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　　【摘 要】 利用广泛使用的非接触式IC卡识别技术，探索出一套码头公司内部车辆转移货物的管理系统。该系统集无线通讯、计算机网络及信息处理、自动控制等技术于一体。在对码头公司利用内部车辆对货物在内部场地之间转移的作业流程的充分调研和梳理下，利用非接触式IC卡识别技术，改造出适用于码头现场的、集灯光、语音、IC卡识别技术于一体的IC卡认知产品及相应的软件系统。

　　【关键词】 码头作业车辆管理；IC卡识别技术

　　1、引言

　　1.1选题背景及意义

　　我公司场地区域广，每船货物几乎都存在水平运输的问题，之前专门安排9名员工负责对来往的车辆进行登记发小票，然后统计过往的货物量，通过小票数给司机发放计件工资。针对这种流程化的作业，也为了动态掌握转场量，迫切需要一种自动化程度高、方便快捷的闸口管理系统，能实时管控转场作业动态、提高转场作业效率。

　　非接触式IC卡又称射频卡，是世界上最近几年发展起来的一项新技术，它成功地将射频识别技术和IC卡技术结合起来，解决了无源（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。非接触式IC卡使用时没有方向性，卡片可以任意方向掠过读写器表面，即可完成操作，这大大提高了每次使用的速度。

　　1.2基于IC卡识别技术的转运管理系统与传统的人工系统的比较

　　1.2.1传统的人工系统

　　传统的转场作业是安排专门人员在发运现场开小票，在收货现场收小票，然后通过统计来往小票来确定过往的货物量，再按每个司机的小票数给司机发放计件工资。由于统计是在事后统计，现场无法及时获得已转运的货物量。调度就无法管控发运的进度。而且内部转场一般来说不过磅，因此，即使通过小票来确定发运量，本身就是一个估数。其结果就是多发，然后再安排车辆往回拉。另外一个问题，由于司机按趟数苦计件，司机往往不足量转运，导致转运效率低下。

　　1.2.2基于IC卡识别技术的转运管理系统

　　基于IC卡识别技术的转运管理系统，实施一人一卡一车，IC卡号、司机、车型、车额定量、预设的转运路线、刷卡点、货种系数均建立在数据库中。车辆管理员，根据内调指令获得场地之间的转运量及转运时间要求。然后车辆管理员选择最佳转运路线、安排一定数量的车辆开始刷卡作业。为遏制不足量转运，车辆在刷完最后一道刷卡点后，系统随机提示是否到就近的过磅处过磅。过磅系统与刷卡系统对接，记录下过磅时间及实际过磅重量。实时捕捉刷卡信息，就能及时计算出转运量、转运效率。这样车辆管理员就能实时管控转运进度，适时调整车辆，按时准确完成转运任务。人员薪酬由系统自动算出，对转场时间过长、不按要求过磅，系统记录在案，按规定给与处罚。基于IC卡识别技术的转运管理系统投入运行后，转场效率大幅提高，管控精度准确，不再出现多转运、转运超时等现象，不再需要开票人员、收票人员，人员薪酬一目了然。

　　2、基于IC卡识别技术的转运管理系统论述

　　本章主要分析基于IC卡识别技术的车辆转运管理系统的主要功能，通过对分布在各个流程首尾刷卡机采集到信息，并将信息上传到上位机进行数据处理，处理结果分为：合法的显示卡号、司机、车辆、刷卡点、流程、票货、是否过磅等相关信息；不合法的显示错误原因（如：没注册的无效卡、没有安排作业的卡、走错路线的卡等）。对处理结果，及时反馈给现场刷卡的司机。如：绿灯亮表示刷卡有效，红灯亮表示刷卡无效，绿灯闪烁表示抽检到过磅，同时语音系统给与“有效、无效、刷卡点错误、无此卡号”等更具体的音频信息，从而达到系统与司机的声光交流。

　　2.1系统的结构组成

　　2.2基于IC卡识别技术的转运管理系统的主要功能

　　采用自己改装的带声光反馈功能的非接触刷卡机，当车辆低速驶抵刷卡机时，在1米内不接触刷卡，中心控制计算机通过网络迅速感知到刷卡信息（卡号、刷卡点），中心计算机进行数据处理，并将“有效通行、有效过磅、无效刷卡”等处理结果及时反馈到当前的刷卡机，刷卡机再以灯光和语音告知司机。灯光及语音可能情况如下表：

　　经过中心计算机的数据处理后，动态的转场效率、转场进度、预计发运完毕时间、车平均重量等及时显示，进展到85%第一次报警，进展到90%第二次报警，95%第三次报警。报警以手机短信、中心计算机旁的刷卡机声光报警传递。系统默认不强行结束流程，如果设置为系统判断何时结束，系统会根据过了第一个刷机机但还没有到最后一个刷卡机的车数（即在途中的车辆数目），及这些车的平均重量，有序关闭各个刷卡机，直至最终结束作业。

　　2.3基于IC卡识别技术的转运管理系统的工作流程

　　3、基于IC卡识别技术的转运管理系统的硬件设计

　　本系统由WM-08N读卡器、交换机、服务器组成

　　3.1通讯方式选择

　　WM-08系列只读卡号读卡器按它的通讯方式分为can总线、RS485以太网等，但经过试用多种产品后发现以太网最适合。

　　以太网随着技术的成熟，交换技术的应用，高速以太网的发展等在工业自动化领域上正迅速增长，几乎所有的现场总线系统最终可以都连接到以太网。随着集成电路的发展，高档的微处理器作为I/O处理器和控制器核心的条件逐渐成熟，而在控制器上运行的实时嵌入式操作系统使控制器易于实现TCP/IP协议，以太网络更易于接近现场。工业以太网已经成为控制系统网络发展的主要方向，具有很大的发展潜力。过程控制工业和自动化工业，从嵌入式系统到现场总线控制系统，都认识到了以太网和TCP/IP的重要性，以太网和TCP/IP作为世界上最为广泛应用的网络协议，它将成为过程级和控制级的主要传输技术。

　　经过以上考虑决定读卡器采用以太网进行数据通讯，以太网具有传输距离远（可以全球互联）、传输速度高、实时性强（仅限于局域网）、可靠性高、后期工程维护工作量少等优点。传输层协议使用UDP，UDP有传输效率高，协议简单等特点。读卡器带有静电防护和短路保护能力。

　　以太网接口读卡器虽然价格贵一点，但是由于读卡器安装的地点都有现成的网络节点，所以不增加任何费用。

　　3.2刷卡距离确定

　　读卡器的刷卡距离分为10cm、25cm、50cm、100cm。一般汽车离刷卡器50cm远，但司机可以把手伸出窗外，ID卡可以伸到刷卡器的30cm左右，考虑到信号衰减，以及刷卡器装在箱体内，所以选用了100cm的刷卡器。

　　3.3现场刷卡机设计

　　由于读卡器厂家只有读卡器本身，没有配套的灯光、电源和防护箱体，所以我们只有自己设计了。读卡器只能放在公路边，所以箱体必须防水、防尘、防腐、耐热、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良等功能。经过仔细比对，最后选择了ABS树脂。

　　由于现场噪音太大，所以读卡器的反馈信号就选择了灯光，因为如果选声音，司机就无法听清楚或根本听不到。灯光也有很大问题。原来选择的是小的信号灯AD11-16，后来发现这种灯亮度不够，太阳一照就看不清了。经研究后，选用了红、黄色的交通信号灯。

　　3.4系统网络结构的设计

　　基于ID卡识别系统的不停车内部转场车辆管理系统的业务流程决定了其网络通信系统必须要有高稳定性、高传递等特点。网络结构的选项要从经济性、安全性和可行性等多方面考虑。因此，对相对集中的刷卡机采用光纤通到最近的安全点，再与每个刷卡机采用以太网联接和主控计算机。

　　本课题组对所研发的不停车转运管理系统总体功能进行了测试。测试步骤如下表。测试结果表明，系统整体功能的测试结果可以满足车辆在低速行驶时不停车，100cm范围内刷卡有效。

　　4、结语

　　由于没有现成的满足现场条件的硬件产品，也没有现成的码头作业公司有类似的系统，因此，这个系统的研发注定是困难的。从2009年开始，新陆桥公司就在探索基于IC卡识别技术的车辆内转场管理系统的研发，2010年基于IC卡识别技术的总线式架构车辆内转场系统投入运行；到2011年基于IC卡识别技术的以太网架构车辆内转场系统投入运行。无论如何，对IC卡识别技术在码头车辆内转场管理系统做了有益的尝试，无论今后用IC卡、或RFID射频识别技术，该系统必将为码头车辆内转场更智能化技术提供有益的参考。