射頻識別技術(shù)在地磅遠(yuǎn)程集中計量系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用

地磅計量是目前萊鋼進(jìn)出廠物資的主要計量方式，其計量準(zhǔn)確度直接影響著萊鋼的經(jīng)濟(jì)利益和對外的企業(yè)信謄度。隨著萊鋼發(fā) 展的不斷壯大，各地磅計量的任務(wù)與日俱增，計量差錯率的進(jìn)一步降低和計量的智能化，成為了萊鋼地磅計量今后的發(fā)展方向。本文主要 以目前萊鋼地磅計量車號的讀取情況和設(shè)計中車號自動識別系統(tǒng)的構(gòu)成、工作原理和現(xiàn)場使用來分析和總結(jié)，來討論車號自動識別系統(tǒng)在萊 鋼地磅計量中的實用性和重要性。

1.引言

地磅計量是目前萊鋼進(jìn)出廠物資的 主要計量方式，其計量準(zhǔn)確度直接影響著 萊鋼的經(jīng)濟(jì)利益和對外的企業(yè)信謄度，隨 著萊鋼發(fā)展的不斷壯大，各地磅計量的 任務(wù)與日俱增，計量差錯率的進(jìn)一步降低 和計量的智能化，成為了萊鋼汽車衡計量 今后的發(fā)展方向。地磅車號自動識別，是 通過安裝在地磅合適位置的RFID(射頻 識別）讀寫器，讀取正在計量汽車上粘貼的 識別卡進(jìn)行信息采集，然后通過現(xiàn)有的網(wǎng) 絡(luò)傳輸?shù)接嬃恐行?，計量中心再對接收?的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行識別處理，調(diào)出該識別卡 對應(yīng)車輛的信息，做出反應(yīng)。

2.萊鋼地磅計量車號識別的現(xiàn) 狀

目前，萊鋼地磅計量己經(jīng)實現(xiàn)了遠(yuǎn) 程無人值守，帶來了自動化計量的技術(shù)革 命，但在車號自動識別、避免計量差錯的發(fā) 生方面還要繼續(xù)改革，存在的問題有：

⑴目前車號識別方式主要采用了監(jiān)控 攝像機(jī)圖像識別的方法獲得計量車牌號， 車牌號碼如果不清晰不易鑒別號碼。

⑵依靠計量人員從監(jiān)控視頻中人為識 別車型車號，容易發(fā)生人員判斷錯誤。

⑶計量車輛會利用倒換車牌號碼作 弊，給公司造成損失和發(fā)生計量異議。

⑷車輛信息采集自動化程度低、速度慢。

基于以上四點，需要盡快改善目前地磅計量的車號讀取方式，全面提高計量 自動化程度，依靠科技手段提高計量的可 靠性，徹底杜絕人為因素造成的差錯，必須 要設(shè)計車號自動識別裝置。

3.車號自動識別系統(tǒng)采用識別卡 的可行性

3.1 RFID概述

RFIDCRadio Frequency Identification，

射頻識別）技術(shù)是一種利用無線電波進(jìn)行 非接觸雙向通信的自動識別技術(shù)。目前 RFID技術(shù)己經(jīng)比較成熟，其技術(shù)先進(jìn)、識別 準(zhǔn)確率高、識別速度快、數(shù)據(jù)容量大、使用 壽命長、運(yùn)行穩(wěn)定可靠，易安裝，維護(hù)運(yùn)行 成本底。很多廠家的RFID技術(shù)都融合了射 頻領(lǐng)域和數(shù)字技術(shù)中的多種領(lǐng)先科技，采 用獨特的軟件無線電技術(shù)、微功耗技術(shù)、防 碰撞技術(shù)、應(yīng)答協(xié)議、局域激活的空間訪問 技術(shù)等技術(shù)組合。RFID技術(shù)創(chuàng)建了高性價 比的電子標(biāo)簽解決方案，能充分滿足高速 發(fā)展的物流和自動識別需求。

3.2車號自動識別系統(tǒng)的RFID的設(shè)備選型

萊鋼各個地磅的位置比較分散，所 處地理環(huán)境比較復(fù)雜，在燒結(jié)、焦化及煉鐵 區(qū)域的地磅條件更是比較惡劣。因此設(shè) 備的選型要本著技術(shù)領(lǐng)先、接口開放、全工 業(yè)性設(shè)計和出眾性價比的原則來選取。根 據(jù)各地磅秤房現(xiàn)場情況及汽車計量的流 程，我們選取的RFID讀寫器和RFID識別卡的主要技術(shù)指標(biāo)如下：

⑴RFID讀寫器

識別距離:配置微波模塊工作方式，發(fā) 射功率可調(diào)；2--80米可調(diào)；

識別方式:定向識別方式，可以按角度 來設(shè)置識別區(qū)域;

工作頻率:2.4GHz-2.5GHz ISM微波 段，125個頻道，頻道帶寬8MHz 接收靈敏度:-90dBm 工作環(huán)境溫度：-40 V-85 V 開發(fā)接口 ：RS232/RS485/威根、另提供 各種開發(fā)用接口函數(shù)；

其它:抗干擾和防雷設(shè)計、符合工業(yè)運(yùn) 用環(huán)境。

⑵RHD識別卡 識別距離：2--80米可調(diào) 只讀型:ID號全球唯一 工作頻率:2.4GHz-2.5GHz ISM微波 段，128個頻道，頻道帶寬8MHz 射頻功率：小于-3dBm 接收靈敏度:不小于-90dBm 工作環(huán)境溫度：-40 V -85 V

4.系統(tǒng)的組成和工作原理

4.1系統(tǒng)組成

車號自動識別系統(tǒng)由RFID讀寫部分、 信號處理及網(wǎng)絡(luò)傳輸部分和信息處理系統(tǒng) 等三大部分構(gòu)成。其中，RFID讀寫器部分包 括粘貼在每輛汽車上的一次性只讀識別卡 (電了標(biāo)簽）、RFID定向讀寫器及附屬部件。 信號處理及網(wǎng)絡(luò)傳輸部分由信號轉(zhuǎn)換器和 網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)組成。信息處理系統(tǒng)由服務(wù)器 和裝有讀取車號相關(guān)程序的電腦主機(jī)組成。

4.2工作原理

當(dāng)安裝有RFID識別卡的車輛停到秤臺 的指定位置，進(jìn)入RFID讀寫器的探測范圍 內(nèi)時，RFID識別卡內(nèi)的線圈會通過RFID讀 寫器發(fā)出的微波產(chǎn)生耦合電流，在耦合電 流的作用下RFID識別卡會把自己芯片內(nèi)存 儲的ID號碼發(fā)送給RFID讀寫器，RFID讀寫 器讀取信息并解碼后通過標(biāo)準(zhǔn)RS-232接 口將信號輸出，RS-232信號經(jīng)過串口模塊 轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)信號通過現(xiàn)有的以太網(wǎng)絡(luò)傳送 到計量中心，計量電腦的計量程序根據(jù)接 收到的識別卡ID號，從服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中調(diào) 出該ID號對應(yīng)的車輛信息，協(xié)助完成計量。

5.系統(tǒng)的設(shè)計安裝及流程

目前萊鋼共有地磅二十九臺，識別 車號的主要依據(jù)是靠通過攝像頭看車前掛 的車牌，票據(jù)窗口攝像頭看到的單據(jù)上的 車號是與攝像頭中看到的車上掛的車號對 比。本方案是不用通過攝像頭觀看能自動 識別車的牌號及相關(guān)信息。

5.1設(shè)備安裝

在每個地磅的停車線位置安裝RFID 讀寫器，并且調(diào)整讀寫器的識別區(qū)域角度 和識別距離，保證做到有效采集上秤車輛 的識別卡的信息，而不會誤采到秤體附近 車輛的識別卡信息。將RFID讀寫器的RS- 232輸出接口連接到設(shè)置好的 NPORT5230 模塊，將RFID讀寫器發(fā)出的RS-232信號轉(zhuǎn) 化為網(wǎng)絡(luò)信號，接入DMES網(wǎng)絡(luò)。

5.2數(shù)據(jù)傳輸與識別流程 當(dāng)汽車上衡停到停車線位置，粘貼在 大車前擋風(fēng)玻璃上的RFID識別卡內(nèi)的線圈 會通過RFID讀寫器發(fā)出的微波產(chǎn)生耦合電 流，在耦合電流的作用下RFID識別卡會把 自己芯片內(nèi)存儲的ID號碼發(fā)送給RFID讀 寫器，RFID讀寫器讀取信息并解碼后通過 標(biāo)準(zhǔn)RS-232接口將信號實時輸出，該信號 經(jīng)過串口模塊的轉(zhuǎn)換，把RS-232信號轉(zhuǎn)換 為網(wǎng)絡(luò)信號，將網(wǎng)絡(luò)信號傳輸至骨干網(wǎng)絡(luò)， 即實現(xiàn)了與以太網(wǎng)絡(luò)的連接。在計量中心 服務(wù)器上建立一個數(shù)據(jù)庫，把每一張RFID 遠(yuǎn)距離識別卡ID號對應(yīng)車的詳細(xì)資料（包 括車牌號、車型、主要運(yùn)輸物資等一些情 況）全部存入數(shù)據(jù)庫，另外再對現(xiàn)有的汽車 衡計量程序進(jìn)一步升級完善，使在有汽車 上衡時，計量程序會通過RFID讀寫器傳來 的ID號自動調(diào)出該車存在服務(wù)器里的相關(guān) 信息，實現(xiàn)了車號、車型等的自動獲取，這 樣就能實現(xiàn)全部地磅計量的自動化。

6.結(jié)語

總之，在地磅針對人工讀取車牌號 存在的諸多弊端下，該設(shè)計系統(tǒng)具有準(zhǔn)確度 高、穩(wěn)定性強(qiáng)、可靠性大、適合工業(yè)環(huán)境、易 實現(xiàn)、成本低等優(yōu)點。另外，該車號自動識別 系統(tǒng)實現(xiàn)了計量的進(jìn)一步智能化，豐富了萊 鋼遠(yuǎn)程計量系統(tǒng)，為將來萊鋼地磅實現(xiàn)無 人計量的全智能化打下技術(shù)基礎(chǔ)。