基于IC卡技術(shù)的油料運輸管理系統的開(kāi)發(fā)

文章出處：http://psychicreadingswithdeb.com 作者： 人氣： 發(fā)表時(shí)間：2012年03月20日

    摘要：為了實(shí)現油田油料運輸過(guò)程的數字化管理，從集油站生產(chǎn)管理實(shí)際出發(fā)，在研究油料運輸管理系統應具有功能及特點(diǎn)的基礎上，提出了基于 IC卡技術(shù)的油料運輸管理系統的解決方案，論述了系統硬件設備的電路設計。實(shí)踐表明，該方案達到了預期的目標。
    關(guān)鍵詞：油料運輸；集油站；數字化管理； IC卡技術(shù)；

    1 引言

    集油站在石油生產(chǎn)中處于生產(chǎn)和加工的重要連接點(diǎn)，承擔著(zhù)石油原液的集中存儲、沉降、脫水等重要功能。如何將各生產(chǎn)大隊的原液、油料安全、快速運抵集輸站是石油生產(chǎn)企業(yè)必須解決的問(wèn)題。原液、油料是國家的寶貴資源，保證運輸安全顯得至關(guān)重要。人工管理不僅工作量大，而且還會(huì )出現錯報、漏報等人為情況，很難準確、及時(shí)掌握各種運輸信息。為了改變這種狀況，在考慮如何杜絕未被指派車(chē)輛拉油、盜牌車(chē)拉油、磅單造假、雙罐車(chē)盜油、司磅人員和司機聯(lián)合作弊等違規、違法行為及付油車(chē)輛泊位等因素的情況下，論文提出了基于 IC卡技術(shù)的油料運輸過(guò)程數字化管理解決方案。一方面使油料集輸管理數字化，實(shí)現辦公自動(dòng)化，節約生產(chǎn)管理成本；另一方面使油田的各個(gè)部門(mén)及時(shí)了解相關(guān)信息，有效整合各種資源，提高工作效率和快速反應能力，加強油料運輸管理，有效防止非法運輸，使各直屬管理部門(mén)能夠在任何時(shí)候掌握泵油、付油以及運輸車(chē)輛的情況，并進(jìn)行聯(lián)合稽查整個(gè)油料運輸過(guò)程。 

    2 系統需求

    根據某石油公司采油廠(chǎng)的要求和具體情況，系統應能完成： 

    (1) 生產(chǎn)管理：各區油井的日產(chǎn)量都是采用電話(huà)方式上報采油隊，之后統一上報生產(chǎn)科，這個(gè)環(huán)節容易出現時(shí)間延誤和誤報現象。系統完成后可以定時(shí)由各大隊自己錄入，取消或減少電話(huà)上報方式，提高數據的準確性和及時(shí)性。領(lǐng)導可隨時(shí)查詢(xún)需要的數據，進(jìn)行準確分析和決策。 
    (2) 車(chē)輛管理：集團公司和采油廠(chǎng)管轄所有大型動(dòng)力車(chē)輛和公務(wù)車(chē)輛，在油料消耗、車(chē)輛維修、車(chē)輛調度等方面都存在一定的難度。系統完成后，可以給每輛車(chē)、每位司機配置專(zhuān)門(mén)的 IC卡進(jìn)行
    (3) 車(chē)隊運輸管理：油料運輸分泵油和付油兩種情況。泵油指從采油大隊單車(chē)裝載原液至集油站及集油站接收原液的過(guò)程；付油指從集油站裝載油料至集輸站的過(guò)程。目前運銷(xiāo)科在含水油和凈化油運輸過(guò)程中需要和車(chē)隊(外協(xié)車(chē)輛和內部車(chē)輛)、集油站、集輸站進(jìn)行時(shí)時(shí)對帳，因大量單據采用手工操作，給對帳、核算以及費用結算等帶來(lái)很大工作量，系統完成后可輕松實(shí)現電子過(guò)磅、開(kāi)票及自動(dòng)對帳、結算等功能，解決車(chē)輛站內管理問(wèn)題。 
    (4) 系統管理：可進(jìn)行系統用戶(hù)管理、權限管理、日志管理、系統設置。

    3 系統設計

    因油井分布面廣，且大都在山區，各采油隊流動(dòng)性大，所以架設專(zhuān)線(xiàn)或采用無(wú)線(xiàn) AP技術(shù)都不現實(shí)。同時(shí)集油站車(chē)輛進(jìn)出頻繁、運量繁重，存在一些比較難處理的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)比較認證，最終采用了安全、耐用、便捷、低廉的“一卡通”管理模式，我們分別設計了：

    3.1 IC卡智能車(chē)輛出入管理系統

    IC卡智能車(chē)輛出入管理系統是現代化物流倉儲車(chē)輛出入及設備自動(dòng)化管理的統稱(chēng)，如圖 1所示。本系統將計算機技術(shù)、自控技術(shù)及智能 IC卡技術(shù)有機的結合起來(lái)，具有一機多衡、視頻抓拍、車(chē)號智能識別比對、紅外線(xiàn)車(chē)輛定位防作弊、語(yǔ)音報數、等多種功能。系統采用 Philips的 Mifare 1非接觸式 IC卡進(jìn)行整體數據信息的流通和智能管理。通過(guò)二次開(kāi)發(fā)，設計出數據生成模塊并進(jìn)行加密，實(shí)現微機同 IC卡讀寫(xiě)器進(jìn)行數據交換。車(chē)輛出入采用一卡一車(chē)的工作模式，一張卡對應且僅對應一輛車(chē)，車(chē)輛進(jìn)出場(chǎng)均會(huì )在系統中對卡做相應的狀態(tài)記錄標識，已進(jìn)場(chǎng)卡不能再進(jìn)場(chǎng)，場(chǎng)外卡不能出場(chǎng)，即具有防潛回功能，嚴格的管理模式使車(chē)輛有序、高效進(jìn)出。車(chē)輛進(jìn)場(chǎng)的同時(shí)對抓拍的圖像進(jìn)行車(chē)牌智能識別、比對，只有識別出的車(chē)牌號和 IC卡內記錄的識別號一致才放行，防止串卡使用。實(shí)際使用時(shí)，駕駛員只需將 IC卡在出、入口票箱前晃一下，即可進(jìn)出集油站或集輸站，完成自動(dòng)油料輸送統計功能。

圖1 智能車(chē)輛出入管理系統

    3.2 車(chē)輛調度系統

    由于內部泵油車(chē)輛調度相對簡(jiǎn)單，而付油流程比較復雜，使用的是外協(xié)單位車(chē)輛，因此結合“一卡通”的應用，建立起一套完整的車(chē)輛調度方案，解決了調度不順暢的問(wèn)題。

    3.3 數據采集系統

    因為油田網(wǎng)絡(luò )覆蓋面廣，各級單位距離較遠，油田地形地貌及其復雜，不可能保證網(wǎng)絡(luò )情況時(shí)刻通暢，但是每日的數據必須要收集到數據中心。因此建立起一套完整的分布式數據庫管理系統解決方案，把原來(lái)獨立的各個(gè)數據庫聯(lián)系起來(lái)，方便集中管理和查詢(xún)。

    4 硬件設計

    4.1 出入口設備硬件結構

    出入口設備硬件結構如圖 2所示，AT89C55單片機作為控制器，它片內集成 20KB的程序存儲器，滿(mǎn)足本設計對程序存儲器容量的要求； ZLG7289芯片外接 4×4的鍵盤(pán)；DS1302為停車(chē)計時(shí)提供準確時(shí)鐘； LCD液晶顯示各種信息，如按鍵信息、時(shí)間和停車(chē)費用等； AT24C256存儲用戶(hù)結算信息；通過(guò) RS-232與上位機通信；通過(guò) ZLG500對 IC卡進(jìn)行讀寫(xiě)操作；MCU通過(guò) P1.7端口向擋車(chē)閘電機控制器發(fā)送開(kāi)關(guān)車(chē)閘信號。為充分利用單片機有限的端口，外圍設備多采用了具有 I2C接口(如 AT24C256、DS1302)和 SPI接口(如 ZLG7289、 ZLG500)的器件。

圖2 出口設備硬件示意圖

    4.2 非接觸 IC卡讀寫(xiě)模塊 ZLG500

    ZLG500負責對非接觸 IC卡的讀寫(xiě)操作，需外接 PCB天線(xiàn)。ZLG500模塊連接電路如圖 2所示，傳輸啟動(dòng)端 SS接 MCU的外部中斷 0，MCU和 ZLG500之間發(fā)送數據，首先由發(fā)送方將 SS拉低并且在發(fā)送結束后將 SS拉高，本設計中 MCU以下降沿中斷觸發(fā)的方式接收 ZLG500發(fā)送的數據，并將外部中斷 0設置為最高優(yōu)先級，保證第一時(shí)間接收到 IC卡數據。SCLK為 SPI接口的時(shí)鐘線(xiàn)，總是由 MCU產(chǎn)生。SDATA為雙向數據線(xiàn)，在數據傳輸開(kāi)始前，由數據發(fā)送方將 SDATA拉低，數據接收方同意接收數據則將 SDATA拉高，作為接收響應信號，之后 SDATA作為數據傳送線(xiàn)。模塊自帶看門(mén)狗，復位端 RST可懸空或接低電平。CTRL和 BZ接發(fā)光二極管和蜂鳴。

圖 3 ZLG500模塊電路連接圖

    4.3 AT24C256存儲器存儲空間劃分

    采用具有 32KB存儲容量 AT24C256存儲收費結算信息。存儲空間劃分：第1、2字節為出口設備號，第3、4個(gè)字節為已打卡數量，第 5到第 8個(gè)字節為收費總金額，后面為用戶(hù)數據區，每位用戶(hù)數據由 13字節組成，包括 4字節用戶(hù)序列號和 2字節消費金額 (BCD碼)，最多記錄 5460個(gè)用戶(hù)數據。

    4.4 LCD顯示

    采用 SMG12864液晶顯示模塊，可顯示 4行 8列共 32個(gè) 16×16的漢字，它自帶 2個(gè) KS0108B和 1個(gè) KS0107B顯示驅動(dòng)控制器，2個(gè) KS0108B分別控制左右兩個(gè)半屏(64×64)像素點(diǎn)的顯示，KS0107B作為 64行的行驅動(dòng)控制。液晶模塊采用直接控制方式，P2.2和 P2.3分別接CS1和CS2用于左右半屏控制器的片選， RS（接P2.0）為內部功能寄存器選擇，R/W(接 P2.1)為讀寫(xiě)控制信號， P2.7接 LCD驅動(dòng)器的使能端 E。

    4.5 鍵盤(pán)設計

    鍵盤(pán)接口電路采用 ZLG7289芯片，其按鍵有效輸出端 (/KEY)接 MCU的 INT1，/KEY在有效按鍵時(shí)為低電平，平時(shí)為高電平。 /KEY的下降沿觸發(fā)按鍵中斷之后，MCU根據ZLG7289發(fā)送的鍵值進(jìn)行相應處理。設計按鍵有：數字鍵 0～9、“.”、“功能”、“退出”、“退格”、“確定”。

    5數據庫設計

    根據油田數據關(guān)系圖,基于第三范式的設計方法,我們設計了以下數據庫表。

    ①服務(wù)器：服務(wù)器至少需 9個(gè)表：車(chē)輛信息表、 IC卡表、稱(chēng)重表、運出車(chē)輛表、派出車(chē)輛表、路查信息表、總體信息表、人員權限表。運出車(chē)輛表存放泵 /付油車(chē)輛的信息，派出車(chē)輛表為外協(xié)單位的具體派車(chē)信息，反饋信息表存放集輸站發(fā)來(lái)的實(shí)際收油信息。
    ②采油廠(chǎng)：采油廠(chǎng)至少需 5個(gè)表：泵油表、付油表、路查信息表、反饋信息表、總體信息表。
    ③集油站管理室：集油站管理室需 4個(gè)表：車(chē)輛圖像表、異常車(chē)輛表、泵油表、付油表。車(chē)輛圖像表保存車(chē)輛進(jìn)出站時(shí)的抓拍圖像，通過(guò)比對 IC卡信息，將存入異常車(chē)輛情況。
    ④集輸站管理室：集輸站管理室需 3個(gè)表：車(chē)輛圖像表、異常車(chē)輛表、收油表。
    ⑸磅房：磅房稱(chēng)重表數據主要包括：稱(chēng)重編號、 IC卡號、供油地點(diǎn)、收油地點(diǎn)、毛重、皮重、進(jìn)站時(shí)間、出站時(shí)間、司磅員、含水率、管理員、裝油車(chē)位、付油人、卸油人、鉛封號、異常標志等。
    ⑹調度室：調度室 IC卡表數據主要包括 : IC卡號、車(chē)輛卡號、駕駛員姓名、駕照號、車(chē)牌號、車(chē)型、所屬車(chē)隊、卡的性質(zhì)(臨時(shí)卡/固定卡)、發(fā)卡時(shí)間、發(fā)卡單位。

    此外還包括：路查 (運輸車(chē)輛信息表 )、外協(xié)單位 (車(chē)輛信息表，派出車(chē)輛表 )、統計結算室 (稱(chēng)重表)等。

    本文作者創(chuàng )新點(diǎn)：本文設計了基于 IC卡技術(shù)的油料運輸管理系統，該系統綜合應用了各種高科技手段，有效防范了各種偷盜油事件的發(fā)生。充分利用了 IC卡讀寫(xiě)、加密技術(shù)和 WEB通信技術(shù)，實(shí)現了全程管理一體化、數字化。

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