用于计量防控的智能防控方法与流程

本发明涉及地磅防控领域，具体涉及一种用于计量防控的智能防控方法。

背景技术：

目前所有涉及钢材、煤炭、水泥等需要对货物进行称量的企业和工厂都会使用地磅来计量。但是现在有些不法之徒在利益的驱使下，不惜重金研发出可以遥控地磅的装置，让显示的数据可以增加也可以减少，从而达到牟取暴利的目的。

地磅主要是利用一个压片式传感器（或者说应变计电桥、重量传感器或称重传感器等）将测得的重量，转化成电量传输到单片机中，再由单片机驱动一显示设备，将重量显示出来。不法分子通过在压片式传感器与单片机之间，偷装一个接收装置，改变地磅内的信号传输，通过遥控器，实现作弊。

针对这种情况，现在越来越多的企业在采购地磅之后，都会再采购一套防止地磅被遥控的仪器，以保证地磅工作时的准确性，这样的仪器一般被称为计量防控仪，其防控方法是发射与作弊器同样频率的电磁波，对作弊器的信号进行干扰，以避免地磅被作弊器遥控而篡改地磅的计量数值。

较为原始的地磅作弊器，多是发射固定频率的无线电改变地磅的称重结果，如315mhz或433mhz。后来，针对这种固定频作弊的情况，市面出现了发射固定频的计量防控仪。随着技术的发展现在的作弊者，大多是通过改变发射频率，采用变频发射无线电的方法，绕开干扰较大的频率（固定频）范围，以达到作弊的目的。

针对现在变频发射无线电作弊的情况，我司提交过名称为“计量防控仪”的实用新型专利，该方案中，通过设置接收模块与调频发射模块相配合，即接收模块接收环境中的变频（或者说调频）信号，经过处理模块处理后，让调频发射模块发射与其频率相同的电波进行干扰。但是在实践中，我们发现了一个新的问题，接收模块事实上只能接收到一定范围内的频率信号，想要依靠一个接收模块实现100-1000mhz这个较大范围频率的电波的监测、屏蔽，事实上是很难在这个范围内实现扫描接收的。

原有的设计，主要是依靠用户通过在计量防控仪中输入各类配置文件，达到更改接收模块的参数（如电感、阻抗等），实现宽频段（100-1000mhz）范围的电波信号接收的目的，但是用户反映，手动加载配置文件的操作过于复杂，接收模块的参数从出厂就很少改变。因此，我们就想到能否将一种能够自动在宽频段（100-1000mhz）范围内自动扫描（监测）的接收模块加入到我们的计量防控仪中，在查阅相关文献后，发现类似方法非常少，主要是，现在的天线的处理模块大多依靠单片机，但是现有的单片机的处理能力有限，在既要负责驱动显示模块又要执行扫描命令时，会由于配置文件过多，在一个较宽的频带范围内，扫描速度非常慢。并且在现在的环境中，由于我们所处的空间环境中存在大量的干扰的电波信号，如果不能有效的将其排除，极易出现误报的情况。

针对这种情况，现在急需一种能够提高扫描速度、减少误报的用于计量防控的智能防控方法。

技术实现要素：

本发明针对现有的计量防控仪在执行100-1000mhz频带宽度的扫描时，扫描速度慢、容易出现误报的技术问题，提供了一种用于计量防控的智能防控方法。

本发明提供的基础方案为：用于计量防控的智能防控方法，包括如下步骤：

扫描接收步骤，将目标频带宽度内的电波信号分隔成至少两个信号频段，设置与信号频段相应的调频接收模块，调频接收模块分别周期性的对相应信号频段内的电波信号进行连续采样接收，每个调频接收模块分别连接有对应的处理模块，处理模块分析对应的调频接收模块接收到的信号强度，当某一频率的电波信号强度超过阈值时，处理模块对该点值的频率的电波信号进行分析处理；

扫描确定步骤，若该整数值的频率的电波信号长期存在，则判定该整数值的频率的电波信号为环境干扰，下一周期不对该整数值频率的电波信号进行采样接收；若该整数值的频率信号仅在地磅称重时存在，则判定该整数值的频率的电波信号为作弊信号；

干扰防控步骤，处理模块将作弊信号的频率发送到发射模块，发射模块发射与作弊信号频率相同的干扰信号；

干扰确定步骤，将地磅的重量传感器分别与复查处理模块和单片机连接，在重量传感器与单片机之间设置有存储模块，存储模块将每次重量传感器称量的结果记录，在监测到作弊信号后，单片机将接收到的重量传感器的信号传递到复查处理模块，复查处理模块分别接收重量传感器与单片机的反馈数据，若反馈数据一致则干扰信号有效，若反馈数据不一致则证明称重结果被修改；

报警提示步骤，若出现称重结果不一致的情况，复查处理模块将该结果反馈给报警模块，报警模块发出声光报警，以提醒使用者。

本发明的原理及优点在于：在扫描接收步骤中将接收的目标频带（100-1000mhz）宽度内的电波信号分隔成多个频段，设置与分隔后频段相对应的调频接收模块，调频接收模块分别对其对应频段内的电波信号进行接收。现有设计中是设置的一个调频接收模块，接收能力，扫描速度均有限，在本方案中，多个调频接收模块就不同的频段，分别进行接收，降低了扫描时间，提高了扫描接收的速度。

在扫描确定步骤中，由于我们所处的环境都一直是有电波信号的，如果我们的计量防控仪在运行中，不能识别出作弊者遥控器的控制信号和环境干扰，那么这个计量防控仪根本就不能够达到较好的防控效果。因此，在本方案中，加入了识别环境干扰的功能，此功能不像现有的计量防控仪那样需要手动输入，而是通过对比，寻找到环境干扰的信号的频率，在调频接收模块接收时，避开这个频率，一方面减小了扫描的工作量。另一方面，即便有的作弊者采用了这个频率，发射电波信号进行作弊，但是由于环境干扰的存在，作弊者也是难以作弊成功。因此在扫描接收步骤中，也指明了信号强度要超过阈值，即这个阈值以下的电波信号强度弱，传递遥控信号困难。超过阈值的环境干扰信号（在以后的接收中，不会再接收，该环境干扰信号即等同于该整数频率有一个大功率的发射模块，不停的向外发射干扰信号），作弊信号也会被该环境干扰信号所干扰。

干扰防控步骤，是将作弊信号识别出来后，发射模块发射与作弊信号频率相同的干扰信号，对作弊信号进行干扰。

干扰确定步骤，是为了确定干扰已经生效，或者说数据未被篡改。因此，采用了复查处理模块，在正常情况下，地磅的设计如背景技术说的那样，是不存在复查模块的，因此复查模块是后期加装的。作弊者对数据的篡改，主要集中在重量传感器与单片机之间，因此我们将重量传感器分别与单片机和复查处理模块连接，这样就存在两个信号通路，在重量传感器与单片机的信号通路被篡改后，复查处理模块能够及时发现，然后进行报警提示。

本发明用于计量防控的智能防控方法，一是将目标频带宽度内的电波信号分隔成多个频段，让多个调频接收模块分别接收，与现有技术仅设置一个调频接收模块相比，提高了扫描接收的速度；二是智能的识别出环境干扰信号，并且忽略对环境干扰信号的接收，降低了采样点，从而达到提高采样速度的目的；四是复查处理模块能够确定干扰生效，防止数据被篡改。

进一步，扫描接收步骤中，采样接收的采样点为整数点值。换个表述方式，采样点虽然严格说来不连续，但是采样点是连续的整数值。这样既能够达到一个较宽频段内的信号接收，并且也提高了接收速度。即在采样次数相同的情况下，本方案中接收的频段宽度会明显优于现有技术。

进一步，在干扰确定步骤与报警提示步骤之间，还包括高压防护步骤，在复查处理模块确定称重结果被修改后，存储模块、单片机以及重量传感器的两端分别接地，在重量传感器与存储模块、存储模块与单片机之间的电路用压电陶瓷进行高压刺激。压电陶瓷说得通俗一点就是电子打火机中的电子点火装置，该装置能够产生上万伏特的高压，但是电流小，对人体基本无害，在本发明中，加入这个装置，是因为，现有的作弊的接收器大多安装在重量传感器与单片机之间，因此在监测到数据被篡改后，启动这个装置，能够损坏接收装置中的芯片或电容等，并且由于接地的原因，重量传感器、单片机以及存储模块都不会被损坏。

进一步，在扫描接收步骤中，将100-1000mhz频带宽度内的电波信号分隔成三个信号频段，设置与信号频段相应的三个调频接收模块。经过我们实验仿真以及样机测试，我们发现均分为三个频段，能够兼顾成本与扫描速度。

进一步，存储模块中的结果记录在超过存储模块的存储上限后，自动将距离当前时间最久的信息删除。能够让存储模块正常运行，并且方便用户以后调用数据核对历史称重信息。

进一步，选取一个中央处理模块，将与每个调频接收模块对应的处理模块分别与中央处理模块连接，让中央处理模块连接显示模块，显示模块显示当前被判定为环境干扰的信号的频率。设置一个中央处理模块能够让各个调频接收模块工作更加协调，避免出现多个调频接收模块同时要求发射模块发射不同频率的干扰信号一样。

进一步，在扫描确定步骤中，长期存在的判断标准是，至少三个调频接收模块的接收周期均有该频率的电波信号存在，并且该电波信号存在时，复查处理模块接收到重量传感器与单片机的反馈数据一致。这样的判断标准能够更加准确的判定环境干扰的电波信号的频率。

附图说明

图1是本发明用于计量防控的智能防控方法实施例1的步骤流程图；

图2是实施例1实现本发明方法的系统的模块框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

实施例1基本如附图1所示：用于计量防控的智能防控方法，包括如下步骤：

扫描接收步骤，将目标频带（100-1000mhz）宽度内的电波信号分隔成三个分隔信号频段，设置与信号频段相应的三个调频接收模块，调频接收模块分别周期性的对相应信号频段内的电波信号进行整数值的连续采样接收。连续整数值可以理解为，将100-1000mhz分为901个整数值，每个调频接收模块，仅分别周期性的接收这300个（或者301个）整数值频率的电波信号。每个调频接收模块分别连接有对应的处理模块，处理模块分析对应的调频接收模块接收到的信号强度，当某一整数点值频率的电波信号强度超过阈值时，处理模块对该点值的频率的电波信号进行分析处理。扫描接收步骤主要是对自然环境中的电波信号进行调频式的监测，即监测自然环境中的电波信号。

扫描确定步骤，若该整数值的频率的电波信号在三个接收周期内均存在，则判定该整数值的频率的电波信号为环境干扰，下一周期（第四个扫描周期）不对该整数值频率的电波信号进行采样接收；若该整数值的频率信号仅在地磅称重时（或者说工作时）存在，则判定该整数值的频率的电波信号为作弊信号；

干扰防控步骤，处理模块将作弊信号的频率发送到发射模块，发射模块发射与作弊信号频率相同的干扰信号；

干扰确定步骤，将地磅的重量传感器分别与复查处理模块和单片机连接，在重量传感器与单片机之间设置有存储模块，存储模块将每次重量传感器称量的结果记录，在监测到作弊信号后，单片机将接收到的重量传感器的传递到复查处理模块，复查处理模块分别接收重量传感器与单片机的反馈数据，若反馈数据一致则干扰信号有效，若反馈数据不一致则证明称重结果被修改；

报警提示步骤，若出现称重结果不一致，复查处理模块将该结果反馈给报警模块，报警模块发出声光报警，以提醒使用者。

具体使用时：在扫描确定步骤中，由于我们所处的环境是都一直有电波信号的，如果我们的计量防控仪在运行中，不能识别出作弊者遥控器的控制信号和环境干扰，那么这个计量防控仪根本就不能够达到较好的防控效果。因此，在本方案中，加入了识别环境干扰的功能，此功能不像现有的计量防控仪那样需要手动输入，而是通过对比，寻找到环境干扰的信号的频率，在调频接收模块接收时，避开这个频率，一方面较小了扫描的工作量。另一方面，即便有的作弊者采用了这个频率，发射电波信号进行作弊，但是由于环境干扰的存在，作弊者也是难以作弊成功。

因此在扫描接收步骤中，也指明了信号强度要超过阈值，即这个阈值就是以下的电波信号就是信号强度弱，传递遥控信号困难。超过阈值的环境干扰信号（在以后的接收中，不会再接收，该环境干扰信号即等同于该整数频率有一个大功率的发射模块，不停的向外发射干扰信号），作弊信号也会被该环境干扰信号所干扰。

为实现上述方法，还公开了一种用于计量防控的智能防控系统，包括：

调频接收模块，调频接收模块的数量为三个，分别周期性的对分隔信号频段内的电波信号进行连续整数值采样接收。调频接收模块可以用深圳市南山光大佳廉电子有限公司生产的型号为gd-fsk8a的调频接收模块，通过不同的参数设置，以达到对100-1000mhz的范围内整数值频率信号的覆盖性接收。

处理模块，处理模块的数量为三个，分别与调频接收模块连接，处理模块分析对应的调频接收模块接收到的信号强度，当某一整数点值频率的电波信号强度超过阈值时，处理模块对该点值的频率的电波信号进行分析处理，若该整数值的频率的电波信号在三个接收周期内均存在，则判定该整数值的频率的电波信号为环境干扰，下一周期（第四个扫描周期）不对该整数值频率的电波信号进行采样接收；若该整数值的频率信号仅在地磅称重时（或者说工作时）存在，则判定该整数值的频率的电波信号为作弊信号。处理模块可用pic单片机，或者松翰单片机（sonix），这两款单片机做处理模块的抗干扰性非常好。此处仅需要的对处理能力要求不高，但是对抗干扰能力要求较高。本实施例中采用的是pic单片机。

发射模块，处理模块将作弊信号的频率发送到发射模块，发射模块发射与作弊信号频率相同的干扰信号。发射模块的话需要有变频或者说调频发射的功能，可采用泉州荣盛达通信技术有限公司生产的变频发射模块。

存储模块，存储模块设置在重量传感器与单片机之间，存储模块将每次重量传感器称量的结果记录，存储模块中的结果记录在超过存储模块的存储上限后，自动将距离当前时间最久的信息删除。存储模块的话可以通过存储器实现。

复查处理模块，三个处理模块分别与复查处理模块连接，复查处理模块用于协调三个处理模块（主要是为了方便用户整体控制，并且为了整体把握本系统的运行状态），复查处理模块分别与重量传感器、单片机连接，单片机将接收到的重量传感器的传递到复查处理模块，复查处理模块分别接收重量传感器与单片机的反馈数据，若反馈数据一致则干扰信号有效，若反馈数据不一致则证明称重结果被修改。可用pic单片机，或者松翰单片机（sonix），这两款单片机做处理模块的抗干扰性非常好。此处仅需要的对处理能力要求不高，但是对抗干扰能力要求较高。本实施例中采用的是pic单片机。

报警模块，复查处理模块将该结果反馈给报警模块，若出现称重结果不一致，报警模块发出声光报警，以提醒使用者。报警模块可以用蜂鸣器、led灯、发光二极管等实现。本实施例中采用的蜂鸣器和发光二极管。

实施例2

与实施例1相比，不同之处仅在于，在干扰确定步骤与报警提示步骤之间，还包括高压防护步骤，在复查处理模块确定称重结果被修改后，存储模块、单片机以及重量传感器的两端分别接地，在重量传感器与存储模块、存储模块与单片机之间的电路用压电陶瓷进行高压刺激。

在本实施例中，还公开了一种为实现上述方法的系统，与实施例1中的系统相比，不同之处仅在于，还包括高压防护模块，高压防护模块设置在重量传感器与存储模块、存储模块与单片机之间的电路上，在复查处理模块确定称重结果被修改后，存储模块、单片机以及重量传感器的两端分别接地。压电陶瓷说得通俗一点就是电子打火机中的电子点火装置，该装置能够产生上万伏特的高压，但是电流小，对人体基本无害，在本发明中，加入这个装置，是因为，现有的作弊的接收器大多安装在重量传感器与单片机之间，因此在监测到数据被篡改后，启动这个装置，能够损坏接收装置中的芯片或电容等，并且由于接地的原因，重量传感器、单片机以及存储模块都不会被损坏。

实施例3

与实施例1相比，不同之处仅在于，选取一个中央处理模块，具体的信号可选用现有pc电脑的i3系列的处理芯片，再加上一些外围电路，当然本实施例中，采用的是pc电脑，每个调频接收模块对应的处理模块分别与pc电脑连接，让pc电脑连接显示模块，显示模块显示当前被判定为环境干扰的信号的频率。设置一个pc电脑能够让各个调频接收模块工作更加协调，避免出现多个调频接收模块同时要求发射模块发射不同频率的干扰信号一样，这样就可利用pc电脑的计算能力。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。