为了满足建筑垃圾资源化产业智能化发展的要求，解决称重分散、效率低下、不便于集中管理和人力资源浪费严重等问题。在传统地磅系统中引入无线射频识别技术，提出了多磅在无人值守情况下的自动过磅、远程制卡和远程磅单打印的设计与实现方法。该系统实现了对人力资源的优化和合理利用，极大的提升物料称重自动化和信息化水平。
一、引言
当前，新一代信息技术与制造业深度融合，正引发新一轮产业变革。我国制造业要以基于“互联网 + 制造业”的智能制造为主攻方向，提高综合集成水平，走生态文明的发展道路。基于互联网的信息技术迅速发展大大加快了制造业企业的信息化进程。建筑垃圾资源化旨在将建筑垃圾及其他废弃资源通过定向无害化处置转化为可再生资源，并深加工成多种终端产品，创造一种新的循环经济模式。为满足建筑垃圾资源化产业智能化发展的要求，本文针对目前工厂存在分散的多个地磅系统，提高工厂过磅计量管理的自动化和信息化水平，解决当前过磅计量分散、不便于集中管理的问题、优化和合理利用人力资源。在传统地磅系统中引入无线射频识别技术( ＲFID) ，研究提出便于集中管理的无人值守远程多磅自动过磅技术，实现车辆刷卡自动过磅技术，磅单远程审核、自动入库技术和远程磅单刷卡自动打印技术等功能，只需要司磅人员在工厂中央控制室远程制卡和审核磅单，就可以实现分散的多个地磅自动过磅入库功能。能有效地磅系统的人力资源优化和合理利用，提升物料称重自动化和信息化管理水平。
二、设计目标
运用最新的无线射频识别技术，将地磅系统作为一个功能模块集成到工厂 MES 系统中去，使地磅数据与 MES 系统中的数据能及时通讯，同时为提高地磅系统过磅流程的流畅性。通过引用 ＲFID 技术的标签 IC 卡自动识别功能，将相关的订单、供应商、车辆、司机和过磅物料关联起来，提高过磅流程的自动化和信息化水平，尽可能的减少人的参与，节省人力成本。
( 1) 建立独立的无人值守过磅系统，实现在地磅无人情况下的自动过磅。将无人值守自动过磅系统作为一个模块集成到工厂 MES 系统中，同时实现与 EＲP 系统、监控系统、财务系统等外部系统的无缝对接。
( 2) 过磅过程实现司机远程制卡、刷卡自动过磅、远程磅单打印功能。采用 IC 卡关联的形式实现 IC 卡信息与物料信息、车辆信息、订单信息、过磅信息一一对应，便于掌握订单、客户、车辆和过磅的实时状态，达到对过磅信息的准确、及时和全面了解。
( 3) 磅房的过磅现场实现真正无人值守，不需要任何工作人员。货车司机通过远程制卡、远程磅单打印以及对过磅车辆进行语言提示，最大限度地实现刷卡自动过磅。司榜员在工厂控制中心实现对工厂多个磅房的集中控制和统一管理，自动完成对多个地磅的过磅业务进行实时监控和磅单审核。
三、设计思路
在无人值守远程多磅自动过磅技术的方案设计上，坚持“以人为本”的宗旨，软件操作简单、易上手、性能成熟稳定、外观简洁美观; 另一方面，按照可持续发展的观念，将无人值守远程多磅自动过磅技术作为建筑垃圾资源化产业智能化的首例试点，选定多磅整体实施远程无人值守过磅的角度进行设计。
无线射频识别技术( Ｒadio Frequency Identification) ，简称ＲFID，是从八十年代起走向成熟的一项自动识别技术。它是利用电磁感应、无线电波或微波进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据。ＲFID 射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。系统由一个询问器( 或阅读器) 和很多应答器( 或标签) 组成。基于射频识别技术的特点结合工厂地磅系统集成情况，系统中 IC 卡读卡器作询问器，无源电子标签 IC 卡作应答器。
采用无线射频识别技术，集成无人值守多磅自动过磅系统、远程制卡系统和远程磅单打印系统，主要设计思路如下:
( 1) 无人值守与自动过磅功能。通过接口从 EＲP 系统获得销售或者采购订单及客户或供应商数据信息，通过制卡功能实现 IC 卡与订单信息的绑定。自动过磅软件根据预设的过磅流程，语音提醒司机一步一步的完成上磅、刷卡、称重、下磅等过程。通过货车司机刷卡动作识别出当前过磅货物及其关联的订单信息。
( 2) 远程视频监控及语音对讲功能。设置远程视频监控系统，以防止舞弊行为。监控系统与自动过磅软件结合在一起; 要求在每台秤旁安装三路摄像监控系统，一路安装在秤前方; 一路监视车辆( 车尾部分) 情况; 一路监视车辆装载货物的情况; 三路监视信号除了进入监视器( 集中显示) 进行实时监控以外，还将视频信息送入自动过磅系统，以便车过磅时进行图像抓拍，并将图像与过磅信息关联并保存在服务器中，便于进行过磅数据查询时也能查看到对应的抓拍图片。设置语音对讲功能，实现在控制中心司磅员与在现场地磅的司机之间的互动。
( 3) 远程制卡功能。自动过磅软件通过接口从 EＲP 系统获得销售或者采购订单及客户或供应商数据信息，货车司机获取空白 IC 卡并通过制卡功能实现当前车辆信息与 EＲP 系统订单信息的关联。由于磅房现场无人值守，所以司机与司磅员通过语音对讲功能互动，由司磅员远程实现制卡功能。达到当前货车货物与订单信息的关联。
( 4) 磅单集中审核功能。根据远程制卡时的选择的属性可判断本次称重是需要一次过磅或者二次过磅 ( 一次过毛，一次过皮) 。自动过磅程序通过一次完整的过磅流程，生成过磅信息。在控制中心的司榜员，完成过磅信息的审核并生成本次过磅的磅单。
( 5) 远程磅单自动打印功能。货车司机在完成过磅后，可以根据 IC 卡，刷卡后自动打印出当前的过磅单票据，自动打印出的过磅单信息包括: 过磅时间、操作员、磅房名称、货物名称、订单信息、客户( 供应商) 、车号和车牌号等。
四、技术实现
将地磅系统作为功能模块集成到工厂 MES 系统中，司榜员在工厂中控室通过操作 MES 系统的地磅功能模块完成地磅操作。然后从地磅系统整体实施无人值守远程多磅自动称重的角度为出发点进行设计，采用当前较为成熟的 IC 卡技术，先进的过磅称重管理方法，过磅作业中的过磅环节基本不用人为干预，从而最大可能减少货主的货损，最大限度地平衡买卖货主之间在过磅环节的利益，提高了过磅作业中过磅的服务水平。同时通过每次过磅刷 IC 卡自动关联订单与过磅车辆，配有视频监控系统、语音对讲系统配合计算机自动完成称重、放行过程的智能化称重系统，能规范称重流程，提高作业效率，且能有效避免人为作弊情况的发生。通过无人值守自动过磅流程、远程制卡作业流程、磅单自动打印流程将多磅集成统一协调管理，由司磅员在工厂控制中心进行远程制卡和磅单审核操作，司机可以直接在磅房刷 IC 卡打印磅单，同时系统自动将过磅数据同步回 EＲP 系统。无人值守多磅自动称重技术集成方案，如图 1 所示。

为了管理工厂分散的多台地磅，在每台地磅配置一台地磅控制机和地磅前端设备，一套后台客户端过磅服务程序，通过网络与服务端集中管理程序相互通信，实现一套集中管理程序管理多台地磅。该程序的运行在正常情况下无需人工干预，全自动运行。出现系统无法自动处理的异常情况时，系统会报警提示人工处理。
1.自动过磅技术
自动过磅技术，分地磅现场和磅房两部分，如图 2 所示。

每个地磅设置 1 个磅房，磅房位置设置在秤台附近，计算机、地磅仪表等相关设备布置在磅房内，语音对讲机、磅单打印机和读卡器布置在磅房外便于司机刷卡打印磅单; 称台设置双向过车，两端均布 2 对地感线圈; 磅前后各布置一对红外对射光电开关，车辆完全在两对光电开关范围内才允许称重;现场前后布 IC 卡读卡器，将车停稳后，司机刷卡。当载重货物过磅的时候，司机就近刷 IC 卡，自动过磅系统就能将本车货物及过磅数据与 EＲP 系统中的订单信息关联起来; 磅前后各布置一套摄像头，称重保存数据同时抓拍图片; 地磅采集系统: 当车辆进入秤台，并且地磅的仪表处在稳定的状态下，则计算机称重软件采集仪表的重量数据。可见整个地磅系统不需现场人员值守。
基于自动过磅技术实现在无人值守下自动过磅的工作流程，如图 3 所示。

首先货车司机至远程制卡处，获得 IC 卡片同时通过语音对讲功能与控制中心司磅员取得联系，申请制卡( IC 卡可长期使用) ，完成车辆信息与 EＲP 系统订单信息的关联。
司机将车辆开至入口地感线圈，地感线圈检测到车辆系统开始工作，启动 IC 读卡器; 通过读卡，识别该车辆信息后前道闸抬起; 司机将车辆开至地磅称台上方，车辆必须完成停靠到两对光栅之间; 当车辆停稳后，系统自动保存重量，同时抓拍摄像头所拍摄图像，如车头，车尾; 大屏幕显示和语言提示本次车辆过磅重量; 后道闸打开，司机将车辆开出地磅，当车辆完全离开后，道闸自动落杆，系统恢复初始状态。
2.远程制卡与磅单打印技术
司磅员在工厂中控室集中管理工厂多个磅房的过磅业务，在磅房附近并没有相关人员。完全实现了司磅员与司机的隔离。在工厂磅房除了实现地磅的自动过磅称重业务外，还需要实现两个辅助业务及远程制卡业务和远程过磅单打印业务。以一个磅房为例进行介绍。如图 4 所示．

( 1) 远程制卡技术
在工厂磅房端: 首先需要在磅房计算机打开 MES 服务客户端应用并启动 MES 刷卡监听服务，在 MES 客户端机器链接制卡专用刷卡器。司机每次刷卡后，将本次刷卡 IC 卡号、
磅房终端号和当前时间存入刷卡临时表中，如果之前存在该 IC 卡号，则应覆盖之前的 IC 卡记录。保证: 刷卡临时表中一个磅房终端号下最多只有一条 IC 卡刷卡记录。
在工厂中控室端: 司磅员需要在工厂中控室打开 MES 服务客户端，并用司磅员身份登录系统，然后开启 MES 应用远程制卡画面。当有司机刷卡，并通过语音对讲系统联系上司榜员，明确司榜员在所在的磅房号，在远程制卡画面，根据磅房号去刷卡临时表中查找当前的有效 IC 卡号( 在同一磅房刷卡器为防止被其他卡无刷，设计 30 秒内的刷卡信息为有效刷卡信息) ，如果没有获得有效刷卡记录可以点画面的“刷新按钮”重新获得一次 IC 卡号，在成功获得有效 IC 卡号后，删除刷卡临时表里的 IC 卡号。远程制卡画面根据获得的 IC 卡号去制卡信息表中带出制卡信息。( 如果有信息，则是修改制卡信息; 如果没有，则说明需要制一张新卡) 。远程制卡流程，如图 5 所示：

( 2) 远程过磅单打印技术在工厂中控室端: 司磅员首先需要在中控室计算机打开MES 服务客户端应用，并用司磅员身份登录系统，同时启动 MES 服务的新过磅监控画面，然后通过监控放榜传过来的过磅信息记录，及时审核过榜记录并生成过磅磅单。
在工厂磅房端: 首先需要在磅房计算机打开 MES 服务客户端应用并启动 MES 过磅单打印监听服务，在 MES 客户端机器链接好刷卡器和过磅单打印机。司机成功刷卡后，过磅单打印监听程序会根据该 IC 卡号去过磅单表中查询该 IC 卡号关联的未打印的过磅单信息。如果没有未打印的过磅单:在 MES 客户端界面弹出消息: " 目前该卡没有未打印磅单记录! " ; 如果有 n 条未打印磅单数据: 在 MES 客户端界面，循环弹出 n 个磅单打印画面。司机可以点击弹出磅单打印画面的“打印”按钮，进行打印。过磅单打印完毕后，司机自行取走打印好的过榜单。过磅单打印服务程序，根据界面指示自动打印该 IC 卡关联的全部未打印磅单，过磅单打印后，自动更新过磅单记录的打印状态和打印时间; 如果该 IC 卡制卡信息里标识是“临时卡”，则过磅单全部打印结束后系统自动执行退卡功能，将该 IC 卡自动退卡; 如果是“长期卡”，则在磅单打印后，不需要退卡。远程磅单打印流程，如图 6 所示：

五、结论
无人值守远程多磅自动称重技术是在现有电子化过磅系统的基础上，充分利用现有资源、汲取先进经验，结合互联网信息技术和自动化技术，在传统地磅系统中引入无线射频识别技术，大胆创新、研制出的独具建筑垃圾资源化产业特色的基于“互联网 + ”的自动过磅信息技术。
( 1) 将工厂过磅信息系统作为一个模块集成到工厂 MES 系统中，有效提升工作效率和信息化水平。
( 2) 实现远程自动过磅、远程制卡和远程磅单打印等功能，有效将车辆信息、过磅数据、订单数据及客户信息关联，便于及时、准确了解订单、车辆、磅单状态。同时将司磅员与司机隔离，杜绝人 为串通作弊现象。
( 3) 通过自动过磅技术的实施，实现了在磅房现场的真正无人值守，司磅员在工厂中控室进行远程监控和操作，工作环境和效率大大改善，体现了企业以人为本的科学管理理念。
( 4) 通过在工厂控制中心管理与集成，实现对工厂多个磅房的几种控制和管理，司磅员在工厂控制中心就能完成多个磅房的过磅业务和磅单审核。由原来一个磅房需要二十四小时人员定岗过磅到现在多台地磅集中管理。
该系统自 2015 年 6 月底在建筑垃圾资源化一体化工厂投用以来，系统运行稳定，过磅数据准确及时，图片清晰稳定无抖动。提高了工作效率，有利于企业对订单、车辆以及进出厂物料的过磅过程进行有效监控、及时了解和科学的管理，取得了较好的经济效益和社会效益，极大的提高企业的管理水平和竞争力。