基于物联网技术的粉煤灰自动销售系统设计

张　娜

(沈阳工程学院 自动化学院，辽宁 沈阳 110136 )



基于物联网技术的粉煤灰自动销售系统设计

张娜

(沈阳工程学院 自动化学院，辽宁 沈阳 110136 )

摘要：针对将物联网技术应用于粉煤灰自动销售系统的过程进行了研究。将射频识别技术、触摸屏、PLC应用于火电厂粉煤灰销售系统，该系统可实现用户自助操作、信息自动管理、灰场无人值守。既能节省用人成本，又能避免粉煤灰对操作人员的污染。采用IC卡作为唯一的身份识别工具，能杜绝违规装灰、私自装灰现象，堵住管理漏洞，增加销售收入。系统可靠性高，维护量小，灵活性强，操作界面友好，设备成本低。

关键词：物联网；触摸屏；粉煤灰；销售系统

物联网是指把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化的识别和管理。将物联网应用于工业生产可提高工作效率、改善产品质量、降低成本和资源消耗，将传统工业提升到智能工业的新阶段。

粉煤灰作为火电厂的排弃物，占用了大量的耕地和资金，火电厂出售粉煤灰不仅节省了储存成本，而且还可以产生经济效益。长期以来在粉煤灰销售管理方面存在数据分散、统计时间长、监控难度大、自动化水平低、人为干预现象严重等问题，对于违规装灰和私自装灰没有有效的限制手段，存在较大的管理漏洞，对电厂的销售收入造成较大损失。为解决上述问题设计了基于触摸屏操作的粉煤灰自动销售系统，采用了物联网技术中的射频IC技术，可实现用户自助操作、信息自动管理、灰场无人值守，既能节省用人成本，又能避免粉煤灰对操作人员的污染。实现自助购灰，装灰等级、装灰量自动获取，避免人工输入，能杜绝违规装灰、私自装灰、串灰现象，堵住管理漏洞，增加销售收入。

1系统结构

本系统包括现场运行管理、经营管理和财务管理3个子系统，共包含9个模块，分别为：入场审核、称重管理、自动装车管理、客户登陆管理、客户密码修改、客户信息查询、统计报表、预存款管理、结算管理。系统功能结构如图1所示。系统采用射频读卡器、触摸屏、PLC相结合，实现粉煤灰的自动销售。系统在触摸屏上制作操作画面，供用户和管理员操作；采用PLC编制自动装灰控制程序，并将在触摸屏中设计的画面与PLC程序进行动态连接，操作人员只需在触摸屏上进行操作即可实现自助购灰。由于系统的设计是实现多用户的自助售灰，同时实现信息管理，所以需要识别不同的用户信息，故给每个用户都发放一个代表身份信息的IC卡，用户刷卡购灰、刷卡查询。系统流程图如图2所示。

触摸屏是系统的核心，用户可通过操作触摸屏进行自助购灰操作、信息查询、密码修改等操作。触摸屏具有坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等许多优点，人机交互更为直截了当，采用触摸屏大大方便了那些不懂电脑操作的用户使用。系统采用昆仑通态公司生产的以嵌入式低功耗CPU为核心(ARM CPU，主频400 MHz)的高性能嵌入式一体化触摸屏。该触摸屏最大的优点是采用了绝对坐标系统,要选哪就直接点哪，每次触摸的数据通过校准数据转为屏幕上的坐标。昆仑通态触摸屏本身就是一套传感器，其定位原理和所用的传感器决定了昆仑通态触摸屏反应速度快、可靠性高、稳定性强和使用寿命长。

图1　系统功能结构

图2　系统流程

系统采用了射频识别技术，业务流程使用IC卡刷卡操作，IC卡作为用户身份的唯一识别工具，没有办理IC卡的人员不能进场购灰，进入灰场的用户严格按照业务规范进行操作，杜绝人为因素的干预。

系统采用非接触式的射频卡，每张卡内含一个小型的记忆体芯片，可连接到小型线圈天线上，用于存储数据。IC卡中存储的数据项包含两类：一类是静态数据项，该类数据项一旦写入IC卡后，就不会或很少再去修改，如IC卡号、货车车号、货车车型、IC卡状态(正常、挂失、无效)等；另一类为动态数据项，该类数据项为每次销售流程所产生的数据项，如购灰种类、重量、单价、总金额、时间等等，这些数据项每次都会根据具体提货情况不同而变化。为实现自助售灰，无人值守，系统中设置了3处刷卡处，分别实现进场时、装灰时、称重时的用户信息识别。

在装车和称重管理中采用西门子S7-200PLC编程实现自动控制。装车过程中从灰筒下降到装满灰全程由PLC控制，称重过程也由PLC控制，并且可以直接计算出粉煤灰重量及本次购灰所需费用。

2系统功能设计

系统共设计了九大管理功能，下面将以入场审核功能、称重管理、自动装车管理、客户信息查询功能为例进行叙述。

2.1　入场审核功能设计

用户购灰需要先办理IC卡，IC卡中存储用户及车辆信息。用户购灰时先刷卡，读出个人信息后即可进入购灰主操作界面进行自助购灰。如果是未注册用户或正在购灰的用户，则不能通过身份审核，无法进场购灰。登录界面如图3所示。

图3　登录界面

进入主界面后根据需要选择装灰种类，系统会根据所选的粉煤灰等级及本车车型进行估算本车购灰所需的费用，如果卡内存款余额高于本次所需费用，则允许该用户进场购灰，否则则要求用户充值。卡内存款余额审核通过后，罐车才可入场购灰。

2.2　称重管理

罐车进场后进行空车称重，将称重数据传至PLC中储存，装满灰后，罐车需进行满车称重，用于计算总装灰量。

2.2 教学分析 本节课的教学目的主要有两个： 一是让学生学会如何检测细胞液容量渗透摩尔浓度；二是学会如何利用Excel对实验数据进行误差分析。在教学组织上，教师通过给学生发放指导单，通过小组合作完成实验，学生个人独立完成实验数据处理和分析，可培养学生独立实验以及自主学习的能力。该节课利用信息技术方法，主要是实现对于实验数据的收集、实验数据分析(包括平均值的计算、实验误差的分析)以及对于数学模型的构建。对于学生严谨的科学思维和数学技能的培养是十分必要和高效的。

2.3　购灰操作功能设计

自动装灰操作由PLC控制，通过安装在灰筒上的位置开关判断灰筒是否下到位，到位后才能开始装灰，装满车时粉煤灰会压迫装在灰筒出口处的膜盒，送出停止装灰信号，装灰动作自动停止。主显示画面如图4、图5所示。

图4　购灰操作主显示画面

图5　2#粉煤灰罐操作画面

2.4　用户信息查询功能设计

用户可以通过用户管理操作界面进行用户信息的查询，进行用户登录、注销、密码修改等操作。可查询的用户信息包括购灰时间、购灰等级、购灰单价、消费总额等，方便用户查询。用户信息查询画面如图6所示。

图6　用户信息查询画面

3结语

所设计的粉煤灰自动销售系统具有如下优势。

1)系统防作弊。进入灰场购灰的没辆车都有一个唯一识别身份的IC卡，这个购灰过程记录在IC卡中，杜绝了私自装灰、串灰等作弊行为。

2)系统称重采用数据自动上传方式，避免人工手动输入，避免了输入错误。

3)装灰现场无人值守，既降低了用人成本又能避免粉煤灰对操作人员身体的伤害。

5)实现无纸办公，能节约大量办公用纸。

参考文献

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(责任编辑佟金锴校对张凯)

Design of Fly Ash Sales System Based on Internet of Things

ZHANG Na

(School of Automation,Shenyang Institute of Engineering,Shenyang 110136,Liaoning Province)

Abstract：In this paper,Internet of things is used to realize the fly ash sales system.The system which adopts the Radio Frequency Identification,touch screen and PLC,can realize the user automatic operation,the automatic management information,ash field unattended operation.The system can save the cost of human and avoid fly ash pollution.The system uses IC card as the only identification tool that can prevent irregularities,plug the loopholes in management and increase sales revenue.This system has many advantages such as high reliability,small amount of maintenance,good flexibility,friendly interface and low cost of equipment,etc..

Key words：Internet of things;touch screen;fly ash;sales system

作者简介：张娜(1980-)，女，辽宁沈阳人，工程师，硕士。

收稿日期：2014-07-19

中图分类号：TP273

文献标识码：A

文章编号：1673-1603(2015)02-0159-04

DOI：10.13888/j.cnki.jsie(ns).2015.02.015