針對現(xiàn)有的汽車衡計量方式存在利用遙控信號作弊的問題，提出了 一種ERP環(huán)境下的汽車衡 GPRS計量監(jiān)控系統(tǒng)的設計方案，詳細介紹了該系統(tǒng)的硬件、軟件設計及功能。該系統(tǒng)采用分段計算、列表 篩選的方法進行數據處理在沒有紅外定位系統(tǒng)時仍可以自動檢測車輛信息，并可將準確的計量數據發(fā)給企 業(yè)監(jiān)管部門，使系統(tǒng)突破了使用場所的限制，可以很方便地適應一些不適合安裝紅外定位系統(tǒng)的汽車衡現(xiàn) 場；利用無線識別技術實時判斷出作弊噸位數據，并把這些數據信息和報警信號通過GPRS網絡傳送給企 業(yè)監(jiān)管部門并進行報警。實際應用表明，該系統(tǒng)操作簡單、實用、方便，與企業(yè)ERP系統(tǒng)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(tǒng)（Enterprise Resource Planning ERP)是對企業(yè)中的物流、資金流和信息流進行全面集成管理的信息管理系統(tǒng),幾乎涵蓋 了企業(yè)的所有經營業(yè)務。隨著全球信息技術和我國 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)大宗載重車輛的稱重計量。 而稱重管理是企業(yè)物流管理中一個必不可少的重要 環(huán)節(jié)，這個環(huán)節(jié)和采購、銷售、財務等管理緊密相連， 它是企業(yè)進、出物流的主要關口，其計量管理的科學 合理與準確性將直接影響企業(yè)的經濟效益。

當前國內汽車衡計量的主要實現(xiàn)形式為汽車 衡、計量儀表和計算機簡單結合的操作方式。計量 儀表讀取并顯示汽車衡傳感器采集到的計量數據， 同時通過計量儀表上的串行口將數據發(fā)送到計算機 中，由計算機進行數據記載并進行統(tǒng)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 單的數據記錄、存儲為目的，并沒有形成一套完整的 計量系統(tǒng)，更不能解決目前利用汽車衡作弊的問題， 造成企業(yè)財產的大量流失。

經過大量的調查研究，筆者開發(fā)了一種基于 GPRS的汽車衡計量監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)克服了市場 上現(xiàn)有單純的稱重管理軟件的不足，很好地防止了 各種汽車衡的作弊手段，且可與企業(yè)ERP系統(tǒng)實現(xiàn) 無縫連接，對廠礦企業(yè)的生產管理、信息化建設，特 別是對企業(yè)的發(fā)展有著極其重要的意義。

1 .ERP的管理思想

ERP是指建立在信息技術基礎上，以系統(tǒng)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，是一個對企業(yè)資源進行有效共享與利用 的系統(tǒng)。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，又是一套先進的計算機管理系統(tǒng)。是以 現(xiàn)代信息技術為基礎，為企業(yè)提供決策、計劃、控制 與經營業(yè)績評估的全方位、系統(tǒng)化的管理平臺。 借助IT技術的飛速發(fā)展與應用，ERP系統(tǒng)得以將 很多先進的管理思想變成現(xiàn)實中可實施應用的計算 機軟件系統(tǒng)。ERP的核心管理思想就是實現(xiàn)對整 個企業(yè)資源的有效管理，主要體現(xiàn)為精益生產、同步 工程和敏捷制造的思想，體現(xiàn)為事先計劃與事中控 制的思想。汽車衡計量管理系統(tǒng)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現(xiàn)汽車衡計量管理系統(tǒng) 的自動化。企業(yè)ERP環(huán)境下的汽車衡計量監(jiān)控系 統(tǒng)的研究，可以充分運用硬件資源和軟件資源，通過 GPRS網絡實現(xiàn)計量監(jiān)控系統(tǒng)的遠程數據傳輸，實 現(xiàn)數據的遠程監(jiān)控和共享將計量過程的事后監(jiān)督 變?yōu)槭虑翱刂疲行У仡A防了人為作弊，提高了工作 效率。

2.計量監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能

ERP環(huán)境下的汽車衡GPRS計量監(jiān)控系統(tǒng)在 車輛正常和非正常情況下過磅時均可采集表頭的實 時數據，計算出車輛的準確重量信息，傳送給服務 器，通過服務器軟件處理后生成報表，實時檢測汽 車衡周圍50 m范圍內的遙控作弊信號并進行告 警。主要功能如下：

正常數據信息的采集傳遞：在車輛正常經 過汽車衡進行稱重時，系統(tǒng)能從汽車衡采集重量信 息，并計算出準確的重量信息，可以判斷出當前正在 過磅的車輛是載貨物的重車還是空車稱重完畢將 這些信息實時傳送給服務器。

非正常數據信息的采集傳遞:①系統(tǒng)能實 時采集汽車衡附近50 m范圍內的無線遙控信號， 并能區(qū)別出是作弊信號還是普通遙控信號，對作弊 信號能實時取出作弊重量數據并傳送給服務器以進 行聲光報警。②對于車輛在汽車衡上通過壓邊、不 完全上磅、不完全下磅、兩車同時上磅等人為作弊方 式，系統(tǒng)都能監(jiān)測到并同時把這些情況以報文方式 傳送給服務器并報警。

信息存儲:當指定服務器未開、網絡無信號 或網絡信號有故障時，系統(tǒng)可存儲7 d的重量信息， 一旦有網絡信號便把存儲的數據發(fā)送給服務器。

產量監(jiān)控:系統(tǒng)能把該系統(tǒng)的數據與現(xiàn)有 的稱重計量系統(tǒng)數據進行比對，設定誤差值，對誤差 范圍外的數據進行報警，并把數據匯總形成報表實 現(xiàn)產量監(jiān)控。

3.計量監(jiān)控系統(tǒng)的組成

ERP環(huán)境下的汽車衡GPRS計量監(jiān)控系統(tǒng)的 主要任務是利用GPRS網絡對汽車衡計量系統(tǒng)實 現(xiàn)智能監(jiān)控管理。該系統(tǒng)由硬件和軟件2個部分組 成，可對汽車衡現(xiàn)場的車輛信息及汽車衡附近的無 線電磁波信號進行全方位、實時監(jiān)測和智能預警，進 出廠汽車衡計量數據及計量人員信息等通過數據采 集模塊實時進入計量監(jiān)控系統(tǒng)，且經過計量確認后 自動送入企業(yè)ERP系統(tǒng)，經列表篩選、精確計算后進行分析比對處理，一旦數據異常，汽車衡現(xiàn)場和服 務器均立刻進行預警，從而實現(xiàn)了數據聯(lián)動。該系 統(tǒng)總體方案如圖1所示。

硬件系統(tǒng)主要由無線識別模塊、紅外定位模塊、 數據釆集模塊、車輛信息輸入處理模塊(鍵盤輸入)) 存儲模塊、無線通信模塊(GPRS模塊)等部分組成。 紅外定位模塊安裝在汽車衡入口和出口處，其余模 塊安裝在汽車衡過磅員操作室內。數據釆集模塊、 無線識別模塊和數據處理模塊各釆用一個微處理 器，以便于數據的實時釆集和處理，并將釆集到的車 輛的正常信息和現(xiàn)場的作弊信息通過GPRS模塊 一并打包傳送給服務器。數據信息經過分析、列表 比對等處理后以Web形式進入企業(yè)ERP管理系 統(tǒng)，以便于監(jiān)管部門遠程訪問。

3.1無線識別模塊

無線識別模塊的功能主要是檢測汽車衡附近的 無線遙控作弊信號，它可對各類手持小遙控裝置進行 寬頻段(260?800 MHz內）實時監(jiān)測。當有人在電 子汽車衡附近非法使用手持小遙控裝置時，檢測儀內 的專用微電腦芯片能快速、自動地對有效半徑內的 無線遙控信號進行接收、分析、記錄，同時發(fā)出聲光 報警，提示相關工作人員及時進行檢查、加強防范工 作，并顯示實際的作弊數據。微電腦檢測儀測量半 徑為35?50 m，可有效防止電子汽車衡附近的非法 遙控信號。

3.2紅外定位模塊

車輛不完全上磅的情況有車輛前輪不完全在磅 上、車輛后輪不完全上磅、前面稱重車輛還沒下后面 稱重車輛上磅、前面稱重車輛還沒完全下后面稱重 車輛上磅，針對此類作弊情況可通過安裝在汽車衡 入口和出口處的紅外定位模塊來解決。當稱重車輛 上磅時，入口的紅外定位模塊釆集信號，車輛下磅 時，出口的紅外定位模塊釆集信號。只要有一個紅 外定位模塊沒有釆集到信號，或者同一紅外定位模 塊釆集到2次信號，系統(tǒng)將進行現(xiàn)場聲光報警。

3. 3數據采集模塊

數據釆集模塊主要是釆集汽車衡表頭串口輸出 的重量等信息。該系統(tǒng)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 行電平和邏輯關系的轉換。釆用SP3232EEN芯片 作為串行通信的電平轉換芯片，該芯片通信時可以 進行可靠性檢驗，發(fā)送時自動生成奇偶校驗位，接收 時自動檢查字符的校驗碼以確定是否發(fā)生傳送錯 誤。接口電路釆用五線制軟握手方式，二者的地線 直接相連，握手信號由軟件產生，這樣即可以實現(xiàn)預 定的通信功能，又可以實現(xiàn)程序的下載功能。另外， SP3232EEN具有電路驅動能力，不需要外加驅動 電路。

4.計量監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計

ERP環(huán)境下汽車衡GPRS計量監(jiān)控系統(tǒng)軟件 由系統(tǒng)應用層協(xié)議棧、硬件系統(tǒng)單片機軟件、服務器 監(jiān)控軟件構成。 

4.1系統(tǒng)應用層協(xié)議棧

系統(tǒng)應用層協(xié)議是項目中的上層通信協(xié)議，運 行在GPRS網絡之上，是為了規(guī)范應用層的數據交 換而制定的協(xié)議。系統(tǒng)的無線發(fā)送模塊具有自動進 網的能力，服務器能夠感受新設備的進入并對其進 行相關的初始化工作。該系統(tǒng)支持廣播數據傳送和 點對點的數據傳送。

結合汽車衡工作現(xiàn)場的實際應用環(huán)境，設計出 一套適合于汽車衡綜合監(jiān)控的軟件，該軟件可以根 據路由監(jiān)控點發(fā)送的信息與現(xiàn)有的稱重計量系統(tǒng)發(fā) 送的信息進行列表比較分析，對汽車衡現(xiàn)場的車輛 稱重信息、作弊信息、系統(tǒng)工作狀態(tài)等信息進行分 析、比較和報警等操作。

4.2硬件系統(tǒng)單片機軟件

單片機軟件是基于Keil uVision平臺開發(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發(fā)工具。 uVision的編輯器跟VCH+開發(fā)環(huán)境類似，支持語 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(tǒng)上位機程序

上位機主要用于信號釆集和數據處理，同時兼 有報警檢測的任務，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(tǒng)下位機程序

對每個汽車衡監(jiān)控點而言，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。汽車衡監(jiān)控點軟件釆用C語言編寫，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服務器監(jiān)控軟件

4.3.1服務器監(jiān)控界面架構

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

4.3.2服務器監(jiān)控界面

服務器監(jiān)控界面主要由操作欄區(qū)域和顯示運行 區(qū)域兩大部分組成。操作欄由數據實時監(jiān)控、數據 比對查詢、稱重記錄查詢、退出系統(tǒng)4個部分組成。 數據實時監(jiān)控主要是把汽車衡現(xiàn)場傳來的數據進行 比對和列表，對可疑數據進行警示。數據比對查詢 主要是查詢某個時間段的現(xiàn)有的稱重計量系統(tǒng)和本 系統(tǒng)的稱重數據，查看監(jiān)測數據是否有可疑之處。

稱重記錄查詢主要查詢某個時間段內汽車衡監(jiān)控系 統(tǒng)發(fā)送的稱重數據。數據實時監(jiān)控界面如圖5所示。

5.結語

ERP環(huán)境下汽車衡GPRS計量監(jiān)控系統(tǒng)將企 業(yè)的稱重管理與生產管理、企業(yè)管理全部結合了起 來，在軟件中應用稱重技術的同時，將其與射頻技 術、監(jiān)控技術、自動識別、GPRS技術相結合，充分發(fā) 揮了該系統(tǒng)在物流管理方面的優(yōu)勢。同時，該系統(tǒng)還 貫穿了企業(yè)管理的全過程，將企業(yè)的銷售（合同）管 理、客戶資源管理、工藝管理、計劃管理、生產管理、材 料管理、質量管理、人事管理、財務管理、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 釆集，實現(xiàn)了生產數據的實時傳遞，減少了作弊行為 的發(fā)生，減輕了人工操作強度，提高了勞動效率。

目前，該系統(tǒng)已經形成產品并已應用在某電廠。 實際應用表明，該系統(tǒng)操作簡單、實用、方便，與企業(yè) ERP系統(tǒng)相結合減少了企業(yè)傳統(tǒng)管理中的不合理 現(xiàn)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 經濟效益。