針對現有的汽車(chē)衡計量方式存在利用遙控信號作弊的問(wèn)題，提出了 一種ERP環(huán)境下的汽車(chē)衡 GPRS計量監控系統的設計方案，詳細介紹了該系統的硬件、軟件設計及功能。該系統采用分段計算、列表 篩選的方法進(jìn)行數據處理在沒(méi)有紅外定位系統時(shí)仍可以自動(dòng)檢測車(chē)輛信息，并可將準確的計量數據發(fā)給企 業(yè)監管部門(mén)，使系統突破了使用場(chǎng)所的限制，可以很方便地適應一些不適合安裝紅外定位系統的汽車(chē)衡現 場(chǎng)；利用無(wú)線(xiàn)識別技術(shù)實(shí)時(shí)判斷出作弊噸位數據，并把這些數據信息和報警信號通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )傳送給企 業(yè)監管部門(mén)并進(jìn)行報警。實(shí)際應用表明，該系統操作簡(jiǎn)單、實(shí)用、方便，與企業(yè)ERP系統相結合有效地預防 了人為作弊，提高了工作效率。

0.引言

企業(yè)資源計劃系統（Enterprise Resource Planning ERP)是對企業(yè)中的物流、資金流和信息流進(jìn)行全面集成管理的信息管理系統,幾乎涵蓋 了企業(yè)的所有經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)。隨著(zhù)全球信息技術(shù)和我國 企業(yè)信息化水平的不斷提高，ERP已成為提高企業(yè) 核心競爭力和管理水平的重要工具。

汽車(chē)衡是一種較大型的電子平臺秤，主要用于煤 炭、礦石、石油等行業(yè)大宗載重車(chē)輛的稱(chēng)重計量。 而稱(chēng)重管理是企業(yè)物流管理中一個(gè)必不可少的重要 環(huán)節，這個(gè)環(huán)節和采購、銷(xiāo)售、財務(wù)等管理緊密相連， 它是企業(yè)進(jìn)、出物流的主要關(guān)口，其計量管理的科學(xué) 合理與準確性將直接影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。

當前國內汽車(chē)衡計量的主要實(shí)現形式為汽車(chē) 衡、計量?jì)x表和計算機簡(jiǎn)單結合的操作方式。計量 儀表讀取并顯示汽車(chē)衡傳感器采集到的計量數據， 同時(shí)通過(guò)計量?jì)x表上的串行口將數據發(fā)送到計算機 中，由計算機進(jìn)行數據記載并進(jìn)行統計匯總。這種 方式減少了計量本身的不確定性，已普遍被企業(yè)采 用。但是，這種單機工作方式主要以打印票據和簡(jiǎn) 單的數據記錄、存儲為目的，并沒(méi)有形成一套完整的 計量系統，更不能解決目前利用汽車(chē)衡作弊的問(wèn)題， 造成企業(yè)財產(chǎn)的大量流失。

經(jīng)過(guò)大量的調查研究，筆者開(kāi)發(fā)了一種基于 GPRS的汽車(chē)衡計量監控系統，該系統克服了市場(chǎng) 上現有單純的稱(chēng)重管理軟件的不足，很好地防止了 各種汽車(chē)衡的作弊手段，且可與企業(yè)ERP系統實(shí)現 無(wú)縫連接，對廠(chǎng)礦企業(yè)的生產(chǎn)管理、信息化建設，特 別是對企業(yè)的發(fā)展有著(zhù)極其重要的意義。

1 .ERP的管理思想

ERP是指建立在信息技術(shù)基礎上，以系統化的 管理思想為企業(yè)決策層及員工提供決策運行手段的 管理平臺，是一個(gè)對企業(yè)資源進(jìn)行有效共享與利用 的系統。ERP是由美國Gartner Group公司在 20世紀90年代提出的，它既是一種新型的管理思 想和模式，又是一套先進(jìn)的計算機管理系統。是以 現代信息技術(shù)為基礎，為企業(yè)提供決策、計劃、控制 與經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jì)評估的全方位、系統化的管理平臺。 借助IT技術(shù)的飛速發(fā)展與應用，ERP系統得以將 很多先進(jìn)的管理思想變成現實(shí)中可實(shí)施應用的計算 機軟件系統。ERP的核心管理思想就是實(shí)現對整 個(gè)企業(yè)資源的有效管理，主要體現為精益生產(chǎn)、同步 工程和敏捷制造的思想，體現為事先計劃與事中控 制的思想。汽車(chē)衡計量管理系統就是運用計劃、組 織、協(xié)調、控制和決策等管理職能，充分應用企業(yè)的 人力、物力和財力等資源實(shí)現汽車(chē)衡計量管理系統 的自動(dòng)化。企業(yè)ERP環(huán)境下的汽車(chē)衡計量監控系 統的研究，可以充分運用硬件資源和軟件資源，通過(guò) GPRS網(wǎng)絡(luò )實(shí)現計量監控系統的遠程數據傳輸，實(shí) 現數據的遠程監控和共享將計量過(guò)程的事后監督 變?yōu)槭虑翱刂?，有效地預防了人為作弊，提高了工作 效率。

2.計量監控系統的主要功能

ERP環(huán)境下的汽車(chē)衡GPRS計量監控系統在 車(chē)輛正常和非正常情況下過(guò)磅時(shí)均可采集表頭的實(shí) 時(shí)數據，計算出車(chē)輛的準確重量信息，傳送給服務(wù) 器，通過(guò)服務(wù)器軟件處理后生成報表，實(shí)時(shí)檢測汽 車(chē)衡周?chē)?0 m范圍內的遙控作弊信號并進(jìn)行告 警。主要功能如下：

正常數據信息的采集傳遞：在車(chē)輛正常經(jīng) 過(guò)汽車(chē)衡進(jìn)行稱(chēng)重時(shí)，系統能從汽車(chē)衡采集重量信 息，并計算出準確的重量信息，可以判斷出當前正在 過(guò)磅的車(chē)輛是載貨物的重車(chē)還是空車(chē)稱(chēng)重完畢將 這些信息實(shí)時(shí)傳送給服務(wù)器。

非正常數據信息的采集傳遞:①系統能實(shí) 時(shí)采集汽車(chē)衡附近50 m范圍內的無(wú)線(xiàn)遙控信號， 并能區別出是作弊信號還是普通遙控信號，對作弊 信號能實(shí)時(shí)取出作弊重量數據并傳送給服務(wù)器以進(jìn) 行聲光報警。②對于車(chē)輛在汽車(chē)衡上通過(guò)壓邊、不 完全上磅、不完全下磅、兩車(chē)同時(shí)上磅等人為作弊方 式，系統都能監測到并同時(shí)把這些情況以報文方式 傳送給服務(wù)器并報警。

信息存儲:當指定服務(wù)器未開(kāi)、網(wǎng)絡(luò )無(wú)信號 或網(wǎng)絡(luò )信號有故障時(shí)，系統可存儲7 d的重量信息， 一旦有網(wǎng)絡(luò )信號便把存儲的數據發(fā)送給服務(wù)器。

產(chǎn)量監控:系統能把該系統的數據與現有 的稱(chēng)重計量系統數據進(jìn)行比對，設定誤差值，對誤差 范圍外的數據進(jìn)行報警，并把數據匯總形成報表實(shí) 現產(chǎn)量監控。

3.計量監控系統的組成

ERP環(huán)境下的汽車(chē)衡GPRS計量監控系統的 主要任務(wù)是利用GPRS網(wǎng)絡(luò )對汽車(chē)衡計量系統實(shí) 現智能監控管理。該系統由硬件和軟件2個(gè)部分組 成，可對汽車(chē)衡現場(chǎng)的車(chē)輛信息及汽車(chē)衡附近的無(wú) 線(xiàn)電磁波信號進(jìn)行全方位、實(shí)時(shí)監測和智能預警，進(jìn) 出廠(chǎng)汽車(chē)衡計量數據及計量人員信息等通過(guò)數據采 集模塊實(shí)時(shí)進(jìn)入計量監控系統，且經(jīng)過(guò)計量確認后 自動(dòng)送入企業(yè)ERP系統，經(jīng)列表篩選、精確計算后進(jìn)行分析比對處理，一旦數據異常，汽車(chē)衡現場(chǎng)和服 務(wù)器均立刻進(jìn)行預警，從而實(shí)現了數據聯(lián)動(dòng)。該系 統總體方案如圖1所示。

硬件系統主要由無(wú)線(xiàn)識別模塊、紅外定位模塊、 數據釆集模塊、車(chē)輛信息輸入處理模塊(鍵盤(pán)輸入)) 存儲模塊、無(wú)線(xiàn)通信模塊(GPRS模塊)等部分組成。 紅外定位模塊安裝在汽車(chē)衡入口和出口處，其余模 塊安裝在汽車(chē)衡過(guò)磅員操作室內。數據釆集模塊、 無(wú)線(xiàn)識別模塊和數據處理模塊各釆用一個(gè)微處理 器，以便于數據的實(shí)時(shí)釆集和處理，并將釆集到的車(chē) 輛的正常信息和現場(chǎng)的作弊信息通過(guò)GPRS模塊 一并打包傳送給服務(wù)器。數據信息經(jīng)過(guò)分析、列表 比對等處理后以Web形式進(jìn)入企業(yè)ERP管理系 統，以便于監管部門(mén)遠程訪(fǎng)問(wèn)。

3.1無(wú)線(xiàn)識別模塊

無(wú)線(xiàn)識別模塊的功能主要是檢測汽車(chē)衡附近的 無(wú)線(xiàn)遙控作弊信號，它可對各類(lèi)手持小遙控裝置進(jìn)行 寬頻段(260?800 MHz內）實(shí)時(shí)監測。當有人在電 子汽車(chē)衡附近非法使用手持小遙控裝置時(shí)，檢測儀內 的專(zhuān)用微電腦芯片能快速、自動(dòng)地對有效半徑內的 無(wú)線(xiàn)遙控信號進(jìn)行接收、分析、記錄，同時(shí)發(fā)出聲光 報警，提示相關(guān)工作人員及時(shí)進(jìn)行檢查、加強防范工 作，并顯示實(shí)際的作弊數據。微電腦檢測儀測量半 徑為35?50 m，可有效防止電子汽車(chē)衡附近的非法 遙控信號。

3.2紅外定位模塊

車(chē)輛不完全上磅的情況有車(chē)輛前輪不完全在磅 上、車(chē)輛后輪不完全上磅、前面稱(chēng)重車(chē)輛還沒(méi)下后面 稱(chēng)重車(chē)輛上磅、前面稱(chēng)重車(chē)輛還沒(méi)完全下后面稱(chēng)重 車(chē)輛上磅，針對此類(lèi)作弊情況可通過(guò)安裝在汽車(chē)衡 入口和出口處的紅外定位模塊來(lái)解決。當稱(chēng)重車(chē)輛 上磅時(shí)，入口的紅外定位模塊釆集信號，車(chē)輛下磅 時(shí)，出口的紅外定位模塊釆集信號。只要有一個(gè)紅 外定位模塊沒(méi)有釆集到信號，或者同一紅外定位模 塊釆集到2次信號，系統將進(jìn)行現場(chǎng)聲光報警。

3. 3數據采集模塊

數據釆集模塊主要是釆集汽車(chē)衡表頭串口輸出 的重量等信息。該系統以3190表頭的數據格 式為依據，釆用標準RS232接口連接表頭串口。由于RS232是用正負電壓表示邏輯狀態(tài)，而TTL以 高低電平表示邏輯狀態(tài)，為使表頭的RS232接口能 夠和單片機的TTL接口連接，必須在兩者之間進(jìn) 行電平和邏輯關(guān)系的轉換。釆用SP3232EEN芯片 作為串行通信的電平轉換芯片，該芯片通信時(shí)可以 進(jìn)行可靠性檢驗，發(fā)送時(shí)自動(dòng)生成奇偶校驗位，接收 時(shí)自動(dòng)檢查字符的校驗碼以確定是否發(fā)生傳送錯 誤。接口電路釆用五線(xiàn)制軟握手方式，二者的地線(xiàn) 直接相連，握手信號由軟件產(chǎn)生，這樣即可以實(shí)現預 定的通信功能，又可以實(shí)現程序的下載功能。另外， SP3232EEN具有電路驅動(dòng)能力，不需要外加驅動(dòng) 電路。

4.計量監控系統軟件設計

ERP環(huán)境下汽車(chē)衡GPRS計量監控系統軟件 由系統應用層協(xié)議棧、硬件系統單片機軟件、服務(wù)器 監控軟件構成。 

4.1系統應用層協(xié)議棧

系統應用層協(xié)議是項目中的上層通信協(xié)議，運 行在GPRS網(wǎng)絡(luò )之上，是為了規范應用層的數據交 換而制定的協(xié)議。系統的無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊具有自動(dòng)進(jìn) 網(wǎng)的能力，服務(wù)器能夠感受新設備的進(jìn)入并對其進(jìn) 行相關(guān)的初始化工作。該系統支持廣播數據傳送和 點(diǎn)對點(diǎn)的數據傳送。

結合汽車(chē)衡工作現場(chǎng)的實(shí)際應用環(huán)境，設計出 一套適合于汽車(chē)衡綜合監控的軟件，該軟件可以根 據路由監控點(diǎn)發(fā)送的信息與現有的稱(chēng)重計量系統發(fā) 送的信息進(jìn)行列表比較分析，對汽車(chē)衡現場(chǎng)的車(chē)輛 稱(chēng)重信息、作弊信息、系統工作狀態(tài)等信息進(jìn)行分 析、比較和報警等操作。

4.2硬件系統單片機軟件

單片機軟件是基于Keil uVision平臺開(kāi)發(fā)的， Keil uVision是Keil公司推出的嵌入式8051、251、 XC 16x/ C 16x/ S T10等微控制器的軟件開(kāi)發(fā)工具。 uVision的編輯器跟VCH+開(kāi)發(fā)環(huán)境類(lèi)似，支持語(yǔ) 法檢查、代碼高亮等，支持匯編和C51混合編程。 

4.2.1硬件系統上位機程序

上位機主要用于信號釆集和數據處理，同時(shí)兼 有報警檢測的任務(wù)，主要包括表頭數據的釆集、遙控 信號的釆集、數據處理等部分。上位機主程序流程 如圖2所示。

4.2.2硬件系統下位機程序

對每個(gè)汽車(chē)衡監控點(diǎn)而言，必須完成的功能包 括與從機通信、數據發(fā)送、作弊信號的發(fā)送和報警、信息存儲。汽車(chē)衡監控點(diǎn)軟件釆用C語(yǔ)言編寫(xiě)，程 序釆用模塊化結構設計，主要分為數據發(fā)送模塊、存 儲器模塊、顯示模塊、模擬串口模塊、報警模塊等。 下位機主程序流程如圖3所示。

4.3服務(wù)器監控軟件

4.3.1服務(wù)器監控界面架構

服務(wù)器監控界面基于微軟.NET平臺，使用 Visual Studio C #2005開(kāi)發(fā)，米用分層式架構設計， 體現了職責分離的原則，將職責相關(guān)的模塊組織在 一起，并根據功能的不同分離成向下依賴(lài)的層次關(guān) 系。按層次劃分，可分為數據訪(fǎng)問(wèn)層（DAL)、業(yè)務(wù) 邏輯層(BBL)和界面表示層三層結構，如圖4所示。

4.3.2服務(wù)器監控界面

服務(wù)器監控界面主要由操作欄區域和顯示運行 區域兩大部分組成。操作欄由數據實(shí)時(shí)監控、數據 比對查詢(xún)、稱(chēng)重記錄查詢(xún)、退出系統4個(gè)部分組成。 數據實(shí)時(shí)監控主要是把汽車(chē)衡現場(chǎng)傳來(lái)的數據進(jìn)行 比對和列表，對可疑數據進(jìn)行警示。數據比對查詢(xún) 主要是查詢(xún)某個(gè)時(shí)間段的現有的稱(chēng)重計量系統和本 系統的稱(chēng)重數據，查看監測數據是否有可疑之處。

稱(chēng)重記錄查詢(xún)主要查詢(xún)某個(gè)時(shí)間段內汽車(chē)衡監控系 統發(fā)送的稱(chēng)重數據。數據實(shí)時(shí)監控界面如圖5所示。

5.結語(yǔ)

ERP環(huán)境下汽車(chē)衡GPRS計量監控系統將企 業(yè)的稱(chēng)重管理與生產(chǎn)管理、企業(yè)管理全部結合了起 來(lái)，在軟件中應用稱(chēng)重技術(shù)的同時(shí)，將其與射頻技 術(shù)、監控技術(shù)、自動(dòng)識別、GPRS技術(shù)相結合，充分發(fā) 揮了該系統在物流管理方面的優(yōu)勢。同時(shí)，該系統還 貫穿了企業(yè)管理的全過(guò)程，將企業(yè)的銷(xiāo)售（合同）管 理、客戶(hù)資源管理、工藝管理、計劃管理、生產(chǎn)管理、材 料管理、質(zhì)量管理、人事管理、財務(wù)管理、辦公管理等 結合在一起，計量數據直接從機器設備、儀表上自動(dòng) 釆集，實(shí)現了生產(chǎn)數據的實(shí)時(shí)傳遞，減少了作弊行為 的發(fā)生，減輕了人工操作強度，提高了勞動(dòng)效率。

目前，該系統已經(jīng)形成產(chǎn)品并已應用在某電廠(chǎng)。 實(shí)際應用表明，該系統操作簡(jiǎn)單、實(shí)用、方便，與企業(yè) ERP系統相結合減少了企業(yè)傳統管理中的不合理 現象，改變了企業(yè)管理的狀態(tài)，提高了企業(yè)的整體管 理水平，最大限度地杜絕了管理漏洞，取得了良好的 經(jīng)濟效益。