机车IC卡自动加油管理系统

来源：中国一卡通网作者：刘传波，莫易敏发布时间：2007-04-18 14:53:56 字体:[大中小]

摘要：研制开发一套采用IC卡加油、单片机控制、微机管理的IC卡自动加油控制管理系统。系统采用主、从分布式网络结构，下位机和上位机互为服务器，不但实现对机车自动加油的控制，还保证了加油数据的安全和可靠，使机车加油实现自动化和信息化。

机车燃油的供、管、用、发是否规范，对机车燃油的消耗控制和节约，对成本控制和提高效益，都是至关重要的。

近年来，国外卡机联动加油系统应用在技术上发展迅速，Mobil公司的Speed Pass采用非接触的射频识别技术，现已获得大规模应用。以色列OTI公司采用非接触射频识别技术的卡机联动加油系统也已在多个国家得到应用⋯ 。所以针对我国机务段内燃机的加油现状，结合铁道部关于机车燃油管理要求，本文提出燃油自动发放部分能够根据设定的加油量，自动控制油泵的启动和停止；油量实时记录和显示，并存储加油报表要求的加油信息，同时将信息传送至上位机；管路燃油压力检测，保证油路安全；油温检测模块对油温进行实时检测，保证计算油量的准确性；自动／手动切换，保证发油控制绝对可靠，同时采用智能IC卡管理和读写模块，使加油系统安全，完善；并提出在燃油管理信息系统部分能够收集各加油点的加油数据，自动生成各种统计报表，与机务段计算机联成局域网络。

1 加油系统组成

加油系统分为两部分：燃油自动发放控制系统和燃油数据管理系统，系统总体架构如图1所示。

图1 加油系统总体架构

1．1 燃油自动发放控制系统

该系统主要功能有：
1)根据设定的加油量能自动控制油泵的启动、停止，以及相应控制管路电磁阀的打开和关闭。
2)实时记录和显示燃油的流量。
3)记录、存储铁油7报表中所要求的加油信息如机车号、车次、发油量、发油开始和结束时间、发油人和司机报单等，并将信息传送至上位Pc机。4)Ic卡记录功能：司机可用Ic卡存储信息，包括司机工号、司机报单号、每次发油时间、发油种类、发油量。5)管路燃油压力的监测，保证加油的安全．陛。6)自动／手动切换，保证加油控制系统的可靠性。

1．2 燃油数据管理系统

该系统主要功能有：
1)收集各加油点加油数据，自动生成各种统计数据，如周报、月报、旬报和年报数据。
2)铁油报表的生成，能传输到段内计算机局域网络，供各部门调用、查阅。

2 燃油自动发放控制系统设计

本加油机计算机系统采用PC104总线的工业控制机，由主机板C45、接口板PCM5111、单片机键盘、IC卡接口板和现场信号接口板组成，见图2。

2．1 现场信号接口板设计

现场信号接口板是本文开发设计的接口板，由于现场的流量计输出脉冲信号不是标准的CMOS_3 电平，同时开关量信号的输X／输出没有采用隔离措施，所以专门设计此板用于脉冲信号的整形和电平转换，对开关量的输入／输出设计采用光电隔离，以使计算机的地线和现场继电器等器件的电源地线隔离，达到抗干扰的目的。这样，整个计算机的电源设计分计算机系统供电电源(+5V、+12V、一12V和地)和现场继电器等的工作电源(+12V和地)，两者是完全独立的电源。现场信号接口板一边连接现场开关量输输出信号、流量计脉冲信号和管路压力传感器输出的模拟量信号，将对应信号隔离、转换和整形后，传至接口板的另一边，进而连接PC104总线接口板PCMS11。

2．2 单片机IC卡接口硬件设计

在各个机务段，为便于机车加油量的管理和记录，给每个司机配备了Ic卡，Ic卡里存放了司机的工号和密码，同时其中还记录每次加油的油量。加油时，司机先插入IC卡，加油机自动进入显示IC卡卡号的界面，并从网络数据库里查找该工号，若存在，则进入下一步提示输入密码，否则要求重新输入卡号，输密码时密码正确才可以加油，如果密码输入三次错误，则系统自动取消该次加油操作。图3给出了24C64IC卡与单片机接口硬件设计电路。

图3 IC卡与单片机接口原理图

单片机的P1．1口和P1．0口分别连接Ic卡的时钟线和数据线，通过这两根线控制IC卡的读写。另外，为了判断Ic卡是否插进，Ic卡的两个触点K0和K1一个接+5V，另一个接单片机的P1．2口。当Ic卡插入时，两触点闭合，P1．2 El为高电平。因此，通过检测P1．2 El的电平，可以知道IC卡是否插入。图3中J1的脚5和脚6中任一脚接J2的脚5，另一个接J2的脚4。

从IC卡读到的数据要送给上位机，上位机发来的数据也要写入IC卡，这个功能是通过串El实现的，在电路的设计上用MAX232进行串El发送。此芯片是一种双组驱动器／接收器，片内含有一个电容性电压发生器，以便在单5V电源供电时提供EIA／TIA一232一E电平。每个接收器将EIA／TIA-232．E电平输入转换为5V TYL／CMOS电平，每个驱动器将TYL／CMOS输入电平转换为EIA／TIA-232一E电平。在电路设计上，只用把发送RXD、接收TXD和地GND三根线连上即可。因I C总线接El电路均为漏极开路，故总线接了10k 的上拉电阻。

2．3 单片机Ic卡接口软件程序设计

在IC卡软件程序设计中，首先判断IC卡是否插上，插上后读出Ic卡里司机工号，并存放在单片机片内固定RAM里。然后检测串口状态，根据接收到的状态标志位进行不同的操作。当上位机要接收司机工号时，将数据发送给上位机；或者接收上位机发送的本次加油信息，并写入Ic卡。程序流程见图4。

本系统使用的Ic卡容量是8k，内部存储了四种数据：司机工号、司机密码、已存储加油信息的组数、每次的加油信息。前三种数据在IC卡里的位置是固定的，而且工号和密码的值是不变的，但加油信息的组数值每写一次加油信息就加1。每次在写加油信息时，其地址要通过计算才能得到。

比如设已存储的组数为，第一组加油信息存放的地址是，一组加油信息用l6个字节存储(包括时间：年、月、日、时、分；加油类型；燃油或润滑油；加油的数量)，则本次加油信息应存放的地址为：Y：M + 16X。当Y大于IC卡的容量时，又从M开始存放。

假如司机工号存放在IC卡地址为0030H的位置，通过下面四条语句可将工号读出：
sla=0×0a9；／读器件地址为0 x0a9 ／
subah=0×00；／高位地址／
subal=0×30；／低位地址／
ISendStrg(uchar sla。uchar subah．uchar subal，uchar s，1)；子程序ISendStrg的功能是将器件地址为sla的芯片从某一个地址(该地址为suba)开始读出nO个字节的值，读出的内容放人S指向的存储区。该函数返回一个bit型值，若返回1，表示读出成功。其函数原型为：bit ISendStrg(uchar sla，uchar subah，uchar subal，uchar}S，uchar no)

3 燃油信息管理系统设计

燃油信息管理系统的核心主要是，实时收集各加油点下位机传来加油数据和加油机车司机的个人信息，并能自动生成各种统计数据，如周报、月报、旬报和年报数据，以及与段计算机联成局域网络实现远程传送、共享。系统接受下位机传送的加油数据主要是依靠局域网，并与PC104加油机互为服务器。程序独立于具体的数据，这使得程序具有稳定性和通用性，不会因为客户使用环境的变化而改变。对下位机加油记录定期刷新，使数据及时准确地传送，进而保存于数据库。系统采用C+Builder5．0和SQL Sever 2000编程。

目前该系统已在郑州铁路局襄北和枝江机务段、南昌铁路局鹰潭与向塘机务段成功应用。

新闻投稿合作邮箱：yktchina-admin@163.com 字体[大中小] [收藏] [进入论坛]

文章图片