基于射頻識別的車輛運煤智能系統(tǒng)設(shè)計

車輛運煤智能系統(tǒng)通過 RFID 采集運煤車輛數(shù)據(jù)，寫入 PLC 控制器和管理數(shù)據(jù)庫。 將

采集來的數(shù)據(jù)傳遞到數(shù)據(jù)管理中心并進行匯總、統(tǒng)計、列表生成，供煤場和化工公司讀取調(diào)用。 采用 PLC 脫機控制技術(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)時的正常工作。

引言

為防范人為的管理漏洞和企業(yè)財產(chǎn)損失，實時掌握企業(yè)的煤炭運輸狀況，建立高效、可靠的煤炭運輸管理平臺至關(guān)重要。 本文針對中煤黑龍江煤炭化工（集團）有限公司的運煤車輛管理局限性、復雜性，采用 RFID 技術(shù)，設(shè)計智能管理系統(tǒng)。 系統(tǒng)安裝 PLC 控制器和工控機，記錄運煤車輛的實時數(shù)據(jù)，并控制車輛的進出路徑和時間，為車輛的安全運輸提供了保障。

1.RFID 車輛智能化管理系統(tǒng)設(shè)計思路

整體系統(tǒng)管理流程設(shè)計采用 RFID 技術(shù)， 用固RFID 遠距離讀寫器， 將車輛原始數(shù)據(jù)寫入防拆、PLC 控制器和管理數(shù)據(jù)庫 。 系統(tǒng)將運煤車輛的數(shù)據(jù)實時讀取上傳管理中心數(shù)據(jù)庫，供讀卡器讀取調(diào)用和管理人員審查瀏覽。

運煤車輛 RFID 智能化管理系統(tǒng)主要由 6 個子系統(tǒng)完成， 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要完成數(shù)據(jù)管理的功能；標簽記錄系統(tǒng)主要完成車輛標簽的發(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，包括車輛進出信息、 車輛車牌號等工作記錄和管理；稱重管理系統(tǒng)主要完成汽車重量的稱取和煤型的判別；遠程查詢系統(tǒng)主要通過獲得的數(shù)據(jù)和通信網(wǎng)絡(luò)完成操作站的數(shù)據(jù)交換，同時可以進行遠程即時查詢、統(tǒng)計、匯總各操作站的信息；計量結(jié)算系統(tǒng)主要完成計量數(shù)據(jù)的換算、部分數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、運輸數(shù)據(jù)的結(jié)算功能。 運煤車輛 RFID 智能化管理系統(tǒng)圖如圖 1 所示。

2.系統(tǒng)工作流程

作為本單位運輸車輛事先配備具有唯一性、不可復制、不可拆卸的電子標簽，標簽固定在前擋風玻璃上，為車輛進出生產(chǎn)部門的“電子身份證”。 在坑口作業(yè)區(qū)，當攜帶射頻標簽的空載車輛到達感應(yīng)區(qū)域時，遠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)過軸重秤檢測空載車輛，進一步確認車輛的運輸合法性后，發(fā)出指令打開入口數(shù)字道閘，汽車進入監(jiān)測區(qū)。 煤炭按規(guī)程裝車后，運煤車運送過程中進入系統(tǒng)自動檢測感應(yīng)區(qū)域，RFID 遠距離讀卡器自動讀卡，系統(tǒng)稱重和抓拍記錄煤質(zhì)信息、重量信息、時間信息、去向后確認開閘， 并將信息保存到控制器并傳至上位機，以方便車輛在下一個監(jiān)測區(qū)完成檢測，如讀卡無效系統(tǒng)提示報警信息由管理人員處理。

運煤車輛 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)計與實現(xiàn)

3.1系統(tǒng)硬件設(shè)計

運煤車輛 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、遠距離讀寫器、主控制器、攝像機、車輛檢測器、稱重秤、供電設(shè)備等組成。系統(tǒng)設(shè)計考慮礦山網(wǎng)絡(luò)和供電不穩(wěn)定的實際情況，采用 PLC 脫機控制技術(shù)和 UPS 不間斷電源供電，使系統(tǒng)即使在網(wǎng)絡(luò)斷開和用電故障的狀態(tài)下也可正常工作，脫機記錄最多達 20 000 條。

3.2系統(tǒng)軟件設(shè)計

管理軟件包括坑口管理模塊、各煤場管理模塊、化工管理模塊、卸煤確認模塊、卡發(fā)行模塊、調(diào)度匯總模塊等。 數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)采用微軟 SQL server2008數(shù)據(jù)庫標準版軟件，對數(shù)據(jù)進行讀取管理。 系統(tǒng)上位機開發(fā)軟件采用 Visual C#。

各管理模塊需要進行系統(tǒng)登錄，系統(tǒng)登錄界面由登錄時的用戶名和設(shè)置的密碼組成。 新用戶在登錄系統(tǒng)時，必須到管理員處進行登記，完成用戶的注冊， 管理員根據(jù)登記的新用戶類型進行等級劃分。 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，方便達到分人管理。 管理人員和操作人員登錄系統(tǒng)時，查詢車輛的信息，即可查詢生產(chǎn)開閘界面所填入的所有信息，可完成參數(shù)設(shè)定和復檢數(shù)據(jù)錄入，同時設(shè)置 2 級授權(quán)密碼管理，2個管理人員分別輸入 2 級密碼方能進行數(shù)據(jù)修改。

坑口管理模塊、各煤場管理模塊、化工管理模塊均為生產(chǎn)過程的重要組成部分，生產(chǎn)過程電腦界面包含入口生產(chǎn)開閘、出口生產(chǎn)開閘、銷售開閘等。 當車輛到指定位置后點擊生產(chǎn)開閘， 同時配備 2 個地衡，一使用一備用。煤場入口方向開閘讀取坑口發(fā)車來的車輛信息與讀取的卡號、車號、毛重、皮重、凈重等信息進行對比， 從而達到對于時間重量等信息的對比，同時累計車數(shù)凈重，省去以往以票據(jù)計算對賬所帶來的不便。 煤場出口方向開閘則是與坑口的生產(chǎn)開閘一致，從而方便各個煤場進行倒運。 由操作員自行選擇后生產(chǎn)開閘放行同時抓拍圖片。 車輛進入銷售口時，再一次將時間、皮重等信息進行對比，自動計算出本車的凈重，存檔抓拍。 在卸煤確認界面中，未驗收的車輛在上方，驗收過后將自動分類至已驗收，同時能看到當車圖片，后計算總車數(shù)總凈重，方便對賬。運煤車輛出現(xiàn)運輸時間和煤質(zhì)數(shù)據(jù)異常時,軟件界面顯示報警數(shù)據(jù),當班工作人員采用人工檢測同時上報主管部門的方式對報警車輛進行實時處理,并將報警數(shù)據(jù)以異樣數(shù)據(jù)進行保存,并形成周報表和月報表,以備管理部門對異常情況的分析和處理,規(guī)范車輛的運輸行為和當班工作人員的崗位職責。

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

其各個時間段的運煤情況，詳細說明了各個車輛運送多少煤，運到哪里，運了多少噸做到一目了然，避免車隊統(tǒng)計每天計算運煤票的繁重工作量以便更好地了解車輛的運轉(zhuǎn)情況和計算本號車運煤數(shù)量。

4.結(jié)語

針對煤炭工業(yè)實際情況，利用 RFID 無線射頻產(chǎn)品配合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計了車輛 RFID 智能化管理系統(tǒng)。 系統(tǒng)應(yīng)用于龍化公司實際生產(chǎn)，自動、快速、遠距離識別，實現(xiàn)相關(guān)運輸車輛的有效管理，備檔查詢及準確的統(tǒng)計功能給管理層提供各種數(shù)據(jù)來快速決策參考。 采用 PLC 脫機控制技術(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安全性和擴展性，實現(xiàn)了對運輸狀態(tài)的全局監(jiān)控，減少和杜絕人工記錄和統(tǒng)計的失誤率，實現(xiàn)高效、可靠的管理平臺，使得管理人員實時掌握企業(yè)的煤炭運輸狀況，提升企業(yè)對于煤炭運輸?shù)墓芾硭?，防范人為的管理漏洞和企業(yè)財產(chǎn)損失。