基于射頻識別的車(chē)輛運煤智能系統設計

車(chē)輛運煤智能系統通過(guò) RFID 采集運煤車(chē)輛數據，寫(xiě)入 PLC 控制器和管理數據庫。 將

采集來(lái)的數據傳遞到數據管理中心并進(jìn)行匯總、統計、列表生成，供煤場(chǎng)和化工公司讀取調用。 采用 PLC 脫機控制技術(shù)和 UPS 不間斷電源供電，保證系統脫網(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)財產(chǎn)損失，實(shí)時(shí)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(chē)輛管理局限性、復雜性，采用 RFID 技術(shù)，設計智能管理系統。 系統安裝 PLC 控制器和工控機，記錄運煤車(chē)輛的實(shí)時(shí)數據，并控制車(chē)輛的進(jìn)出路徑和時(shí)間，為車(chē)輛的安全運輸提供了保障。

1.RFID 車(chē)輛智能化管理系統設計思路

整體系統管理流程設計采用 RFID 技術(shù)， 用固RFID 遠距離讀寫(xiě)器， 將車(chē)輛原始數據寫(xiě)入防拆、PLC 控制器和管理數據庫 。 系統將運煤車(chē)輛的數據實(shí)時(shí)讀取上傳管理中心數據庫，供讀卡器讀取調用和管理人員審查瀏覽。

運煤車(chē)輛 RFID 智能化管理系統主要由 6 個(gè)子系統完成， 數據庫系統主要完成數據管理的功能；標簽記錄系統主要完成車(chē)輛標簽的發(fā)放和車(chē)輛信息的登記； 車(chē)輛管理系統主要完成車(chē)輛的檢測，包括車(chē)輛進(jìn)出信息、 車(chē)輛車(chē)牌號等工作記錄和管理；稱(chēng)重管理系統主要完成汽車(chē)重量的稱(chēng)取和煤型的判別；遠程查詢(xún)系統主要通過(guò)獲得的數據和通信網(wǎng)絡(luò )完成操作站的數據交換，同時(shí)可以進(jìn)行遠程即時(shí)查詢(xún)、統計、匯總各操作站的信息；計量結算系統主要完成計量數據的換算、部分數據的統計、運輸數據的結算功能。 運煤車(chē)輛 RFID 智能化管理系統圖如圖 1 所示。

2.系統工作流程

作為本單位運輸車(chē)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(fēng)玻璃上，為車(chē)輛進(jìn)出生產(chǎn)部門(mén)的“電子身份證”。 在坑口作業(yè)區，當攜帶射頻標簽的空載車(chē)輛到達感應區域時(shí)，遠距離閱讀器將讀取的空車(chē)信息送入管理系統，若車(chē)輛基本信息正確，并經(jīng)過(guò)軸重秤檢測空載車(chē)輛，進(jìn)一步確認車(chē)輛的運輸合法性后，發(fā)出指令打開(kāi)入口數字道閘，汽車(chē)進(jìn)入監測區。 煤炭按規程裝車(chē)后，運煤車(chē)運送過(guò)程中進(jìn)入系統自動(dòng)檢測感應區域，RFID 遠距離讀卡器自動(dòng)讀卡，系統稱(chēng)重和抓拍記錄煤質(zhì)信息、重量信息、時(shí)間信息、去向后確認開(kāi)閘， 并將信息保存到控制器并傳至上位機，以方便車(chē)輛在下一個(gè)監測區完成檢測，如讀卡無(wú)效系統提示報警信息由管理人員處理。

運煤車(chē)輛 RFID 智能化管理系統工作流程如圖2所示。

3.RFID 車(chē)輛智能化管理系統設計與實(shí)現

3.1系統硬件設計

運煤車(chē)輛 RFID 智能化管理系統硬件原理圖如圖 3 所示，由快速數字道閘、遠距離讀寫(xiě)器、主控制器、攝像機、車(chē)輛檢測器、稱(chēng)重秤、供電設備等組成。系統設計考慮礦山網(wǎng)絡(luò )和供電不穩定的實(shí)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，脫機記錄最多達 20 000 條。

3.2系統軟件設計

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、卸煤確認模塊、卡發(fā)行模塊、調度匯總模塊等。 數據庫子系統采用微軟 SQL server2008數據庫標準版軟件，對數據進(jìn)行讀取管理。 系統上位機開(kāi)發(fā)軟件采用 Visual C#。

各管理模塊需要進(jìn)行系統登錄，系統登錄界面由登錄時(shí)的用戶(hù)名和設置的密碼組成。 新用戶(hù)在登錄系統時(shí)，必須到管理員處進(jìn)行登記，完成用戶(hù)的注冊， 管理員根據登記的新用戶(hù)類(lèi)型進(jìn)行等級劃分。 各模塊設置功能鍵，以完成查詢(xún)、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時(shí)，查詢(xún)車(chē)輛的信息，即可查詢(xún)生產(chǎn)開(kāi)閘界面所填入的所有信息，可完成參數設定和復檢數據錄入，同時(shí)設置 2 級授權密碼管理，2個(gè)管理人員分別輸入 2 級密碼方能進(jìn)行數據修改。

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(xiāo)售開(kāi)閘等。 當車(chē)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(chē)來(lái)的車(chē)輛信息與讀取的卡號、車(chē)號、毛重、皮重、凈重等信息進(jìn)行對比， 從而達到對于時(shí)間重量等信息的對比，同時(shí)累計車(chē)數凈重，省去以往以票據計算對賬所帶來(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。 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(chē)輛進(jìn)入銷(xiāo)售口時(shí)，再一次將時(shí)間、皮重等信息進(jìn)行對比，自動(dòng)計算出本車(chē)的凈重，存檔抓拍。 在卸煤確認界面中，未驗收的車(chē)輛在上方，驗收過(guò)后將自動(dòng)分類(lèi)至已驗收，同時(shí)能看到當車(chē)圖片，后計算總車(chē)數總凈重，方便對賬。運煤車(chē)輛出現運輸時(shí)間和煤質(zhì)數據異常時(shí),軟件界面顯示報警數據,當班工作人員采用人工檢測同時(shí)上報主管部門(mén)的方式對報警車(chē)輛進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,并將報警數據以異樣數據進(jìn)行保存,并形成周報表和月報表,以備管理部門(mén)對異常情況的分析和處理,規范車(chē)輛的運輸行為和當班工作人員的崗位職責。

統計數據最終生成匯總列表，運煤記錄是一發(fā)一收的最直觀(guān)記錄匯總，使當天的運煤情況一目了然的同時(shí)，可以看到每車(chē)是否正常運輸，同時(shí)可以按時(shí)間按天查詢(xún)。煤量匯總表可按天數查看每天的運煤總噸數匯總。按車(chē)號查詢(xún)運煤情況即按每輛車(chē)的車(chē)號查詢(xún)

其各個(gè)時(shí)間段的運煤情況，詳細說(shuō)明了各個(gè)車(chē)輛運送多少煤，運到哪里，運了多少?lài)嵶龅揭荒苛巳?，避免?chē)隊統計每天計算運煤票的繁重工作量以便更好地了解車(chē)輛的運轉情況和計算本號車(chē)運煤數量。

4.結語(yǔ)

針對煤炭工業(yè)實(shí)際情況，利用 RFID 無(wú)線(xiàn)射頻產(chǎn)品配合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設計了車(chē)輛 RFID 智能化管理系統。 系統應用于龍化公司實(shí)際生產(chǎn)，自動(dòng)、快速、遠距離識別，實(shí)現相關(guān)運輸車(chē)輛的有效管理，備檔查詢(xún)及準確的統計功能給管理層提供各種數據來(lái)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)安全性和擴展性，實(shí)現了對運輸狀態(tài)的全局監控，減少和杜絕人工記錄和統計的失誤率，實(shí)現高效、可靠的管理平臺，使得管理人員實(shí)時(shí)掌握企業(yè)的煤炭運輸狀況，提升企業(yè)對于煤炭運輸的管理水平，防范人為的管理漏洞和企業(yè)財產(chǎn)損失。