一、項目背景
企業(yè)的物資計量作為基礎(chǔ)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、決策依據(jù)，給公司實現(xiàn)發(fā)展目標(biāo)提供了前提保障，只有物資計量的精準(zhǔn)、穩(wěn)定、迅速，才能更好的根據(jù)相應(yīng)的采購、銷售數(shù)據(jù)，及時調(diào)整產(chǎn)能、品種、庫存，從而起到指導(dǎo)生產(chǎn)的作用。所以就需要計量系統(tǒng)的信息化和自動化建設(shè)要與企業(yè)的步伐相一致，正是由于這種市場需求，而出現(xiàn)了GAM（Goldbell Auomatic Measurement）無人值守自動計量系統(tǒng)，他不但解決了傳統(tǒng)計量模式所存在的數(shù)據(jù)不實時、自動化程度低、容易作弊、計量效率低等弊端，而且又推動了企業(yè)的信息化和工業(yè)化的兩化融合。
無人值守自動計量系統(tǒng)由三部分組成：傳感器、傳輸網(wǎng)絡(luò)、計量平臺，這三個要素恰恰與物聯(lián)網(wǎng)感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層相吻合。物聯(lián)網(wǎng)是通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的拓展應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)延伸，它利用感知技術(shù)與智能裝置對物理世界進行感知識別，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸互聯(lián)，進行計算、處理和知識挖掘，實現(xiàn)人與物、物與物信息交互和無縫連接，達到對物理世界實時控制，精確管理和科學(xué)決策的目的。無人值守自動計量系統(tǒng)通過稱重傳感器測量車輛的重量信號，利用有線或無線網(wǎng)絡(luò)將測量信號傳輸至計量平臺，通過計量平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)引用，因此可以說無人值守自動計量系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)在計量系統(tǒng)中非常成功的一種實際應(yīng)用。
二、系統(tǒng)特點
濟南金鐘電子衡器股份有限公司研發(fā)的GAM無人職守自動計量系統(tǒng)，自問世之日起就引起了強烈的市場反響。該系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，集自動檢測、流媒體、模式識別、信息處理和計算機網(wǎng)絡(luò)等多種技術(shù)于一體，不僅實現(xiàn)了各種物資的自動稱重和數(shù)據(jù)采集處理，與用戶采購、生產(chǎn)、銷售、管理等部門的數(shù)據(jù)資源共享，還能進一步加強企業(yè)內(nèi)部管理、有效堵塞各種管理漏洞，實現(xiàn)了使業(yè)務(wù)辦理過程網(wǎng)絡(luò)化、電子化，為用戶領(lǐng)導(dǎo)層的決策提供可靠及時的依據(jù)。系統(tǒng)應(yīng)用于各行業(yè)后，收到了良好的經(jīng)濟效益和社會效益，使衡器實時、準(zhǔn)確、高效的特性得到充分體現(xiàn)，成為衡器行業(yè)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的示范性產(chǎn)品。
無人值守自動計量系統(tǒng)具有如下特點：
1.提高計量效率，單車計量時間由原來的3～4分鐘縮短為15～30秒；
2.整個計量過程自動完成，無需人工干擾，實現(xiàn)真正無人值守；
3.新上計量項目現(xiàn)場無需磅房，減少基礎(chǔ)設(shè)施投資，并能夠節(jié)約大量的運行成本；
4.合理分配和調(diào)度衡器的使用負荷，挖掘并發(fā)揮企業(yè)現(xiàn)有衡器單位時間內(nèi)的最大效能；
5.采取人秤分離、歷史皮重曲線對比、紅外限位、實時監(jiān)控、圖像抓拍等多種防作弊手段；
6.24小時實時監(jiān)測傳感器、儀表運行狀態(tài)，出現(xiàn)異常自動報警；
7. 建立多種系統(tǒng)應(yīng)急預(yù)案，保證系統(tǒng)在異常情況下可實現(xiàn)無中斷計量；
8.獨立子系統(tǒng)，可與ERP、MES等多種管理系統(tǒng)集成，避免信息化建設(shè)的重復(fù)投資；
9.系統(tǒng)模塊化設(shè)計，根據(jù)客戶需要進行功能剪裁，可實現(xiàn)快速集成。
三、系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)
1. 設(shè)計思路
建立獨立的計量系統(tǒng)和物流管理平臺，實現(xiàn)自動、自助、遠程計量，利用IC卡作為信息傳遞的載體，建立門衛(wèi)、收發(fā)貨確認終端，將車輛的計量業(yè)務(wù)進行閉環(huán)控制，保證每一計量業(yè)務(wù)和物流控制都能按照規(guī)定的流程和路徑進行，并能夠與現(xiàn)有ERP系統(tǒng)達到無縫對接。
無人職守自動計量系統(tǒng)，自問世之日起就引起了強烈的市場反響。該系統(tǒng)基于RFID識別技術(shù)，集自動檢測、流媒體、模式識別、信息處理和計算機網(wǎng)絡(luò)等多種技術(shù)于一體，不僅實現(xiàn)了各種物資的自動稱重和數(shù)據(jù)采集處理，與用戶采購、生產(chǎn)、銷售、管理等部門的數(shù)據(jù)資源共享，還能進一步加強企業(yè)內(nèi)部管理、有效堵塞各種管理漏洞，實現(xiàn)了使業(yè)務(wù)辦理過程網(wǎng)絡(luò)化、電子化，為用戶領(lǐng)導(dǎo)層的決策提供可靠及時的依據(jù)。系統(tǒng)應(yīng)用于各行業(yè)后，收到了良好的經(jīng)濟效益和社會效益，使衡器實時、準(zhǔn)確、高效的特性得到充分體現(xiàn)，成為衡器行業(yè)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的示范性產(chǎn)品。
2.系統(tǒng)架構(gòu)
本系統(tǒng)按照“自助計量+遠程計量+集中監(jiān)控”的遠程計量系統(tǒng)理念設(shè)計，整個系統(tǒng)采用集中管理、分布監(jiān)控的設(shè)計模式，所有的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)、語音、圖像、控制信號等）通過無人值守機（終端）和軟件系統(tǒng)進行就地處理，通過計量專用光纖網(wǎng)絡(luò)和視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)與控制中心進行交互。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)還覆蓋各物流、產(chǎn)品庫和能源監(jiān)測等站點，實現(xiàn)公司計量、業(yè)務(wù)、等方面的統(tǒng)一調(diào)度管理。
系統(tǒng)設(shè)計采用三層C/S架構(gòu)：數(shù)據(jù)基礎(chǔ)層、數(shù)據(jù)管理層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層。
數(shù)據(jù)基礎(chǔ)層—各個計量站點
各計量站點的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括計量儀表的重量數(shù)據(jù)讀取、監(jiān)控攝像機的音視頻信號采集、紅外監(jiān)測信號采集、語音對講信號的交互、IC卡和RFID卡的信息采集、儀表狀態(tài)的指令控制等等，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層作為系統(tǒng)運行的數(shù)據(jù)支撐，采用就地控制與遠程控制相結(jié)合的模式設(shè)計，提高系統(tǒng)運行的可靠性。
數(shù)據(jù)管理層－計量監(jiān)控中心服務(wù)器群
計量中心服務(wù)器是整個系統(tǒng)的核心樞紐，負責(zé)整個計量系統(tǒng)的管理、運行、控制以及與信息化系統(tǒng)及其它業(yè)務(wù)系統(tǒng)的交互。服務(wù)器包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、任務(wù)管理服務(wù)器、視頻管理服務(wù)器、圖片集中存儲管理服務(wù)器等。
業(yè)務(wù)應(yīng)用層－遠程計量工作站及業(yè)務(wù)站
監(jiān)控中心各計量員通過授權(quán)使用業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程計量業(yè)務(wù)操作和遠程計量監(jiān)控。計量中心大廳設(shè)立遠程計量終端坐席，負責(zé)遠程計量監(jiān)控；設(shè)立計量調(diào)度終端，負責(zé)計量任務(wù)分配和全局計量監(jiān)控；設(shè)立監(jiān)視器電視墻和 LED屏，以監(jiān)視全局計量物流情況。各個業(yè)務(wù)站同時還包括發(fā)卡站、門衛(wèi)站、發(fā)卡站、料場站、倉庫站、質(zhì)檢站等。
3.計量點數(shù)據(jù)采集終端
每個計量點設(shè)置數(shù)據(jù)采集終端即GAM機，GAM機內(nèi)部集成嵌入式工業(yè)級控制器、智能語音對講、打印單元、智能IC讀卡器、RFID控制器、智能采集單元、UPS電源等設(shè)備。
采用工業(yè)級嵌入式控制主機，具有低功耗、高可靠性、高穩(wěn)定性的特點，同時采用嵌入式操作系統(tǒng)，多任務(wù)、多線程，保證系統(tǒng)的強實時性；內(nèi)部設(shè)置工業(yè)交換機，光網(wǎng)絡(luò)接口，高速穩(wěn)定的進行數(shù)據(jù)交換，同時可以對端口、IP地址、速率等進行控制，配置網(wǎng)絡(luò)到最優(yōu)化狀態(tài)；智能化的儀表狀態(tài)和傳感器實時監(jiān)測、控制功能，通過遠程系統(tǒng)監(jiān)測計量儀表的工作狀態(tài)，各個傳感器的數(shù)值和狀態(tài)，可進行遠程清零和儀表控制；嵌入式的智能讀卡功能，通過嵌入式的智能讀卡器，可以快速的讀寫IC卡，卡片嵌入到讀卡器中，防止寫信息時候移動卡發(fā)生故障，設(shè)置應(yīng)急按鈕，保證IC卡正常抽取。寫完卡后系統(tǒng)進行快速驗證，保證寫卡的正確性和完整性；RFID智能標(biāo)簽讀取，在車輛的右上角張貼RFID標(biāo)簽，標(biāo)簽中的ID號為唯一標(biāo)號，標(biāo)號與車號為一一綁定，對于廠內(nèi)車隊的車輛，可以實行RFID卡管理，達到快速、高效的物流運行。
4.網(wǎng)絡(luò)層軟硬件的實現(xiàn)
網(wǎng)絡(luò)采用C/S+B/S模式，根據(jù)應(yīng)用需要可以采用公眾通信網(wǎng)絡(luò)或行業(yè)專網(wǎng)，甚至新建專用于物聯(lián)網(wǎng)的通信網(wǎng)。用戶可以組建遍布系統(tǒng)各個計量點和業(yè)務(wù)點的有線光纖網(wǎng)絡(luò)，也可以通過無線通訊聯(lián)網(wǎng)，目前無線基本上采用IEEE802.15.4、WLAN等國外新技術(shù)，而國內(nèi)2G/3G無線網(wǎng)絡(luò)接入增強，IP承載和網(wǎng)絡(luò)傳送技術(shù)也取得了較大的成果，通過和電信運營商的合作，可輕松打破有線聯(lián)網(wǎng)的限制。
應(yīng)用終端
系統(tǒng)應(yīng)用.NET開發(fā)平臺的C#開發(fā)語言和Oracle或SQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，服務(wù)器基于windows2008server操作系統(tǒng)，便于遠程網(wǎng)絡(luò)部署、管理和使用，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)安全，具有較強的可靠性和可擴展性。計量操作終端選擇XP操作系統(tǒng)，可以兼容多種應(yīng)用程序。
5. 應(yīng)用層設(shè)計
應(yīng)用層是系統(tǒng)和用戶（包括人、組織和其他系統(tǒng)）的接口，它與行業(yè)需求結(jié)合，真正實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用。本系統(tǒng)主要人機接口功能如下：
自動計量管理子模塊
傳感器數(shù)據(jù)監(jiān)測子模塊
調(diào)度管理子模塊
智能卡管理子模塊
門禁管理子模塊
倉庫收發(fā)貨管理子模塊
視頻監(jiān)控管理子模塊
四、項目應(yīng)用
目前項目已經(jīng)在濟鋼、舞鋼、南鋼得到了實際應(yīng)用，解決了傳統(tǒng)計量方式所存在的不足和弊端，提升企業(yè)信息化水平的同時，也創(chuàng)造了企業(yè)的服務(wù)品牌，提高了知名度。
五、項目結(jié)論
總之，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在遠程無人值守自動計量系統(tǒng)的成功應(yīng)用，充分說明了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是改變衡器行業(yè)發(fā)展方式的重要引擎，作為計量技術(shù)的突破方向，物聯(lián)網(wǎng)蘊含著巨大的增長潛能，它使稱重計量真正達到了實時、準(zhǔn)確和有效利用。隨著感知識別、智能處理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的不斷發(fā)展、物聯(lián)網(wǎng)核心架構(gòu)到各層接口的標(biāo)準(zhǔn)化的建立和各級政府企業(yè)的支持，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必將在更多行業(yè)成功應(yīng)用，有力推動信息化和工業(yè)化的深度融合，使國內(nèi)企業(yè)的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整和發(fā)展方式發(fā)生重大改變。
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