一种矿山无人值守自动称重系统的制作方法

本发明涉及称重计量领域，尤其涉及一种矿山无人值守自动称重系统。

背景技术：

矿山企业磅房计量称重系统每天都要完成物资入库、矿石及精矿产品的入库计量等大量的计量工作，是企业管理的重要组成部分。计量管理是一项细致而复杂的工作，称重的数据是否真实可靠关系到企业的直接经济利益，数据的及时汇总、统计分析也为企业的经营与发展提供第一手的决策信息。

目前矿山企业的电子计量设备，一直停留在手工计量、人工读数、专人再汇总的层面上，存在着大量的管理漏洞及隐患，比如：毛石充当矿石，每天大量的手工填单使计算工作极易发生错误，车辆在上磅的过程中不规则的上磅方法改变称重数值，不同的车辆调换牌照或同一辆车重复上磅称重，车辆拉运非规定拉运的货物，更严重的还有内外勾结造假票及使用地磅遥控器改变称重数值等。对于这些隐患很多领导者与管理员并不知道，有时即使知道也不好及时发现和控制，无形中给企业造成了巨大的经济损失。如何将磅房称重有效的管理起来，建设一套符合自我需求的、先进的称重管理系统是十分紧迫和必要的。

传统矿山称重业务流程的具体操作过程如图1所示，具体步骤为：

s101：车辆上磅称重；

s102：人工检查车辆是否完全上磅；

s103：仪表显示称重数值(皮重)；

s104：手工填写车牌号、称重物品信息、皮重；

s105：车辆装载矿石或物资；

s106：车辆二次上磅称重；

s107：仪表显示称重数值(毛重)；

s108：核实车牌号、手工填写物品名称、日期、净重信息；

s109：司磅员根据填写的单据信息制作电子表格发给相关人员；

s110：仓管员核算；

s111：财务核算。

总结来说，保安、仓管员、司磅员等共同称量、监督。一般来说，保安负责监管物品的装载、称量监查；司磅员负责称量车辆的毛重、皮重，手工填写车号、单据；仓管员负责对物品数量的统计、核算并监督称量。

称重数据基本采用手工填写，包括车牌号、物品名称、日期、装载物净重(手工计算)；通过车辆两次上磅称重得出称重货物净重，手工填写单据，目前单据凭证：最后司磅员及相应部门负责人签字确认。

传统矿山称重存在的缺点与弊端如下：

(1)很多数据要手工填写，出现错误无法追溯：

目前手工填写车号、手工扣除皮重信息等，容易造成混淆，且不方便校队和查找。

(2)历史记录查询困难：

由于单据为手工填写，无电脑自动记录数据，一旦单据丢失将无法查找，并且也无法追溯当时的称量情况。

(3)人为因素容易出现漏洞：

人工检查车辆是否完全处于电子称台上，稍有偏差，将给公司带来一定的经济损失。

(4)数据统计、查询、核对困难：

相关业务人员对称重数据的统计困难，要手工对每张单据进行电脑录入，并且核查和校对也很麻烦、不便。

(5)管理人员无法进行数据的监督：

由于单据全部为人工手写，数据查询时无法对称重的原始数据进行查询、监督。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种矿山无人值守自动称重系统，以简化工作步骤，用计算机代替手工操作、记录，提高工作效率及工作的正确率。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种矿山无人值守自动称重系统，包括：多个称重系统工作站、多个放矿系统工控机、服务器、交换机、多个局域网客户端、信号塔、多个pc机以及多个智能手机，其中，多个称重系统工作站和多个放矿系统工控机分别经所述交换机连接至所述服务器；多个局域网客户端通过数据线直接连接至所述服务器；多个pc机和多个智能手机均为矿外设备，与具有无线数据发射与接收功能的所述信号塔形成无线连接，所述信号塔则以有线或无线的方式连接至所述服务器；

所述矿山无人值守自动称重系统还包括红外对射防作弊单元，其包括：设于称重所用的磅体两端的一对红外线对射仪、屏蔽信号线和开关量io卡，所述一对红外线对射仪通过所述屏蔽信号线连接至所述开关量io卡，所述开关量io卡连接至所述称重系统工作站；当所述红外线对射仪的红外线光束被阻挡时，所述红外线对射仪将信号发送到所述开关量io卡，所述称重系统工作站100从所述开关量io卡提取信号，当检测到报警信号后，系统禁止称重系统数据保存，称重流程终止；

所述矿山无人值守自动称重系统还包括rfid车牌自动识别系统，其中，所述rfid车牌设于运输用车辆上。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步地，所述矿山无人值守自动称重系统还包括视频监控与图像抓拍系统，其为独立的视频监控系统或与所述称重系统工作站集成为一体；

进一步地，系统内嵌软件为c/s与b/s相结合结构，包括：称重业务管理子系统、图像采集及存取子系统、系统控制子系统以及管理及维护子系统；

进一步地，所述称重业务管理子系统在所述称重系统工作站上进行，完成日常称重业务，是整个系统的核心部分，称重数据存储在sqlserver数据里；

进一步地，所述图像采集及存取子系统在所述放矿系统工控机上进行，完成图像的实时采集显示、抓拍及图像的存取，接受并执行来自系统控制子系统发来的指令，抓拍的静态图片同时存储到本地硬盘中；

进一步地，所述系统控制子系统在所述称重系统工作站上和所述局域网客户端上进行，为后台运行，或和称重业务管理子系统或管理及维护子系统一体化，用于监测车位，控制交通信号灯，向图像采集及抓拍系统发送指令，控制图像的实时显示及抓拍动作；

进一步地，所述管理及维护子系统在所述局域网客户端上进行，对所有称重数据及图像进行管理，随时查看业务进展场景及数据记录。

本发明的有益效果是：

(1)电脑打印数据，不能手工输入、修改和删除：

本系统可以自动采集称重仪表上的重量信息，可自动统计净重及总金额，可以实现计量单据的自动打印，毛重、皮重不能手工输入，都有计算机直接从称重仪表采集，杜绝人为因素的干扰。

(2)监控摄像拍录车辆称重照片：

磅房操作人员可以通过安装在称台周围的摄像头实时监控过磅现场，保存重量时可以把当时的现场图片一块儿保存下来，二次称重时可以调出第一次称重时的照片进行对照，在操作的过程中可以对过往的车辆及司机进行监督管理，杜绝司机的作弊行为。

(3)将数据存放于服务器，方便领导、相关人员监督、查询：

由于该系统具有联网功能，采用服务器、数据库的存储方式，安全可靠。从而实现数据和图像信息的共享，管理人员在办公室里就能看到各个磅房称重时现场的动态画面及实时数据信息，并可以对各个磅房的数据进行查询、统计、汇总。

(4)采用红外定位，避免人为等舞弊行为：

应用红外线车辆定位技术，在车辆不完全上秤时(导致了称量净重比实际重量小)，系统自动禁止读取称重数据，终止称重流程。从而有效控制车辆不法上秤的作弊行为，进而避免了经济损失，保护了企业利益。

(5)方便对数据进行统计分析及核查校对：

采购、物流、财务等部门对原材料、委外加工、废品的数量、金额上的业务处理和统计，同时也加强对其监控、核算功能。

(6)方便管理人员对地磅的查询、监管，即时获取信息：

该系统把实时图像信息和实时数据信息有机的结合在一起，实现有效的监控管理。在查询历史称重记录时，可同时调出当时的现场图片，并且有毛重，确保称重过程的准确可靠，透明、公正；同时可以减少信息层层上报的麻烦，缩短领导层获取信息的时间，从而堵塞管理漏洞，提高企业的管理水平，提高经济效益。

附图说明

图1为传统矿山称重业务流程的具体操作过程示意图；

图2为本发明的矿山无人值守自动称重系统的数据管理拓扑图；

在附图中，各标号所表示的部件名称列表如下：

100称重系统工作站

200放矿系统工控机

300服务器

301交换机

400局域网客户端

500信号塔

600pc机

700智能手机

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

首先，进行概括性地说明——

本发明的矿山无人值守自动称重系统主要包括：放矿端、称重端和查询端三部分，所述放矿端与所述称重端分别以有线或无线的方式连接至所述查询端，其中，

所述放矿端包括：放矿管理软件、工控机、摄像头、读卡器等，用于自动采集放矿点的放矿信息如车牌号、放矿时间、放矿地点、抓拍图像等，有光纤的情况下直接通过光纤传送到查询端的服务器进行保存，没有光纤的情况下，将放矿信息保存到现场工控机，定时上传到查询端的服务器；

所述称重端包括：称重管理软件、工控机、视频监控、射频卡、道闸、红绿灯、车牌识别等；

所述查询端为各部门分配不同的权限，可以查询与本部门有关的称重记录，具有数据分析和决策支持功能，分为c/s、b/s结构的领导查询子系统。

接下来，请参照图2所示，其为本发明的矿山无人值守自动称重系统的数据管理拓扑图。从网络的层面上来说，所述自动称重系统包括：多个称重系统工作站100、多个放矿系统工控机200、服务器300、交换机301、多个局域网客户端400、信号塔500、多个pc机600以及多个智能手机700，其中，

多个称重系统工作站100和多个放矿系统工控机200分别连接至所述服务器300，由于所述称重系统工作站100和所述放矿系统工控机200的数量众多，故在所述服务器300的前端设置所述交换机301，即，多个称重系统工作站100和多个放矿系统工控机200分别经所述交换机301连接至所述服务器300；

多个局域网客户端400通过数据线直接连接至所述服务器300；

多个pc机600和多个智能手机700均为矿外设备，与具有无线数据发射与接收功能的所述信号塔500形成无线连接，而所述信号塔500则以有线或无线的方式连接至所述服务器300，由此，多个pc机600和多个智能手机700分别经所述信号塔500连接至所述服务器300；

多个称重系统工作站100属于所述称重端，多个放矿系统工控机200属于所述放矿端，所述服务器300、所述交换机301、多个局域网客户端400、所述信号塔500、多个pc机600以及多个智能手机700则属于所述查询端。

优选地，本发明的矿山无人值守自动称重系统还包括红外对射防作弊单元；标准情况下，车辆前后轮完全在磅体上；然而若出现作弊的情况，则后轮不完全上磅，减轻车的重量，或者，前轮不完全上磅，减轻车的重量。所述红外对射防作弊单元的解决方案为：在磅体两端各安装一对红外线对射仪，通过屏蔽信号线连接到开关量io卡；当红外线光束被阻挡时，红外线对射仪将信号发送到开关量io卡，所述称重系统工作站100从开关量io卡提取信号，当检测到报警信号后，系统禁止称重系统数据保存，称重流程终止。

优选地，本发明的矿山无人值守自动称重系统还包括视频监控与图像抓拍系统，其在智能称重过程的应用总体可分为两种方式：(1)独立的视频监控系统；(2)和称重管理软件集成到一体的监控系统。

独立的视频监控系统又可分为不带硬盘录像的简单监控方式和带硬盘录像的复杂应用方式。带硬盘录像的系统需要一台配置较高的计算机，该系统能够把实时采集到的一路或多路图像显示到计算机屏幕上并将视频图像保存到硬盘上，用户可随时播放历史录像。不带视频录像的监控系统不需要计算机设备，配置成本较低，但是由于不能保存视频图像，历史图像信息也就无法查看。

本发明的视频监控和称重管理软件一体化的系统，既能实时显示视频图像，又能将抓怕到的称重时的即时图像保存到硬盘，保存到的硬盘的图像和称重记录是对应的。建议在地磅前后两端安装监控摄像机，用来抓拍车牌号及车内人员情况的图像，以及车辆是否上磅(可配置红外定位设备来确定车辆是否完全上磅)；在地磅顶部安装一部监控摄像机用来抓拍车辆中的物资是否卸完等；在磅房内安装一部监控摄像机用来监督地磅房过磅人员的过磅情况。其基本原理是：称重软件采集从摄像机传来的视频图像并将其显示在计算机屏幕上，当称重稳定时，系统抓拍当前图片保存到计算机硬盘。称毛重和称皮重分别对应一幅或多幅图像。在称重记录明细查询功能中可以查看每一条记录对应的图像。

优选地，本发明的矿山无人值守自动称重系统还包括rfid车牌自动识别系统；为了加强管理，更进一步堵住管理中的漏洞，本系统支持rfid射频卡管理功能，即引入成熟的rfid技术，实现供应商、中转地、客户方不需要传统纸质单据既可以进行信息传递，运输车辆玻璃上粘贴一张rfid卡用来识别车辆，同时配合车牌识别摄像机的识别车牌号进行比对，车牌不一致时报警，这样既可以杜绝车辆入场后更换拍照的漏洞也可以提高整个系统的自动化程度。rfid卡根据现场环境将在6-8米的范围内将可识别车辆，这样过磅数据是一个封闭的系统，确保了数据的准确性和可靠性，人为的作弊几率大大降低。

在本发明的矿山无人值守自动称重系统中，软件为c/s与b/s相结合结构，按功能可划分为以下几个子系统：称重业务管理子系统、图像采集及存取子系统、系统控制子系统以及管理及维护子系统。

1、称重业务管理子系统：在所述称重系统工作站100上进行，完成日常称重业务，是整个系统的核心部分，称重数据存储在sqlserver数据里。

2、图像采集及存取子系统：在所述放矿系统工控机200上进行，完成图像的实时采集显示、抓拍及图像的存取，接受并执行来自系统控制子系统发来的指令，抓拍的静态图片同时存储到本地硬盘中。

3、系统控制子系统：在所述称重系统工作站100上和所述局域网客户端400上进行，可设计为后台运行，也可设计为和称重业务管理子系统或管理及维护子系统一体化，主要功能为：监测车位，根据车位情况决定称重业务是否继续进行；控制交通信号灯，当汽车上磅后，控制红色信号灯点亮，当汽车下磅后，控制绿色信号灯点亮；向图像采集及抓拍系统发送指令，控制图像的实时显示及抓拍动作。

4、管理及维护子系统：在所述局域网客户端400上进行，对所有称重数据及图像进行管理，可以进行修改、删除等操作；可以随时查看任何一个磅房的业务进展场景及各类数据记录。

具体的操作过程为：

保安仍负责监管物品的装载、称量监查；若不需要精矿称重，可以取消司磅员，实现无人值守自动称重，若需要精矿称重，司磅员负责监督；车队通过查询客户端实现对矿内车辆每天、每周、每月、每年的数据进行查询和统计；选矿部门通过查询客户端实现对每天、每周、每月、每年的精矿过磅数据进行查询和统计；仓管员仍负责对物品数量的统计、核算并监督称量。

软件功能如下：

(1)称重管理

标准称重

标准称重主要用于一进一出或一出一进的使用情况；

第一次称量：

等待称车辆开到秤台停稳后，在栏中输入相关信息(如车牌号、货物名称规格等)。若空车则单击＜称皮重＞按钮。

单击＜保存＞按钮。

第二次称量：

操作员在主窗口输入车牌号后，系统将自动调入上次此车所称的皮重以及其他相关信息；

等待所要称的车开上秤台停稳后，单击＜称毛重＞按钮,系统将自动得出净重；

单击＜保存＞按钮；

系统将会把称重的数据记录保存到数据库中，用户可以看到刚才保存的记录已经由系统自动更新；

单击＜打印＞按钮打印计量单。

简单称重

第一次称量：

等待称车开上秤台停稳后，在栏中输入与本次称重有关的信息；

单击＜称重量＞按钮；

单击＜保存＞按钮；

把称重的数据记录保存到数据库中。

第二次称量：

操作员在主窗口输入车牌号后，系统将自动调入上次此车所称取的重量和其他的相关信息；

等待所要称的车开上秤台停稳后，单击＜称重量＞按钮；(系统将自动把两次所称的重量进行比较，大的为毛重，小的为皮重)

单击＜保存＞按钮；

系统将会把称重的数据记录保存到数据库中，用户可以看到刚才保存的记录已经由系统自动更新；

单击＜打印＞按钮打印计量单。

直接净重

主要用于一次称重，即直接称出净重；

在车牌号栏输入车牌号及与本次称重有关的其它信息；

等待所要称的车开上秤台停稳后，单击＜称重量＞按钮；

单击＜保存＞按钮，系统把称重的数据记录保存到数据库；

单击＜打印＞按钮，打印计量单。

(2)自动称重

第一步：预置车辆(即发放标签卡，写入车辆号码等一些信息到卡里)；

第二步：拿此卡到计量处刷卡进行过磅称重。

点击【称重管理】按钮，进入称重管理界面后选择【自动称重】；

秤台为空时，称重系统显示重量为零，入口红绿灯显示为绿灯；当车辆运行到地磅入口，入口道闸抬起栏杆并语音提示“请上秤”；车辆上秤时，如果没有完全停到秤台中间前端或者后端挡住红外，系统感应到会语音提示“请停到秤台中间”，车辆停到秤台中间，入口道闸落杆，两头红绿灯显示为红灯，此时语音提示“请刷卡”；刷卡采集车辆相应信息并保存称重重量和打印设置好的榜单，此时语音提示“车号123456重量为54854千克，称重完毕，请离开秤台”，同时进行监控抓图保存；出口道闸抬起栏杆，车辆离开秤台，出口道闸落杆，红绿灯显示为绿灯。

称重记录：记录下所称得的重量；

报表统计：可以打印日报表，周报表，月报表，季报表，年报表等；

(3)参数设置

1)录入设置，方便手动称重操作“货物名称”、“规格型号”等选择框；选中状态下，手动称重时会自动保留上一车录入的信息，省去了相同信息需要再次录入的麻烦；下拉框设置以及下拉预置车辆中的车号：用于手动称重时设置下拉框里的信息；如果信息固定可以使用预置词组，如果信息不固定使用最近信息。

2)登录设置，可设置为“开机自动登录windows”以及“开机自动运行称重软件”；

3)自动设置：其中，

“仪表重量设置”包括：零点值“0”，最小值“0”，最大值“99999999”；

“道闸设置”包括：上秤落杆延时“10”s，下秤落杆延时“5”s；

此外，在勾选“自动打印磅单”之后，磅单可自动打印出来；

字段管理：用于对基本信息进行修改或者扩展基本信息，字段包括：流水号、车牌号、货物名称、规格型号、净重、实际重量等；

磅单管理：根据客户要求自己选择适合自己的磅单，标准格式没有符合的，可以自己编辑磅单。

软件的特点有以下几点：

(1)快速的信息采集速度

通过rfid车牌自动识别模系统、红绿灯控制系统、红外防作弊系统、中央控制系统、视频监控系统等可实现快速称重，提高称重效率；

(2)轻而易举的界面操作

图像界面，轻松点击鼠标或按快捷键即可完成各种操作和统计查询，大部分数据窗口具备按任意字段排序的功能，定位信息方便快捷；

(3)简单方便的统计功能

可实现任意时间段内的统计查询，所有统计报表均由系统自动生成；

(4)安全可靠的技术

采用微波自动识别系统中电子标签提供了全球唯一的、不可更改的id号，这就从根本上消除了复制、伪造、作弊现象；

(5)阻塞人为操作漏洞

由于采取了自动读取数据的方式，所有过磅车辆均由计算机自动记录，免除了人工干预，自动记录数据、自动打印单据；

(6)功能体系

数据不稳定时禁止称量，将数据修改删除情况记录在案，每个功能的操作都有日志跟踪。提高企业物流管理的效率和效益，帮助企业向物流管理的科学化、规范化发展，给企业领导进行科学决策提供真实依据。

无人值守数据的处理：

车辆过磅后，系统自动生成称重记录，手工无法修改(净重＝毛重－皮重)，物品名称、运输单位、车牌号等可以在办卡的时候输入；单据打印只有在皮重、毛重完整的时候才能打印出来，系统在二次称量的时候，显示第一次称量的结果(皮重)，供选择、扣除，并与二次称量数据(毛重)一起打印出来。

投入产出分析：

地磅称重传统管理模式正常人员岗位人员配置为3个班次、每班两人，人员工资费用为6人×5万/年＝30万元(含五险一金)，系统建成后只需配置一名管理人员进行设备维护，管理人员费用为5万元(含五险一金)，每年可以减少管理人员费用25万元，项目总投资20万元，系统运行不到一年就回收投资。电子产品一般生命周期为5年，传统管理模式5年管理成本150万元，在系统生命周期内可以节约150万元-25万元＝125万元。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。