专利名称：：一种油罐车电子封签用的主机的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种油罐车电子封签用的主机，具体地说是GPS远程监控的油罐车电子封签主机。
背景技术：
：在油罐车运输油品在运输流转过程中的数质量管理以及如何防止运输途中的"跑冒滴漏"，一直是有待改进的技术。不足之处有第一传感器与感应头的有效感应要依赖于车辆出发前将油盖拧紧锁牢，在管理上，比较难于监督到是否拧紧到位，因而在非法开启出现时有三种可能一是实施了偷油事实而造成真正的非法开启报警，二是可能因为人为故意或疏忽大意没有将油口拧紧盖牢，而在运输途中因为震动将感应头与传感器分离，造成非法开启报警，三是虽然拧紧了，但是在运输途中因震动颠簸将油盖震松，感应头与传感器分离，而造成非法开启错误报警。这样，造成了非法开启的不唯一性，在管理上无法正确的判定责任归属。第二该机型属于接触型操作(如接触式卡操作)，存在被复制的可能，卡自然磨损与人为损坏难以界定明确，主机的坏损，也难以判定是人为原因还是非人为原因。第三除了目前电子封签传感器能监控的油口外，油罐车自身的改装缺陷仍然存在流失隐患，主要体现在(l)拆除进油口盖通过拆除进油口盖螺丝或破解物理铅封打开进油口；(2)拆除人孔盖通过拆除进油口人孔固定螺丝打开人孔的方式偷盗油；(3)拆除独立计量口通过拆除连接部位螺丝或破解物理铅封的方式偷盗油(插管抽油)；(4)拆除独立呼吸阀通过拆除连接部位螺丝或破解物理铅封；(5)拆除出油口法兰盘通过拆除法兰盘固定螺丝分解阀、管或松退螺丝让法兰盘漏油的方式偷盗油；(6)欧标口自身缺陷通过外力推挤欧标口阀面迫使阀门张开的方式偷盗(7)排污阀通过拆除排污阀封堵螺丝的方式偷盗油。
发明内容本发明的目的是提供一种油罐车电子封签用的主机，它能在恶劣环境下对油罐车阀门上安装的电子封签传感器进行阀门开关状态识别和授权RFID卡开关锁控制，对成品油运输环节进行程序化管控，全程记录电子封签车载系统的运行状态，同时可通过GPRS技术进行数据的实时传送，并可通过无线技术实现数据定点自动采集。本发明的技术解决方案是记录仪由单片机(1)、存储IC卡(8)、LED显示(7)、RS232模块(5)组成，单片机(1)执行数据的运算、记录和发送；所述的RS232模块(5)通过单片机(1)自带的UART串口和单片机(1)连接，进行串行数据收发负责通过串口收发数据，并且连接外部的车载GPS终端的GPRS模块，实现远程数据的收发；总线通讯模块(10)采用CAN总线与单片机(1)相连接，负责和总线盒的通讯，接收阀门开闭状态数据和下发施解封命令；总线通迅模块(10)将电子封签识别信号上报单片机(l)，单片机(1)通过LCD模块(6)显示报警信息、蜂鸣器(9)响报警、LED(7)灯亮报警；存储IC(8)记录单片机(1)传来的电子封签传感信息报警数据及施封或解封操作数据；无线模块(2)通过IIC总线与单片机(1)相连接，接收单片机发送过来的电子封签主机操作数据，然后通过433MHz公用无线频率把数据发给定点采集器，然后通过InterNet发送到中心服务器上；RFID射频模块3IIC总线与单片机(1)相连接，可实现RFID射频卡的读写操作，并把读写结果发送给单片机(l)，单片机根据结果对车载的电子封签传感器下达授权施解封命令；防爆电路(12)采用安全栅防爆电路，通过限流限压保障主机在爆炸性气体环境下安全工作；防爆电路(12)共有两路，一路连接电源系统(ll)，实现电源电路的安全保护；另一路连接RS232模块(5)，实现串口通讯的安全保护。本发明的工作原理是记录仪还包括安装在油阀上的数据采集模块、与数据采集模块相连接的单片机、与单片机相连接的IC卡接口、LED显示、RS232模块组成。所述的RS232模块上连接有GPRS模块。当主机在上电工作时，单片机(1)通过总线通讯模块(10)读取所连接的电子封签传感器的初始状态，并在LCD模块(6)上显示出来。之后进入工作状态。当油罐车装满油品要开始运输时，需要关好各阀门，然后用授权的RFID射频卡在本发明的RFID射频模块(3)上进行施封操作，即启动本发明的监控功能，此时单片机(1)读取到RFID射频模块(3)送过来的施封授权命令后，通过运算比对其有效性，若无效，则在LCD模块(6)上给以无效提示；若有效，则通过总线通讯模块(10)下发施封命令，对阀门上的电子封签传感器进行关锁操作。在此过程中若有阀门未关好，电子封签传感器识别后将通过总线通讯模块(10)上报给单片机(l)，单片机(1)通过LCD模块(6)做出提示，提示操作者重新施封直至施封成功。施封时单片机(1)将通过写操作把施封操作数据记录到存储IC(8)中，同时通过RS232模块(5)发送数据。当油罐车施封成功后，阀门已被锁死，这个时候油罐车就可以开始运输配送了。在运输配送途中，理论上由于阀门是锁死而无法打开的，若因人力或外力强行破坏电子封签传感器而打开阀门的话，本发明将会通过总线通讯模块(10)读取到相关信息，LCD模块(6)显示报警信息，同时蜂鸣器(9)声响报警，LED显示(7)灯亮报警；存储IC(8)记录该次报警数据，同时通过RS232模块(5)发送报警数据。当油罐车到达油站将要卸油时，需要用授权的RFID射频卡在本发明的RFID射频模块(3)上进行解封操作，即解除本发明的监控功能，单片机(1)读取到RFID射频模块(3)送过来的解封授权命令后，通过运算比对其有效性，若无效，则在LCD模块(6)上给以无效提示；若有效，则通过总线通讯模块(10)下发解封命令，对阀门上的电子封签传感器进行开锁操作。解封时单片机(1)将通过写操作把解封操作数据记录到存储IC(8)中，同时通过RS232模块(5)发送数据。本发明存储IC(8)所记录的数据称为运况数据，主要包括施封数据、解封数据和报警数据。本发明记录、发送运况数据时一般包括时间[由实时时钟(4)提供日期和时间信息]、地点、数据类型、操作者、阀门编号等。本发明可通过RS232模块(5)连接外部的车载GPS终端的GPRS模块把数据通过GPRS网络远程的方式上发给控制中心的服务器，或者也可通过本发明的无线模块(2)采用无线的方式定点自动采集到控制中心的服务器上。除了用授权的RFID射频卡对本发明进行施解封命令，也可采用远程的方式通过GPRS模块连接本发明的RS232模块(5)下发施解封命令。本发明的优点是能在恶劣环境下对油罐车阀门上安装的电子封签传感器进行阀门开关状态识别和授权RFID卡开关锁控制，对成品油运输环节进行程序化管控，全程记录4电子封签车载系统的运行状态，同时可通过GPRS技术进行数据的实时传送，并可通过无线技术实现数据定点自动采集。图1是本发明的电路原理方框图；图2是本发明的电路原理构造图；图3是本发明的电路原理构造图；图4是本发明的操作流程图。具体实施例方式根据图1、2、3、4所示，本发明在LED显示(7)，蜂鸣器(9)，电源系统(11)，LCD模块(6)芯片型号为(LCD128X64FV1)，实时时钟(4)芯片型号为(RS5C372A)的基础上，特别是记录仪由与单片机(1)芯片型号为(PIC18F6585TQFP64)相连接的存储IC卡(8)芯片型号为(24LC256)、LED显示(7)、RS232模块(5)芯片型号为(SP232EPE)组成，单片机(1)执行数据的运算、记录和发送；所述的RS232模块(5)通过单片机(1)自带的UART串口和单片机(1)连接，进行串行数据收发负责通过串口收发数据，并且连接外部的车载GPS终端的GPRS模块，实现远程数据的收发；总线通讯模块(10)芯片型号为(MCP2551T-E/SN)采用CAN总线与单片机(1)相连接，负责和总线盒的通讯，接收阀门开闭状态数据和下发施解封命令；总线通迅模块(10)将电子封签识别信号上报单片机(l)，单片机(1)通过LCD模块(6)显示报警信息、蜂鸣器(9)响报警、LED(7)灯亮报警；存储IC(8)记录单片机(1)传来的电子封签传感信息报警数据及施封和解封操作数据；无线模块(2)芯片型号为(CC1100)通过IIC总线与单片机(1)相连接，接收单片机发送过来的电子封签主机操作数据，然后通过433MHz公用无线频率把数据发给定点采集器，然后通过InterNet发送到中心服务器上；RFID射频模块(3)芯片型号为(M101/2AV)通过IIC总线与单片机(1)相连接，可实现RFID射频卡的读写操作，并把读写结果发送给单片机(l)，单片机根据结果对车载的电子封签传感器下达授权施解封命令；防爆电路(12)采用安全栅防爆电路，通过限流限压保障主机在爆炸性气体环境下安全工作；防爆电路(12)共有两路，一路连接电源系统(11)的防爆电路(12)之电源保护，实现电源电路的安全保护；另一路连接RS232模块(5)的防爆电路(12)之RS232模块保护，实现串口通讯的安全保护。—、流程图说明(1)司机在油库刷卡，验证身份；(2)身份验证通过后油库对车辆的所有油口进行解封，电子签封设备把解封信息传递给GPS系统；(3)油库装油參油库对车辆进行装油；參通过配送卡把油库的发货信息传送到电子签封硬件设备中；參油库把发货信息发送给ERP/零配系统；參ERP/零配系统通过接口发送给GPS系统。(4)施封出库5參装好油后油库工作人员对车辆油口进行施封，施封时要判断发货信息是否已成功发送到签封设备中；如果未能发送成功，则流程跳转到流程3的步骤。參施封成功后电子签封硬件设备把施封信息发送给GPS硬件设备；參GPS硬件设备通过GPRS网络把接收到的施封信息传递给GPS管理系统平台。(5)车辆离开油库，GPS系统检查车辆卸油口是否施封，如果没有施封则立刻进行报警(6)车辆到达油站后，用油站卡对指定卸油口进行解封；(7)电子签封设备检查是否有有效的发货信息，如果没有发货信息则请求GPS系统给该车辆发送发货信息參发送成功，则跳转到8;參发送不成功，则需要授权开启电子锁，流程跳到9。(8)电子签封设备根据解封卡中油站卡ID号与发货信息卸油口对应的油站ID号是否一致，来判断该趟车上的油是否送往该油站的參如果相符，则卸油，流程跳转到9;參如果不相符，则不能进行解封i把错误解封报警信息发送给GPS硬件设备；iiGPS硬件设备接收到后通过GPS网络传递给GPS管理系统平台，GPS管理系统平台保存错误解封报警信息，以供查询；iii重新并把油送往正确目的油站，流程跳转到6。(9)趟运油业务流程结束；(10)卸完油后，油站对车辆卸油口进行施封；(11)车辆离开油站，开往油库，GPS系统检查车辆油口是否处于施封状态，如果不是，则立刻进行报警；(12)流程跳转到1;(13)改封流程说明如果车辆在运输途中需要修改目的油站，则可以由ERP系统下发改封指令，把改封指令发送给GPS系统，GPS系统收到后发送给签封设备。二、对接数据协议和接口定义1电子封签和GPS硬件的透传协议(1)协议结构包头+设备类型+包类型+包内数据长度+数据内容+较验+包尾參整个协议总长度为256个字节，包头，包尾，设备类型，包类型，包长度均为一字节，所以此协议最多能传输内容长度为249个字节的数据包。建议不要超过240个字节。參包头与包尾均为0x21，S卩〃！〃号。參设备类型对于电子铅封设备而言是OxOA。參包类型为电子铅封设备传给终端的包类别字段(0x02)。參包内数据长度指明本包所携带的有效数据长度，以字节为单位。參数据内容，需要由终端转发给中心的数据。參较验为两个字节，负责较验从"设备类型"到"较验"前的内容，较验方式为较验和。[OO59](2)转义说明在本协议中，数据内容、较验、包类型、包内数据长度等均可能会出现与包头(包尾)一样的字符，为了避免混淆，需要进行转义，转义规则如下參当数据包长度或数据内容中出现0x21时，传输两个字节0x3DOxlC。即将0x21与0x3D进行异或，其值为OxlC，然后在OxlC前加上转义标识字符0x3D。參当数据包长度或数据内容中出现0x3D时，则在0x3D之后插入一个0x00，即实际传输字符为两个字节0x3D0x00。參无论是主机还是电子铅封设备，当数据接收者收到0x3D时，即将此字节扔掉，且将其后一个字节与0x3D进行异或。如收到0x3D0xlC，则将0x3D丢弃，然后用OxlC与0x3D进行异或，得到0x21。參转义不增加数据包长度，不参加较验和计算。參较验和是指对转义之前的数据包进行求和，故较验位也有可能需要进行转义。(3)透传指令与确认參终端发往电子铅封(注意此时的设备类型为0x00)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>參电子铅封发往终端<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>iii命令字段(Control)—-表示本数据帧的控制功能，如指明该数据是报警信息、设置信息、施解封操作信息、缓存信息等.具体的命令段编码方式见后；iv编码字段给一个块号，以便回应时能够辨认针对哪条信息；v信息字段(Info)—-表示本数据帧为了达到通讯目的而必须携带的数据信息.根据命令字段的不同，信息字段的长度可以为0字节到23字节.具体的信息字段内容与命令字段的编码关系见后；vi帧校验和(FrameCheckSum)—-用于校验链路上的传输错误，FCS校验从标志字段到FCS之前的所有字节，包含包头(Flag)，数据长度字段(Count)，命令字段(Control)，编码字段，信息字段(Info).校验方式采用和校验，即将上述字段进行累加计算，取最低字节。(3)命令列表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>(4)所有报文的回应格式一致如下16个字节包头(4字节)+数据长度(1字节)+命令字(1字节)+编号(2字节)+车牌号码(7字节)+校验(l字节)3GPS系统和ERP系统数据接口定义(l)GPS管理系统平台为了获取"车辆送货信息"，向中石化ERP/零配管理信息系统发送请求的数据格式<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>(2)石化ERP/零配管理信息系统向GPS管理系统平台返回的"车辆送货信息"数据格式<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>4发油系统和电子封签设置配送卡的数据接口定义<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>三、性能参数表<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>权利要求一种油罐车电子封签用的主机，它包括LED显示(7)，蜂鸣器(9)，电源系统(11)，LCD模块(6)，实时时钟(4)，其特征是记录仪由与单片机(1)相连接的存储IC卡(8)、LED显示(7)、RS232模块(5)组成，单片机(1)执行数据的运算、记录和发送；所述的RS232模块(5)通过单片机(1)自带的UART串口和单片机(1)连接，进行串行数据收发负责通过串口收发数据，并且连接外部的车载GPS终端的GPRS模块，实现远程数据的收发；总线通讯模块(10)采用CAN总线与单片机(1)相连接，负责和总线盒的通讯，接收阀门开闭状态数据和下发施解封命令；总线通迅模块(10)将电子封签识别信号上报单片机(1)，单片机(1)通过LCD模块(6)显示报警信息、蜂鸣器(9)响报警、LED(7)灯亮报警；存储IC(8)记录单片机(1)传来的电子封签传感信息报警数据及施封或解封操作数据；无线模块(2)通过IIC总线与单片机(1)相连接，接收单片机发送过来的电子封签主机操作数据，然后通过433MHz公用无线频率把数据发给定点采集器，然后通过InterNet发送到中心服务器上；RFID射频模块(3)通过IIC总线与单片机(1)相连接，可实现RFID射频卡的读写操作，并把读写结果发送给单片机(1)，单片机根据结果对车载的电子封签传感器下达授权施解封命令；防爆电路(12)采用安全栅防爆电路，通过限流限压保障主机在爆炸性气体环境下安全工作；防爆电路(12)共有两路，一路连接电源系统(11)，实现电源电路的安全保护；另一路连接RS232模块(5)，实现串口通讯的安全保护。全文摘要本发明涉及一种油罐车电子封签用的主机，它用于油品封签，它公开了由LED显示(7)，蜂鸣器(9)，电源系统(11)，LCD模块(6)，无线模块(2)，防爆电路模块(12)，RFID射频模块(3)，实时时钟(4)，RS232模块(5)，单片机(1)，总线通讯模块(10)，存储IC(8)，组成的油罐车电子封签系统。本发明的优点是能在恶劣环境下对油罐车阀门上安装的电子封签传感器进行阀门开关状态识别和授权RFID卡开关锁控制，对成品油运输环节进行程序化管控，全程记录电子封签车载系统的运行状态，同时可通过GPRS技术进行数据的实时传送，并可通过无线技术实现数据定点自动采集。文档编号G07C11/00GK101794471SQ20101010362公开日2010年8月4日申请日期2010年1月28日优先权日2010年1月28日发明者邓万全申请人:中国石油化工股份有限公司