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ERP环境下地磅GPRS计量监控系统的开发

时间:2018-03-03 14:37   点击数:

针对现有的地磅计量方式存在利用遥控信号作弊的问题,提出了 一种ERP环境下的地磅GPRS计量监控系统的设计方案,详细介绍了该系统的硬件、软件设计及功能。该系统采用分段计算、列表 筛选的方法进行数据处理,在没有红外定位系统时仍可以自动检测车辆信息,并可将准确的计量数据发给企 业监管部门,使系统突破了使用场所的限制,可以很方便地适应一些不适合安装红外定位系统的地磅 场;利用无线识别技术实时判断出作弊吨位数据,并把这些数据信息和报警信号通过GPRS网络传送给企 业监管部门并进行报警。实际应用表明,该系统操作简单、实用、方便,与企业ERP系统相结合有效地预防 了人为作弊,提高了工作效率。

0.引言

企业资源计划系统Enterprise Resource PlanningERP)是对企业中的物流、资金流和信息   流进行全面集成管理的信息管理系统,几乎涵盖 了企业的所有经营业务。随着全球信息技术和我国 企业信息化水平的不断提高,ERP已成为提高企业 核心竞争力和管理水平的重要工具。

地磅是一种较大型的电子台秤,主要用于煤 炭、矿石、石油等行业大宗载重车辆的称重计量。 而称重管理是企业物流管理中一个必不可少的重要 环节,这个环节和采购、销售、财务等管理紧密相连, 它是企业进、出物流的主要关口,其计量管理的科学 合理与准确性将直接影响企业的经济效益。

当前国内地磅计量的主要实现形式为地磅、计量仪表和计算机简单结合的操作方式。计量 仪表读取并显示地磅传感器采集到的计量数据, 同时通过计量仪表上的串行口将数据发送到计算机 中,由计算机进行数据记载并进行统计汇总。这种 方式减少了计量本身的不确定性,已普遍被企业采 用。但是,这种单机工作方式主要以打印票据和简 单的数据记录、存储为目的,并没有形成一套完整的 计量系统,更不能解决目前利用地磅作弊的问题, 造成企业财产的大量流失。

经过大量的调查研究,笔者开发了一种基于 GPRS地磅计量监控系统,该系统克服了市场 上现有单纯的称重管理软件的不足,很好地防止了 各种地磅的作弊手段,且可与企业ERP系统实现 无缝连接,对厂矿企业的生产管理、信息化建设,特 别是对企业的发展有着极其重要的意义。

1.ERP的管理思想

ERP是指建立在信息技术基础上,以系统化的 管理思想为企业决策层及员工提供决策运行手段的 管理平台,是一个对企业资源进行有效共享与利用 的系统。ERP是由美国Gartner Group公司在 20世纪90年代提出的,它既是一种新型的管理思 想和模式,又是一套先进的计算机管理系统。是以 现代信息技术为基础,为企业提供决策、计划、控制 与经营业绩评估的全方位、系统化的管理平台。 借助IT技术的飞速发展与应用,ERP系统得以将 很多先进的管理思想变成现实中可实施应用的计算 机软件系统。ERP的核心管理思想就是实现对整 个企业资源的有效管理,主要体现为精益生产、同步 工程和敏捷制造的思想,体现为事先计划与事中控 制的思想。地磅计量管理系统就是运用计划、组 织、协调、控制和决策等管理职能,充分应用企业的 人力、物力和财力等资源实现地磅计量管理系统 的自动化。企业ERP环境下的地磅计量监控系 统的研究,可以充分运用硬件资源和软件资源,通过 GPRS网络实现计量监控系统的远程数据传输,实 现数据的远程监控和共享,将计量过程的事后监督 变为事前控制,有效地预防了人为作弊,提高了工作 效率。

2.计量监控系统的主要功能

ERP环境下的地磅GPRS计量监控系统在 车辆正常和非正常情况下过磅时均可采集表头的实 时数据,计算出车辆的准确重量信息,传送给服务 器,通过服务器软件处理后生成报表,实时检测地磅周围50 m范围内的遥控作弊信号并进行告 警。主要功能如下:

1正常数据信息的采集传递:在车辆正常经 地磅进行称重时,系统能从地磅采集重量信 息,并计算出准确的重量信息,可以判断出当前正在 过磅的车辆是载货物的重车还是空车,称重完毕将 这些信息实时传送给服务器。

2非正常数据信息的采集传递:①系统能实 时采集地磅附近50 m范围内的无线遥控信号, 并能区别出是作弊信号还是普通遥控信号,对作弊 信号能实时取出作弊重量数据并传送给服务器以进 行声光报警。②对于车辆在地磅上通过压边、不 完全上磅、不完全下磅、两车同时上磅等人为作弊方 式,系统都能监测到并同时把这些情况以报文方式 传送给服务器并报警。

3信息存储:当指定服务器未开、网络无信号 或网络信号有故障时,系统可存储7 d的重量信息, 一旦有网络信号便把存储的数据发送给服务器。

4产量监控:系统能把该系统的数据与现有 的称重计量系统数据进行比对,设定误差值,对误差 范围外的数据进行报警,并把数据汇总形成报表实 现产量监控。

3.计量监控系统的组成

ERP环境下的地磅GPRS计量监控系统的 主要任务是利用GPRS网络对汽车衡计量系统实 现智能监控管理。该系统由硬件和软件2个部分组 成,可对汽车衡现场的车辆信息及地磅附近的无 线电磁波信号进行全方位、实时监测和智能预警,进 出厂地磅计量数据及计量人员信息等通过数据采 集模块实时进入计量监控系统,且经过计量确认后 自动送入企业ERP系统,经列表筛选、精确计算后进行分析比对处理,一旦数据异常,地磅现场和服 务器均立刻进行预警,从而实现了数据联动。该系 统总体方案如图1所示。

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GPRS计量监控系统总体方案 硬件系统主要由无线识别模块、红外定位模块、 数据釆集模块、车辆信息输入处理模块(键盘输入)、 存储模块、无线通信模块(GPRS模块)等部分组成。 红外定位模块安装在地磅入口和出口处,其余模 块安装在地磅过磅员操作室内。数据釆集模块、 无线识别模块和数据处理模块各釆用一个微处理 器,以便于数据的实时釆集和处理,并将釆集到的车 辆的正常信息和现场的作弊信息通过GPRS模块 一并打包传送给服务器。数据信息经过分析、列表 比对等处理后以Web形式进入企业ERP管理系 统,以便于监管部门远程访问。

3.1无线识别模块

无线识别模块的功能主要是检测地磅附近的 无线遥控作弊信号,它可对各类手持小遥控装置进行 宽频段(260800 MHz内)实时监测。当有人在地磅附近非法使用手持小遥控装置时,检测仪内 的专用微电脑芯片能快速、自动地对有效半径内的 无线遥控信号进行接收、分析、记录,同时发出声光 报警,提示相关工作人员及时进行检查、加强防范工 作,并显示实际的作弊数据。微电脑检测仪测量半 径为3550 m,可有效防止地磅附近的非法 遥控信号。

3.2红外定位模块

车辆不完全上磅的情况有车辆前轮不完全在磅 上、车辆后轮不完全上磅、前面称重车辆还没下后面 称重车辆上磅、前面称重车辆还没完全下后面称重 车辆上磅,针对此类作弊情况可通过安装在地磅入口和出口处的红外定位模块来解决。当称重车辆 上磅时,入口的红外定位模块釆集信号,车辆下磅 ,出口的红外定位模块釆集信号。只要有一个红 外定位模块没有釆集到信号,或者同一红外定位模 块釆集到2次信号,系统将进行现场声光报警。

3.3数据采集模块

数据釆集模块主要是釆集地磅表头串口输出 的重量等信息。该系统以3190表头的数据格 式为依据,釆用标准RS232接口连接表头串口。由 RS232是用正负电压表示逻辑状态TTL 高低电平表示逻辑状态,为使表头的RS232接口能 够和单片机的TTL接口连接,必须在两者之间进 行电平和逻辑关系的转换。釆用SP3232EEN芯片 作为串行通信的电平转换芯片,该芯片通信时可以 进行可靠性检验,发送时自动生成奇偶校验位,接收 时自动检查字符的校验码以确定是否发生传送错 误。接口电路釆用五线制软握手方式,二者的地线 直接相连,握手信号由软件产生,这样即可以实现预 定的通信功能,又可以实现程序的下载功能。另外, SP3232EEN具有电路驱动能力,不需要外加驱动 电路。

4.计量监控系统软件设计

ERP环境下地磅GPRS计量监控系统软件 由系统应用层协议栈、硬件系统单片机软件、服务器 监控软件构成。

4.1系统应用层协议栈

系统应用层协议是项目中的上层通信协议,运 行在GPRS网络之上,是为了规范应用层的数据交 换而制定的协议。系统的无线发送模块具有自动进 网的能力,服务器能够感受新设备的进入并对其进 行相关的初始化工作。该系统支持广播数据传送和 点对点的数据传送。

结合地磅工作现场的实际应用环境,设计出 一套适合于地磅综合监控的软件,该软件可以根 据路由监控点发送的信息与现有的称重计量系统发 送的信息进行列表比较分析,对地磅现场的车辆 称重信息、作弊信息、系统工作状态等信息进行分 析、比较和报警等操作。

4.2硬件系统单片机软件

单片机软件是基于Keil uVision平台开发的 Keil uVisionKeil公司推出的嵌入式8051251 XC 16x/ C 16x/ ST 10等微控制器的软件开发工具。 uVision的编辑器跟VC+ +开发环境类似,支持语 法检查、代码高亮等,支持汇编和C51混合编程。

4.2. 1硬件系统上位机程序

上位机主要用于信号釆集和数据处理,同时兼 有报警检测的任务,主要包括表头数据的釆集、遥控 信号的釆集、数据处理等部分。上位机主程序流程 如图2所示。

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4. 2.2硬件系统下位机程序

对每个地磅监控点而言,必须完成的功能包 括与从机通信、数据发送、作弊信号的发送和报警、信息存储。地磅监控点软件釆用C语言编写,程 序釆用模块化结构设计,主要分为数据发送模块、存 储器模块、显示模块、模拟串口模块、报警模块等。 下位机主程序流程如图3所示

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4.3服务器监控软件

4.3.1服务器监控界面架构

服务器监控界面基于微软.NET平台,使用 Visual Studio C# 2005开发,米用分层式架构设计, 体现了职责分离的原则,将职责相关的模块组织在 一起,并根据功能的不同分离成向下依赖的层次关 系。按层次划分,可分为数据访问层DAL)、业务 逻辑层(BBL)和界面表示层三层结构,如图4所示。

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4.3.2服务器监控界面

服务器监控界面主要由操作栏区域和显示运行 区域两大部分组成。操作栏由数据实时监控、数据 比对查询、称重记录查询、退出系统4个部分组成。 数据实时监控主要是把地磅现场传来的数据进行 比对和列表,对可疑数据进行警示。数据比对查询 主要是查询某个时间段的现有的称重计量系统和本 系统的称重数据,查看监测数据是否有可疑之处。

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5.结语

ERP环境下地磅GPRS计量监控系统将企 业的称重管理与生产管理、企业管理全部结合了起 ,在软件中应用称重技术的同时,将其与射频技 术、监控技术、自动识别、GPRS技术相结合,充分发 挥了该系统在物流管理方面的优势。同时,该系统还 贯穿了企业管理的全过程,将企业的销售合同)管 理、客户资源管理、工艺管理、计划管理、生产管理、材 料管理、质量管理、人事管理、财务管理、办公管理等 结合在一起,计量数据直接从机器设备、仪表上自动 釆集,实现了生产数据的实时传递,减少了作弊行为 的发生,减轻了人工操作强度,提高了劳动效率。

目前,该系统已经形成产品并已应用在某电厂。 实际应用表明,该系统操作简单、实用、方便,与企业 ERP系统相结合减少了企业传统管理中的不合理 现象,改变了企业管理的状态,提高了企业的整体管 理水平,最大限度地杜绝了管理漏洞,取得了良好的 经济效益