陳宇英

（江門市新會(huì)區(qū)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測(cè)所，廣東 江門529100）

自動(dòng)化稱重系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

陳宇英

（江門市新會(huì)區(qū)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測(cè)所，廣東 江門529100）

本文著重介紹了物聯(lián)網(wǎng)的概念、具體的技術(shù)應(yīng)用、稱重管理系統(tǒng)的發(fā)展方向。并對(duì)兩者結(jié)合的技術(shù)支持實(shí)現(xiàn)方案和發(fā)展方向進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。

物聯(lián)網(wǎng)；傳感技術(shù)；通用無線分組技術(shù)（GPRS）

配有大型稱重設(shè)備的企業(yè)隨著物流數(shù)量的增大，對(duì)收發(fā)貨物的有效管理、成本的控制、提高管理效率及如何配合生產(chǎn)管理十分重要，現(xiàn)通過分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在自動(dòng)化稱重系統(tǒng)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代企業(yè)自動(dòng)化管理、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享及網(wǎng)絡(luò)化管理的發(fā)展需求。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。它具有普通對(duì)象設(shè)備化、自治終端互聯(lián)化和普適服務(wù)智能化三個(gè)重要特征。其利用局部網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)等通信技術(shù)把傳感器、控制器、機(jī)器、人員和物等通過新的方式聯(lián)在一起，形成人與物、物與物相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)信息化、遠(yuǎn)程管理控制和智能化的網(wǎng)絡(luò)。

2 稱重系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合

從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上看，物聯(lián)網(wǎng)可分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三部分。感知層位于物聯(lián)網(wǎng)三層結(jié)構(gòu)中的最底層，感知層中分布的各類傳感器及智能儀表是獲取信息的關(guān)鍵部件。根據(jù)感知層傳感器所感知物理量的不同，物聯(lián)網(wǎng)可分為稱重物聯(lián)網(wǎng)、視覺物聯(lián)網(wǎng)以及溫度、濕度、角度等其他物理量的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。稱重物聯(lián)網(wǎng)是集現(xiàn)代數(shù)字電子稱重技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、遠(yuǎn)程數(shù)字視頻技術(shù)、全球定位技術(shù)以及無線通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)等于一體的現(xiàn)代信息智能稱重系統(tǒng)。

3 稱重系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

要實(shí)現(xiàn)稱重系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)的給合，是兩者缺一不可的，下面簡(jiǎn)單介紹實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：

3.1 汽車衡技術(shù)

電子汽車衡（傳感技術(shù)）是將物體的重量傳遞給稱重傳感器的全部機(jī)械裝置（包括承重臺(tái)面），通過傳感器將被稱物料的重量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，經(jīng)電纜輸出至稱重儀表，稱重儀表測(cè)得傳感器輸出的電信號(hào)，由放大器進(jìn)行放大，經(jīng)濾波后由模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，該數(shù)字信號(hào)經(jīng)專用軟件處理后，以數(shù)字顯示重量數(shù)據(jù)。

3.2 車牌識(shí)別技術(shù)

車牌識(shí)別技術(shù)是通過視頻圖像識(shí)別技術(shù)應(yīng)用在車輛牌照識(shí)別中的一種技術(shù)。車牌識(shí)別技術(shù)要求能夠?qū)⑦\(yùn)動(dòng)中的汽車牌照從復(fù)雜背景中提取并識(shí)別出來，通過車牌提取、圖像預(yù)處理、特征提取、車牌字符識(shí)別等技術(shù)，識(shí)別車輛牌號(hào)、顏色等信息。

4 稱重管理系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

4.1 稱重過磅系統(tǒng)

稱重過磅系統(tǒng)是目前企業(yè)應(yīng)用最多的系統(tǒng)之一，當(dāng)有載重汽車要稱重時(shí)，安裝在汽車衡的引坡感知帶對(duì)PC電腦發(fā)出起竿指示及啟動(dòng)多組紅外攝像儀，對(duì)過磅的全過程進(jìn)行抓拍及自動(dòng)識(shí)別車牌號(hào)信息，待穩(wěn)定自動(dòng)記錄重量存儲(chǔ)在物聯(lián)網(wǎng)智能儀表上并通過智能儀表中的移動(dòng)通信模塊發(fā)送給服務(wù)器存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫，然后開啟另一端的欄桿放行（需要2次這樣的步驟才能完成整個(gè)稱重過程）。

4.2 遠(yuǎn)程集中計(jì)量監(jiān)控系統(tǒng)（物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)）

4.2.1 物聯(lián)網(wǎng)智能儀表

物聯(lián)網(wǎng)智能儀表實(shí)時(shí)上傳稱重?cái)?shù)據(jù)及汽車衡運(yùn)行數(shù)據(jù)。對(duì)于外來的稱重系統(tǒng)回路的入侵，通過用戶手機(jī)實(shí)時(shí)提醒用戶，并提供記錄和控制系統(tǒng)支持，解決用戶使用汽車衡的后顧之憂（防作弊功能如圖1）；當(dāng)汽車衡發(fā)生故障時(shí)實(shí)時(shí)通過手機(jī)APP和PC終端提醒用戶和提供服務(wù)的公司，并提供初步故障判斷，為及時(shí)排除故障提供支持。

4.2.2 服務(wù)中心

進(jìn)入故障服務(wù)程序后，APP和PC終端跟蹤服務(wù)進(jìn)程信息，包括服務(wù)人員姓名聯(lián)系號(hào)碼、出發(fā)時(shí)間、預(yù)計(jì)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間、中間行程節(jié)點(diǎn)、行程服務(wù)情況、故障判定結(jié)果、預(yù)期維修時(shí)間、服務(wù)結(jié)束情況等信息，以上信息通過APP在用戶手機(jī)中顯示，PC電腦同步顯示；通過設(shè)備歷史故障記錄，可提供《汽車衡運(yùn)行故障年度分析及設(shè)備選型建議報(bào)告》解決以后設(shè)備選型、主要配件的備份及預(yù)防設(shè)備故障的建議。

圖1 防作弊

圖2

圖3 APP客戶端

4.2.3 服務(wù)器

提供稱重?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)和汽車衡運(yùn)行情況數(shù)據(jù)記錄并備份（數(shù)據(jù)加密處理）；稱重?cái)?shù)據(jù)為客戶管理提供與ERP管理軟件對(duì)接。

4.2.4 手機(jī)APP、PC客戶端

為數(shù)據(jù)查詢和應(yīng)用及汽車衡管理提供軟件支持和人機(jī)交互界面（圖3、圖4）。