发布时间：2021-07-20 10:36:13
包头矿区运用有源电子标签升级车辆装卸控制系统
一、现有系统问题总结与分析
2017年度包头矿区的几个采矿点已经完成了车辆及勾铲车的有源别识系统的安装，每台车辆都装置了专用的识别标签、每台勾铲车上也安装了对应的自动读写设备，另外对应过磅房管理点也搭建了自动识别系统和前端读写设备，主要用于提供矿区车辆物料装卸各环节的自动化识别追踪和科学管理手段。
1）装货环节：对车辆驶入矿区到达勾铲车（即装货点）进行装货、和驶出矿区到达***卸货点时的自动记录和识别，通过勾铲车中的自动读写设备，对到达车辆中标签进行写入，以此记录既定的车辆有实际进入到所要求的勾铲车（即装货点）装货。
2）卸货环节：当车辆装货完成将首先驶入过磅房（即卸货点***关口）称重，通过磅房中安装的前端读写设备能自动读出该车辆是从那个装货点完成的装货，并传送至磅房中电脑端自动识别后台系统，从而与业务运营系统数据对接分析，能够实时得出该车辆是否符合业务系统中既定的计划执行装货和卸货。
已实施的标签自动读写识别系统，采用了RFID远距离识别技术，所有车辆装贴上防伪、防拆快速识别的安全电子标识，和在铲车、磅房中装置的读写设备，能有效地记载车辆装卸物料的真实路线和实时运次，提供成本核算数据，和监控矿区现场运作情况。
目前根据矿区现场运作情况的反馈，磅房识别时，陆续有部分车辆标识出现号码不对应的情况，如车辆原来在勾铲车装货的，到达磅房时设备识别到得电子标识内容发生了不规则变化，无法识别原来正确的代码，导致了与业务运营系统数据对接打乱，无法确定该车辆是否为既定的计划执行装货和卸货。经过技术人员现场勘察追踪和检测，原系统RFID识别技术在常态工作环境中是没有问题的，问题的出现主要与作业现场有很多关系。
1）电子标识安装问题：由于车辆装货位置流动大，工作区域也是由勾铲车不断开道，车辆必须在勾铲车两边停靠。而车辆上安装电子标识的位置只能集中与一边。当勾铲车对其倒料时要写入的车辆的电子标识可能是远的那一边，这样车辆金属车体就将阻抗了读写设备对电子标识的写入，导致写入不成功。
2）勾铲车写入设备安装问题：勾铲车上的读写设备虽然是安装到车上固定位置，但其车体随操作台转动，同时勾臂伸缩等这些动态作业因素，对写入车辆的电子标识有不利影响，有可能发生写入不完整。
3）其他环境问题：矿区整体山体铁性，车辆、铁石，还有空气质量、温度、电磁场等条件都有对RFID远距离识别有一定的干扰。也由于现场作业环境一些不可调因素，如车辆分隔距离、写入功率、原有设备等。
基于以上的种种原因，先前系统实施方案里常规工作条件下的双向读写方式已经不能满足矿区现场运作要求，经过多方现场调研，开展针对性的系统升级，改造如下：
二、升级改造方案
前期系统的实施架构中我们是依靠独立设备来写入芯片和保存数据，即以点对点双向写入方式，通过电子标识内置芯片来记载信息，不需要网络布线，其优点是可即装即用，可快速自动别识、无须人工值守、减轻实施成本。其缺点是只依靠芯片载体来传递，没有接入任何通讯连路，底端所有的设备和芯片都是孤立的，没有实时上传到后端，芯片中的信息只有通过车辆载体到达磅房后才能采集到位，当芯片写入信息出错的情况下，就没法查证和还原有的信息。
本次升级改造主旨在于解决前期芯片乱号、尽量保留前期实施的设备及芯片，并通过物联网技术升级和联通原来各个设备和芯片产生的信息孤岛。
经过现场调研分析我们提供以下几种方案：
1）双标签自动纠错辅助方案
受现场生产环境制约，前期装贴于车辆右后座车窗上的电子标识芯片写入会随机出现乱号，我们可车辆右左座车窗上在加装一个电子标识芯片，2个芯片编号相同，用于解决写入距离可能受到得阻挡，新的芯片同时保存了编号备份，当芯片出现乱号时进行恢复达到自动纠错的目的。此方案可将随机乱号的影响降到***，并提供调整处理方法。但不建议实施。除非是现场已经完全没有可能搭建任何网络的情况下才采用。需要说明的是，在有线网络和无线网络链路都无法实施的情况下，还有一种是可利用卫星通道来实现，此时虽然不需要再利用别识设备及电子标识芯片，但由于矿区作业的动态性、移动性使用卫星定位并得不现实，加之其定位精度及定位成本所限，也是不建议采用的。
2）设备升级接入网络方案
经过系统运行和测试，前期单电子标识芯片由于进行了双向读取和写入操作，特别是写入操作所受干扰后出现了不可复原的乱号现象，这种随机情况难以跟踪和把握，我们技术人员与客户方运维部门进行了探讨，总结出通过系统实时对接的方式来解决随机出现的乱号问题，首先装货环节丢弃芯片写入操作（或保留并结合双标签自动纠错方案），所有的读写设备只对电子标识芯片读操作，这样可***了乱号问题。卸货环节即可成功读取电子标识编号，当后台程序接收数据时与生产系统中的计划进行自动核对，发现符合的数据即完成卸货。此方案的优点是数据可实时传送，提供准确的现场数据，并能全面地监控到所有读写设备的状态，并能更有效地跟踪到车辆的电子标识芯片的安全状态。其缺点是当网络链接发生异常时无发实时提供有效数据或发生中途掉包，但考虑到设备数据发送的频率可调，在网络没有完全中断的情况下，后端得到得数据可利用冗余，一些掉包数据可完全忽略。需要说明的是，如果一定要考虑网络空中链接有可能被切断的情况，我们或可保留并结合双标签自动纠错方案，此时2套方案可兼容使用。
为了确保实时传输，一方面我们需打通矿区***到底端的网络链接，另一方面我们需将对所有设备及后台程序进行升级。
