DWS自動化包裹稱重掃碼測體積快手台的開發和源碼
簡介
DWS快手台，是一種自動化的包裹稱重掃碼測體積裝置。也就是說，是一種能夠自動的對包裹進行稱重、測量體積、掃描識别包裹上的條形碼的裝置。DWS快手台處理包裹的速度很快，每個包裹處理的時間不超過一秒鐘，效率非常高，而且錯誤率基本為0，在某些需要使用的場合，可以有效的替代人工，大大減少成本。DWS快手台還可以無縫對接流水線，和流水線上的其它裝置（例如分揀機、列印貼标及）一起工作，共同完成業務。對于一條分揀流水線來說，DWS快手台是一個不可或缺的主要裝置。
下面是一個典型的快手台裝置的圖檔：
主要裝置
一個DWS快手台，主要由四大部分硬體組成：
- 讀碼相機：該相機負責掃描并識别條碼。
- 稱重裝置：負責稱重，有靜态稱和動态稱，靜态稱必須停留，等讀數穩定後流水線才能繼續走。動态稱不用停留，不用打斷流水線工作，不過價格也更昂貴。靜态稱和動态稱一般精度都能達到±5g。
- 雙目相機：靜态測量體積，一般誤差在±5mm。如果需要動态測量體積，那麼需要使用雷射測量，價格也更昂貴。
- 工控機：負責采集和處理前面三個裝置的資料，最後彙總成一條包含條碼、重量、體積的資料進行輸出。同時也對接使用者的WMS等系統，将資料上傳到使用者的系統中。
也不是每個DWS快手台都必須包含這四種裝置，可以根據業務需求，靈活的進行搭配，可以隻有讀碼的功能，也可以讀碼稱重二合一，也可以讀碼稱重測體積三合一。最後，通過钣金将這些裝置內建在一個架構結構裡，組成了一個完整的DWS快手台。
裝置的選擇
裝置的選擇，不僅關系到快手台的成本、快手台的效率、資料的精度、同時也關系到上位機軟體的開發。
讀碼相機
讀碼相機有很多選擇，簡單的分類：
- 按品牌分，國外的有得利捷的讀碼相機，國内大牌主要是海康和大華，性能也很好，一點不輸給國外品牌，得利捷相機動辄就要一萬塊人民币以上，國産的隻要幾千，成本效益高的很；
- 觸發：有觸發和非觸發相機兩種，觸發又分為軟觸發和硬觸發，這個可以根據實際項目需要來選擇，總之，有觸發功能的相機更貴。
- 解碼方式：有的相機内置解碼晶片，解碼動作在相機内完成，如果不需要儲存圖檔，可以直接通過序列槽将解碼後的條碼傳給上位機，對上位機性能沒有要求。有的相機不帶解碼晶片，隻負責拍照，然後把照片傳給上位機，同時提供解碼算法，在上位機裡進行解碼，需要占用上位機的CPU，是以這種相機需要選擇處理能力強一點的工控機，否則會影響解碼速度。
快手台注重的是成本，是以采用國内品牌相機就足夠了，而且不需要觸發相機，同時解碼也可以放到上位機裡來做，是以一般選擇海康或者大華的讀碼套件，價格便宜，成本效益高。大華的二次開發功能，個人感覺沒有海康的做的好，是以快手台一般海康的相機用的比較多。
在本文中，采用的是海康的智能讀碼套件，型号有兩個MV-PD010003-21IH和MV-PD010003-23IH，兩款相機性能差不多，而且都帶有外接光源。
海康的智能讀碼套件，解碼在上位機裡執行，因為涉及到大分辨率圖檔的傳輸，而且一秒傳輸十幾個圖檔，是以采用千兆以太網口和相機連接配接。
稱重裝置
稱重裝置分為靜态稱重和動态稱重，動态稱的價格要比靜态的稱價格高好幾倍，不過動态稱不需要流水線停下來稱重，是以具體的選擇要根據實際項目的需求。
靜态稱和動态稱因為傳輸的資料量小，是以一般都采用RS232序列槽和上位機連接配接，是以要具備序列槽通信開發能力。靜态稱一般不停的通過序列槽，按照一定的格式（通信協定）将重量資料傳給上位機，這裡的重量資料，不是穩定的重量資料，是以需要上位機進行處理，自己擷取穩定的重量；動态稱一般隻傳輸一次穩定的重量資料給上位機，是以開發更簡單，不需要對重量資料進行額外的處理。
測體積裝置
海康有專門用于測量包裹體積的雙目相機和線雷射立體相機，精度在±5mm，這個精度能夠滿足大部分的場景需求。測量體積也分為靜态測量和動态測量，雙目相機隻能進行靜态測量，線雷射立體相機可以進行動态測量，最高支援3m/s速度，但價格肯定也更高，是以要根據業務的具體需求，來選擇相機。
上位機軟體開發
選擇好了硬體裝置，就可以開始進行上位機軟體開發了。軟體的功能很明确，就是采集包裹的條碼、重量和體積這三項資料，彙總成一條資料，然後進行輸出。
裝置連接配接
由于上位機需要和硬體裝置進行通信，不同的硬體裝置和上位機之間的通信接口也各有不同，常見的通信接口有以太網口、序列槽和USB口。是以，資料采集之前，要先提供一個系統設定功能，在系統設定裡，設定好裝置的連接配接參數，隻有提供正确的連接配接參數，上位機軟體才能正常的連接配接上硬體裝置。
資料采集
和硬體裝置連接配接成功後，就可以開始資料采集了。不同的裝置，資料采集方式不同。例如海康的讀碼套件，提供了二次開發SDK，我們隻需要遵循SDK的規範，就能采集到相機識别的條碼和圖檔。稱重裝置，一般采用序列槽輸出，是以我們需要和裝置進行序列槽通信，從序列槽讀入資料，并根據裝置的通信協定格式，對資料進行解析，擷取正确的資料。
資料輸出
每當上位機擷取到一個包裹的三項資料（條碼、穩定的重量、穩定的體積）後，就可以彙總成一條資料，這條資料就是這個包裹的“标簽”，在精度範圍内，包裹每次上快手台，讀出的這三項資料都應該是相同的。上位機擷取到包裹的“标簽”資料後，就要進行輸出，因為上位機軟體本身是不知道如何使用資料的，需要把資料輸出，給使用方使用。資料輸出有很多方式，具體要看業務場景需求，例如：
- 存入資料庫。
- 寫入excel表格。
- 與常見的WMS對接，例如聚水潭、網店管家等。
- 與客戶自己的系統對接。
- 預定義http接口，客戶隻需要在系統設定裡，設定好http位址，并按照協定進行開發，資料就會無縫的通過http協定上傳。
上位機軟體下載下傳和測試
下圖是本人開發的快手台軟體界面：
軟體下載下傳傳送門：
點這裡下載下傳