《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于RFID高頻技術(shù)的洗衣管理系統(tǒng)
摘要: 介紹了RFID高頻13.56MHz的工作原理,并基于該技術(shù)提出了一種洗衣管理系統(tǒng),可有效識別衣服或布草的洗滌次數(shù)、類型和數(shù)量,大幅提高工業(yè)洗衣企業(yè)的管理效率。
Abstract:
Key words :

  摘要 介紹了RFID高頻1356 MHz的工作原理,并基于該技術(shù)提出了一種洗衣管理系統(tǒng),可有效識別衣服或布草的洗滌次數(shù)、類型和數(shù)量,大幅提高工業(yè)洗衣企業(yè)的管理效率。

  射頻識別(Radio Frequency Identification,RFID)技術(shù),是一種利用射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)信息的技術(shù)。目前常用的RFID產(chǎn)品工作頻段有低頻、高頻、超高頻和微波頻段。根據(jù)其工作頻段不同,RFID技術(shù)可廣泛應(yīng)用于倉儲物流、交通運輸、農(nóng)牧漁業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生等方面。

  本文所討論的系統(tǒng)基于RFID高頻13.56 MHz的工作頻率,針對目前逐步呈現(xiàn)集中化、規(guī)?;?、工業(yè)化的洗衣工廠以及其服務(wù)對象如醫(yī)院、賓館等,可以大幅提高工業(yè)洗衣企業(yè)管理效率,降低管理過程中的錯誤率,最終達到有效管理、以管理促生產(chǎn)的目的。

  1 系統(tǒng)工作原理

  當系統(tǒng)在RFID高頻13.56 MHz的工作頻率工作時,電子標簽與讀寫器之間的通信一般通過電感耦合的方式進行,即使用感應(yīng)磁場進行能量傳遞和數(shù)據(jù)交換。其原理和變壓器的工作原理相同,如圖1所示。讀寫器天線產(chǎn)生一個電磁場,電子標簽天線通過該電磁場感應(yīng)出電壓,以提供電子標簽工作的能量。作為該系統(tǒng)的核心部件,RFID電子標簽的系統(tǒng)框圖如圖2所示。

RFID電子標簽的系統(tǒng)框圖

  射頻接口電路主要實現(xiàn)以下4個功能:

(1)從讀寫器的磁場中獲取標簽工作所需的能量。
(2)在電子標簽剛剛進入讀寫器的電磁場范圍時,產(chǎn)生上電復(fù)位信號,將整個標簽系統(tǒng)復(fù)位。
(3)從閱讀器的射頻信號中分離出時鐘信號,供電子標簽系統(tǒng)使用。
(4)從閱讀器的射頻信號中解調(diào)數(shù)據(jù)信號,把標簽產(chǎn)生的信號調(diào)制后反饋給讀寫器。

  數(shù)字控制電路包括如下幾個部分:

(1)編碼/解碼電路,實現(xiàn)兩個功能:一是從射頻接口電路解調(diào)出來的數(shù)據(jù)中解碼出數(shù)據(jù);二是將電子標簽需要發(fā)送的數(shù)據(jù)經(jīng)過編碼后送給射頻接口電路中的調(diào)制電路調(diào)制。
(2)數(shù)據(jù)完整性檢測電路,數(shù)據(jù)在從讀寫器到電子標簽的傳輸中可能出現(xiàn)傳輸錯誤,通過CRC校驗產(chǎn)生電路負責檢測數(shù)據(jù)是否正確。
(3)命令譯碼電路,電子標簽用到很多命令,比如讀命令、寫命令、鎖定命令等。指令譯碼電路負責將命令、命令標識和指令參數(shù)等從幀中譯出。
(4)指令執(zhí)行電路。
(5)系統(tǒng)控制電路。

  存儲電路包括EEPROM存儲模塊和EEPROM接口電路。電子標簽中EEPROM用來存儲數(shù)據(jù)。EEPROM接口電路負責完成地址譯碼和讀寫等操作。

  2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

  結(jié)合RFID高頻技術(shù),可以開發(fā)出一套系統(tǒng),通過在布草、制服上縫制RFID電子標簽,實現(xiàn)衣服的洗滌次數(shù)統(tǒng)計,快速、批量掃描點數(shù),大大降低了用戶的數(shù)量統(tǒng)計工作,在清點污物時,由于無需拆包,從而避免了交叉感染等問題。

  2.1 硬件配置

  (1)服務(wù)器。主要用來安裝運行服務(wù)器端軟件和數(shù)據(jù)庫軟件。相關(guān)RFID電子標簽內(nèi)編碼及其對應(yīng)的信息也存儲于服務(wù)器中。

  (2)計算機。用于收集通過讀寫器天線接收到的RFID電子標簽信息,并通過同步更新的方式實時將信息包傳送至服務(wù)器端存儲備份。

  (3)RFID電子標簽。被縫制于每件衣服或布草上,作為該件衣服或布草的惟一識別標志。每個電子標簽都有惟一編碼,避免出現(xiàn)重復(fù)記錄。并且,該編碼存儲于服務(wù)器中,在每次洗滌時進行讀取記錄,可記錄該件衣服或布草的洗滌次數(shù),洗滌時間,洗滌場所等信息。

  (4)讀寫器。可以對RFID電子標簽進行讀?。瘜懭氩僮?,用于注冊衣服或布草。當電子標簽縫制于衣服或布草上后,即可對該件衣服或布草進行注冊。利用讀寫器的讀?。瘜懭氩僮?,將電子標簽的編碼和對應(yīng)的衣服/布草類型、面料類型、尺寸、顏色、品牌、洗滌工藝等相關(guān)信息通過計算機記錄于服務(wù)器中以備每次洗滌時調(diào)用。

  (5)衣物清點隧道。衣物清點隧道是將RFID讀寫器和天線與隧道集成于一體,當縫制有RFID電子標簽的衣服或布草通過隧道時,通過集成于隧道內(nèi)壁的讀寫器及其天線,可以讀到電子標簽存儲區(qū)內(nèi)所攜帶的信息并通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)接嬎銠C,同時計算機通過實時更新的方式將衣物信息通過網(wǎng)絡(luò)傳送到服務(wù)器備份。

  目前,針對不同的投遞衣物方式,大致有兩類衣物清點隧道:

  1)手動式衣物清點隧道。該衣物清點隧道如圖3所示。主要針對小批量的衣服或布草,采取單件或少數(shù)幾件衣物投遞的方式。該隧道的主要優(yōu)點在于其小巧靈活,易于安裝,對于衣物收發(fā)人員來說,其使用方便,可以達到衣服或布草隨到隨投的效果,既節(jié)省了等待時間,也節(jié)省了清點時間。但缺點在于隧道口徑較小,無法滿足大批量的衣物投遞要求。

衣物清點隧道

   2)傳送帶式衣物清點隧道。該衣物清點隧道,如圖4所示。主要針對大批量衣服或布草,由于集成了自動傳送帶,所以只需將衣物放置于隧道入口,即可通過自動傳送帶將衣物通過隧道帶至出口,同時通過RFID高頻技術(shù)完成清點數(shù)量。該通道的優(yōu)點在于其隧道口徑較大,可容納大批量衣服或布草同時通過,對于衣物收發(fā)人員來說,則可免去拆包、投放、清點等動作,大幅提高工作效率。

衣物清點隧道

  2.2 軟件配置

  針對RFID洗衣管理系統(tǒng)自主研發(fā)的管理軟件,包含以下功能:

  (1)衣物注冊。該功能由發(fā)卡機和注冊功能模塊構(gòu)成。當未注冊的衣物到來時,注冊人員通過發(fā)卡機將用戶和衣物信息寫入RFID電子標簽存儲區(qū)域內(nèi),同時將該信息傳輸至服務(wù)器內(nèi)存儲備份。

  (2)衣物清點。該功能由RFID讀寫器和清點功能模塊構(gòu)成。當衣物通過投衣通道時,RFID讀寫器將接收到的RFID電子標簽信息傳送到個人計算機,通過清點功能模塊進行快速、高效、準確的計數(shù)。在完成清點動作后,系統(tǒng)將自動生成含有衣物匯總信息的表單,配合票據(jù)打印機可以將其打印出來后簽字存根。

  (3)衣物查詢。該功能由衣物查詢功能模塊構(gòu)成。可查詢衣服所處的狀態(tài),如該衣物處于送洗狀態(tài)或處于上架狀態(tài)等等??梢詾楣ぷ魅藛T和管理人員提供詳細的數(shù)據(jù)。必要時可將查詢的數(shù)據(jù)打印或轉(zhuǎn)存Excel格式。

  (4)取衣統(tǒng)計。該功能由統(tǒng)計模塊構(gòu)成??梢园磿r間,客戶類別等等條件統(tǒng)計數(shù)據(jù),為決策者提供依據(jù)。必要時可將統(tǒng)計的數(shù)據(jù)打印、轉(zhuǎn)存Excel格式。

  (5)客戶管理。該功能由客戶管理模塊構(gòu)成。可以羅列出各類客戶的不同需求及所洗衣物類型,能高效管理客戶群體,為用戶管理客戶提供良好的工具。

  (6)系統(tǒng)設(shè)置。該功能完成對系統(tǒng)設(shè)備的配置、語言、衣服類型、設(shè)置管理員和操作員及密碼等系統(tǒng)管理。

  2.3 網(wǎng)絡(luò)配置

  RFID洗衣管理系統(tǒng)在局域網(wǎng)內(nèi)使用,其網(wǎng)絡(luò)環(huán)境如圖5所示。

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

  3 系統(tǒng)工作流程

  收貨人員接收客戶待洗滌衣物,確認是否縫制有RFID電子標簽。如沒有,則縫制一枚電子標簽于待洗滌衣物上,然后通過發(fā)卡機和注冊模塊進行衣物信息注冊。已注冊衣物經(jīng)過衣物清點隧道進行快速、準確、高效的清點待洗滌衣物數(shù)量,并打印信息匯總票據(jù)給客戶和收貨人員簽字確認后存根。經(jīng)清點后待洗滌衣物進入洗滌流程,同時通過系統(tǒng)檢查待洗滌衣物的洗滌次數(shù)和所攜帶電子標簽的洗滌次數(shù)是否超出使用期限,如有以上狀況,則需要報廢衣物或更換電子標簽并重新進行注冊。洗滌完畢后,衣物分類打包,再次通過衣物清點隧道清點數(shù)量并打印票據(jù),確認無誤后該批次衣物發(fā)送至發(fā)貨點??蛻纛I(lǐng)取衣物時,將之前送洗時打印的票據(jù)與發(fā)貨員提供的洗滌后清點票據(jù)核對。確認衣物數(shù)量、信息無誤后,客戶領(lǐng)取衣物。系統(tǒng)工作流程如圖6所示。

系統(tǒng)工作流程

  4 結(jié)束語

  本文所討論的系統(tǒng)將RFID高頻技術(shù)應(yīng)用于對衣服或布草的識別與管理?;赗FID高頻技術(shù),實現(xiàn)洗衣行業(yè)快速收衣、清點、取衣的高效工作平臺,同時通過快速統(tǒng)計衣服或布草的洗滌次數(shù),及時對其做出報廢和更換,大大提高工作效率、降低出錯率。

  與傳統(tǒng)的人工管理相比,本系統(tǒng)還具有以下的優(yōu)點:(1)減少人工管理工作,使用方便快捷;(2)提高工作效率和經(jīng)濟效益,節(jié)約人員費用支出,降低成本;(3)洗滌次數(shù)過多的衣服或布草及時報損和更換,保持其清潔、衛(wèi)生;(4)系統(tǒng)靈敏可靠,設(shè)備安全耐用;(5)能準確區(qū)別客戶類別,便于進行客戶管理與維護;(6)記錄并保存客戶資料及洗衣記錄,可隨時查詢信息。

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