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【參賽作品】武漢工程科技學(xué)院:基于互聯(lián)網(wǎng)計費計量自動化信息管理系統(tǒng)

來源:智匯工業(yè)

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所屬頻道:新聞中心

關(guān)鍵詞:武漢工程科技學(xué)院 互聯(lián)網(wǎng) 計量自動化
    參賽單位

    武漢工程科技學(xué)院

    參賽主題

    基于互聯(lián)網(wǎng)計費計量自動化信息管理系統(tǒng)

    作品簡介

    賽區(qū):華中賽區(qū)

    組別:創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計類


    項目方案構(gòu)想及目的

    目前的灰?guī)旃芾硐到y(tǒng)在計費計量信息管理上沒有系統(tǒng)性,操作環(huán)節(jié)繁瑣,存在眾多安全問題,經(jīng)濟效益低下,在對貨物計費計量信息化管理方面存在不合理的現(xiàn)狀,如在用戶管理、監(jiān)控管理、現(xiàn)場管理等方面存在弊端,信息不能達(dá)到統(tǒng)一管理。本系統(tǒng)對這些方面進(jìn)行了完善,開發(fā)了基于互聯(lián)網(wǎng)計費計量自動化信息管理系統(tǒng),以實現(xiàn)信息化統(tǒng)一管理、貨物自動化計量計費的目標(biāo)。這一系統(tǒng)的使用和推廣科學(xué)化了工廠信息管理模式,節(jié)約了人工成本,增強了作業(yè)的安全性、便利性,減少了灰車裝灰流程的時間,提高生產(chǎn)效率,同時,運用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)清算數(shù)據(jù),使數(shù)據(jù)能夠得到統(tǒng)一管理,方便查閱、追查、統(tǒng)計分析。成功的避免了人為的違規(guī)操作等問題。

    基于互聯(lián)網(wǎng)計費計量自動化信息管理系統(tǒng)實現(xiàn)了信息的管理和控制,整個系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)處理,采用計算機統(tǒng)一管理使得貨物計費計量高度自動化,大大提高了系統(tǒng)的精準(zhǔn)性。系統(tǒng)通過PLC控制,使得系統(tǒng)整體化,可靠性高、安全性好。軟硬件設(shè)計方案可適用于大多運輸行業(yè)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)了用戶基本信息、計費信息等數(shù)據(jù)的信息化管理,使得廠家可以對貨物計量計費進(jìn)行科學(xué)化管理。采用手機APP技術(shù),實現(xiàn)了用戶信息查詢、自助繳費等,應(yīng)用十分方便。系統(tǒng)的使用和推廣科學(xué)化了工廠信息管理模式,節(jié)約了人工成本,增強了作業(yè)的安全性、便利性,減少了灰車裝灰流程的時間,極大的提高工作效率,規(guī)避不規(guī)范操作的出現(xiàn)。


    創(chuàng)新描述

    標(biāo)準(zhǔn)化:設(shè)計及其實施按照國家和地方的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。選用的系統(tǒng)設(shè)備、產(chǎn)品和軟件盡可能符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或主流;

    先進(jìn)性:工程的整體方案將保證具有明顯的先進(jìn)特征??紤]到電子、信息技術(shù)的迅速發(fā)展,本設(shè)計在技術(shù)上將適度超前,所采用的設(shè)備,產(chǎn)品和軟件不僅成熟而且能代表當(dāng)今世界的技術(shù)水平。

    合理性和經(jīng)濟性:在保證先進(jìn)性,滿足用戶需求的同時,以提高工作效率,節(jié)省人力和各種資源為目標(biāo)進(jìn)行工程設(shè)計,充分考慮系統(tǒng)的實用、適用和效益,爭取獲得最大的投資回報率;

    結(jié)構(gòu)化和可擴充性:系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)將是結(jié)構(gòu)化和模塊化的,具有很好的兼容性和可擴充性,既可使不同廠商的設(shè)備產(chǎn)品綜合在一個系統(tǒng)中,又可使系統(tǒng)能在日后得以方便地擴充,并擴展電廠未來可能投入量產(chǎn)的其他副產(chǎn)品(例如灰渣,石膏,飄珠等);

    安全可靠:本系統(tǒng)在單獨局域網(wǎng)絡(luò)中運行,與電廠其他系統(tǒng)物理隔離。

    管理簡單:全面綜合優(yōu)化、優(yōu)選,強調(diào)以人為本,系統(tǒng)易學(xué)易用,實現(xiàn)現(xiàn)代化管理。


    項目方案設(shè)計及模型設(shè)計

    1、系統(tǒng)設(shè)計的總體思想是

    通過RFID卡唯一標(biāo)識每一輛車,同時RFID卡與客戶進(jìn)行綁定,實現(xiàn)一車一卡,一戶多卡的對應(yīng),RFID卡可以實現(xiàn)用戶的手機APP自助充值與信息查詢和自動扣費。粉煤灰的整個銷售流程就是:讀卡——識別——判斷——讀卡。只有系統(tǒng)中登記的有效的RFID卡才能一步一步走銷售流程,直到刷卡結(jié)算出廠;若是無效或失效的卡,系統(tǒng)彈出錯誤提示。所有刷卡、識別、判斷過程由程序自動進(jìn)行,整個裝灰的流程與現(xiàn)在的流程無任何區(qū)別,其裝灰流程如圖1。

    圖1  車輛裝灰流程圖

    首先對用戶進(jìn)行信息統(tǒng)計,發(fā)ID卡,繳費充值,進(jìn)廠時刷RFID卡、讀取RFID卡信息,確認(rèn)用戶身份及裝灰等級,秤皮重,根據(jù)灰的等級對其進(jìn)行排隊;等到排隊位置時,語音叫號通知相應(yīng)車輛到指定的裝車位裝車;車輛到指定裝車位RFID卡讀卡器讀取用戶RFID卡信息,RFID卡信息傳回到后臺服務(wù)器,系統(tǒng)核對卡內(nèi)信息、入廠登記信息、裝灰點灰級設(shè)置信息,當(dāng)各個節(jié)點信息核對相符時,系統(tǒng)向門禁PLC發(fā)送升起道閘指令,允許車輛進(jìn)入灰?guī)?,系統(tǒng)根據(jù)車輛信息自動裝灰;同時除塵系統(tǒng)開啟,開始除塵,裝車完畢后,除塵系統(tǒng)關(guān)閉,刷RFID卡出門禁,車輛到達(dá)磅房,讀取稱重信息,自動結(jié)算扣費,完成整個流程,出廠。

    2、系統(tǒng)的實現(xiàn)技術(shù)

    A:系統(tǒng)技術(shù)平臺選擇

    本系統(tǒng)是基于.Net平臺開發(fā),應(yīng)用SQL Server2005企業(yè)數(shù)據(jù)庫,功能強大,穩(wěn)定性好。

    B:軟件環(huán)境:

      服務(wù)器操作系統(tǒng):Windows 2000 Server/XP/2003

      終端操作系統(tǒng):Windows 2000 Professional/XP/2003

    C:“數(shù)據(jù)庫:  SQL Server 2005(或2000)企業(yè)版

    D:開發(fā)工具:VisualStudio.Net(C#)

    E:系統(tǒng)架構(gòu):B/S  B/S架構(gòu)可以實現(xiàn)系統(tǒng)所有功能代碼在服務(wù)器上運行,系統(tǒng)數(shù)據(jù)可統(tǒng)一存儲。

    F:通過手機APP來實現(xiàn)信息查詢、充值繳費。

    3、系統(tǒng)軟件設(shè)計

    3.1軟件功能

    灰?guī)毂O(jiān)管系統(tǒng)軟件功能分五大塊:客戶管理、監(jiān)控管理、現(xiàn)場管理、查詢統(tǒng)計、系統(tǒng)設(shè)置。功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

    圖2  軟件功能模塊

    其中客戶管理包括:客戶登記、充值、RFID卡管理、車輛登記;磅房管理:自動稱重、稱重異常報警、結(jié)算、打印表單;監(jiān)控管理:現(xiàn)場抓拍、實時錄像、監(jiān)控查詢;現(xiàn)場管理:調(diào)度管理、門禁管理、LED屏管理、語音播報、異常管理;查詢統(tǒng)計:條件查詢、報表生產(chǎn)、打??;系統(tǒng)設(shè)置:用戶管理、日志管理、權(quán)限配置。

    3.2客戶管理模塊

    客戶管理模塊主要是對客戶及車輛進(jìn)行統(tǒng)一集中管理,利用RFID無線射頻識別系統(tǒng)對車輛進(jìn)行唯一標(biāo)識,RFID卡號與車牌號形成一對一關(guān)聯(lián)。

    客戶登記:(包括客戶名稱、RFID卡號、法人代表、客戶類型、聯(lián)系方式、聯(lián)系地址、備注等信息)添加錄入、修改、刪除、查詢(可按RFID卡號、客戶類型、時間進(jìn)行查詢,可按客戶名稱進(jìn)行模糊查詢)和導(dǎo)出表格。

    充值:客戶提供車牌號或RFID卡,可以對相應(yīng)的賬戶進(jìn)行充值,并打印憑據(jù)。

    RFID卡管理:查詢RFID卡,管理RFID卡的注銷、鎖定、解鎖。

    車輛登記(包括車號、車主姓名、身份證號、RFID卡號、車型、聯(lián)系方式、運輸單位、備注等信息)添加錄入、修改、刪除、查詢(可按車號、RFID卡號、時間進(jìn)行查詢)和導(dǎo)出表格。

    3.3控管理模塊

    監(jiān)控模塊管理主要是對地磅稱重流程及現(xiàn)場裝灰流程實時監(jiān)控,實現(xiàn)抓拍和實時錄像的功能。

    現(xiàn)場抓拍

    實時錄像

    監(jiān)控查詢

    3.4場管理模塊

    現(xiàn)場管理模塊主要是要確保只有授權(quán)車輛才可以進(jìn)行裝灰作業(yè),是本系統(tǒng)實現(xiàn)確定客戶、確定車輛、確定時間、確定地點、確定業(yè)務(wù)行為、可量化確定結(jié)果的核心保障,是實現(xiàn)電廠粉煤灰運銷信息自動化管控的核心關(guān)鍵。實現(xiàn)粉煤灰出庫業(yè)務(wù)全面計算機處理,提高公司工作效率和工作質(zhì)量。及時提供粉煤灰統(tǒng)計信息,提高管理水平,杜絕管理漏洞。為決策者提供更加有效地信息,輔助其做出正確的決策,從而提高公司運營狀況,提升利潤空間。

    調(diào)度管理:調(diào)度管理根據(jù)車輛信息、運輸種類、運輸數(shù)量、車輛流量、車輛實時排隊情況和灰倉存灰量了,以及調(diào)度操作管理員設(shè)定的調(diào)度策略,對車輛進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度,合理安排,確保車輛快速裝灰,同時,由于自動調(diào)度有一定的隨機性,降低了裝灰車輛與特定裝卸人員暗中操作的可能性,為業(yè)務(wù)運行帶來了節(jié)約時間和提升管理效益的好處。調(diào)度系統(tǒng)與各控制節(jié)點實時聯(lián)網(wǎng),并可以通過現(xiàn)場LED大屏幕實施監(jiān)控調(diào)度。

    門禁管理:當(dāng)車輛進(jìn)入灰?guī)?,地感線圈檢測到車輛,同時,RFID識別系統(tǒng)將識別到車輛身份信息,控制系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)通信將這些信息傳輸?shù)椒?wù)器管理系統(tǒng)進(jìn)行鑒證,如果相關(guān)信息一致,且裝灰流程狀態(tài)正常,則安裝在倉庫門口的道閘會自動升起,地感線圈檢測到車輛通過后,道閘自動下降。車輛駛?cè)牖覀}通道,光電感應(yīng)器感應(yīng)到車輛到達(dá)相應(yīng)位置后,系統(tǒng)即可正常對灰車進(jìn)行裝粉煤灰。裝灰完畢后,車輛再次通過門禁,系統(tǒng)更新車輛狀態(tài)。

    LED屏管理:顯示通知、調(diào)度信息。

    語音播報:語音播報調(diào)度信息。

    異常管理:查詢現(xiàn)場裝灰異常情況、裝灰異常情況。

    3.5詢統(tǒng)計模塊

    統(tǒng)計結(jié)算模塊主要是針對粉煤灰的銷售情況以及客戶往來款結(jié)算情況進(jìn)行統(tǒng)計查詢。

    條件查詢:對銷售情況統(tǒng)計查詢部分,可按時間統(tǒng)計生成銷售日報、月報、年銷量比較等多種圖表結(jié)構(gòu);可按粉煤灰和時間統(tǒng)計生成不同粉煤灰生產(chǎn)銷售情況的各種圖表結(jié)構(gòu);可按客戶統(tǒng)計生成各客戶銷售情況圖表結(jié)構(gòu)等。

    報表:生產(chǎn)可根據(jù)客戶具體需求制定并生成各種結(jié)算報表,諸如各種異常告警和違規(guī)操作記錄清單查詢、針對車輛和客戶的各種統(tǒng)計和排序操作等

    打?。捍蛴蟊怼?/span>

    3.6 系統(tǒng)設(shè)置

    系統(tǒng)設(shè)置模塊主要是對系統(tǒng)初始數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置,包括結(jié)算單價、用戶管理、用戶權(quán)限配置等。

    系統(tǒng)配置:設(shè)置粉煤灰結(jié)算單價。

    用戶管理:系統(tǒng)用戶的添加、修改、刪除、查詢等。

    日志管理:記錄系統(tǒng)登錄、異常操作等。

    權(quán)限配置:配置用戶權(quán)限,包括權(quán)限的添加、修改、刪除等。

    4、系統(tǒng)通信設(shè)計

    4.1系統(tǒng)拓?fù)鋱D

    灰?guī)毂O(jiān)管系統(tǒng)的主要硬件包括:數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器、備份服、防火墻、交換機、打印機、RFID讀卡器、攝像頭、LED顯示屏、PLC控制的有網(wǎng)絡(luò)通信的道閘。主要設(shè)備網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖3所示。

    圖3  拓?fù)鋱D

    4.2系統(tǒng)通信原理

    系統(tǒng)的通信采用TCP/IP協(xié)議,上位機與PLC的通信采用socket接口技術(shù)實現(xiàn),通過工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行通信,讀卡器選擇帶以太網(wǎng)接口模塊的,通信原理圖如圖所示:



    通信的過程具體如下:

    1、車輛進(jìn)入讀卡區(qū)讀取RFID卡,讀卡器讀取卡內(nèi)信息并將信息發(fā)送給PLC控制系統(tǒng);

    2、PLC控制系統(tǒng)按照固定的格式打包信息發(fā)給上位機;

    3、上位機收到數(shù)據(jù)包后,解析,并將現(xiàn)場的信息和數(shù)據(jù)庫中的信息進(jìn)行比對,將比對結(jié)果打包發(fā)給PLC控制系統(tǒng);

    4、PLC控制系統(tǒng)根據(jù)審核結(jié)果控制相應(yīng)給料機是否進(jìn)行工作,并將當(dāng)前的車輛信息、料位計的料位高低、給料機的工作狀態(tài),以及異常情況顯示在PLC控制系統(tǒng)的顯示屏上。

    4.3 RFID通信設(shè)置

    RFID讀卡器設(shè)置統(tǒng)一采用定時讀取模式,150ms讀取一次,啟用ID相鄰判別,ID相鄰判別時間為30s,即同一個RFID標(biāo)簽在一個讀卡器讀取范圍內(nèi),第一次讀取和第二次讀取間隔30s,這個設(shè)計主要是為了減輕服務(wù)器的壓力。

    RFID標(biāo)簽被讀取后傳輸?shù)缴衔粰C的通信格式如下:

    例:00 00 E3 00 60 19 D2 6D 1C E9 AA BB CC DD 01 51 FF

    一個RFID標(biāo)簽共十七個字節(jié)的十六進(jìn)制數(shù)據(jù)。

    第一個00:開始標(biāo)志

    第二個00:設(shè)備號

    E3 00 60 19 D2 6D 1C E9 AA BB CC DD:RFID卡唯一ID號

    01:天線編號,本次識別來自哪個天線

    51:校驗和,計算:從首個字節(jié)至倒數(shù)第三個字節(jié),共15字節(jié)

    FF:結(jié)束標(biāo)志

    工藝過程流程圖:

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    關(guān)于大賽

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    此次華中賽區(qū)大賽時間在2018年6月5-8日于武漢國際博覽中心舉辦,同期“'智'匯北京 制造引領(lǐng)—工業(yè)互聯(lián)產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇”于6月7日上午在1號會議區(qū)舉辦。


    (審核編輯: 智匯小新)