自动化称重系统的设计与实现

陈宇英

【摘 要】本文着重介绍了物联网的概念、具体的技术应用、称重管理系统的发展方向。并对两者结合的技术支持实现方案和发展方向进行了系统的研究。

【关键词】物联网；传感技术；通用无线分组技术（GPRS）

配有大型称重设备的企业随着物流数量的增大，对收发货物的有效管理、成本的控制、提高管理效率及如何配合生产管理十分重要，现通过分析物联网技术在自动化称重系统中的应用，实现现代企业自动化管理、实现数据共享及网络化管理的发展需求。

1 物联网技术概述

物联网（Internet of Things）是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化三个重要特征。其利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。

2 称重系统与物联网的结合

从网络结构上看，物联网可分为感知层、网络层和应用层三部分。感知层位于物联网三层结构中的最底层，感知层中分布的各类传感器及智能仪表是获取信息的关键部件。根据感知层传感器所感知物理量的不同，物联网可分为称重物联网、视觉物联网以及温度、湿度、角度等其他物理量的物联网应用。称重物联网是集现代数字电子称重技术、计算机网络技术、远程数字视频技术、全球定位技术以及无线通讯网络传输技术等于一体的现代信息智能称重系统。

3 称重系统与物联网的关键技术

要实现称重系统与物联网的给合，是两者缺一不可的，下面简单介绍实现本系统的几个关键技术：

3.1 汽车衡技术

电子汽车衡（传感技术）是将物体的重量传递给称重传感器的全部机械装置（包括承重台面），通过传感器将被称物料的重量转换为相应的电信号，经电缆输出至称重仪表，称重仪表测得传感器输出的电信号，由放大器进行放大，经滤波后由模/数（A/D）转换器进行数字转换，该数字信号经专用软件处理后，以数字显示重量数据。

3.2 车牌识别技术

车牌识别技术是通过视频图像识别技术应用在车辆牌照识别中的一种技术。车牌识别技术要求能够将运动中的汽车牌照从复杂背景中提取并识别出来，通过车牌提取、图像预处理、特征提取、车牌字符识别等技术，识别车辆牌号、颜色等信息。

4 称重管理系统的物联网应用

4.1 称重过磅系统

称重过磅系统是目前企业应用最多的系统之一，当有载重汽车要称重时，安装在汽车衡的引坡感知带对PC电脑发出起竿指示及启动多组红外摄像仪，对过磅的全过程进行抓拍及自动识别车牌号信息，待稳定自动记录重量存储在物联网智能仪表上并通过智能仪表中的移动通信模块发送给服务器存储在数据库，然后开启另一端的栏杆放行（需要2次这样的步骤才能完成整个称重过程）。

4.2 远程集中计量监控系统（物联网云服务）

4.2.1 物联网智能仪表

物联网智能仪表实时上传称重数据及汽车衡运行数据。对于外来的称重系统回路的入侵，通过用户手机实时提醒用户，并提供记录和控制系统支持，解决用户使用汽车衡的后顾之忧（防作弊功能如图1）；当汽车衡发生故障时实时通过手机APP和PC终端提醒用户和提供服务的公司，并提供初步故障判断，为及时排除故障提供支持。

4.2.2 服务中心

进入故障服务程序后，APP和PC终端跟踪服务进程信息，包括服务人员姓名联系号码、出发时间、预计到达现场时间、中间行程节点、行程服务情况、故障判定结果、预期维修时间、服务结束情况等信息，以上信息通过APP在用户手机中显示，PC电脑同步显示；通过设备历史故障记录，可提供《汽车衡运行故障年度分析及设备选型建议报告》解决以后设备选型、主要配件的备份及预防设备故障的建议。

4.2.3 服务器

提供称重数据存储和汽车衡运行情况数据记录并备份（数据加密处理）；称重数据为客户管理提供与ERP管理软件对接。

4.2.4 手机APP、PC客户端

4.2.5 当汽车衡是强制检定的时候，可在物联网智能仪表内设置，若改变对汽车衡准确有影响的参数时，实时发送到行政监管部门APP或PC上，在行政监管部门未允许下可自动锁死仪表。

5 技术的扩展

本系统提供外来管理软件接入口，物联网上的称重数据被接入到其他管理软件中，分析生产流程、生产成本、质量控制及财务状况。

6 结束语

企业通过物联网读取自动化称重系统的数据，通过管理软件对数据的统计分析来得到生产中的原料的配备、产品流转状况、质量监控、销售情况、资金的运作情况，从而快速高效地解决生产遇到的问题、提供生产效率、降低生产成本。

[责任编辑：李书培]