基于RFID在箱式儲存物流自動化系統中的應用

陳勇進　鐘舜聰

[摘要]該文介紹了RFID自動識別技術及其在煙絲物流自動化系統中的應用。實踐表明，RFID技術可以實現空箱狀態的判定和減少出庫時的差錯，有利于產品質量的控制和追溯。

[關鍵詞]RFID 物流系統 箱式儲存

自動識別技術是以計算機技術和通信技術為基礎的一門綜合性科學技術，是數據編碼、數據采集、數據標識、數據管理、數據傳輸的標準化手段。隨著計算機技術、網絡技術的發展，自動識別技術廣泛應用在各行各業。根據自動識別技術的應用領域和具體特征，自動識別技術分為條碼技術、射頻識別、生物識別及其他識別技術。本文結合煙絲箱式儲存物流自動化系統，介紹射頻識別（RFID）技術的應用。

1、煙絲箱式儲存物流自動化系統簡介

廈門煙草工業有限責任公司煙絲箱式儲存物流自動化系統采用平庫方式，用于自動儲存膨脹煙絲，并滿足自動將煙絲箱運送到出口的功能。該系統主要由鏈板式輸送機、鏈式頂升移栽機、煙箱拆/碼垛機、煙箱提升機和衛星小車等機械設備，以及稱重檢測裝置、RFID讀寫器和電氣控制系統組成。該系統由一層的進出庫間和三層的煙絲庫兩部分組成，詳見圖1和圖2。

2、RFID技術介紹

RFID是Radio Frequency Identification的簡稱，即射頻識別技術。射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過空間耦合（交變磁場或電磁場）來實現對目標對象的元接觸識別并獲取相關數據信息，無需人工干預，可工作在各種惡劣環境中。

射頻識別系統由硬件部分和軟件部分組成。硬件部分一般由標簽、閱讀器、天線、主機組成。軟件部分包括RFID系統軟件、中間件和應用軟件。硬件組件負責捕獲和識別數據，軟件部分則負責管理和處理標簽與讀寫器之間、讀寫器與主機之間的數據傳輸。

圖3為RFID系統工作原理圖。一般情況下。電子標簽處于“等待”或“休眠"SE作狀態，當電子標簽進入讀寫器的作用范圍時，檢測到一定特征的射頻信號，便從“休眠”狀態轉到“接收”狀態。讀寫器經過組選擇和查詢，并遵從一定的技術協議，最后與電子標簽建立通信。讀寫器將要發送的信息，經編碼后加載在某一頻率的載波信號上經天線向外發送，電子標簽接收此脈沖信號后，其卡內芯片中的有關電路對此信號進行解調、解碼、解密。若為讀命令，控制邏輯電路則從存儲器中讀取有關信息，經加密、編碼、調制后通過卡內天線再發送給閱讀器，閱讀器對接收到的信號進行解調、解碼、解密后送至中央信息系統進行有關數據處理；若為修改信息的寫命令，有關控制邏輯引起的內部電荷泵提升工作電壓，為擦寫EEP-ROM中的內容提供電源。

3、RFID在煙絲箱式儲存物流自動化系統中的設計應用

我司的煙絲箱式儲存物流自動化系統具有空箱入庫（含初始化）、實箱入庫和實箱出庫等功能。一層的工藝流程如圖4所示。

3.1 空箱入庫（含初始化）流程

空箱入庫是對返回的空箱執行的入庫任務。當空箱入庫時，首先在B站臺稱量空箱重量，然后在C站臺利用RFID讀寫器讀取空箱的重量信息，最后，比對兩者的重量信息。當兩者重量信息的差值超標時，就判定煙箱異常（破損或含有雜物），不能入庫而剔除到K站臺等待處理（清掃或更換RFID芯片）。當兩者重量信息的差值無超標時，表示煙箱無破損和不含有雜物，允許入庫。

當空箱初始化時，首先，在B站臺稱量空箱重量，然后，在c站臺RFID讀寫器向RFID芯片寫入煙箱的基礎信息（如空箱重量、箱號、箱子類型），接著，讀取RFID芯片的信息，分析寫入信息是否成功，如果不成功則剔除煙箱到K站臺等待處理?？障淙霂炝鞒虉D如圖5所示。

3.2 實箱入庫流程

從緩存線E站臺提供空箱給裝箱站，裝箱站根據設定重量進行自動裝箱，然后輸送實箱到G站臺，同時提供該煙箱內煙絲的凈重和物料的相關信息（如批次號、規格、質量信息等）給G站臺的控制系統。當質量異常時，系統不對RFID芯片寫入任何信息而直接把實箱剔除到Y站臺。而對質量合格的煙箱，首先進行RFID芯片的信息寫入，寫入的信息有煙絲凈重、批次號、裝箱時間。其次，讀取RFID芯片的信息，判斷RFID信息寫入是否成功并進行相應的處理。

3.3 實箱出庫流程

實箱出庫時，根據倉庫管理系統的調度，出庫的煙箱先后由衛星小車、輸送機、提升機送到J站臺。在J站臺，KFID讀寫器讀取煙箱存儲的信息，然后與倉庫控制系統要求的出庫煙箱信息對比，如果信息不符，則將該煙箱退回三層的煙絲庫，正確則送到Y站臺出庫。實箱出庫流程圖如圖7所示。

4、結束語

在我司物流系統中，利用RFID自動識別技術實現了如下功能：

①通過讀取、比對空箱的重量，防止煙箱內含有雜物污染煙絲，提高產品的質量；

②在煙箱入庫時，通過RFID的多次讀寫和比較判定，防止煙箱信息的丟失，減少煙箱出庫時的差錯；

③在煙箱出庫時，通過比對出庫任務信息，防止出現差錯；

④數據的自動采集，便于物料的統計、分析和生產調度。