(dāng)班工作人員采用人工檢測(cè)同時(shí)上報(bào)主管部門(mén)的方式對(duì)報(bào)警車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,并將報(bào)警數(shù)據(jù)以異樣數(shù)據(jù)進(jìn)行保存,并形成周報(bào)表和月報(bào)表,以備管理部門(mén)對(duì)異常情況的分析和處理,規(guī)范車輛的運(yùn)輸行為和當(dāng)班工作人員的崗位職責(zé)。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)最終生成匯總列表，運(yùn)煤記錄是一發(fā)一收的最直觀記錄匯總，使當(dāng)天的運(yùn)煤情況一目了然的同時(shí)，可以看到每車是否正常運(yùn)輸，同時(shí)可以按時(shí)間按天查詢。煤量匯總表可按天數(shù)查看每天的運(yùn)煤總噸數(shù)匯總。按車號(hào)查詢運(yùn)煤情況即按每輛車的車號(hào)查詢

其各個(gè)時(shí)間段的運(yùn)煤情況，詳細(xì)說(shuō)明了各個(gè)車輛運(yùn)送多少煤，運(yùn)到哪里，運(yùn)了多少噸做到一目了然，避免車隊(duì)統(tǒng)計(jì)每天計(jì)算運(yùn)煤票的繁重工作量以便更好地了解車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)情況和計(jì)算本號(hào)車運(yùn)煤數(shù)量。

4.結(jié)語(yǔ)

針對(duì)煤炭工業(yè)實(shí)際情況，利用 RFID 無(wú)線射頻產(chǎn)品配合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計(jì)了車輛 RFID 智能化管理系統(tǒng)。 系統(tǒng)應(yīng)用于龍化公司實(shí)際生產(chǎn)，自動(dòng)、快速、遠(yuǎn)距離識(shí)別，實(shí)現(xiàn)相關(guān)運(yùn)輸車輛的有效管理，備檔查詢及準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)功能給管理層提供各種數(shù)據(jù)來(lái)快速?zèng)Q策參考。 采用 PLC 脫機(jī)控制技術(shù)和 UPS 不間斷電源供電，使系統(tǒng)即使在網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi)和用電故障的狀態(tài)下也可正常工作，極大程度上提高了煤場(chǎng)安全性和擴(kuò)展性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)運(yùn)輸狀態(tài)的全局監(jiān)控，減少和杜絕人工記錄和統(tǒng)計(jì)的失誤率，實(shí)現(xiàn)高效、可靠的管理平臺(tái)，使得管理人員實(shí)時(shí)掌握企業(yè)的煤炭運(yùn)輸狀況，提升企業(yè)對(duì)于煤炭運(yùn)輸?shù)墓芾硭?，防范人為的管理漏洞和企業(yè)財(cái)產(chǎn)損失。