介紹了多媒體地磅系統的組成和工作原理, 重點講述了 Windows 平臺下的串口通信, 利用 VB 中的 MSCoom 控件實現上位機與其他外設的通信, 上位機通過管理軟件對接收到的信息進行管理, 具有一定的應用價值。

引言

地磅作為一種特殊的衡器, 廣泛應用于煤炭、冶金、化工等大宗貨物汽車運輸的物料計量中, 而隨著計算機應用于管理領域, 汽車衡也開始采用計算機進行稱重計量, 稱重數據上傳上位機管理系統, 加強了企業對進廠物料的管理。

以下提出了在 Windows 下基于串口通信的多媒體地磅系統的組成、工作原理和上位機管理軟件設計, 重點介紹了串口通信功能實現。

1.系統組成

多媒體地磅系統分別由車輛識別及管理單元、計量單元、實時監控單元、上位機控制單元等組成, 各個單元之間互相獨立, 通過計算機可以對各個單元進行同時管理、集中控制, 實現車輛自動有序地進出及稱重數據的采集、處理及遠程數據傳輸等。

1.1 車輛識別及管理單元。

該單元由車牌識別器、非接觸式 IC 卡( 又稱射頻卡) 讀寫器、自動道閘、地感線圈、紅外檢測儀、紅綠信號燈、語音提示系統組成。具體介紹如下: a.車牌識別器: 主要實現車牌號的自動識別和錄入。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, 可放在駕駛室內或固定于車輛上,當車輛駛近入口或出口時,讀卡器即可自動讀取卡內的數據, 通過串口將信息傳給上位機。c.自動道閘: 主要用來阻擋非法車輛的進入。d.地感線圈: 主要用來檢測車輛是否通過傳感器,感應車輛的到來, 可與自動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, 組成紅外線監測網, 用來判別車輛停靠位置是否有誤, 防止司機作弊。f.紅綠信號燈: 采用碼管顯示, 管理車輛的通行和停止。g.語音提示系統:  在車輛稱重的每一個環節都自動有語音提示, 提示司機進行各種操作, 完成自動稱量管理。

1.2 計量單元。計量單元主要由稱重傳感器、秤體，接線盒，稱重儀表等組成。

當車輛駛上秤體時, 重力經秤體壓到稱重傳感器上, 傳感器將壓力信號轉換為電信號經接線盒傳送給顯示器, 顯示器可以計算、顯示重量。稱重顯示控制器通過串行口以連續方式將重量數據傳給上位機進行數據保存和實時顯示。

實時監控單元。主要包括 CCD 攝像頭、畫面分割處理器、工業監控器。在汽車衡的前后兩端分別裝一攝像機鏡頭, 當車輛經過時, 攝像機鏡頭可將稱重狀況實時拍攝下來, 視頻采集卡采集從攝像機傳來的視頻圖像, 實時顯示在屏幕上, 實現對車輛的全方位和全過程的圖像監視與記錄。

上位機控制單元。上位機控制單元主要由中央上位機、系統軟件和與上位機進行數據通訊的外設組成, 包括車牌識別器、射頻卡讀寫器、稱重儀表、道閘控制盒和點陣大屏顯示器、打印機等, 上位機通過擴展串口與各外設相連, 外設接收上位機的命令, 將有關信息通過串口傳給上位機。同時上位機也可以根據接收的信息作出判斷, 通過系統軟件向外設發送信息或驅動外設進行相應的操作。

2.工作原理

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

2.1上衡前。整個系統處于工作狀態, 射頻卡讀寫器通過其內置天線不斷發射微弱的微波信號, 檢測攜帶有電子標簽的 IC 卡的出現, 道閘擋桿落下, 入口處信號紅燈亮。

2.2上衡。當有車輛到達地磅入口處時, 一旦車輛上所攜帶的 IC 卡進入天線發射的微波信息場 0.2 毫秒, 就會把接收到的微波信號連同 IC 卡內存儲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 口上傳到上位機控制單元中。同時上位機發出讀取車牌信息,車牌識別器通過串口也將車牌信息傳至上位機。上位機對接收到的信息進行判斷, 如果為合法車輛, 即發出信號驅動道閘擋桿升起, 入口綠燈亮, 同時語音系統提示“:請上衡稱重! ”車輛駛上地磅后, 道閘擋桿降落, 以免下輛車進入。

2.3稱重。車輛上衡停穩后, 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, 如果出現車輪壓邊、靠邊、遙控作弊等現象, 則向上位機發出信號進行報警, 提醒司機更正車輛位置。

位置無誤后, 稱重儀表將得到的重量數據經過串口上傳上位機, 上位機通過管理軟件可以對得到的信息進行處理, 并在屏幕上顯示車輛凈重、毛重、皮重、車牌號、貨名、單位號等信息, 同時上位

機向點陣大屏發送重量數據, 對外顯示重量值。此外系統通過視頻抓拍在屏幕上實時顯示車輛稱重狀態, 便于司磅人員觀察。上位機管理軟件對這些信息進行保存、備份、查詢, 根據用戶需求打印計量單等。稱重完畢后, 地磅出口處道閘升起, 信號燈變綠, 語音提示司機“:稱重完畢, 請下衡! ”。

2.4下衡。司機開車下衡后, 出口處道閘擋桿降落, 信號燈變紅。射頻卡讀寫器進入下一個工作流程, 等待下一輛車稱重。

完整的工作過程由實時監控單元的視頻監控和圖像抓拍系統進行記錄并實時顯示在屏幕上。

3.Windows 平臺下的串口通信在本系統中, 串口通信主要是指各外設( 車牌識別器, 射頻卡讀寫器、稱重儀表、道閘控制盒和點陣大屏) 與上位機之間傳送數據的通信。通過對上位機的串口進行擴展, 用標準的 9 針( DB9) 或 25 針( DB25) 串口將外設與上位機相連。

本系統中上位機管理軟件采用 VB 作為開發環境, 因此可以利用 VB 中的 MSCoom 控件, 此控提供了標準的事件處理函數和過程 , 通過 MSCoom 控件可以設置串行通信的波特率、端口號、端口狀態等, 實現串行通信。

我們僅以車牌識別器、稱重儀表為例說明如何實現串口通信:

3.1串口初始化

Private Sub Form_load With mscommchepai //與車牌識別主機通訊串口

.Comport=1 //端口號為 1

.Seetings="9600,n,8,1" //波特率 9600, 數據位 8,停止位 1

.Inputlen=0 //通信時控件讀取接收緩沖區中全部內容

.Rthreshold=1 //接收緩沖區每接收 1 個字符就進行數據通信

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

.Comport=3 //端口號為 3

.Seetings="4800,n,8,1" //波特率 4800, 數據位 8,停止位 1

.Rthreshold=1 //接收緩沖區每接收到 1 個字符就進

行數據通信

Portopen=True //端口處于打開狀態

End Sub

3.2 通信實現

3.2.1 車牌識別器與上位機的通信。上位機對車牌。識別主機發送命令,車牌識別主機接收到上位機的命令后返回識別結果,返回數據的格式如下

第二位數據代表車牌中的省份簡稱；

第三位數據代表車牌中的區位字母；

第四位至第八位數據代表車牌號碼。

軟件主要語句如下：

Private Sub msccommchepai_OnQ3mm)

//接收緩沖區每接收到一個字符觸發 OnComm事件進行通信）

Dim compai As string //compai為車牌號串行數據緩沖變量 compai= compai+ msccommchepaiinput Iflen compai) >=4 then

//如果接收到的字符長度并且第3、個字符為""說明 車牌未識別

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)

//調用車牌轉換程序 Compai^'"

End Sub

3.2.2稱重儀表與上位機的通信。儀表以連續 方式向上位機發送數據，數據以ASCII方式輸出， 每幀數據由8位ASCII組成，數據傳送先低位后高位。

軟件主要語句如下：

Private Sub msccommAcng_OnCamm)

//接收緩沖區每接收到一個字符就觸發 OnComm事件進行通信）

Dim zhongcommin As string //zhongcommin為重量串行數據緩沖變量

If le]& zhongcommiri) < 16 then

^ongccmmi^^cngccmmin+ msccommzhonginput Else

For i=1 To Leil zhongcommin)

^ongliang=^uanhuan ^ongliang)

AongcommirW End Sub

其它外設與上位機的通信與此相似，關鍵是 要確定通信協議發送、接收數據的格式）。上位機 將接收到的數據通過管理軟件處理顯示在窗體的 合適位置上，也可以外接其它設備將數據對外顯 示點陣大屏)。

4.上位機管理軟件設計

4.1軟件實現。本系統軟件采用VB作為前臺 開發環境，利用Access作為后臺數據庫。其功能 完善，便于管理。軟件運行過程中，傳送數據準確， 操作過程簡單，維護方便，同時還可以隨時根據需 要進行修改，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與車牌識別器，射頻卡讀寫器、稱重儀表通信, 獲得數據顯示在主界面上; b.與點陣大屏通信, 對外顯示重量值; 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,

在主界面上實時顯示; e.磅單打印, 歷史數據查詢及查詢結果打印; f.日報表、月報表、年報表及數據備份; g.對貨物、提貨單位、供貨單位、運輸單位名稱及編號進行錄入、修改和保存; h.設置密碼對相關功能進行限制。

結束語: Windows 下基于串口通信的多媒體系統是一種新的嘗試, 其主要優點在于將軟硬件相結合, 自動獲得車輛的各種信息, 很好的實現與中央上位機間的實時通信。數據及時上傳上位機 , 便于數據的錄入、管理和保存, 大大提高了工作效率。