介紹了多媒體地磅系統(tǒng)的組成和工作原理, 重點(diǎn)講述了 Windows 平臺(tái)下的串口通信, 利用 VB 中的 MSCoom 控件實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與其他外設(shè)的通信, 上位機(jī)通過管理軟件對(duì)接收到的信息進(jìn)行管理, 具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

引言

地磅作為一種特殊的衡器, 廣泛應(yīng)用于煤炭、冶金、化工等大宗貨物汽車運(yùn)輸?shù)奈锪嫌?jì)量中, 而隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用于管理領(lǐng)域, 汽車衡也開始采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行稱重計(jì)量, 稱重?cái)?shù)據(jù)上傳上位機(jī)管理系統(tǒng), 加強(qiáng)了企業(yè)對(duì)進(jìn)廠物料的管理。

以下提出了在 Windows 下基于串口通信的多媒體地磅系統(tǒng)的組成、工作原理和上位機(jī)管理軟件設(shè)計(jì), 重點(diǎn)介紹了串口通信功能實(shí)現(xiàn)。

1.系統(tǒng)組成

多媒體地磅系統(tǒng)分別由車輛識(shí)別及管理單元、計(jì)量單元、實(shí)時(shí)監(jiān)控單元、上位機(jī)控制單元等組成, 各個(gè)單元之間互相獨(dú)立, 通過計(jì)算機(jī)可以對(duì)各個(gè)單元進(jìn)行同時(shí)管理、集中控制, 實(shí)現(xiàn)車輛自動(dòng)有序地進(jìn)出及稱重?cái)?shù)據(jù)的采集、處理及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?/span>

1.1 車輛識(shí)別及管理單元。

該單元由車牌識(shí)別器、非接觸式 IC 卡( 又稱射頻卡) 讀寫器、自動(dòng)道閘、地感線圈、紅外檢測儀、紅綠信號(hào)燈、語音提示系統(tǒng)組成。具體介紹如下: a.車牌識(shí)別器: 主要實(shí)現(xiàn)車牌號(hào)的自動(dòng)識(shí)別和錄入。b.非接觸式 IC 卡讀寫器: 包括寫卡器、射頻卡、讀卡器, 寫卡器一般為 IC卡形式, 可放在駕駛室內(nèi)或固定于車輛上,當(dāng)車輛駛近入口或出口時(shí),讀卡器即可自動(dòng)讀取卡內(nèi)的數(shù)據(jù), 通過串口將信息傳給上位機(jī)。c.自動(dòng)道閘: 主要用來阻擋非法車輛的進(jìn)入。d.地感線圈: 主要用來檢測車輛是否通過傳感器,感應(yīng)車輛的到來, 可與自動(dòng)道閘組合成車輛防砸檢測裝置。e. 紅外檢測儀: 地磅四角分別安裝一紅外線傳感器, 平行或交叉安裝, 組成紅外線監(jiān)測網(wǎng), 用來判別車輛停靠位置是否有誤, 防止司機(jī)作弊。f.紅綠信號(hào)燈: 采用碼管顯示, 管理車輛的通行和停止。g.語音提示系統(tǒng):  在車輛稱重的每一個(gè)環(huán)節(jié)都自動(dòng)有語音提示, 提示司機(jī)進(jìn)行各種操作, 完成自動(dòng)稱量管理。

1.2 計(jì)量單元。計(jì)量單元主要由稱重傳感器、秤體，接線盒，稱重儀表等組成。

當(dāng)車輛駛上秤體時(shí), 重力經(jīng)秤體壓到稱重傳感器上, 傳感器將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)經(jīng)接線盒傳送給顯示器, 顯示器可以計(jì)算、顯示重量。稱重顯示控制器通過串行口以連續(xù)方式將重量數(shù)據(jù)傳給上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)保存和實(shí)時(shí)顯示。

實(shí)時(shí)監(jiān)控單元。主要包括 CCD 攝像頭、畫面分割處理器、工業(yè)監(jiān)控器。在汽車衡的前后兩端分別裝一攝像機(jī)鏡頭, 當(dāng)車輛經(jīng)過時(shí), 攝像機(jī)鏡頭可將稱重狀況實(shí)時(shí)拍攝下來, 視頻采集卡采集從攝像機(jī)傳來的視頻圖像, 實(shí)時(shí)顯示在屏幕上, 實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的全方位和全過程的圖像監(jiān)視與記錄。

上位機(jī)控制單元。上位機(jī)控制單元主要由中央上位機(jī)、系統(tǒng)軟件和與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的外設(shè)組成, 包括車牌識(shí)別器、射頻卡讀寫器、稱重儀表、道閘控制盒和點(diǎn)陣大屏顯示器、打印機(jī)等, 上位機(jī)通過擴(kuò)展串口與各外設(shè)相連, 外設(shè)接收上位機(jī)的命令, 將有關(guān)信息通過串口傳給上位機(jī)。同時(shí)上位機(jī)也可以根據(jù)接收的信息作出判斷, 通過系統(tǒng)軟件向外設(shè)發(fā)送信息或驅(qū)動(dòng)外設(shè)進(jìn)行相應(yīng)的操作。

2.工作原理

Windows 下基于串口通信的多媒體地磅系統(tǒng)其工作過程大致可以描述為 4 個(gè)流程: 上衡前、上衡、稱重、下衡:

2.1上衡前。整個(gè)系統(tǒng)處于工作狀態(tài), 射頻卡讀寫器通過其內(nèi)置天線不斷發(fā)射微弱的微波信號(hào), 檢測攜帶有電子標(biāo)簽的 IC 卡的出現(xiàn), 道閘擋桿落下, 入口處信號(hào)紅燈亮。

2.2上衡。當(dāng)有車輛到達(dá)地磅入口處時(shí), 一旦車輛上所攜帶的 IC 卡進(jìn)入天線發(fā)射的微波信息場 0.2 毫秒, 就會(huì)把接收到的微波信號(hào)連同 IC 卡內(nèi)存儲(chǔ)的信息以載波方式反射回射頻卡讀寫器,讀寫器在接收到信息之后 , 通過 RS232 口或 RS485 口上傳到上位機(jī)控制單元中。同時(shí)上位機(jī)發(fā)出讀取車牌信息,車牌識(shí)別器通過串口也將車牌信息傳至上位機(jī)。上位機(jī)對(duì)接收到的信息進(jìn)行判斷, 如果為合法車輛, 即發(fā)出信號(hào)驅(qū)動(dòng)道閘擋桿升起, 入口綠燈亮, 同時(shí)語音系統(tǒng)提示“:請上衡稱重! ”車輛駛上地磅后, 道閘擋桿降落, 以免下輛車進(jìn)入。

2.3稱重。車輛上衡停穩(wěn)后, 地磅四周的紅外線傳感器工作, 判斷車輛停靠位置是否有誤, 如果出現(xiàn)車輪壓邊、靠邊、遙控作弊等現(xiàn)象, 則向上位機(jī)發(fā)出信號(hào)進(jìn)行報(bào)警, 提醒司機(jī)更正車輛位置。

位置無誤后, 稱重儀表將得到的重量數(shù)據(jù)經(jīng)過串口上傳上位機(jī), 上位機(jī)通過管理軟件可以對(duì)得到的信息進(jìn)行處理, 并在屏幕上顯示車輛凈重、毛重、皮重、車牌號(hào)、貨名、單位號(hào)等信息, 同時(shí)上位

機(jī)向點(diǎn)陣大屏發(fā)送重量數(shù)據(jù), 對(duì)外顯示重量值。此外系統(tǒng)通過視頻抓拍在屏幕上實(shí)時(shí)顯示車輛稱重狀態(tài), 便于司磅人員觀察。上位機(jī)管理軟件對(duì)這些信息進(jìn)行保存、備份、查詢, 根據(jù)用戶需求打印計(jì)量單等。稱重完畢后, 地磅出口處道閘升起, 信號(hào)燈變綠, 語音提示司機(jī)“:稱重完畢, 請下衡! ”。

2.4下衡。司機(jī)開車下衡后, 出口處道閘擋桿降落, 信號(hào)燈變紅。射頻卡讀寫器進(jìn)入下一個(gè)工作流程, 等待下一輛車稱重。

完整的工作過程由實(shí)時(shí)監(jiān)控單元的視頻監(jiān)控和圖像抓拍系統(tǒng)進(jìn)行記錄并實(shí)時(shí)顯示在屏幕上。

3.Windows 平臺(tái)下的串口通信在本系統(tǒng)中, 串口通信主要是指各外設(shè)( 車牌識(shí)別器, 射頻卡讀寫器、稱重儀表、道閘控制盒和點(diǎn)陣大屏) 與上位機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)的通信。通過對(duì)上位機(jī)的串口進(jìn)行擴(kuò)展, 用標(biāo)準(zhǔn)的 9 針( DB9) 或 25 針( DB25) 串口將外設(shè)與上位機(jī)相連。

本系統(tǒng)中上位機(jī)管理軟件采用 VB 作為開發(fā)環(huán)境, 因此可以利用 VB 中的 MSCoom 控件, 此控提供了標(biāo)準(zhǔn)的事件處理函數(shù)和過程 , 通過 MSCoom 控件可以設(shè)置串行通信的波特率、端口號(hào)、端口狀態(tài)等, 實(shí)現(xiàn)串行通信。

我們僅以車牌識(shí)別器、稱重儀表為例說明如何實(shí)現(xiàn)串口通信:

3.1串口初始化

Private Sub Form_load With mscommchepai //與車牌識(shí)別主機(jī)通訊串口

.Comport=1 //端口號(hào)為 1

.Seetings="9600,n,8,1" //波特率 9600, 數(shù)據(jù)位 8,停止位 1

.Inputlen=0 //通信時(shí)控件讀取接收緩沖區(qū)中全部內(nèi)容

.Rthreshold=1 //接收緩沖區(qū)每接收 1 個(gè)字符就進(jìn)行數(shù)據(jù)通信

Portopen=True //端口處于打開狀態(tài) With mscommzhong //與稱重儀表通訊串口

.Comport=3 //端口號(hào)為 3

.Seetings="4800,n,8,1" //波特率 4800, 數(shù)據(jù)位 8,停止位 1

.Rthreshold=1 //接收緩沖區(qū)每接收到 1 個(gè)字符就進(jìn)

行數(shù)據(jù)通信

Portopen=True //端口處于打開狀態(tài)

End Sub

3.2 通信實(shí)現(xiàn)

3.2.1 車牌識(shí)別器與上位機(jī)的通信。上位機(jī)對(duì)車牌。識(shí)別主機(jī)發(fā)送命令,車牌識(shí)別主機(jī)接收到上位機(jī)的命令后返回識(shí)別結(jié)果,返回?cái)?shù)據(jù)的格式如下

第二位數(shù)據(jù)代表車牌中的省份簡稱；

第三位數(shù)據(jù)代表車牌中的區(qū)位字母；

第四位至第八位數(shù)據(jù)代表車牌號(hào)碼。

軟件主要語句如下：

Private Sub msccommchepai_OnQ3mm)

//接收緩沖區(qū)每接收到一個(gè)字符觸發(fā) OnComm事件進(jìn)行通信）

Dim compai As string //compai為車牌號(hào)串行數(shù)據(jù)緩沖變量 compai= compai+ msccommchepaiinput Iflen compai) >=4 then

//如果接收到的字符長度并且第3、個(gè)字符為""說明 車牌未識(shí)別

If mid compaii3，1)^'}" or mid compai4，1)=""

End If End If

If Len compai) <11 Then Exit Sub

//如果接收到的字符長度>11，

Call chepa(i compai)

//調(diào)用車牌轉(zhuǎn)換程序 Compai^'"

End Sub

3.2.2稱重儀表與上位機(jī)的通信。儀表以連續(xù) 方式向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以ASCII方式輸出， 每幀數(shù)據(jù)由8位ASCII組成，數(shù)據(jù)傳送先低位后高位。

軟件主要語句如下：

Private Sub msccommAcng_OnCamm)

//接收緩沖區(qū)每接收到一個(gè)字符就觸發(fā) OnComm事件進(jìn)行通信）

Dim zhongcommin As string //zhongcommin為重量串行數(shù)據(jù)緩沖變量

If le]& zhongcommiri) < 16 then

^ongccmmi^^cngccmmin+ msccommzhonginput Else

For i=1 To Leil zhongcommin)

^ongliang=^uanhuan ^ongliang)

AongcommirW End Sub

其它外設(shè)與上位機(jī)的通信與此相似，關(guān)鍵是 要確定通信協(xié)議發(fā)送、接收數(shù)據(jù)的格式）。上位機(jī) 將接收到的數(shù)據(jù)通過管理軟件處理顯示在窗體的 合適位置上，也可以外接其它設(shè)備將數(shù)據(jù)對(duì)外顯 示點(diǎn)陣大屏)。

4.上位機(jī)管理軟件設(shè)計(jì)

4.1軟件實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)軟件采用VB作為前臺(tái) 開發(fā)環(huán)境，利用Access作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫。其功能 完善，便于管理。軟件運(yùn)行過程中，傳送數(shù)據(jù)準(zhǔn)確， 操作過程簡單，維護(hù)方便，同時(shí)還可以隨時(shí)根據(jù)需 要進(jìn)行修改，大大提高了工作效率。軟件主界面如 圖2所示：

4.2軟件功能。a與車牌識(shí)別器，射頻卡讀寫器、稱重儀表通信, 獲得數(shù)據(jù)顯示在主界面上; b.與點(diǎn)陣大屏通信, 對(duì)外顯示重量值; c.與道閘控制盒通信, 控制道閘升降; d.通過視頻采集卡采集圖像,

在主界面上實(shí)時(shí)顯示; e.磅單打印, 歷史數(shù)據(jù)查詢及查詢結(jié)果打印; f.日報(bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表及數(shù)據(jù)備份; g.對(duì)貨物、提貨單位、供貨單位、運(yùn)輸單位名稱及編號(hào)進(jìn)行錄入、修改和保存; h.設(shè)置密碼對(duì)相關(guān)功能進(jìn)行限制。

結(jié)束語: Windows 下基于串口通信的多媒體系統(tǒng)是一種新的嘗試, 其主要優(yōu)點(diǎn)在于將軟硬件相結(jié)合, 自動(dòng)獲得車輛的各種信息, 很好的實(shí)現(xiàn)與中央上位機(jī)間的實(shí)時(shí)通信。數(shù)據(jù)及時(shí)上傳上位機(jī) , 便于數(shù)據(jù)的錄入、管理和保存, 大大提高了工作效率。