Nghiên cứu phát triển giải pháp quản lý trạm cân ô tô ứng dụng công nghệ RFID qua mạng internet

Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hoá - VCCA-2015 
VCCA-2015 
Nghiên cứu phát triển giải pháp quản lý trạm cân ô tô ứng dụng công nghệ 
RFID qua mạng internet 
The research and development a solution of weighing car station management 
integrated RFID technology via internet 
Phạm Ngọc Minh1, Đặng Mạnh Chính, Nguyễn Thành Long 
Viện Công nghệ thông tin, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam 
e-Mail: 
1
pnminh@ioit.ac.vn 
Huỳnh Đức Hoàn 
Trường Đại học Quy Nhơn 
Tóm tắt 
Hiện nay, trên thị trường có khá nhiều đơn vị cung 
cấp giải pháp hệ thống trạm cân ô tô điện tử nhưng 
hầu hết chỉ dừng lại ở mức độ bán tự động quản lý số 
liệu khối lượng cân. Nhằm đáp ứng nhu cầu tự động 
hóa trong hệ thống trạm cân ô tô điện tử, chúng tôi đã 
nghiên cứu phát triển thành công mô hình ứng dụng 
công nghệ RFID cho trạm cân ô tô điện tử thông minh 
với mức độ tự động hóa cao. Trong bài báo này, 
chúng tôi sẽ trình bày việc nghiên cứu phát triển giải 
pháp quản lý trạm cân ô tô ứng dụng thẻ RFID qua 
mạng internet. 
Abstract 
Nowadays, there are many organizations providing 
electronic weighing car measurement station systems 
but most of them only stop at semi-automatic level in 
weight data management. To meet the demand for 
automation systems in electronic weighing car station 
systems, we researched and successfully developed a 
modeling systems applied RFID card technology for 
smart electronic weighing car station systems with 
highly automatic level. In this paper, we will present 
the research and developing a solution of weighing 
car station management integrated RFID technology 
via internet. 
Keywords: Internet, Weighing, RFID 
Chữ viết tắt: 
RFID Radio Frequency Identification 
1. Mở đầu 
Hiện nay, trên thị trường có khá nhiều đơn vị cung 
cấp hệ thống trạm cân ô tô điện tử nhưng hầu hết chỉ 
dừng lại ở mức độ bán tự động quản lý số liệu khối 
lượng cân. Nhằm đáp ứng nhu cầu tự động hóa trong 
hệ thống trạm cân ô tô điện tử, chúng tôi đã xây dựng 
và triển khai thành công mô hình ứng dụng công nghệ 
thẻ RFID cho trạm cân ô tô điện tử qua mạng internet 
với mức độ tự động hóa cao, nâng cao độ chính xác, 
độ tin cậy của số liệu cân, giảm thiểu thất thoát khối 
lượng hàng hóa qua trạm cân do yếu tố khách quan 
bên ngoài tác động. 
Tự động hoá hệ thống quản lý trạm cân nhập/xuất kết 
hợp với tính năng giám sát khách quan của nhà máy 
bao gồm một số chức năng chính sau: 
 Hệ thống có sử dụng các thiết bị đóng mở barie 
dùng công nghệ thẻ không tiếp xúc trên cơ sở 
công nghệ RFID để quản lý tự động lượng xe 
vào/ra trạm cân, đảm bảo tính chính xác cao. 
 Hệ thống phần mềm quản lý trạm cân ô tô điện 
tử thông minh ES-Weighing trên máy tính có 
nhiệm vụ quản lý cân định lượng, kiểm soát 
lượng nhập/xuất qua trạm cân và lập các biểu 
mẫu báo cáo thống kê số liệu.. 
 Giám sát tự động cân định lượng xe đi vào, ra 
cảng và xe ô tô nhập hàng độ chính xác cao từ 
đó kiểm soát đuợc lượng hàng hóa nhập, xuất. 
 Thiết kế hệ thống phần mềm trên máy vi tính 
quản lý cân định lượng, kiểm soát lượng xe xuất 
hàng vào/ra trạm cân và lập các biểu mẫu 
nhập/xuất đáp ứng mục đích và yêu cầu quản lý 
trạm cân điện tử. 
 Kiểm soát được việc xuất than đúng với thực tế, 
tránh được thất thoát do những yếu tố khách 
quan tạo ra. 
H. 1 Hệ thống trạm cân ô tô điện tử ứng dụng thẻ RFID 
2. Mô hình trạm cân ô tô điện tử 
1.1. Mô hình hệ thống trạm cân điện tử 
Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hoá - VCCA-2015 
VCCA-2015 
Hệ thống cân xe tải 30T-150T là một hệ thống cân 
cầu nổi điện tử hoạt động trên nguyên lý sử dụng cảm 
biến lực (loadcell) phát sinh tín hiệu điện tử. Khi có 
một áp lực tác động lên loadcell , loadcell sẽ tạo ra 
một tín hiệu tương tự (analog) truyền trên dây tín 
hiệu, tỷ lệ với áp lực tác động lên nó. Tín hiệu tương 
tự xuất phát từ các đầu đo khác nhau sẽ được tổng 
hợp tại hộp nối (junction box ). Tại đây nguồn tín hiệu 
của từng loadcell được trộn, phân phối cân bằng và 
tổng hợp thành nguồn duy nhất truyền về bộ chỉ thị 
(indicator). Sau khi qua bộ chuyển đổi Tương tự/Số 
(Analog/Digital - A/D) trên đầu đọc , tín hiệu điện sẽ 
được chuyển sang tín hiệu số dạng bit nhị phân (01). 
Đầu đọc sẽ xử lý tín hiệu nhận được, xác định điểm 0 
(zero), điểm tối đa (max capacity) và phân chia 
khoảng tín hiệu thành nhiều mức dựa trên bước nhảy 
(division) đã xác định. Sau khi xử lý tín hiệu dựa trên 
các thông số kỹ thuật bổ sung khác (zero range, 
filter...), đầu đọc sẽ hiển thị kết quả nhận được trên 
màn hình 
H. 2 Sơ đồ kết nối thiết bị đo khối lượng của trạm cân 
1.2. Quy trình hoạt động của trạm cân điện tử 
Mỗi một xe ô tô tham gia quá trình cân được cấp cố 
định một thẻ RFID và được gán các thông số cơ bản 
của xe như : biển số xe, tên lái xe, loại xe  
H. 3 Mô hình hệ thống trạm cân ô tô điện tử ứng dụng 
thẻ RFID 
Người lái xe khi đi xe chở hàng hóa qua cân sẽ vận 
hành theo các bước sau : 
 Điều khiển xe đến trước barie 1 và quẹt thẻ từ 
lên đầu quẹt 1, hệ thống sẽ kiểm tra tính hợp lệ 
và điều khiển mở Barie 1. 
 Điều khiển xe lên bàn cân, khi số liệu cân ổn 
định thì hệ thống tự động lưu các số liệu của ô 
tô (khối lượng bì, khối lượng cả bì và hàng, biển 
số xe, loại xe, thời gian cân) vào cơ sở dữ liệu 
của máy tính, sau đó hệ thống sẽ điều khiển mở 
Barie 2 để xe ô tô đi ra khỏi bàn cân, kết thúc 
một chu kỳ vào trạm cân (cân tổng hoặc cân bì 
tự động). 
 Người lái xe đi xe không qua cân sẽ thực hiện 
theo bước ngược lại : quẹt đầu quẹt số 2 -> Khi 
barie 2 mở đi vào bàn cân -> số liệu cân ổn định 
-> barie 1 tự động mở -> điều khiển xe ra khỏi 
bàn cân kết thúc chu trình lấy khổi lượng bì. 
 Số liệu hàng được tính toán và lưu vào cơ sở dữ 
liệu. Các xe tiếp theo cũng vận hành theo chu 
trình tương tự. 
 Người vận hành có thể tạo các báo cáo : Tổng 
lượng hàng xuất cho khách hàng, tổng lượng 
hàng xuất trong đợt, tổng lượng hàng xuất trong 
đợt theo loại hàng ... 
1.3. Cấu hình phần cứng trạm cân ô tô điện tử 
H. 4 Mô hình kết nối thiết bị phần cứng của trạm cân ô 
tô điện tử ứng dụng thẻ RFID 
Trong đó, các thành phần thiết bị phần cứng bao gồm: 
 Bàn cân: Kích thước : 12m x 3 m. 
 Bộ cảm biến lực (loadcell): 06 loadcell và 01 bộ 
Junction Box 
 Máy cân: XK3190 D10 
 Màn chỉ thị LED: YHL5 
 Bộ điều khiển đọc thẻ: 01 bộ trung tâm + 02 đầu 
đọc thẻ RFID 
 Máy tính chủ cài đặt phần mềm quản lý trạm 
cân ES-Weighing 
3. Phần mềm quản lý trạm cân ô tô điện 
tử thông minh ES-Weighing 
1.4. Mô hình hệ thống phần mềm 
Phần mềm cân ES-Weighing được cài đặt trên máy 
chủ đặt tại trạm cân ô tô. Cơ sở dữ liệu (CSDL) trên 
máy chủ có vai trò lưu trữ các dữ liệu của quá trình 
cân gửi về từ các thiết bị phần cứng thông qua các 
cổng truyền thông RS232 COM1/COM2 đã nêu ở 
trên. 
Phần mềm ES-Weighing về cơ bản có 02 thành phần 
chính: 
VCCA-2015 
 Back-end: Hệ thống các chức năng thu nhận dữ 
liệu theo thời gian thực, tiếp nhận các gói tin 
nhận được từ các thiết bị phần cứng (máy cân, 
thiết bị đọc thẻ) và chuyển lưu trữ trong CSDL 
tại máy chủ. 
 Front-end: Hệ thống các chức năng hỗ trợ 
thống kê, báo cáo theo các tiêu chí đa dạng: hiển 
thị số liệu quá trình cân, in phiếu cân, tạo báo 
cáo thống kê, data-sheet, các cảnh báo trạng thái 
lỗi hoạt động của hệ thống, các chức năng cho 
phép đặt các giá trị ngưỡng cảnh báo, các chức 
năng quản lý các thiết bị phần cứng truyền số 
liệu được cài đặt tại hiện trường và các tiện ích 
khác cho phép đưa dữ liệu cũ sang trạng thái lưu 
trữ 
H. 5 Mô hình phần mềm cài đặt tại trạm cân ô tô 
H. 6 Lưu đồ quản lý quá trình cân của phần mềm 
Về cơ bản, hệ thống phần mềm hoạt động theo 
nguyên tắc như trong sơ đồ H5. Theo đó, dữ liệu của 
quá trình cân được truyền thông qua mạng truyền 
thông công nghiệp theo chuẩn RS232 tới hệ thống 
phần mềm quản lý ES-Weighing tại trạm cân. Hệ 
thống máy chủ sẽ tiếp nhận và lưu trữ các dữ liệu này 
tại CSDL trạm cân. 
Phần Front-end của hệ thống phần mềm sẽ đảm nhận 
công việc thống kê số liệu, báo cáo, và các công việc 
quản trị khác đảm bảo người dùng sẽ theo dõi được 
đầy đủ toàn bộ thông tin về tình trạng hoạt động của 
hệ thống. 
1.5. Giải pháp giám sát trạm cân ô tô điện tử từ xa 
qua mạng internet 
Hệ thống cân ô tô điện tử bao gồm một trạm cân ô tô 
có thể thiết kế tải trọng từ 30 tấn đến 150 tấn chạy độc 
lập với khả năng giám sát tự động trên cơ sở ứng 
dụng công nghệ thẻ thông minh RFID. Trên cơ sở yêu 
cầu thực tế, chúng tôi đã xây dựng giải pháp ứng dụng 
công nghệ tự động hóa, công nghệ truyền thông qua 
internet cho hệ thống SCADA giám sát hệ thống trạm 
cân ô tô điện tử cho phép giám sát dữ liệu từ xa qua 
mạng internet 
H. 7 Mô hình hệ thống SCADA giám sát trạm cân ô tô 
điện tử qua mạng internet 
Hệ thống bao gồm những thành phần sau: 
 Trung tâm giám sát và điều khiển SCADA là 
máy tính điều khiển tại trạm cân (theo chuẩn 
công nghiệp IPC) cài đặt hệ phần mềm quản lý 
máy cân điện tử, màn hình LED hiển thị số liệu 
qua chuẩn công nghiệp RS232. Máy tính điều 
khiển tại trạm cân phải được cấu hình kết nối 
internet với địa chỉ IP tĩnh (phải đăng ký thuê 
bao với nhà cung cấp dịch vụ ISP như VDC, 
FPT hoặc Viettel). 
 Máy cân điện tử được cấu hình truyền thông qua 
chuẩn công nghiệp RS232 giao thức truyền 
thông Modbus RTU/ASCII. 
 Màn hình LED hiển thị các thông tin: số liệu cân 
hiện thời của từng ô tô (cân tổng/cân bì). 
 Phần mềm quản lý trạm cân ô tô ES-Weighing 
có giao diện tiếng Việt. 
 Phần mềm quản lý hệ thống ES-Server trên máy 
tính chủ. 
 Phần mềm truyền dữ liệu qua internet ES-Link 
liên kết cơ sở dữ liệu của phần mềm quản lý 
trạm cân ô tô ES-Weighing với phần mềm quản 
lý hệ thống ES-Server trên máy tính chủ qua 
internet(việc thực hiện liên kết này cần có sự 
phối hợp kỹ thuật với Trung tâm CNTT của 
Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hoá - VCCA-2015 
VCCA-2015 
khách hàng để phát triển thêm module kết nối 
qua internet theo giao thức TCP/IP, HTTP). 
Vì phần mềm quản lý hệ thống ES-Server sẽ cài đặt 
trên máy chủ của khách hàng nên chúng tôi đề xuất hệ 
thống kết nối cơ sở dữ liệu qua mạng riêng ảo VPN. 
Hệ thống được xây dựng cho phép kết nối văn phòng 
trung tâm và các trạm cân qua mạng riêng ảo VPN. 
Ưu điểm chính của giải pháp VPN cho hệ thống này 
là: 
 Băng thông không bị hạn chế tùy thuộc vào tốc 
độ đường truyền đang sử dụng 
 Đảm bảo khả năng bảo mật cao với các cơ chế 
mã hóa. 
Nhờ VPN, thông tin số liệu từ các trạm cân có thể 
truy cập trực tuyến, tức thời ngay ở văn phòng trung 
tâm qua mạng Internet. Các thông tin này được mã 
hóa, bảo mật để tránh mất cắp trên đường truyền 
H. 8 Mô hình hệ thống kết nối trạm cân và máy tính chủ 
ở trung tâm qua VPN 
4. Kết luận 
Chúng tôi đã nghiên cứu phát triển thành công giải 
pháp quản lý trạm cân ô tô điện tử ứng dụng công 
nghệ RFID qua mạng internet trên cơ sở đã kế thừa 
một số kết quả nghiên cứu về công nghệ thẻ RFID và 
công nghệ tự động hóa của Viện CNTT với mong 
muốn đây sẽ là sản phẩm được nghiên cứu, phát triển 
tại Việt Nam, do người Việt Nam làm chủ công nghệ 
nhằm đáp ứng nhu cầu thực tiễn trong sản xuất và đời 
sống với tiêu chí đạt chất lượng tương đương ngoại 
nhập với giá thành thấp. 
Tài liệu tham khảo 
[1]  
[2] 
phap-cong-cu/2009/06/1194171/phat-trien-rfid-
tai-viet-nam/ 
[3] Phạm Thượng Cát, Phan Minh Tân, Vũ Sĩ 
Thắng, “Công nghệ PSoC và chế tạo chip đọc thẻ 
tiếp cận”, Kỷ yếu Hội nghị Cơ điện tử toàn quốc 
lần thứ II, VCM2004,TPHCM- 14/5/2004, pp. 
159-166. 
[4] Phạm Ngọc Minh, “Tài liệu thiết kế hệ thống 
phần mềm quản lý trạm cân ô tô điện tử thông 
minh ES-Weighing” 
[5] Phạm Ngọc Minh, “Tài liệu hướng dẫn sử dụng 
phần mềm quản lý trạm cân ô tô điện tử thông 
minh ES-Weighing” 
VCCA-2015 
Phạm Ngọc Minh 
Sinh năm 1976. Anh tốt 
nghiệp chuyên ngành Điều 
khiển Tự động (1994-1999) 
tại Trường Đại học Bách khoa 
Hà Nội. Bảo vệ thành công 
Luận án Thạc sỹ khoa học 
ngành Kỹ thuật Đo lường và 
Điều khiển Tự động (2004) và 
hiện nay đang theo học nghiên 
cứu sinh ngành Kỹ thuật điều 
khiển và Tự động hóa tại Viện Công nghệ thông tin 
(Viện CNNT) – Viện HL KHCNVN. Anh đã chủ 
nhiệm và thư ký nhiều đề tài cấp Nhà nước và cấp Bộ 
của Viện CNTT. Hiện nay, anh là Trưởng phòng Kỹ 
thuật điều khiển và Hệ thống nhúng – Viện CNTT. 
Hướng nghiên cứu chính : Hệ thống nhúng, Điều 
khiển quá trình, Mạng truyền thông công nghiệp, 
Mạng không dây băng thông rộng, Điều khiển robot 
và Xử lý ảnh. 
Đặng Mạnh Chính 
Sinh năm 1990. Anh nhận 
bằng kỹ sư Điện - Điện Tử tại 
trường đại học Bách Khoa Hà 
Nội năm 2013. Từ năm 2015, 
anh là nghiên cứu viên tại 
phòng thí nghiệm Điều khiển 
tự động và hệ thống nhúng tại 
viện Công nghệ thông tin – 
viện Hàn lâm khoa học Việt 
Nam. Hướng nghiên cứu là nghiên cứu các hệ thống 
điều khiển, tự động hóa công nghiệp, các hệ thống 
quản trị mạng, hệ thống kết hợp tự động hóa và công 
nghệ thông tin. 
NguyễnThành Long 
Sinh năm1988. Anh nhận bằng 
Đại học về Điện tử viễn thông 
của trường Đại học Đà Lạt 
(DLU) năm 2011, nhận bằng 
Thạc sỹ Kỹ thuật Viễn thông tại 
trường Học viện công nghệ bưu 
chính Viễn thông (PTIT) năm 
2014 . Từ năm 2011 đến nay, 
anh đang là nghiên cứu viên tại 
phòng Kỹ thuật điều khiển và 
Hệ thống nhúng. Hướng nghiên cứu chính là thiết kế 
các hệ thống đo lường, điều khiển, các hệ thống 
nhúng và hệ thống mạng công nghiệp. Ngoài ra còn 
nghiên cứu và triển khai các hệ thống truyền dữ liệu 
qua mạng không dây. 
Huỳnh Đức Hoàn 
Sinh năm 1970. Năm 2004: 
Tốt nghiệp Thạc sĩ, ngành 
Thiết bị điện - Điện tử, tại 
Trường ĐH Bách khoa Hà 
Nội. Năm 2009: Tốt nghiệp 
Tiến sĩ, ngành Thiết bị điện - 
Điện tử, tại Trường ĐH Bách 
khoa Hà Nội. Hiện đang giảng 
dạy tại khoa Kỹ thuật & Công 
nghệ trường Đại học Quy Nhơn. Lĩnh vực nghiên 
cứu: Bảo vệ hệ thống điện, Hồ quang điện, Đo lường 
và điều khển hệ thống điện thông minh.