基于射频识别的车辆运煤智能系统设计

车辆运煤智能系统通过 RFID 采集运煤车辆数据，写入 PLC 控制器和管理数据库。 将

采集来的数据传递到数据管理中心并进行汇总、统计、列表生成，供煤场和化工公司读取调用。 采用 PLC 脱机控制技术和 UPS 不间断电源供电，保证系统脱网状态和用电故障状态时的正常工作。

引言

为防范人为的管理漏洞和企业财产损失，实时掌握企业的煤炭运输状况，建立高效、可靠的煤炭运输管理平台至关重要。 本文针对中煤黑龙江煤炭化工（集团）有限公司的运煤车辆管理局限性、复杂性，采用 RFID 技术，设计智能管理系统。 系统安装 PLC 控制器和工控机，记录运煤车辆的实时数据，并控制车辆的进出路径和时间，为车辆的安全运输提供了保障。

1.RFID 车辆智能化管理系统设计思路

整体系统管理流程设计采用 RFID 技术， 用固RFID 远距离读写器， 将车辆原始数据写入防拆、PLC 控制器和管理数据库 。 系统将运煤车辆的数据实时读取上传管理中心数据库，供读卡器读取调用和管理人员审查浏览。

运煤车辆 RFID 智能化管理系统主要由 6 个子系统完成， 数据库系统主要完成数据管理的功能；标签记录系统主要完成车辆标签的发放和车辆信息的登记； 车辆管理系统主要完成车辆的检测，包括车辆进出信息、 车辆车牌号等工作记录和管理；称重管理系统主要完成汽车重量的称取和煤型的判别；远程查询系统主要通过获得的数据和通信网络完成操作站的数据交换，同时可以进行远程即时查询、统计、汇总各操作站的信息；计量结算系统主要完成计量数据的换算、部分数据的统计、运输数据的结算功能。 运煤车辆 RFID 智能化管理系统图如图 1 所示。

2.系统工作流程

作为本单位运输车辆事先配备具有唯一性、不可复制、不可拆卸的电子标签，标签固定在前挡风玻璃上，为车辆进出生产部门的“电子身份证”。 在坑口作业区，当携带射频标签的空载车辆到达感应区域时，远距离阅读器将读取的空车信息送入管理系统，若车辆基本信息正确，并经过轴重秤检测空载车辆，进一步确认车辆的运输合法性后，发出指令打开入口数字道闸，汽车进入监测区。 煤炭按规程装车后，运煤车运送过程中进入系统自动检测感应区域，RFID 远距离读卡器自动读卡，系统称重和抓拍记录煤质信息、重量信息、时间信息、去向后确认开闸， 并将信息保存到控制器并传至上位机，以方便车辆在下一个监测区完成检测，如读卡无效系统提示报警信息由管理人员处理。

运煤车辆 RFID 智能化管理系统工作流程如图2所示。

3.RFID 车辆智能化管理系统设计与实现

3.1系统硬件设计

运煤车辆 RFID 智能化管理系统硬件原理图如图 3 所示，由快速数字道闸、远距离读写器、主控制器、摄像机、车辆检测器、称重秤、供电设备等组成。系统设计考虑矿山网络和供电不稳定的实际情况，采用 PLC 脱机控制技术和 UPS 不间断电源供电，使系统即使在网络断开和用电故障的状态下也可正常工作，脱机记录最多达 20 000 条。

3.2系统软件设计

管理软件包括坑口管理模块、各煤场管理模块、化工管理模块、卸煤确认模块、卡发行模块、调度汇总模块等。 数据库子系统采用微软 SQL server2008数据库标准版软件，对数据进行读取管理。 系统上位机开发软件采用 Visual C#。

各管理模块需要进行系统登录，系统登录界面由登录时的用户名和设置的密码组成。 新用户在登录系统时，必须到管理员处进行登记，完成用户的注册， 管理员根据登记的新用户类型进行等级划分。 各模块设置功能键，以完成查询、录入字体修改、密码修改等功能，方便达到分人管理。 管理人员和操作人员登录系统时，查询车辆的信息，即可查询生产开闸界面所填入的所有信息，可完成参数设定和复检数据录入，同时设置 2 级授权密码管理，2个管理人员分别输入 2 级密码方能进行数据修改。

坑口管理模块、各煤场管理模块、化工管理模块均为生产过程的重要组成部分，生产过程电脑界面包含入口生产开闸、出口生产开闸、销售开闸等。 当车辆到指定位置后点击生产开闸， 同时配备 2 个地衡，一使用一备用。煤场入口方向开闸读取坑口发车来的车辆信息与读取的卡号、车号、毛重、皮重、净重等信息进行对比， 从而达到对于时间重量等信息的对比，同时累计车数净重，省去以往以票据计算对账所带来的不便。 煤场出口方向开闸则是与坑口的生产开闸一致，从而方便各个煤场进行倒运。 由操作员自行选择后生产开闸放行同时抓拍图片。 车辆进入销售口时，再一次将时间、皮重等信息进行对比，自动计算出本车的净重，存档抓拍。 在卸煤确认界面中，未验收的车辆在上方，验收过后将自动分类至已验收，同时能看到当车图片，后计算总车数总净重，方便对账。运煤车辆出现运输时间和煤质数据异常时,软件界面显示报警数据,当班工作人员采用人工检测同时上报主管部门的方式对报警车辆进行实时处理,并将报警数据以异样数据进行保存,并形成周报表和月报表,以备管理部门对异常情况的分析和处理,规范车辆的运输行为和当班工作人员的岗位职责。

统计数据最终生成汇总列表，运煤记录是一发一收的最直观记录汇总，使当天的运煤情况一目了然的同时，可以看到每车是否正常运输，同时可以按时间按天查询。煤量汇总表可按天数查看每天的运煤总吨数汇总。按车号查询运煤情况即按每辆车的车号查询

其各个时间段的运煤情况，详细说明了各个车辆运送多少煤，运到哪里，运了多少吨做到一目了然，避免车队统计每天计算运煤票的繁重工作量以便更好地了解车辆的运转情况和计算本号车运煤数量。

4.结语

针对煤炭工业实际情况，利用 RFID 无线射频产品配合物联网技术，设计了车辆 RFID 智能化管理系统。 系统应用于龙化公司实际生产，自动、快速、远距离识别，实现相关运输车辆的有效管理，备档查询及准确的统计功能给管理层提供各种数据来快速决策参考。 采用 PLC 脱机控制技术和 UPS 不间断电源供电，使系统即使在网络断开和用电故障的状态下也可正常工作，极大程度上提高了煤场安全性和扩展性，实现了对运输状态的全局监控，减少和杜绝人工记录和统计的失误率，实现高效、可靠的管理平台，使得管理人员实时掌握企业的煤炭运输状况，提升企业对于煤炭运输的管理水平，防范人为的管理漏洞和企业财产损失。