DWS自动化包裹称重扫码测体积快手台的开发和源码

简介

DWS快手台，是一种自动化的包裹称重扫码测体积设备。也就是说，是一种能够自动的对包裹进行称重、测量体积、扫描识别包裹上的条形码的设备。DWS快手台处理包裹的速度很快，每个包裹处理的时间不超过一秒钟，效率非常高，而且错误率基本为0，在某些需要使用的场合，可以有效的替代人工，大大减少成本。DWS快手台还可以无缝对接流水线，和流水线上的其它设备（例如分拣机、打印贴标及）一起工作，共同完成业务。对于一条分拣流水线来说，DWS快手台是一个不可或缺的主要设备。

下面是一个典型的快手台设备的图片：

主要设备

一个DWS快手台，主要由四大部分硬件组成：

读码相机：该相机负责扫描并识别条码。
称重设备：负责称重，有静态称和动态称，静态称必须停留，等读数稳定后流水线才能继续走。动态称不用停留，不用打断流水线工作，不过价格也更昂贵。静态称和动态称一般精度都能达到±5g。
双目相机：静态测量体积，一般误差在±5mm。如果需要动态测量体积，那么需要使用激光测量，价格也更昂贵。
工控机：负责采集和处理前面三个设备的数据，最后汇总成一条包含条码、重量、体积的数据进行输出。同时也对接用户的WMS等系统，将数据上传到用户的系统中。

也不是每个DWS快手台都必须包含这四种设备，可以根据业务需求，灵活的进行搭配，可以只有读码的功能，也可以读码称重二合一，也可以读码称重测体积三合一。最后，通过钣金将这些设备集成在一个框架结构里，组成了一个完整的DWS快手台。

设备的选择

设备的选择，不仅关系到快手台的成本、快手台的效率、数据的精度、同时也关系到上位机软件的开发。

读码相机

读码相机有很多选择，简单的分类：

按品牌分，国外的有得利捷的读码相机，国内大牌主要是海康和大华，性能也很好，一点不输给国外品牌，得利捷相机动辄就要一万块人民币以上，国产的只要几千，性价比高的很；
触发：有触发和非触发相机两种，触发又分为软触发和硬触发，这个可以根据实际项目需要来选择，总之，有触发功能的相机更贵。
解码方式：有的相机内置解码芯片，解码动作在相机内完成，如果不需要保存图片，可以直接通过串口将解码后的条码传给上位机，对上位机性能没有要求。有的相机不带解码芯片，只负责拍照，然后把照片传给上位机，同时提供解码算法，在上位机里进行解码，需要占用上位机的CPU，所以这种相机需要选择处理能力强一点的工控机，否则会影响解码速度。

快手台注重的是成本，所以采用国内品牌相机就足够了，而且不需要触发相机，同时解码也可以放到上位机里来做，所以一般选择海康或者大华的读码套件，价格便宜，性价比高。大华的二次开发功能，个人感觉没有海康的做的好，所以快手台一般海康的相机用的比较多。

在本文中，采用的是海康的智能读码套件，型号有两个MV-PD010003-21IH和MV-PD010003-23IH，两款相机性能差不多，而且都带有外接光源。

海康的智能读码套件，解码在上位机里执行，因为涉及到大分辨率图片的传输，而且一秒传输十几个图片，所以采用千兆以太网口和相机连接。

称重设备

称重设备分为静态称重和动态称重，动态称的价格要比静态的称价格高好几倍，不过动态称不需要流水线停下来称重，所以具体的选择要根据实际项目的需求。

静态称和动态称因为传输的数据量小，所以一般都采用RS232串口和上位机连接，所以要具备串口通信开发能力。静态称一般不停的通过串口，按照一定的格式（通信协议）将重量数据传给上位机，这里的重量数据，不是稳定的重量数据，所以需要上位机进行处理，自己获取稳定的重量；动态称一般只传输一次稳定的重量数据给上位机，所以开发更简单，不需要对重量数据进行额外的处理。

测体积设备

海康有专门用于测量包裹体积的双目相机和线激光立体相机，精度在±5mm，这个精度能够满足大部分的场景需求。测量体积也分为静态测量和动态测量，双目相机只能进行静态测量，线激光立体相机可以进行动态测量，最高支持3m/s速度，但价格肯定也更高，所以要根据业务的具体需求，来选择相机。

上位机软件开发

选择好了硬件设备，就可以开始进行上位机软件开发了。软件的功能很明确，就是采集包裹的条码、重量和体积这三项数据，汇总成一条数据，然后进行输出。

设备连接

由于上位机需要和硬件设备进行通信，不同的硬件设备和上位机之间的通信接口也各有不同，常见的通信接口有以太网口、串口和USB口。所以，数据采集之前，要先提供一个系统设置功能，在系统设置里，设置好设备的连接参数，只有提供正确的连接参数，上位机软件才能正常的连接上硬件设备。

数据采集

和硬件设备连接成功后，就可以开始数据采集了。不同的设备，数据采集方式不同。例如海康的读码套件，提供了二次开发SDK，我们只需要遵循SDK的规范，就能采集到相机识别的条码和图片。称重设备，一般采用串口输出，所以我们需要和设备进行串口通信，从串口读入数据，并根据设备的通信协议格式，对数据进行解析，获取正确的数据。

数据输出

每当上位机获取到一个包裹的三项数据（条码、稳定的重量、稳定的体积）后，就可以汇总成一条数据，这条数据就是这个包裹的“标签”，在精度范围内，包裹每次上快手台，读出的这三项数据都应该是相同的。上位机获取到包裹的“标签”数据后，就要进行输出，因为上位机软件本身是不知道如何使用数据的，需要把数据输出，给使用方使用。数据输出有很多方式，具体要看业务场景需求，例如：

存入数据库。
写入excel表格。
与常见的WMS对接，例如聚水潭、网店管家等。
与客户自己的系统对接。
预定义http接口，客户只需要在系统设置里，设置好http地址，并按照协议进行开发，数据就会无缝的通过http协议上传。

上位机软件下载和测试

下图是本人开发的快手台软件界面：

软件下载传送门：
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