前言簡(jiǎn)介：
北京慧網(wǎng)通達(dá)科技股份有限公司是一家專(zhuān)注于無(wú)線射頻RFID標(biāo)簽及讀寫(xiě)器產(chǎn)品的研發(fā)、制造、并為客戶的RFID標(biāo)簽和讀寫(xiě)器應(yīng)用提供技術(shù)咨詢、應(yīng)用方案設(shè)計(jì)、安裝及技術(shù)培訓(xùn)、產(chǎn)品保修和維護(hù)等服務(wù)的公司，公司經(jīng)歷了多年地技術(shù)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的成果積累，已成為國(guó)內(nèi)RFID讀寫(xiě)技術(shù)及產(chǎn)品的領(lǐng)先企業(yè)。
一、電子標(biāo)簽說(shuō)明
射頻識(shí)別即RFID（Radio Frequency IDentification）技術(shù)，又稱電子標(biāo)簽、無(wú)線射頻識(shí)別，是一種通信技術(shù)，可通過(guò)無(wú)線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。
隨著電子標(biāo)簽技術(shù)不斷的成熟，在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)和生活中越來(lái)越得到廣泛的應(yīng)用。如：圖書(shū)館，門(mén)禁系統(tǒng)，食品安全溯源等
電子標(biāo)簽是一種非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù),它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別并獲取相關(guān)數(shù)據(jù),識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù),與同是快速準(zhǔn)確地確認(rèn)追蹤目標(biāo)物體的條形碼相比, 電子標(biāo)簽的優(yōu)點(diǎn)如下:
1) 可以透過(guò)外部材料讀取數(shù)據(jù)(無(wú)可見(jiàn)性要求) ;
2) 防水、防磁、耐高溫,可以在低劣的作業(yè)環(huán)境下工作,使用壽命較長(zhǎng);
3) 可以嵌入或附在不同類(lèi)型的產(chǎn)品上;
4) 讀取距離范圍有所提高,無(wú)須直線對(duì)準(zhǔn)掃描, ;
5) 寫(xiě)入數(shù)據(jù)的時(shí)間少,存儲(chǔ)信息量大;
6）高效防偽功能
7) 同時(shí)可以讀取多張卡,并且可以讀取運(yùn)動(dòng)中標(biāo)簽上的信息;
8) 超薄和多種大小不一的外型,使其能封裝在紙張、塑膠制品( PVC、PET) ,可應(yīng)用于不同場(chǎng)合,也可再層壓制卡。RF ID的倡導(dǎo)者認(rèn)為,該技術(shù)正與電子供應(yīng)鏈緊密聯(lián)系在一起,有望在未來(lái)幾年取代條形碼掃描技術(shù)。
二、電子標(biāo)簽的特點(diǎn)：
1、高防偽技術(shù)：電子標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)可達(dá)240bit位，主要分為Resever Bank數(shù)據(jù)區(qū)、EPC Bank數(shù)據(jù)區(qū)、TID Bank數(shù)據(jù)區(qū)和User Bank數(shù)據(jù)區(qū)Resever Bank 讀卡口令32bits位數(shù)據(jù)，用于設(shè)置電子標(biāo)簽讀取密碼可讀寫(xiě)。
EPC Bank 96bits位數(shù)據(jù)， 可讀寫(xiě)。
TID Bank 64bits位數(shù)據(jù)，工廠編成的唯一ID
User Bank 512 bits位數(shù)據(jù)，用戶數(shù)據(jù)區(qū)，可讀寫(xiě)。
由于TID Bank是工廠的唯一ID是不可改寫(xiě)的因此實(shí)際上就已經(jīng)有了一層硬件的防偽，加上讀卡口令秘碼和EPC數(shù)據(jù)可以說(shuō)防偽性能非常高。
2、體積小巧：可以封裝到名片大小的卡片中，和各種異型卡片中，因此非常耐磨和堅(jiān)固不易損壞。
3、讀寫(xiě)方便：我們采用超高頻（900MHz）電子標(biāo)簽，其通訊速度高，讀取單個(gè)標(biāo)簽內(nèi)存EEPROM數(shù)據(jù)平均每32bits讀取最小耗時(shí)約1.4 ms ；寫(xiě)入時(shí)平均每32bits最小耗時(shí)30ms。識(shí)讀距離可達(dá)10米以上。內(nèi)存可反復(fù)擦寫(xiě)100,000次以上。可以同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽。
三、采石廠電子標(biāo)簽的應(yīng)用簡(jiǎn)介
采石廠電子標(biāo)簽的應(yīng)用方案由4個(gè)部分組成分別為：石料信息收集、車(chē)輛進(jìn)出的重量信息、出廠的石料識(shí)別信息、終端計(jì)算機(jī)管理。
石料信息收集
將生產(chǎn)完成石料的信息如：石料的長(zhǎng)、寬、高和重量等數(shù)據(jù)通過(guò)移動(dòng)式電子標(biāo)簽讀寫(xiě)器寫(xiě)入電子標(biāo)簽內(nèi)，根據(jù)需要也可以將石料的用戶信息存入標(biāo)簽內(nèi)。并將電子標(biāo)簽固定在石料上。通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與終端計(jì)算機(jī)連接把所有石料信息存入計(jì)算機(jī)中。
車(chē)輛進(jìn)出的重量信息
在運(yùn)送石料的車(chē)輛上裝配電子標(biāo)簽，這樣我們可以將車(chē)輛進(jìn)出時(shí)的重量信息和車(chē)輛信息寫(xiě)入電子標(biāo)簽內(nèi)。可以通過(guò)車(chē)輛的進(jìn)出重量差自動(dòng)計(jì)算出每天的石料出廠量，和車(chē)輛的工作情況。
出廠的石料識(shí)別信息
由于石料上裝有電子標(biāo)簽，在石料出廠時(shí)通過(guò)出廠貨物查詢電子標(biāo)簽讀寫(xiě)器，我們就可以知道車(chē)輛上的石料是否符合出廠的要求。例如：是否有多余的石料、是否有少運(yùn)的石料、是否有錯(cuò)運(yùn)的石料。當(dāng)所有條件符合出廠要求時(shí)門(mén)禁系統(tǒng)開(kāi)門(mén)，并將出廠石料信息傳回終端計(jì)算機(jī)。這些工作可以在瞬間完成減少了大量的人工成本。
4、終端管理計(jì)算機(jī)
終端管理計(jì)算機(jī)是應(yīng)用的核心，它將所有數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，并發(fā)出相應(yīng)的操作指令。
包括：所有石料的信息，石料用戶信息、石料出廠信息等。用戶可有隨時(shí)了解到每一塊石料的當(dāng)前狀態(tài)。通過(guò)電子標(biāo)簽系統(tǒng)的應(yīng)用，可以大大提高石料的管理節(jié)約管理成本。
四、采石廠電子標(biāo)簽的應(yīng)用方案
RFID組成及工作原理
系統(tǒng)組成:
系統(tǒng)分為三部分:
(1)標(biāo)簽（Tag）標(biāo)簽相當(dāng)于條碼技術(shù)中的條碼符號(hào)，用來(lái)存儲(chǔ)需要識(shí)別傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>
(2)閱讀器（Reader）根據(jù)支持的標(biāo)簽類(lèi)型不同與完成的功能不同，閱讀器的復(fù)雜程度是顯著不同的。閱讀器基本的功能就是提供與標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐緩健Ａ硗猓喿x器還提供相當(dāng)復(fù)雜的信號(hào)狀態(tài)控制、奇偶錯(cuò)誤校驗(yàn)與更正功能等。
(3)天線（Antenna）天線是標(biāo)簽與閱讀器之間傳輸數(shù)據(jù)的發(fā)射、接收裝置。
1、工作原理:
RFID技術(shù)是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過(guò)空間耦合（交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)）實(shí)現(xiàn)的無(wú)接觸式信息傳遞并通過(guò)所傳遞的信息達(dá)到自動(dòng)識(shí)別的技術(shù)。工作原理為：利用射頻信號(hào)和空問(wèn)耦合傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別。
工作過(guò)程：
當(dāng)帶有電子標(biāo)簽的物品在讀寫(xiě)器的可讀范圍內(nèi)時(shí)，讀寫(xiě)器發(fā)出磁場(chǎng)，查詢信號(hào)將會(huì)激活標(biāo)簽，標(biāo)簽根據(jù)接收到的查詢信號(hào)要求反射信號(hào)，讀寫(xiě)器接收到標(biāo)簽反射回的信號(hào)后，通過(guò)內(nèi)部電路的解碼處理無(wú)接觸地讀取并識(shí)別電子標(biāo)簽中所保存的電子數(shù)據(jù)，從而達(dá)到自動(dòng)識(shí)別物體的目的。然后進(jìn)一步通過(guò)計(jì)算機(jī)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)物體識(shí)別信息的采集、處理及遠(yuǎn)程傳送等管理功能。
2、采石廠的現(xiàn)狀
目前采石廠的管理主要以人工記錄方法來(lái)管理石料，這樣的工作方式效率低，人員勞動(dòng)量大，非常容易出錯(cuò)，當(dāng)人員變動(dòng)時(shí)對(duì)于盤(pán)庫(kù)非常繁瑣。在發(fā)貨時(shí)對(duì)于客戶的石料查找更是繁瑣，很容易出錯(cuò)這樣不但浪費(fèi)時(shí)間更是增加大量成本。
3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作過(guò)程
（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮到采石廠的生產(chǎn)、庫(kù)存和運(yùn)輸?shù)沫h(huán)節(jié)，所以我們需要安裝多個(gè)電子標(biāo)簽（RFID）讀寫(xiě)器，并且將它們通過(guò)通信線路或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)中心的計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。同時(shí)要為每一塊石料安裝電子標(biāo)簽（RFID），對(duì)每一塊石料的電子標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)的錄入。具體的工作模型如圖1所示。
從圖1可以看出，在RFID系統(tǒng)的工作過(guò)程中，始終以能量為基礎(chǔ)，通過(guò)一定的時(shí)序方式來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。讀寫(xiě)器向電子標(biāo)簽提供工作能量。當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入射頻識(shí)別場(chǎng)時(shí)，讀寫(xiě)器發(fā)射出的射頻波激活標(biāo)簽電路，相互作用，完成數(shù)據(jù)的交換。對(duì)于多標(biāo)簽同時(shí)識(shí)讀來(lái)講，可以采用讀寫(xiě)器先發(fā)的形式，也可以是標(biāo)簽先發(fā)的形式。為了實(shí)現(xiàn)多標(biāo)簽無(wú)沖突同時(shí)識(shí)讀，讀寫(xiě)器先對(duì)一批標(biāo)簽發(fā)出隔離命令，使得讀寫(xiě)器識(shí)讀范圍內(nèi)的多個(gè)電子標(biāo)簽被隔離，最后只保留一個(gè)標(biāo)簽處于活動(dòng)狀態(tài)與閱讀器建立無(wú)沖突的通信聯(lián)系。對(duì)于標(biāo)簽先發(fā)的方式，標(biāo)簽隨機(jī)地反復(fù)發(fā)送自己的識(shí)別ID，不同的標(biāo)簽可在不同的時(shí)間段被讀寫(xiě)器正確讀取，完成多標(biāo)簽的同時(shí)識(shí)讀。對(duì)于任何一只電子標(biāo)簽來(lái)講，都具有唯一的ID號(hào)，在大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合，是通過(guò)運(yùn)用后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)支持標(biāo)簽的數(shù)據(jù)屬性的。讀寫(xiě)器與應(yīng)用系統(tǒng)之間的接口由開(kāi)發(fā)工具調(diào)用的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)來(lái)表示。功能大致包含以下方面：應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)需要向讀寫(xiě)器發(fā)出配置命令和其他指令；讀寫(xiě)器向應(yīng)用系統(tǒng)返回其當(dāng)前的配置狀態(tài)和各種指令的執(zhí)行結(jié)果。
（2）工作過(guò)程
當(dāng)石料生產(chǎn)完成后，必須將電子標(biāo)簽（RFID）安裝在石料上，它的芯片中含有一個(gè)唯一的識(shí)別代碼以及石料的相關(guān)信息，它們可以被讀寫(xiě)器在一定的距離內(nèi)以非接觸的方式讀取出來(lái)。基于射頻識(shí)別技術(shù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)能夠在一定范圍內(nèi)同時(shí)對(duì)多個(gè)掛有電子標(biāo)簽的目標(biāo)物體進(jìn)行非接觸、高速及準(zhǔn)確的并行跟蹤和識(shí)別，因此只要石料通過(guò)安裝有讀寫(xiě)器的地方就會(huì)自動(dòng)讀取所有石料的電子標(biāo)簽的lD號(hào)碼，然后系統(tǒng)會(huì)將此標(biāo)簽的lD號(hào)碼和石料相關(guān)信息傳送到后臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行處理。
4、可行性分析
經(jīng)過(guò)前面的介紹，可以論證，石料的數(shù)字化、科學(xué)化管理是完全可以實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)RFID制作成本較低，投資較少。因此石料廠的石料電子標(biāo)簽應(yīng)用方案是可行的。
5、RFID技術(shù)在采石廠的總體設(shè)計(jì)
（1）功能設(shè)計(jì)
RFID技術(shù)在石料管理方面實(shí)現(xiàn)的基本功能包括：
(1)石料的基本信息的錄入包括：石料的長(zhǎng)、寬、高、重量等。
(2)石料的管理信息包括：生產(chǎn)日期、客戶信息和發(fā)貨信息。
(3)石料出廠的管理包括：出廠日期、發(fā)貨地址和客戶、發(fā)貨數(shù)量等。
(4)運(yùn)輸車(chē)輛的管理:可以對(duì)車(chē)輛的進(jìn)出廠的重量進(jìn)行記錄以便管理。
（2）設(shè)計(jì)方案
我們可以在石料出入庫(kù)進(jìn)口處安裝RFID讀寫(xiě)器，以及出廠的大門(mén)處安裝RFID讀寫(xiě)器。當(dāng)石料進(jìn)庫(kù)房時(shí)，通過(guò)RFID讀寫(xiě)器將石料的信息自動(dòng)傳到管理計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)將石料進(jìn)行入庫(kù)登記。而當(dāng)石料出庫(kù)時(shí)，通過(guò)RFID讀寫(xiě)器可以將出庫(kù)石料的發(fā)貨信息和發(fā)貨地點(diǎn)寫(xiě)入電子標(biāo)簽中，同時(shí)管理計(jì)算機(jī)進(jìn)行出庫(kù)登記。當(dāng)石料裝車(chē)出廠門(mén)時(shí)，安裝在廠門(mén)的RFID讀寫(xiě)器會(huì)讀取石料上的電子標(biāo)簽的信息，并進(jìn)行判斷是否符合出庫(kù)和出廠要求，如果符合出廠要求，出廠門(mén)桿會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，同時(shí)可以輸出石料的運(yùn)輸?shù)竭_(dá)地點(diǎn)。
而在空的運(yùn)輸車(chē)輛進(jìn)廠時(shí)，我們可以將地磅上的車(chē)輛信息（包括：該車(chē)輛的重量和車(chē)輛號(hào)碼）存入車(chē)輛電子標(biāo)簽中，信息輸入可以采用手持的RFID讀寫(xiě)器或固定的RFID讀寫(xiě)器方式寫(xiě)入，通過(guò)管理網(wǎng)絡(luò)將信息傳回管理計(jì)算機(jī)進(jìn)行存檔和管理。當(dāng)車(chē)輛出廠時(shí)，車(chē)輛在地磅上重量會(huì)合進(jìn)廠時(shí)存在RFID電子標(biāo)簽中的重量進(jìn)行比較，將該車(chē)進(jìn)出廠時(shí)的重量差傳回管理計(jì)算機(jī)進(jìn)行存檔和管理。我們可以通過(guò)管理計(jì)算機(jī)的串口與地磅的串口輸出進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)重量自動(dòng)記錄。
（3）系統(tǒng)完成
管理計(jì)算機(jī)中心是整個(gè)系統(tǒng)的核心，由數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和響應(yīng)的應(yīng)用軟件系統(tǒng)構(gòu)成。系統(tǒng)可以完成石料信息管理、石料出入庫(kù)管理、石料客戶需求管理、運(yùn)輸車(chē)輛進(jìn)出廠管理等。如：可以查詢某天的石料生產(chǎn)和石料的發(fā)貨信息。
6、結(jié)束語(yǔ)
RFID在石料廠的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)石料的數(shù)字化和科學(xué)化的管理不但降低了管理成本，還提高了管理效率。
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