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      一種新型糧食企業(yè)智能稱重系統(tǒng)的設(shè)計

      發(fā)布時間:2020-10-12 13:45:04 |來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

      在糧食企業(yè)中地磅稱量是最為核心的環(huán)節(jié)之一,它涉及原糧收購入庫、產(chǎn)品副產(chǎn)品及原糧出庫、原糧的倉內(nèi)移庫等稱重工作以及相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)報表的產(chǎn)生,在整個糧食企業(yè)中占有核心地位,糧食企業(yè)的所有數(shù)據(jù)來源都是磅房(目。目前很多企業(yè)主要是采用普通的地磅加上簡易儀表和大屏幕顯示,由員工手工記錄毛重、皮重然后再根據(jù)扣量情況手工計算出凈重,最后將得到的凈重由手寫票據(jù)留存和分送到司機(jī)、倉儲及財務(wù),工作效率低、數(shù)據(jù)精確度低,同時隱含著很多人為漏洞陽1。特別是糧食企業(yè)在夏秋之際收購糧食之時,因有連續(xù)不斷的大量汽車排隊等候稱重交糧,更易出現(xiàn)各種人為作弊因素。

      本文針對企業(yè)需求設(shè)計了一種新的具有智能輔助手段的糧食稱重系統(tǒng)以提高工作效率,減少誤差,減少漏洞等具有重要意義。本系統(tǒng)在VisualStudio2008開發(fā)環(huán)境下采用C#語言為開發(fā)工具,結(jié)合了紅外對射定位和圖像輔助識別等手段,設(shè)計了一套具有較強(qiáng)的防作弊功能的稱量綜合信息管理系統(tǒng),且具有較強(qiáng)的防差錯出現(xiàn)能力。
      1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
      該系統(tǒng)主要是由稱重數(shù)據(jù)子系統(tǒng)、紅外定位子系統(tǒng)、智能圖像輔助子系統(tǒng)和與信息數(shù)據(jù)中心其他各子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換等部分組成。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。稱重數(shù)據(jù)釆集子系統(tǒng)主要通過KLDC數(shù)字傳感器將重量數(shù)據(jù)釆集并送入計算機(jī);紅外對射對位子系統(tǒng)主要檢測車輛是否正確地停到了地磅的有效位置;圖像智能輔助子系統(tǒng)負(fù)責(zé)對稱重車輛拍照并以二進(jìn)制的形式與重量數(shù)據(jù)一起保存到數(shù)據(jù)庫,同時將錄像信息傳送到視頻服務(wù)器以便作為出現(xiàn)事件追溯時的參考依據(jù);為防止司稱員在電腦上操作的車輛號碼與正在稱重的車輛不匹配的情況發(fā)生對車牌號進(jìn)行分割識別進(jìn)行輔助。

      稱重系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

      圖1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖
      Fig.1Systemstructurediagram

      2稱重儀表的數(shù)據(jù)采集
      地磅稱量釆用的寧波某傳感器制造有限公司的D20Q1C稱重儀表,該儀表釆用15芯RS232插座作為通信接口,串行通訊與外墻指示屏幕接口共用插座。串行通信采用ASCII碼格式,所有數(shù)據(jù)均為ASCII碼。波特率被設(shè)定為4800b/s,每組數(shù)據(jù)由10位組成,第1位為起始位,第10位為停止位,中間8位為數(shù)據(jù)位。每幀數(shù)據(jù)共由8組組成(包括小數(shù)點),數(shù)據(jù)傳送先低位后高位,每幀數(shù)據(jù)間有一組是分隔符"=”,發(fā)送數(shù)旃為當(dāng)前顯示稱重值,如當(dāng)前顯示稱重重量為188.5,連續(xù)發(fā)送5.88100=5.88100=……。如當(dāng)前顯示稱重重量為-1885,連續(xù)發(fā)送.58810-=.58810-=……。軟件設(shè)計中采用C#中的SerialPort類讀取儀表的數(shù)據(jù)。SerialPort類有兩種工作方式:線程實時讀串口和事件觸發(fā)方式實現(xiàn)。由于線程實時讀串口的效率不是十分高效,并且資源消耗相對較大,因此比較好的方法是事件觸發(fā)的方式。本文釆用事件觸發(fā)的方式,當(dāng)串口的讀緩存有數(shù)據(jù)到達(dá)時則觸發(fā)DataReceived事件叫程序接收到數(shù)據(jù)后,通過以"="為分隔符,分割從緩存區(qū)讀到的數(shù)據(jù),將分割的數(shù)據(jù)倒序后存入數(shù)組,若分割后的數(shù)據(jù)長度不等于7或者不為數(shù)據(jù)類型則視為錯誤數(shù)據(jù)并予以丟棄。關(guān)鍵代碼如下:varresult=newbyte[serialPortl.BytesToRead];//緩存區(qū)大小SerialPortl.Read(result,0,serialPortl.BytesToRead);從緩存區(qū)讀取數(shù)據(jù)
      seriaIPortLDiscardInBuffer();//W空緩存區(qū)
      tempStream=Encoding.bTF8.GetString(result);//轉(zhuǎn)化為UTF8格式
      string[]single=tempStream.SplitC/);//以為分割符分割數(shù)據(jù)for(inti=0;i &&single[i].EndsWith(”=”))}〃驗證每一個分割的數(shù)據(jù)包的格式是否完整
      if(tempStream.Length!=7II!tempStream.EndsWith(tt=")){•••)〃數(shù)據(jù)合法時進(jìn)行對數(shù)據(jù)包分割
      tempStream=tempStream.Substring(0,6);〃再次分割得到需要的數(shù)據(jù)
      if(!App.IsNumeric(tempStream)){…}//驗證是否為數(shù)字
      for(inti=tempStream.Length-1    >-1;i一一){tl+=temp-
      ,Stream[i].ToString();}//取倒序得到最終重量數(shù)據(jù)
      經(jīng)過以上對數(shù)據(jù)過濾即可得到正確的重量數(shù)據(jù),遞交給上層的稱重管理系統(tǒng)處理后以浮點型數(shù)據(jù)格式存儲到數(shù)據(jù)庫中。但由于地磅的表面積較大,大風(fēng)天氣會出現(xiàn)獲取到的數(shù)據(jù)不穩(wěn)定的情況,若系統(tǒng)檢測到重量數(shù)據(jù)不停地在某個數(shù)據(jù)間浮動則系統(tǒng)不能稱重,以免引起糾紛,只有當(dāng)獲取的數(shù)據(jù)穩(wěn)定在某個數(shù)據(jù)上時系統(tǒng)自動解除鎖定可以稱重或進(jìn)入手糸模式。利用輸入輸出接口卡的動態(tài)鏈接庫中提供的函數(shù)同步釆集到光隔開關(guān)的狀態(tài),當(dāng)車輛未完全停在磅臺上時,前后左右4對紅外對射器紅外線會未被阻斷,此時稱重管理軟件處于鎖定狀態(tài),同時大屏幕提示“車輛未停好”,并且不能采集儀表數(shù)據(jù)。
      3紅外定位子系統(tǒng)
      系統(tǒng)配備4對型號為:YK-QH3-X三光束紅外對射的紅外對射裝置,分別安裝在磅臺的前部、后部,和左右兩側(cè),如圖2所示氣當(dāng)車輛未完全停在磅臺上紅外對射器的接收端不能接收發(fā)送端發(fā)出的紅外線,計算機(jī)利用輸入輸出接口卡的動態(tài)鏈接庫中提供的函數(shù)同步釆集到光隔開關(guān)的狀態(tài),當(dāng)車輛未完全停在磅臺上時,前后左右4對紅外對射器紅外線會未被阻斷,此時稱重管理軟件處于鎖定狀態(tài),同時大屏幕提示“車輛未停好”,并且不能釆集儀表數(shù)據(jù)。

      紅外定位于系統(tǒng)示意圖

      圖2紅外定位于系統(tǒng)示意圖

      Fig.2Schematicdiagramoftheinfraredpositioningsubsystem

      4視頻監(jiān)控子系統(tǒng)
      地磅房配備了4臺??低旸S-2AF1-535-B型的攝像頭,分別安裝在磅臺的前部、后部、上部和磅房外側(cè)。司稱員通過軟件可觀看車輛上磅情況、車輛的車牌號、革斗里有沒有其他物品,領(lǐng)導(dǎo)也可通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)看現(xiàn)場。系統(tǒng)將稱重現(xiàn)場的視頻錄制下來通過網(wǎng)絡(luò)保存到視頻服務(wù)器上,同時軟件結(jié)合在稱重流程的控制下,可在適當(dāng)時候?qū)ΨQ重現(xiàn)場進(jìn)行多次多角度抓拍,抓拍圖像與稱重數(shù)據(jù)一同保存在數(shù)據(jù)庫,以便產(chǎn)生糾紛時提供有效的證據(jù)。
      稱重汽車牌照自動識別技術(shù)主要是因為收糧期間交糧車輛會大量排隊稱重,為防止部分車輛錯誤稱量造成混亂而設(shè)計。對于部分無牌農(nóng)用車輛該功能不啟動。待車輛停在適當(dāng)位置后,攝像機(jī)抓拍一張圖像,先對圖像進(jìn)行預(yù)處理,包括RGB圖像的灰度化、灰度拉伸,再通過基于CA5DA與Bemsen的二值化改進(jìn)算法對車牌圖像進(jìn)行快速有效的二值化處理,然后采用了基于邊緣檢測的車牌校正方法,對車牌圖像進(jìn)行傾斜校正。最后對校正的車牌進(jìn)行字符分割,根據(jù)車牌字符的排列規(guī)律和字符的兒何特征,釆用基于投影的號符分割改進(jìn)算法實現(xiàn)車牌字符的準(zhǔn)確分割和識別氣
      經(jīng)過以上步驟得到正確的車牌號碼后隨重量數(shù)據(jù)一起存入數(shù)據(jù)庫,當(dāng)車輛去皮重時,車牌號匹配系統(tǒng)將識得的車牌號提交給稱重管理系統(tǒng),稱重管理系統(tǒng)根據(jù)這個車牌號從SQLSERVER2008數(shù)據(jù)庫中査找匹配信息,若成功匹配則進(jìn)入正常稱重模式,若匹配失敗則不匹配并進(jìn)入鎖定狀態(tài),必須清除鎖定原因后方可正常稱重,或者進(jìn)入超級管理員權(quán)限解除鎖定來排除車牌號由于磨損或過于模糊不能正常識別的情況。
      5系統(tǒng)操作
      操作人員首先打開稱重管理系統(tǒng)登錄界面,系統(tǒng)將首先自動連接數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,然后由司稱員輸入用戶名及密碼,在輸入正確的情況下才能進(jìn)入系統(tǒng)。在默認(rèn)情況下,系統(tǒng)將自動讀取安裝目錄下的xml配置文件中的信息完成串口的連接。若連接成功,此時系統(tǒng)自動生成單號,格式為年月日加一個5位數(shù)的自增序號,如2011101100003則表示2011年10月11日的第3輛車的稱重信息,若失敗則彈出報警提示信息。稱量時系統(tǒng)通過下位機(jī)稱重模塊完成車輛的稱重,并將毛重、皮重、凈重等重量信息通過串口傳送至上位機(jī);軟件完成毛重.皮重、凈重等數(shù)據(jù)完整性判斷后,獲得稱重結(jié)果,最后通過最終的扣量算法得到最終的凈重,扣量主要包括雜質(zhì)扣量和包裝扣量,打印、保存相關(guān)數(shù)據(jù).完成稱重。總扣量的計算公式為:總扣量=(毛重-皮重)x扣量+加扣量+包裝扣量規(guī)格x包裝個數(shù)。凈重的計算公式為:凈重=毛重-皮重-總扣量。基本操作流程如圖3所示。該系統(tǒng)若觸發(fā)預(yù)先設(shè)定的作弊嫌疑因素,整個稱重系統(tǒng)進(jìn)入報警模式,必須清除所有報警因素才可進(jìn)入正常稱重模式。

      稱重基本操作流程圖

      稱重管理系統(tǒng)操作界面圖

      圖4稱重管理系統(tǒng)操作界面圖

      Fig.4Weighingsysteminterfacediagram

      圖4為稱重管理系統(tǒng)界面,圖中顯示了收購稱重的稱重界面,碼單號為系統(tǒng)自動生成,質(zhì)檢單號、品種、扣量、入倉號、品種、車牌號、單位或姓名均來自質(zhì)檢部。當(dāng)車牌號匹配子系統(tǒng)釆集到的車牌號與質(zhì)檢部的車牌號相同時允許稱重,否則要進(jìn)入手動模式。對于部分小型農(nóng)用車沒有車牌號,質(zhì)檢部按序號擬定車牌號格式為:-xxxx,“x”為當(dāng)天的第幾輛車,若沒有四位數(shù)則用“0”補(bǔ)全為四位數(shù),若出現(xiàn)相同的車牌號,系統(tǒng)將提示并給出建議車牌號。
      統(tǒng)計報表使用VS.NET2008中自帶的RDLC報表系統(tǒng)完成,它具有優(yōu)秀的客戶端處理能力。主要包括時間報表和車輛報表兩類。其中時間報表主要是日報表,它記錄一天的所有稱重記錄的詳細(xì)信息,以便供有需要的部門查閱,在收購稻谷期間,通常領(lǐng)導(dǎo)也依據(jù)日報調(diào)整律時的收購價格,如圖5所示。車輛報表主要是記錄的備案,比如車輛的皮重發(fā)生大幅度變化時,此車很可能存在作弊行為,為企業(yè)嚴(yán)格管理帶來了方便。所有報表可以自由匯總打印,全部動態(tài)生成各種需要的數(shù)據(jù)。

      數(shù)據(jù)査詢報表界面圖

      圖5數(shù)據(jù)査詢報表界面Fig.5Outputofweighingdatareport
      6結(jié)語
      本文結(jié)合多種技術(shù)設(shè)計,實現(xiàn)了一套糧食企業(yè)稱重解決方案?;趫D像技術(shù)的輔助手段有效提高了反作弊能力和降低了出錯機(jī)率。同時專門針對糧食企業(yè)收購時存在的多種問題,如車輛集中稱量和車輛型號復(fù)雜等做了優(yōu)化。整個系統(tǒng)具備良好的兼容性和穩(wěn)定性,能夠準(zhǔn)確、可靠和方便地實現(xiàn)整個稱重流程,有效防止了管理漏洞。此系統(tǒng)現(xiàn)已在某企業(yè)中運行,提髙了生產(chǎn)效率,具有較大地實際應(yīng)用參考價值。

       

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