本文介紹了非接觸式IC卡技術(shù)在地磅微機(jī)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用，介紹了系統(tǒng)的組成和工作原 理，該系統(tǒng)大大地提高工作效率，具有一定的參考應(yīng)用價(jià)值。

引言

地磅是一種大型稱重儀器，廣泛應(yīng)用于煤 炭、冶金、電力、港口、倉(cāng)儲(chǔ)等行業(yè)，可滿足貿(mào)易、運(yùn) 輸、儲(chǔ)存時(shí)快速精確稱量的需要。為了提高其可靠性、 準(zhǔn)確性以及自動(dòng)化程度，將非接觸式1C卡技術(shù)應(yīng)用于 衡器行業(yè)，組成一種新型微機(jī)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)稱重車 輛車號(hào)等信息的自動(dòng)識(shí)別，并且能夠?qū)?/span>1C卡中的信 息傳送給計(jì)算機(jī)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析使用。

1.非接觸式IC卡技術(shù)簡(jiǎn)介

IC (Integrated Circuit)卡是集成電路卡,帶CPU 的IC卡稱智能卡。非接觸式1C卡也稱無(wú)線卡、射頻 卡或電子標(biāo)簽，由1C芯片、感應(yīng)天線組成，封裝在一 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的PVC卡片內(nèi)，芯片及天線無(wú)任何外露部分。 它是世界上最近幾年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，成功地 將無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)（Radio Frequency Identification,簡(jiǎn)稱RFID)和IC卡技術(shù)結(jié)合起來(lái)，結(jié) 束了無(wú)源(卡中無(wú)電源)和免接觸這一難題,是電子器件 領(lǐng)域的一大突破。它利用無(wú)線射頻方式進(jìn)行非接觸雙 向通信，以達(dá)到識(shí)別目的并交換數(shù)據(jù)。識(shí)別距離范圍 從幾十厘米至幾米，且根據(jù)讀寫的方式可輸入數(shù)千字 節(jié)的信息，同時(shí)還具有極髙的保密性。此技術(shù)適用的 領(lǐng)域包括物料跟蹤、運(yùn)載工具和貨架識(shí)別等要求非接 觸數(shù)據(jù)采集和交換的場(chǎng)合，要求能頻繁改變數(shù)據(jù)內(nèi)容

的場(chǎng)合尤為適用。

1.1非接觸式IC卡的工作原理

非接觸式1C卡與讀卡器之間通過(guò)無(wú)線電波來(lái)完成 讀寫操作。二者之間的通訊頻為13.56MHz。非接觸 式1C卡本身是無(wú)源卡，當(dāng)讀寫器對(duì)卡進(jìn)行讀寫操作 時(shí)，讀寫器發(fā)出的信號(hào)由兩部分疊加組成：一部分是 電源信號(hào)，該信號(hào)由卡接收后，與本身的L/C產(chǎn)生一 個(gè)瞬間能量來(lái)供給芯片工作。另一部分則是指令和數(shù) 據(jù)信號(hào)，指揮芯片完成數(shù)據(jù)的讀取、修改、儲(chǔ)存等，并 返回信號(hào)給讀寫器。

讀寫器則一般由單片機(jī)、專用智能模塊和天線組 成，并配有與PC的通訊接口、打印口、I/O 口等，以 便應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。

1.2非接觸式IC卡讀寫系統(tǒng)框圖

在設(shè)計(jì)中，充分利用卡號(hào)的唯一性，把卡號(hào)、車 號(hào)、密碼及車輛相關(guān)信息混在一起進(jìn)行加密，即便1C 卡遺失或損壞，只需把讀寫器中的信息稍加修改就可 換發(fā)新卡，不會(huì)對(duì)持卡人造成任何損失。該項(xiàng)技術(shù)目 前已廣泛應(yīng)用于高速公路收費(fèi)站和大型停車場(chǎng)，技術(shù) 成熟、可靠。

非接觸式1C卡內(nèi)無(wú)電池，其工作時(shí)從照射到其表 面的射頻能量中提取電源，可以長(zhǎng)期免維護(hù)，并具有 讀寫距離遠(yuǎn)、價(jià)格低廉、制作方便的特點(diǎn)。非接觸式 1C卡工作頻率大于400MHz，可識(shí)別距離為6 ~ 9m， 識(shí)別速度200km/h以下。非接觸式1C卡可放在駕駛 室內(nèi)或固定于車輛上，當(dāng)車輛駛近入口或出口時(shí)，讀 寫器即可自動(dòng)讀取非接觸式1C卡內(nèi)的數(shù)據(jù)。讀寫器讀 出非接觸1C卡信息的誤碼率低于10-7，適合于全天候 工作，不受雨天、溫度等環(huán)境的影響；工作穩(wěn)定性和 抗電磁干擾性能強(qiáng)。

2.系統(tǒng)組成和工作原理

2.1系統(tǒng)組成

基于非接觸式1C卡技術(shù)的地磅微機(jī)管理系 統(tǒng)的原理框圖如圖2。

在有兩臺(tái)或兩臺(tái)以上地磅的時(shí)候，把每臺(tái) 地磅的工作站都通過(guò)集線器與服務(wù)器相連接， 這樣就構(gòu)成了一個(gè)小型的局域網(wǎng)。系統(tǒng)可以根據(jù)需要 有選擇地對(duì)每一輛汽車或者每一臺(tái)地磅的稱重 數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、匯總報(bào)表，并打??；還可以通過(guò)與 INTERNET相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸功 能。

該系統(tǒng)在每一臺(tái)地磅的入口（或出口）處 各有一套讀寫器、自動(dòng)道閘和紅綠信號(hào)燈，自動(dòng)控制 功能可用一個(gè)控制柜來(lái)完成，控制柜及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)均 置于控制室內(nèi)。該系統(tǒng)由稱重、髙頻識(shí)別、微機(jī)控制 三大部分組成。

稱重部分：主要由承重臺(tái)、稱重傳感器、稱重 顯示控制器三部分組成?？梢愿鶕?jù)不同要求配置計(jì)算 機(jī)、打印機(jī)、大屏幕顯示器等裝置，具有靜、動(dòng)態(tài)稱 重、數(shù)字顯示、打印報(bào)表及數(shù)據(jù)處理等多種功能。

高頻識(shí)別部分：主要由智能1C卡、讀寫器、自 動(dòng)道閘、地感線圈、紅綠信號(hào)燈、現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)控制箱、控 制電纜、有線傳輸裝置等組成。

微機(jī)控制部分：由工作站、串口板卡、I/O板 卡集線器、網(wǎng)卡、打印機(jī)、服務(wù)器組成，主要有I/O 輸入輸出板卡、轉(zhuǎn)換接插件、開關(guān)電源、轉(zhuǎn)換器件、接 地導(dǎo)軌、控制電纜組成，完成由工作站到現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī) 構(gòu)的控制、通信等過(guò)程處理和數(shù)據(jù)信息的處理、監(jiān)控 與INTERNET互聯(lián),實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)共享和與上級(jí) 主管部門的通訊。

2.2系統(tǒng)工作原理

該系統(tǒng)工作過(guò)程共有無(wú)卡和有卡兩種狀態(tài)：無(wú)卡 狀態(tài)時(shí)，控制系統(tǒng)工作在手動(dòng)方式，人工控制道閘的 升起、落下，錄入車輛、單位、司機(jī)和信號(hào)燈的顏色 等信息，然后進(jìn)行計(jì)量，并完成計(jì)量數(shù)據(jù)的管理存儲(chǔ) 等工作。有卡狀態(tài)時(shí)，控制系統(tǒng)工作在自動(dòng)運(yùn)行方式， 選擇靜態(tài)或動(dòng)態(tài)稱重方式，自動(dòng)道閘初始為落下狀態(tài)。 當(dāng)持有非接觸式1C卡的車輛開到地磅入口時(shí)，自動(dòng) 識(shí)別系統(tǒng)首先要對(duì)1C卡進(jìn)行驗(yàn)證，是否為注冊(cè)的非接 觸式1C卡。如為非注冊(cè)非接觸式1C卡則系統(tǒng)不予認(rèn) 可。如果是注冊(cè)過(guò)的非接觸式1C卡，則紅綠信號(hào)燈的 綠燈點(diǎn)亮，自動(dòng)道閘升起，需計(jì)量的車輛可以開到地磅上進(jìn)行計(jì)量。當(dāng)車輛完全開到汽車衡上時(shí)，紅綠 信號(hào)燈的紅燈點(diǎn)亮自動(dòng)道閘落下，以阻擋后面車輛的 進(jìn)入；計(jì)量控制部分進(jìn)行計(jì)量，同時(shí)大屏顯示器實(shí)時(shí) 顯示稱量數(shù)據(jù)，微機(jī)完成各種數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存、統(tǒng)計(jì)和打 印工作。車輛開下地磅，紅綠信號(hào)燈熄滅，至此一 個(gè)稱量過(guò)程完成，可以進(jìn)行下一次的稱量。

1C卡讀寫范圍可達(dá)6~9m,因此，卡車司機(jī)不用 下車，只需拿出卡對(duì)著讀寫器晃一下即可，這種方式 有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1)空車到位才能刷卡，是加強(qiáng)管理的組 成部分;2)避免使用接觸刷卡時(shí)司機(jī)要長(zhǎng)時(shí)間伸出胳 膊，而且后車廂又容易碰到讀寫器；3)可以節(jié)省上、 下秤臺(tái)的時(shí)間，特別是在車輛集中的情況下，可以極 大地提髙工作效率。同時(shí)，司機(jī)刷卡時(shí)，外置式高亮 度LED電子顯示屏向其顯示車號(hào)，以便校核。

3.結(jié)論

本文介紹了將非接觸式1C卡技術(shù)應(yīng)用于地磅的一種新型管理系統(tǒng)，不但拓展了地磅的應(yīng) 用、增加其產(chǎn)品附加值，還可以達(dá)到自動(dòng)化信息管理 的目的，廣泛應(yīng)用于煤礦化工、冶金、建材、港口碼 頭等需要集中稱量的地方。取得了初步的社會(huì)效益和 經(jīng)濟(jì)效益。