Windows下基于串口通信的多媒体地磅管理系统的设计与实现

介绍了多媒体地磅系统的组成和工作原理, 重点讲述了 Windows 平台下的串口通信, 利用 VB 中的 MSCoom 控件实现上位机与其他外设的通信, 上位机通过管理软件对接收到的信息进行管理, 具有一定的应用价值。

引言

地磅作为一种特殊的衡器, 广泛应用于煤炭、冶金、化工等大宗货物汽车运输的物料计量中, 而随着计算机应用于管理领域, 汽车衡也开始采用计算机进行称重计量, 称重数据上传上位机管理系统, 加强了企业对进厂物料的管理。

以下提出了在 Windows 下基于串口通信的多媒体地磅系统的组成、工作原理和上位机管理软件设计, 重点介绍了串口通信功能实现。

1.系统组成

多媒体地磅系统分别由车辆识别及管理单元、计量单元、实时监控单元、上位机控制单元等组成, 各个单元之间互相独立, 通过计算机可以对各个单元进行同时管理、集中控制, 实现车辆自动有序地进出及称重数据的采集、处理及远程数据传输等。

1.1 车辆识别及管理单元。

该单元由车牌识别器、非接触式 IC 卡( 又称射频卡) 读写器、自动道闸、地感线圈、红外检测仪、红绿信号灯、语音提示系统组成。具体介绍如下: a.车牌识别器: 主要实现车牌号的自动识别和录入。b.非接触式 IC 卡读写器: 包括写卡器、射频卡、读卡器, 写卡器一般为 IC卡形式, 可放在驾驶室内或固定于车辆上,当车辆驶近入口或出口时,读卡器即可自动读取卡内的数据, 通过串口将信息传给上位机。c.自动道闸: 主要用来阻挡非法车辆的进入。d.地感线圈: 主要用来检测车辆是否通过传感器,感应车辆的到来, 可与自动道闸组合成车辆防砸检测装置。e. 红外检测仪: 地磅四角分别安装一红外线传感器, 平行或交叉安装, 组成红外线监测网, 用来判别车辆停靠位置是否有误, 防止司机作弊。f.红绿信号灯: 采用码管显示, 管理车辆的通行和停止。g.语音提示系统:  在车辆称重的每一个环节都自动有语音提示, 提示司机进行各种操作, 完成自动称量管理。

1.2 计量单元。计量单元主要由称重传感器、秤体，接线盒，称重仪表等组成。

当车辆驶上秤体时, 重力经秤体压到称重传感器上, 传感器将压力信号转换为电信号经接线盒传送给显示器, 显示器可以计算、显示重量。称重显示控制器通过串行口以连续方式将重量数据传给上位机进行数据保存和实时显示。

实时监控单元。主要包括 CCD 摄像头、画面分割处理器、工业监控器。在汽车衡的前后两端分别装一摄像机镜头, 当车辆经过时, 摄像机镜头可将称重状况实时拍摄下来, 视频采集卡采集从摄像机传来的视频图像, 实时显示在屏幕上, 实现对车辆的全方位和全过程的图像监视与记录。

上位机控制单元。上位机控制单元主要由中央上位机、系统软件和与上位机进行数据通讯的外设组成, 包括车牌识别器、射频卡读写器、称重仪表、道闸控制盒和点阵大屏显示器、打印机等, 上位机通过扩展串口与各外设相连, 外设接收上位机的命令, 将有关信息通过串口传给上位机。同时上位机也可以根据接收的信息作出判断, 通过系统软件向外设发送信息或驱动外设进行相应的操作。

2.工作原理

Windows 下基于串口通信的多媒体地磅系统其工作过程大致可以描述为 4 个流程: 上衡前、上衡、称重、下衡:

2.1上衡前。整个系统处于工作状态, 射频卡读写器通过其内置天线不断发射微弱的微波信号, 检测携带有电子标签的 IC 卡的出现, 道闸挡杆落下, 入口处信号红灯亮。

2.2上衡。当有车辆到达地磅入口处时, 一旦车辆上所携带的 IC 卡进入天线发射的微波信息场 0.2 毫秒, 就会把接收到的微波信号连同 IC 卡内存储的信息以载波方式反射回射频卡读写器,读写器在接收到信息之后 , 通过 RS232 口或 RS485 口上传到上位机控制单元中。同时上位机发出读取车牌信息,车牌识别器通过串口也将车牌信息传至上位机。上位机对接收到的信息进行判断, 如果为合法车辆, 即发出信号驱动道闸挡杆升起, 入口绿灯亮, 同时语音系统提示“:请上衡称重! ”车辆驶上地磅后, 道闸挡杆降落, 以免下辆车进入。

2.3称重。车辆上衡停稳后, 地磅四周的红外线传感器工作, 判断车辆停靠位置是否有误, 如果出现车轮压边、靠边、遥控作弊等现象, 则向上位机发出信号进行报警, 提醒司机更正车辆位置。

位置无误后, 称重仪表将得到的重量数据经过串口上传上位机, 上位机通过管理软件可以对得到的信息进行处理, 并在屏幕上显示车辆净重、毛重、皮重、车牌号、货名、单位号等信息, 同时上位

机向点阵大屏发送重量数据, 对外显示重量值。此外系统通过视频抓拍在屏幕上实时显示车辆称重状态, 便于司磅人员观察。上位机管理软件对这些信息进行保存、备份、查询, 根据用户需求打印计量单等。称重完毕后, 地磅出口处道闸升起, 信号灯变绿, 语音提示司机“:称重完毕, 请下衡! ”。

2.4下衡。司机开车下衡后, 出口处道闸挡杆降落, 信号灯变红。射频卡读写器进入下一个工作流程, 等待下一辆车称重。

完整的工作过程由实时监控单元的视频监控和图像抓拍系统进行记录并实时显示在屏幕上。

3.Windows 平台下的串口通信在本系统中, 串口通信主要是指各外设( 车牌识别器, 射频卡读写器、称重仪表、道闸控制盒和点阵大屏) 与上位机之间传送数据的通信。通过对上位机的串口进行扩展, 用标准的 9 针( DB9) 或 25 针( DB25) 串口将外设与上位机相连。

本系统中上位机管理软件采用 VB 作为开发环境, 因此可以利用 VB 中的 MSCoom 控件, 此控提供了标准的事件处理函数和过程 , 通过 MSCoom 控件可以设置串行通信的波特率、端口号、端口状态等, 实现串行通信。

我们仅以车牌识别器、称重仪表为例说明如何实现串口通信:

3.1串口初始化

Private Sub Form_load With mscommchepai //与车牌识别主机通讯串口

.Comport=1 //端口号为 1

.Seetings="9600,n,8,1" //波特率 9600, 数据位 8,停止位 1

.Inputlen=0 //通信时控件读取接收缓冲区中全部内容

.Rthreshold=1 //接收缓冲区每接收 1 个字符就进行数据通信

Portopen=True //端口处于打开状态 With mscommzhong //与称重仪表通讯串口

.Comport=3 //端口号为 3

.Seetings="4800,n,8,1" //波特率 4800, 数据位 8,停止位 1

.Rthreshold=1 //接收缓冲区每接收到 1 个字符就进

行数据通信

Portopen=True //端口处于打开状态

End Sub

3.2 通信实现

3.2.1 车牌识别器与上位机的通信。上位机对车牌。识别主机发送命令,车牌识别主机接收到上位机的命令后返回识别结果,返回数据的格式如下

第二位数据代表车牌中的省份简称；

第三位数据代表车牌中的区位字母；

第四位至第八位数据代表车牌号码。

软件主要语句如下：

Private Sub msccommchepai_OnQ3mm)

//接收缓冲区每接收到一个字符触发 OnComm事件进行通信）

Dim compai As string //compai为车牌号串行数据缓冲变量 compai= compai+ msccommchepaiinput Iflen compai) >=4 then

//如果接收到的字符长度并且第3、个字符为""说明 车牌未识别

If mid compaii3，1)^'}" or mid compai4，1)=""

End If End If

If Len compai) <11 Then Exit Sub

//如果接收到的字符长度>11，

Call chepa(i compai)

//调用车牌转换程序 Compai^'"

End Sub

3.2.2称重仪表与上位机的通信。仪表以连续 方式向上位机发送数据，数据以ASCII方式输出， 每帧数据由8位ASCII组成，数据传送先低位后高位。

软件主要语句如下：

Private Sub msccommAcng_OnCamm)

//接收缓冲区每接收到一个字符就触发 OnComm事件进行通信）

Dim zhongcommin As string //zhongcommin为重量串行数据缓冲变量

If le]& zhongcommiri) < 16 then

^ongccmmi^^cngccmmin+ msccommzhonginput Else

For i=1 To Leil zhongcommin)

^ongliang=^uanhuan ^ongliang)

AongcommirW End Sub

其它外设与上位机的通信与此相似，关键是 要确定通信协议发送、接收数据的格式）。上位机 将接收到的数据通过管理软件处理显示在窗体的 合适位置上，也可以外接其它设备将数据对外显 示点阵大屏)。

4.上位机管理软件设计

4.1软件实现。本系统软件采用VB作为前台 开发环境，利用Access作为后台数据库。其功能 完善，便于管理。软件运行过程中，传送数据准确， 操作过程简单，维护方便，同时还可以随时根据需 要进行修改，大大提高了工作效率。软件主界面如 图2所示：

4.2软件功能。a与车牌识别器，射频卡读写器、称重仪表通信, 获得数据显示在主界面上; b.与点阵大屏通信, 对外显示重量值; c.与道闸控制盒通信, 控制道闸升降; d.通过视频采集卡采集图像,

在主界面上实时显示; e.磅单打印, 历史数据查询及查询结果打印; f.日报表、月报表、年报表及数据备份; g.对货物、提货单位、供货单位、运输单位名称及编号进行录入、修改和保存; h.设置密码对相关功能进行限制。

结束语: Windows 下基于串口通信的多媒体系统是一种新的尝试, 其主要优点在于将软硬件相结合, 自动获得车辆的各种信息, 很好的实现与中央上位机间的实时通信。数据及时上传上位机 , 便于数据的录入、管理和保存, 大大提高了工作效率。