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基于RFlD技术的智能称重管理系统

已有 1078 次阅读 2009-09-18 16:27 标签: 称重 RFlD 智能系统技术

日前在化工厂、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。

本节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(Automatic Weighting System)。

1 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11.9所示)，结构如下。

1.1 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(Automatic Vehicle Identification简称AVF)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(RFID)技术是AVF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11.1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11.1可以看出射频识别技术在各方面的优势。915MHz频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频段的射频识别技术，而具体的设备选用了瑞典TanMaster-AB公司的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系统由读写器和电子标签组成。

读写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读写器之间的干扰。读写器内置有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0.2ms，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读写器天线。读写器在接收到信息之后，可通过RS-232口或RS-485口上传到主机中。读写器采用系统的自身协议ConfiTalk来实现读写器与读写器之间、读写器与主机之间的通信。

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

主机采用下位机，采用RS-232或RS-485接口与读写器进行通信。一般我们把读写器组成的车辆自动识别系统称为下位机系统。

(3)地磅

地磅用来称取货车的重量信息，并将该信息传给读写器，再通过读写器将卡号与重量信息一起组成一个通信帧，上传到主机中去。

1.2 系统的软件组成

系统的软件组成，如图11.10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信。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信采用ConfiTalk协议，在程序中是通过调用TanMaster-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 协议的通信帧后传递给下位机，下位机接收到通信帧后立即执行该命令。主机软件采用Visual C++、SOL Server 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。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理。参数设置模块完成对系统参数(如读写器的频率、灵敏度、频道、通信的帧格式等)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，完成对读写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信流量大大降低。

2 系统运行过程

当携带电子标签的载重车辆进入读写器的微波信息场中，距离读写器大约4m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读写器，读写器收到标签信息后，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、卡号及其他一些信息组成一帧信息，存于读写器的内存中，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，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。

基于RFID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，因此该系统运行半年，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，使用户的管理水平上了一个新的台阶。

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