专利名称：工位点车号采集装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种轨道车辆的车号采集、读取装置及方法，特别是冶金企业的混铁车车号采集装置及方法。
钢铁厂铁路线上的工位点(作业点)有上百个，当有混铁车进出相应的工位点时，需要准确地了解混铁车的运行状态，例如高炉平台下的铁路线上受铁的混铁车是否准时精确到达受铁的作业点位置，以及装满铁水的混铁车是否准时精确的到达铁水预处理(如脱磷、脱硫、脱硅等)的工作点位置。现有技术中，钢铁企业的混铁车车号到达工作位置时的车号读取方式是采用各种传感器(条形码、电磁感应、微波感应等)，这些传感器安装在铁路两铁轨之间和靠近铁路沿线的露天地方，实践表明在高温、高尘、高腐蚀、风吹雨打、水浸泡的工作条件下设备很容易损坏，施工费用大，维修费用也高。随着全球定位系统GPS(GPS:Global Positioning System)的发展应用，GPS在实时定位中发挥了越来越大的作用，例如与电子地图结合用于各种车辆、航船和飞行器的调度和监控。GPS主要由二大部分组成GPS卫星、地面监控系统和用户设备，其中用户设备是根据用户不同导航、定位的需要进行不同设计。目前，移动数据通信技术得到非常广泛的应用，如无线寻呼及GMS(全球数字移动通讯)，其中DS(直接序列)和FH(跳频)扩频通信技术的发展和应用尤为迅猛，目前几乎所有较大的移动数据通信系统均采用上述扩频通信技术，与此相应的DS和FH扩频通信收发设备也已非常成熟，但是，将该技术应用于钢铁企业的混铁车的技术内容还未见报道。
本发明的目的是得到一种工位点车号采集装置和方法，是与GPS卫星导航系统进行配合，采用无线移动数据采集技术读取混铁车号、工位点号，不必在工位点安装任何设备，并提高混铁车工位点车号采集的准确性。
为实现上述目的，本发明提出的技术解决方案为一种工位点车号采集装置，它包括安装混铁车或机车上的混铁车车载发送装置1和安装在控制室的工位点车号采集装置2，其中所述的混铁车车载发送装置1包括全球接收卫星定位信号的差分定位系统接收机接收的信号输入导航计算机，导航计算机内预先存储有车号、各工位点地理坐标的数据，并根据导航计算机的控制由通信机将车号、工位点信息发送出去；所述的工位点车号采集装置2包括接收从混铁车发出的混铁车进出工位点的无线信号的通信机，存储有工位点信息的工控机经接口电路与仪表或过程机相接。
混铁车车载发送装置1还包括在厂房内推算定位用的计程仪。
一种工位点车号采集方法，是由工位点车号采集装置2完成如下控制过程(1)设备启动，(2)初始化，(3)工控机设置接收存储区，(4)设定头指针=尾指针，(5)判断头指针是否等于尾指针，如果相等则重置尾指针，如果不相等则(6)取出头指针数据，然后(7)头指针+1，(8)判断是否为混铁车数据，如不是则重置尾指针；如是则(9)调出工位点数据与混铁车数据进行对比，(10)判断是含来自工位点，如不是则重置尾指针；如果是属于离开工位点的混铁车的数据或来自工位点的数据，则(11)判断是否处理过，如处理过则重置尾指针；如未处理过则(12)取出数据中的方向信息，(13)取出数据中的位置信息判断此位置的工位点号，(14)取出数据中的车号信息，(15)形成的输出数据格式(16)送到接口电路，并重置尾指针。
工位点车号采集方法中包括的工位点车号采集装置2的中断服务程序为(1)开始并保护现场，(2)关中断，(3)读通信机数据放入队列，(4)队尾指针增量，(5)恢复现场，(6)开中断然后返回。
工位点车号采集方法中包括的混铁车车载发送装置1的向工位点发送数据的程序为(1)设备启动并初始化，(2)判断是否到达工位点区域，如不是则重新判断，如是则(3)发送车号、混铁车位置坐标、方向信息，(4)置标志位并返回。
下面结合附图对本发明做进一步详细叙述。
图1为本发明工位点车号采集装置结构示意图。
图2为本发明工位点车号采集方法流程框图。
图3为工位点车号采集装置2的中断服务流程框图。
图4为混铁车车载发射设备1的发送数据流程框图。
如图1所示，本发明为一种无线移动数据传输设备，它由2部分装置组成，其中的混铁车车载发送装置1与DGPS系统相结合，包括DGPS接收机、导航工控机、通信机、计程仪和电源，是安装在混铁车或机车上，当混铁车或机车通过或停止在工位点时(大地特征点)时，DGPS接收机给出定位信息，在导航计算机中预制的工位点数据进行比较，如相符合则立即通过通讯机以无线方式发射出去，将车号、工位点、运行方向发送给位于工位点的工位点车号采集装置2。
导航计算机中预制的工位点的地理经纬数据，是事先把混铁车运行区域的坐标精确测量(误差为厘米级)，并分为若干区域、区段、大地坐标点，形成数据库，将实时测得的数据与数据库的已知精确数据对比，由区→段→点进行判断，这样可把庞大的数据精简到可以用工控机完成，大大提高精度和运算速度。
本发明的车载设备还包括计程仪，GPS传感器和计程仪同时都将定位信息和里程信息送给工控计算机缓存。平时当机车运行在厂房外时，差分GPS接收机根据卫星定位系统以及差分修正数据输出机车目前的准确经纬度位置信息。当机车进入厂房卫星信号被遮挡住时，差分GPS接收机无法定位出机车准确的经纬度，工控计算机则根据计程仪的信息以及GPS值的可用时的数值，推算出机车的运行位置数据。
工位点车号采集装置2包括工位点工控机、扩频通信机、显示电路、接口电路和电源，其中工位点工控机预先置入工位点数据，工位点数据用数字代码表示，一个工位点代码存储该工位点所在区域、区段及大地坐标点的范围，这些数据是事先精确测量好预先置入车号采集装置2的工位点工控机。
由通信机接收的混铁车进、出各个工位点信息的无线信号输入工位点工控机，经显示电路显示该混铁车的车号，并被处理成相应信号经接口电路送入下一步的工位点，如出铁称量盘或炼钢过程机。
本发明的工位点车号采集方法，是由工位点车号采集装置2完成如下控制过程参见图2，(步骤1～4)由于混铁车循环不断地向企业的控制中心发送位置报告，由控制中心决定在同一频段、同一时刻、同一空间里，只有一辆混铁车或机车发送位置报告，保证无线信号不会在空间发生碰撞。
步骤5～8，安装在中央控制操作室的工位点车号采集装置2实时监测每辆混铁车或机车发送的位置报告，不断接收到移动的混铁车上发出工位点区域位置信息及车号，用逐次逼近的方法逐渐的由区域判断缩小到区段的判断，在逐渐由区段的判断缩小到工位点的坐标点上。即首先判断头指针是否等于(第一个数据)尾指针，即与工控机内存储的工位点经纬度数据进行对比，然后每隔一定时间采集一个数据，判断是否为混铁车数据，当工位点工控机判断由通讯机接收的数据为机车的位置报告时，不做处理。(步骤8～11)，判断接收的数据为混铁车的位置报告时，如不是混铁车数据，则返回重置尾指针；如是混铁车数据，每个工位点车号采集装置首先对其位置进行判断，看是否本采集装置所管理的工位点位置，若不是，不做处理，即不执行逐渐逼近进行判断。(步骤11～16)，若是则对其车号进行读入，先确定混铁车是离开工位点还是逼近工位点，若混铁车离开工位点车号采集装置就要将工位点上作业的车号清理掉；如确定是进入工位点，则取出数据中的位置信息判断此位置的工位点号，然后取出数据中的车号信息，经接口电路转换后送给出铁称量盘或过程机并同时将车号送显示电路显示车号，然后一直监测此混铁车直到其离开工位点时，做相同处理，并通知出铁称量盘或过程机同时消除车号显示。
本发明的工位点车号采集方法还包括开辟一接收数据队列存储区(图2中步骤3)，然后工位点车号采集装置2采用中断服务方法获取通信机输出的数据，当通讯机有数据输入时，进入中断服务程序(参见图3)，程序开始，保护现场，关中断，即关掉工位点车号的终端接口，使它专门处理混铁车发来的数据；接受到通讯机输出的数据送到当前接受队列尾指向的单元，并使尾指针增量，数据处理完后，恢复现场并关中断，即向所需要到达工位点混铁车号的终端发车号(例如发向过程计算机、DCS、PLC)，返回主程序。
主程序处理时，按接收队列头指针读出数据，判断是否混铁车、是否到达或离开工位点等，对数据进行处理，同时使头指针增量。
本发明的工位点车号采集方法还包括混铁车车载发送装置的向工位点发送数据方法，(参见图4)设备初始化后判断是否到达工位点区域，如不是则重新判断；如是则发送车号、混铁车坐标位置和发送方向信息，然后置标志并返回。
与现有技术相比，本发明是将全球卫星定位系统应用于读取、采集在钢铁厂铁路线上的工位点作业的混铁车车号，即采用安装在混铁车上的导航设备和远离铁路的操作室安装的工位点车号采集设备两部分设备，当有混铁车进出相应的工位点时，混铁车的车载发射装置发出相应的数据，由安装在附近的控制操作室内的车号采集装置接收并处理成相应的信号送给下一步工位点有关仪表，同时在本工位点显示该车号，可使调度人员及时掌握混铁车在各个工位点的分布，提高调度和生产管理的安全性、准确率和生产效率。
权利要求
1．一种工位点车号采集装置，其特征在于它包括安装混铁车或机车上的混铁车车载发送装置1和安装在控制室的工位点车号采集装置2，其中所述的混铁车车载发送装置1包括全球接收卫星定位信号的差分定位系统接收机接收的信号输入导航计算机，导航计算机内预先存储有车号、各工位点地理坐标的数据，并根据导航计算机的控制由通信机将车号、工位点信息发送出去；所述的工位点车号采集装置2包括接收从混铁车发出的混铁车进出工位点的无线信号的通信机，存储有工位点信息的工控机经接口电路与仪表或过程机相接。
2．根据权利要求1中所述的工位点车号采集装置，其特征在于所述的混铁车车载发送装置1还包括在厂房内推算定位用的计程仪。
3．一种工位点车号采集方法，其特征在于是由工位点车号采集装置2完成如下控制过程(1)设备启动，(2)初始化，(3)工控机设置接收存储区，(4)设定头指针=尾指针，(5)判断头指针是否等于尾指针，如果相等则重置尾指针，如果不相等则(6)取出头指针数据，然后(7)头指针+1，(8)判断是否为混铁车数据，如不是则重置尾指针；如是则(9)调出工位点数据与混铁车数据进行对比，(10)判断是否来自工位点，如不是则重置尾指针；如果是属于离开工位点的混铁车的数据或来自工位点的数据，则(11)判断是否处理过，如处理过则重置尾指针；如未处理过则(12)取出数据中的方向信息，(13)取出数据中的位置信息判断此位置的工位点号，(14)取出数据中的车号信息，(15)形成的输出数据格式(16)送到接口电路，并重置尾指针。
4．根据权利要求3所述的工位点车号采集方法，其特征在于所述的工位点车号采集装置2的中断服务程序为(1)开始并保护现场，(2)关中断，(3)读通信机数据放入队列，(4)队尾指针增量，(5)恢复现场，(6)开中断然后返回。
5．根据权利要求3所述的工位点车号采集方法，其特征在于所述的混铁车车载发送装置1的向工位点发送数据的程序为(1)设备启动并初始化，(2)判断是否到达工位点区域，如不是则重新判断，如是则(3)发送车号、混铁车位置坐标、方向信息，(4)置标志位并返回。
全文摘要
本发明涉及一种混铁车车号采集装置及方法,它包括安装混铁车或机车上的混铁车车载发送装置1和安装在控制室的工位点车号采集装置2,其中:混铁车车载发送装置1包括:DGPS接收机接收的信号输入导航计算机,导航计算机内存储有车号、各工位点地理坐标的数据,由通信机将车号、工位点信息发送出去。工位点车号采集装置2包括:接收从混铁车发出的混铁车进出工位点的无线信号的通信机,存储有工位点信息的工位点计算机经接口电路与仪表或过程机相接。
文档编号B61L25/00GK1235915SQ9910340
公开日1999年11月24日 申请日期1999年3月26日 优先权日1999年3月26日
发明者王晋豫, 周仁义, 龚国维 申请人:宝山钢铁(集团)公司