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混凝土质量实时防伪监控管理系统 摘 要 本文针对混凝土行业中出现的做假软件，严重影响混凝土质量的现象，介绍了一种实时监管系统的原理。 关键词：混凝土，搅拌站，质量监管。 目前有的（少数）混凝土生产厂家在市场无序竞争的环境下，受利益驱动，采用了虚假配合比进行生产，其手段就是利用“做假软件”，向用户和质量监督部门提供虚假的数据。这种现象不但直接降低了混凝土的质量，造成了建筑物的质量隐患，而且扰乱了建筑市场的正常发展，也危害了混凝土行业的信誉和生存。这一问题必须解决，除了由监督部门采用行政和法律手段，严惩其源头--制造“做假软件”的公司，同时对造假的混凝土公司发现一家处理、停产整顿一家，应该像打击淫秽软件一样打击“做假软件”！针对商品混凝土市场出现的这种新动向，强制推广使用<混凝土质量实时监控管理系统>来防堵这种违法违规行为就显得十分必要。 混凝土质量实时监控管理系统是由部分硬件和软件组成的一套系统，它既独立于生产系统，又能实时跟踪生产系统。但这个系统只是一种技术手段，还需要和政府部门建立的监管系统结合才能真正发挥作用。 “混凝土质量实时监控管理系统” 应能解决三个问题：一是数据来源必须是真实可靠的；二是必须跟踪当时生产的混凝土的用户信息和配合比信息是否符合质量要求；三是必须保证信息传输的及时性和安全性。 一． 如何保证数据来源的真实可靠。 数据来源有两个渠道，一是直接在数据库里采集，二是从称量端直接采集。 （1） 从数据库里采集数据是最方便的，现在大多数生产系统使用两种形式的数据库：SQL数据库和ACCESS数据库。早期也有使用FOXBASE数据库的。不管是用以上什么形式的数据库，只要不是独占形式的方式存在，只要根据数据库里的字段名称进行采集和发送就可以了。问题是现在的“做假软件”技术也很先进，它可以在向数据库存储的瞬间就把假的数据进行置换和存储，不管你用什么方式在数据库采集数据都可能是假的。这种方式实际上是不能保证数据来源的真实、可靠的。 （2） 从称量端直接采集数据，理论上讲是最原始的，但是技术上受到限制。目前称量系统大多使用四种形式和计算机接口： 一是传感器+放大器+模拟量接口。放大器的输出信号使用标准模拟信号和计算机接口，标准模拟信号有0-1V，0-5V，4-20mA，0-10V等等； 二是传感器+称重仪表+标准计算机接口。称重仪表的输出信号使用标准模拟信号或数字量信号和计算机接口； 三是传感器+放大器+总线接口。放大器的输出信号使用Profibus或Canbus总线和计算机接口； 四是传感器+放大器+PLC接口。放大器的输出信号直接进入或通过仪表进入可编程控制器（PLC）进行控制，计算机只是提供一个根据配合比形成的比较量，在计量（配料）过程完成后，计算机再进行实际数据的采集和存储，这种控制形式属于上位机和下位机的控制系统。 理论上以上常用的四种形式可以分别从传感器输出端，或放大器输出端，或串行口，或总线端口采集数据。 ①从传感器输出端取信号。通过试验，如果在传感器输出端再并联一个放大器或称重仪表，由于传感器输出信号都在毫伏级，只要有微小的变化（例如外接设备元件内部的热嘈声和输入阻抗）就会引起放大后的信号的不规则变化，造成计量数值的不准确； ②从放大器输出端取信号。通过试验，如果在放大器输出端再并联一个放大器或称重仪表，主要是由于并联上去的设备输入阻抗的变化，必定会影响原来称量系统的稳定性和非线性变化，但是可以采取技术措施分成2路信号； ③从串行口取信号。通过试验，计算机在采集这些信号时都是需要采用独占方式，换句话说，就是同一台计算机在采集这些数据时是不会允许其它设备对这些信号同时采集的。 ④从总线端口取信号。通过试验，计算机在采集这些信号时只要在计算机外部和总线并联式可行的。 通过以上分析可见，处理用CANBUS总线形式传输称重型号外，其它形式从称量端直接采集数据，理论上讲是最原始的，但是在技术上受到限制。 （3） 因此，可以考虑使用双输出专用称重仪表来解决这个问题。 专用称重仪表是指使用标有“CMC”标志的称重仪表，这种仪表一般都有2-3种输出形式和计算机接口，如模拟量输出接口(0-1V，0-5V，4-20mA等)、数字量输出接口（232口，485口等）和总线输出接口（Profibus，Canbus，以太网等）。从技术角度来讲，模拟量输出接口进入计算机后，还需要通过A\D转换模块进行转换，在转换过程中就有可能作假，只要改变转换系数就能达到目的。因此最好的办法是从数字量输出接口或总线输出接口取数据最为可靠。完全可以要求称重仪表生产厂家提供一组供监控使用的数字量信号。 二． 如何保证“混凝土质量实时监控管理系统”能跟踪和有效监督当时生产的混凝土的用户信息和配合比信息是否符合质量要求。 1.数据采集卡使用什么形式为好。 电子秤仪表的标准输出口有三种形式，标准模拟量信号（如电压，电流信号）；串行输出信号（如232口，485口）；总线输出信号（如Profibus总线或Canbus总线）。 其中标准模拟量信号需要根据仪表的显示值进行调整，当传感器更换，电子秤仪表校准后，监视软件也应对电子秤输出的模拟量信号进行标定，这给用户带来一定的麻烦； 而串行输出信号（如232口，485口）和总线输出信号（如Profibus总线或Canbus总线）只和仪表显示的值有关，采集的数据不需要进行校准和处理，直接使用既方便又可靠。 2.如何安装数据采集卡。 鉴于“数据来源的真实可靠”只能在仪表上取得，那么所取得的数据必须和用户要求的配合比的数据进行比对，这样就带来一个新问题，所取得数据是按什么配合比配料的，这个数据是对应的1立方还是2立方，还是2.6立方，还有如果这个数据是来自叠加秤时，其中多少是水泥的，多少是粉煤灰的，多少是矿粉的，这和各种材料的称量顺序有关，如果称量顺序改变了，取得的数据也就面目全非了，因此对于仪表数据采集卡只能安装在同一台计算机里，在生产的同时把对应的用户信息，对应的标准配合比，对应的当时的每拌方量同时采集到质量监督程序里进行比对。 3.对于用户使用的计算机和控制系统要求比较高。 以上功能要求用户必须使用性能好的计算机，还需要计算机系统必须使用WINDOS2000XP以上的系统，便于在多任务，多线程下正常运行；同时要求用户计算机资源能够允许运行SQL数据库，监控软件是使用SQL数据库，SQL数据库目前还是最可靠和最稳定的；如果用户使用的老系统都需要进行升级改造。而且要求用户使用的数据库都要对用户开放，不能处于独占方式下运行。 4.为什么使用独立的计算机进行数据采集系统不现实（另加一台计算机做监控使用）。 不管采用哪种形式的数据采集系统，要保证所采集的数据和当前生产的混凝土的用户和配合比信息作比对，都必须在独立的采集系统中把有关的准确的信息输入进去，这样就会增加用户的工作量和麻烦，而且如果不输入相关信息，所采集的数据都是无用的。 三、 如何保证信息传输的及时性和安全性。 现在很多城市都在采用Internet网，通过宽带网络进行通讯，达到数据共享或方量控制。虽然使用方便，但是带来的麻烦也是很大的，其中最大的弊病是病毒的侵入，虽然建立了病毒防火墙，但是时不时就有新的病毒破坏计算机，网上只要有一个计算机有病毒，其他访问的计算机都会有病毒，或者都不能访问，需要全部修复；另外各个搅拌站都有自己的隐私，有的配合比是特殊的，技术含量比较高，联网之后很容易泄密，技术人员辛辛苦苦设计出来一个实用的配合比，马上就被公开，知识产权就得不到保护；遇到有恶意破坏的用户，很容易进入对手的系统，盗取信息或破坏对手的系统等等。 为了防止上述弊病对正常生产的影响，“混凝土质量实时监控管理系统”采用GPRS短信通讯的方法发送数据，既简单又安全。GPRS短信通讯的配置（方法）如下： （1）需要一台联接外网的服务器，拥有固定的外网IP地址，带宽兆数取决于客户端连接数量（建议：独享 （2）GPRS硬件连接设备； （3）一张GSM卡（开通GPRS上网流量，20元包 （4）GPRS可以把受监控的搅拌站实时生产数据直接发送到政府监控的服务器上。 这种GPRS短信通讯装置只能从GPRS连接设备往外发送数据，不接受外网信息，这样就避免遭病毒侵袭，同时也无法通过网络来获取搅拌站的全部信息，因此对于搅拌站来讲是安全的。对于监控的数据不必要把全部配合比都要监控，实际上只需要对水泥，粉煤灰，外加剂等个别数据和对应工地的技术要求进行监控就可以了，并不会构成知识产权的保护问题。 综上所述，“混凝土质量实时监控管理系统”的组成如图一所示： 图一 混凝土质量实时监控管理系统已在2011年通过北京市建委组织的专家组评审。要想正真把混凝土质量的监管工作做好，必须具备2个基本功能：一必须能在上传搅拌站实时生产信息的同时上传电子称仪表（或放大器）上的实时称重信息，二必须能核对这两个信息的同步性和真实性，第一条是基础，第二条才是监管，否则就会给不法分子占空子。但是该技术也只能在技术层面上，被动地进行监督，在计算机技术如此发达的今天，再好的技术也只能是暂时的，只能解决一时一处的问题，就相当于软件病毒和抗病毒软件，抗病毒软件永远迟后于软件病毒，还是要建立诚信经营的道德观和企业的守法和自律才是最根本的道路。 高级工程师 |
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