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基于非接触式IC卡技术的地磅微机称重系统

    地磅是一种大型称重仪器,广泛应用于煤 炭、冶金、电力、港口、仓储等行业,可满足贸易、运 输、储存时快速精确称量的需要。为了提高其可靠性、 准确性以及自动化程度,将非接触式1C卡技术应用于 衡器行业,组成一种新型微机管理系统,实现称重车 辆车号等信息的自动识别,并且能够将1C卡中的信 息传送给计算机,进行数据处理和分析使用。

    1.非接触式IC卡技术概况

    IC (Integrated Circuit)卡是集成电路卡,带CPU 的IC卡称智能卡。非接触式1C卡也称无线卡、射频 卡或电子标签,由1C芯片、感应天线组成,封装在一 个标准的PVC卡片内,芯片及天线无任何外露部分。 它是世界上最近几年发展起来的一项新技术,成功地 将无线射频识别技术(Radio Frequency Identification,简称RFID)和IC卡技术结合起来,结 束了无源(卡中无电源)和免接触这一难题,是电子器件 领域的一大突破。它利用无线射频方式进行非接触双 向通信,以达到识别目的并交换数据。识别距离范围 从几十厘米至几米,且根据读写的方式可输入数千字 节的信息,同时还具有极髙的保密性。此技术适用的 领域包括物料跟踪、运载工具和货架识别等要求非接 触数据采集和交换的场合,要求能频繁改变数据内容的场合尤为适用。

基于非接触式IC卡技术的地磅微机称重系统

    1.1非接触式IC卡的工作原理

    非接触式1C卡与读卡器之间通过无线电波来完成 读写操作。二者之间的通讯频为13.56MHz。非接触 式1C卡本身是无源卡,当读写器对卡进行读写操作 时,读写器发出的信号由两部分叠加组成:一部分是 电源信号,该信号由卡接收后,与本身的L/C产生一 个瞬间能量来供给芯片工作。另一部分则是指令和数 据信号,指挥芯片完成数据的读取、修改、储存等,并 返回信号给读写器。

    读写器则一般由单片机、专用智能模块和天线组 成,并配有与PC的通讯接口、打印口、I/O 口等,以 便应用于不同的领域。

    1.2非接触式IC卡读写系统框图

    在设计中,充分利用卡号的唯一性,把卡号、车 号、密码及车辆相关信息混在一起进行加密,即便1C 卡遗失或损坏,只需把读写器中的信息稍加修改就可 换发新卡,不会对持卡人造成任何损失。该项技术目 前已广泛应用于高速公路收费站和大型停车场,技术 成熟、可靠。

    非接触式1C卡内无电池,其工作时从照射到其表 面的射频能量中提取电源,可以长期免维护,并具有 读写距离远、价格低廉、制作方便的特点。非接触式 1C卡工作频率大于400MHz,可识别距离为6 ~ 9m, 识别速度200km/h以下。非接触式1C卡可放在驾驶 室内或固定于车辆上,当车辆驶近入口或出口时,读 写器即可自动读取非接触式1C卡内的数据。读写器读 出非接触1C卡信息的误码率低于10-7,适合于全天候 工作,不受雨天、温度等环境的影响;工作稳定性和 抗电磁干扰性能强。

    2.系统组成和工作原理

    2.1系统组成

    基于非接触式1C卡技术的地磅微机管理系 统的原理框图。

    在有两台或两台以上地磅的时候,把每台地磅的工作站都通过集线器与服务器相连接, 这样就构成了一个小型的局域网。系统可以根据需要 有选择地对每一辆汽车或者每一台地磅的称重 数据进行统计、汇总报表,并打印;还可以通过与 INTERNET相连,实现数据共享、远程数据传输功 能。

    该系统在每一台地磅的入口(或出口)处 各有一套读写器、自动道闸和红绿信号灯,自动控制 功能可用一个控制柜来完成,控制柜及计算机系统均 置于控制室内。该系统由称重、髙频识别、微机控制 三大部分组成。

    称重部分:主要由承重台、称重传感器、称重 显示控制器三部分组成。可以根据不同要求配置计算 机、打印机、大屏幕显示器等装置,具有静、动态称 重、数字显示、打印报表及数据处理等多种功能。

    高频识别部分:主要由智能1C卡、读写器、自 动道闸、地感线圈、红绿信号灯、现场防护控制箱、控 制电缆、有线传输装置等组成。

    微机控制部分:由工作站、串口板卡、I/O板 卡集线器、网卡、打印机、服务器组成,主要有I/O 输入输出板卡、转换接插件、开关电源、转换器件、接 地导轨、控制电缆组成,完成由工作站到现场实行机 构的控制、通信等过程处理和数据信息的处理、监控 与INTERNET互联,实现企业内部数据共享和与上级 主管部门的通讯。

    2.2系统工作原理

    该系统工作过程共有无卡和有卡两种状态:无卡 状态时,控制系统工作在手动方式,人工控制道闸的 升起、落下,录入车辆、单位、司机和信号灯的颜色 等信息,然后进行计量,并完成计量数据的管理存储 等工作。有卡状态时,控制系统工作在自动运行方式, 选择静态或动态称重方式,自动道闸初始为落下状态。 当持有非接触式1C卡的车辆开到汽车衡入口时,自动 识别系统首先要对1C卡进行验证,是否为注册的非接 触式1C卡。如为非注册非接触式1C卡则系统不予认 可。如果是注册过的非接触式1C卡,则红绿信号灯的 绿灯点亮,自动道闸升起,需计量的车辆可以开到汽 车衡上进行计量。当车辆完全开到汽车衡上时,红绿 信号灯的红灯点亮自动道闸落下,以阻挡后面车辆的 进入;计量控制部分进行计量,同时大屏显示器实时 显示称量数据,微机完成各种数据的储存、统计和打 印工作。车辆开下汽车衡,红绿信号灯熄灭,至此一 个称量过程完成,可以进行下一次的称量。

    1C卡读写范围可达6~9m,因此,卡车司机不用 下车,只需拿出卡对着读写器晃一下即可,这种方式 有三个优点:1)空车到位才能刷卡,是加强管理的组 成部分;2)避免使用接触刷卡时司机要长时间伸出胳 膊,而且后车厢又容易碰到读写器;3)可以节省上、 下秤台的时间,特别是在车辆集中的情况下,可以极 大地提髙工作效率。同时,司机刷卡时,外置式高亮 度LED电子显示屏向其显示车号,以便校核。

    3.结论

    本文先容了将非接触式1C卡技术应用于地磅的一种新型管理系统,不但拓展了地磅的应 用、增加其产品附加值,还可以达到自动化信息管理 的目的,广泛应用于煤矿化工、冶金、建材、港口码 头等需要集中称量的地方。取得了初步的社会效益和 经济效益。

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