基于RFID的工廠管理系統設計

　　0 引言

　　隨著工廠現代化水平的不斷提高，管理的難度也顯得越來越大，同時，對管理智能化水平有待進一步提高。射頻識別(RFID，Radio Frequency Identification)系統采用無線數據采集技術，可以通過管理平臺，對人員及產品數據進行采集、處理，以利于人員、半成品及產品的有效管理，提高工廠的生產效率，保證產品質量的完全可控。

　　1 RFID系統分類

　　根據RFID系統選用標簽的區別，有以下幾種類型：

　　①根據標簽的可寫性，可分為只讀標簽和可讀寫標簽；
　　②根據標簽的供電方式，可分為有源標簽和無源標簽；
　　③根據工作頻率劃分，有低頻、高頻、超高頻及微波系統。其中，低頻射頻識別工作頻率主要是125kHz、134．2KHz，高頻為13．56Milz，而超高頻有915MHz、2．45GHz等。

　　2 RFID系統工作原理

　　RFID系統由硬件系統及軟件系統兩大部分組成。系統工作過程如下： 

　　①閱讀器產生高頻電信號，為標簽提供能量，同時對發射的高頻信號進行調制，將信息傳送給標簽；

　　②標簽將身份信息反饋給閱讀器；

　　③閱讀器接收并解調來自標簽的信號，對傳輸的信號進行編解碼，并與系統軟件進行對話，執行系統軟件發出的控制指令；

　　這樣，標簽與閱讀器之間完成了數據交換。在數據交換過程中，采用雙向驗證機制，進行相互的合法性認證，而且傳輸的所有數據都進行加密。

　　3 RFID系統的通信模型

　　依據ISO／IEC 18000標準，閱讀器與標簽之問的雙向通信模型如圖一所示。

　　RFID系統的通信模型由物理層、通信層和應用層構成。物理層主要考慮電氣信號問題；應用層用于解決和最上層應用直接相關的內容，包括認證、識別以及應用層數據的表示、處理邏輯等；通信層定義了閱讀器與標簽之間雙向交換數據和指令的方式，其中最重要的一個問題就是解決多個標簽同時訪問一個閱讀器時的沖突問題。在多標簽識別過程中，如果同時有兩個或者兩個以上的標簽向閱讀器返回信息時，將產生沖突，所以必須采用防碰撞機制。

圖一RFID系統的通信模型

　　4 系統的設計

　　(1)硬件系統的設計

　　①閱讀器的設計

　　在RFID系統中，閱讀器與標簽的電路設計都必須包含諧振回路，用于高頻信號的傳送，并且要求Delphi振回路都調諧在相同的諧振頻率上。系統通過調節電路中的電容大小來改變LC回路的諧振頻率。

　　用于工廠管理，其標簽識別距離應該小于1米。考慮到頻率資源分配等因素，此RFID系統可以采用的工作頻率是2．45GHz。

　　閱讀器可以放置在廠區各個關鍵的建筑物等門口，用于數據采集。

　　②標簽的選用

　　因為本系統是用于人員、半成品及產品的管理， 因此，標簽采用無源只讀標簽。

　　③系統的構架

　　系統中，產品采用產品卡，用于半成品及產品的管理；員工則攜帶員工卡，用于員工的日常管理工作。系統中，整個系統的控制管理由控制中心完成，控制中心與閱讀器之間的數據交換可以通過RS232接口來進行。為了保證數據的安全性，應該對信號進行加密處理。

　　(2)軟件系統設計

　　軟件系統在Windows XP平臺上，選用SQL Server7．O數據庫，采用Delphi語言進行開發設計。

圖二系統軟件平臺

　　系統組成如圖二所示。其中，人員信息管理模塊用于用戶驗證，維護系統的安全性；閱讀器管理模塊主要用于閱讀器數據交換的控制；后臺數據庫模塊是用于數據的分析與處理。 

　　5 結束語

　　工廠管理系統是應用RFID技術實現工廠管理的自動化和智能化。用Delphi開發的工廠管理系統軟件實現了系統要求，同時，采用SQL大型數據庫可以滿足大型工廠管理現代化的需要。