张贺利，李立华

（1.天津市百信通科技有限公司，天津300250；2.天津天钢联合特钢有限公司，天津301500）

0 引言

汽车衡称重计量是冶金行业对外经营的重要环节，主要用于原燃料进厂称重、产品的进出厂称重、倒场物资称重等业务流程。随着企业信息化水平的提高，大部分汽车衡称重计量都采用软件管理系统。但大部分企业的称重计量系统都存在“流程管控”不严、信息系统集成度不高，司称占用人员过多、司称员忙闲不均等问题。

我公司在“一卡通称重计量管理系统”的基础上，通过采用物联网技术，优化称重管理流程，精细与其它管理业务的集成，开发出基于物联网的汽车衡远程集中计量管理系统，通过用户半年多的成功运行，实现了汽车衡称重计量的业务安全、数据准确及管理高效。

1 系统开发

1.1 系统架构

汽车衡无人值守远程计量管理系统由前台、后台两部分组成。前台由门岗收发卡软件、称重一体机、远程计量操作终端等构成；后台软件主要包括基础信息管理、系统管理称重管理等功能。系统网络拓扑结构见图1。

1.1.1 称重一体机

称重一体机由单片机、读卡器、微型打印机、网络交换机、称重仪表、摄像机、拾音器、扩音器及LED屏等构成。实现以下主要功能：

（1）信息采集：实现刷卡、称重数据采集等功能。司机无需下车即可通过一体机进行刷卡操作。

图1 系统网络拓扑结构

（2）信息交互：通过称重前台一体机与后台Web服务器的通讯，完成称重前台计量任务的分配、接管、计量、断开等功能。

（3）视频监控：通过网络摄像机实时监控汽车衡称重现场的图像。

（4）秤单打印：车辆称重完成，打印秤单（含一维、二维条码）。

（5）越位控制：用红外线对射装置检测车辆是否安全上秤，防止因车辆没有安全上秤引起的称量误差。当车辆没有完全上秤时，系统报警提示，不能计量。

（6）语音对讲：实现司机与司称员的双向沟通。

（7）LED屏：引导司机进行称重操作，并显示称重计量信息、报警信息等。

1.1.2 计量大厅

由拼接屏系统、计量操作客户端构成。拼接屏系统用于显示每个汽车衡称重现场视频全貌；计量人员通过称重客户端进行远程计量的“确认”操作（也可选择自动确认），通过耳麦与货车司机双向沟通。

1.1.3 手持终端

具有NFC功能的手持终端安装物联网卡、应用管理软件，通过广域网连接局域网内的称重管理系统。

1.1.4 客户端

门岗客户端完成发卡与收卡操作、黑名单车辆报警、车辆跟踪、数据查询等功能；业务部门客户端实现采购、销售、倒场等业务管理功能。

1.2 软件开发

系统由前台和后台软件构成。选用PHP开发工具，采用MySQL数据库、服务器采用Linux操作系统、Web服务器为Nginx、客户端操作为WINDOWS XP/7系统，手持机使用Android系统。软件功能树见图2。

图2 软件功能树

1.2.1 前台软件功能

（1）门岗收发卡管理：门岗对进出厂车辆发、收临时卡，同时对进厂黑名单车辆、出厂违章车辆报警。

（2）一体机管理：称重一体机的核心为单片机，单片机应用程序实现数据采集、信息传输、状态切换、小票打印等功能。

（3）手持终端机：开发的手持机应用程序，通过读取IC卡信息，完成收发货、倒场、退货、单号绑定等操作，以及发卡、收卡操作。

（4）集中计量：计量人员集中到计量大厅，采用远程任务自动分配方式，通过网络和称重软件对每台汽车衡实现远程视频监控、语音对讲、远程计量控制。

1.2.2 后台软件功能

（1）基础信息：包括仓库信息、物料信息、设备信息、IC卡管理、客商信息。

（2）系统管理：包括账套管理、报表管理、报表分类、用户管理、系统日志。

（3）采购单管理：根据采购合同和送货情况提前制定采购收货单据，收货单据号由采购部门提前通知供应商，在进厂登记时完成车号、收货单号绑定。

（4）销售单管理：根据销售合同和提货情况提前制定提货单据，现场提货时通过手持终端完成车号、提货单号绑定。

（5）倒场单管理：倒场发货部门提前制定倒场单据，倒场现场通过手持终端完成车号、倒场单号绑定。

（6）车辆跟踪：显示车辆的称重流程信息，显示违章和称重作弊的车辆信息。

（7）统计报表：进厂秤单、出厂秤单、内倒物资秤单的综合统计报表。

1.3 主要工作流程

1.3.1 任务分配

称重一体机通过单片机获取称重仪表数据，当重量大于设定的最小称量值时，产生一条计量任务信息，反馈给Nginx WEB服务器，由Nginx WEB服务器分配一个计量任务给空闲的客户端（计量大厅），利用最小等待时间的算法，对计量任务与客户端进行自动分配。

1.3.2 集中计量

当客户端接到分配的任务后，接管现场秤点所有相关设备信息（重量、IC卡、视频），在确认称重信息无误后，人工保存称重数据（或自动保存），保存成功后系统断开接管的相关设备。

1.4 系统特点

1.4.1 基于物联网技术

系统采用具有NFC功能的手持终端，实现发收卡操作、装卸货信息采集与信息确认等功能。

1.4.2 司机无需下车计量

货车司机上秤停在正确位置、摇下车窗后，根据LED屏提示信息进行刷卡、计量。如有疑问，可通过对讲系统与远程司秤员取得联系。

1.4.3 集成度高

通过严谨的流程优化，将采购、销售、倒场、质保书管理等信息实现了集成，计量效率高。

2 应用效果

一般的钢铁联合企业，都会使用8～15台汽车衡，需要司称员在60～120人。该系统对天津天钢联合特钢有限公司16台汽车衡进行升级改造，从2018年2月投运以来，系统运行稳定、计量数据准确，音频、视频图像清晰，司秤人员减少40%，计量效率提高30%以上。