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学科(专业)计算机科学与技术
所在学院计算机科学与技术学院
提交日期2013年5月
摘要
近年来,企业之间的竞争已经变得越来越激烈,企业若是想要赢得市场,就要不断的提高自身的生产效率。
在生产企业的供应链管理和物料管控等领域,RFID电子标签可以用于产品的物流管理、仓储管理、上下游供应链管理、产品装配与生产管理、产品防伪等多个方面。
大量使用RFID电子标签可以提高整个供应链和生产作业的管理水平,继而通过计算机互联网实现物品的自动识别和产品信息的互联与共享。
从而优化制造方法和加快对制造过程中信息的收集和传播速度。
本文对RFID技术的相关原理和发展现状进行了介绍,介绍分析了国内关于RFID技术在生产企业中的应用情况。
本文对应用RFID作为产品的标签来定位生产线中的某个产品进行了实践。
本文主要包括如下内容:
对RFID相关技术进行一定的描述;
描述了RFID的应用场景;
对基于RFID技术的制造业生产管理系统进行了需求分析和系统设计,主要包括系统功能设计和数据库设计;
按照要求实现了本系统。
所实现的系统具有一定的实用性。
RFID的使用以及基于RFID的生产线管理系统的应用对提高生产效率大有帮助。
关键字:
RFID,电子标签,生产线,物联网
Abstract
Thecompetitionbetweenenterprisesbecomesmoreandmoreintenseinrecentyears,inordertowinthemarket,anenterpriseshouldcontinuouslyimprovetheirproductionefficiency.Insupplychainmanagementandmaterialcontrolandotherfieldsforanenterprise,theRFIDtagcouldbeusedinlogisticsmanagement,productwarehousemanagement,supplychainmanagement,productassembly,productionmanagement,andproductsecurity,etc.TheextensiveuseofRFIDelectronictagscouldimprovethewholesupplychainandproductionmanagementlevel,interconnectedautomaticidentificationandproductinformationcouldbeprocessedandsharedviacomputernetwork.TheRFIDisusedtocollectrelevantinformationinproductionlineinordertooptimizethemanufacturingmethodandspeeduptheinformationtransmission.
AcomprehensivesummaryofprinciplesofRFIDandapplicationinthemanufacturingindustryinformationcollectionispresentedherein,andtheRFIDtechnologyinmanufacturingenterprisesisintroduced.AnapplicationofusingRFIDasproduct’stagtoquickallocationofagivenproductinproductionlineidpracticed.Itmainlyincludescontentsinthispaperasfollow:
ansummaryintroductiontoRFIDispresented;
anpracticalapplicationenvironmentofRFIDisgiven;
therequirementanalysis,systemanalysisanddesignofapplicationbasedonRFID,mainlyonfunctionalitiesanddatabase,arediscussed;
andimplementationofapracticalapplicationaccordingtotherequirementsisdescribed.
Thenapplicationdevelopedispractical,theadoptionofRFIDandapplicationofmanagementsysteminproductionlineshouldpromotetheproductivityeffectively.
Keywords:
RFID,electronictag,productionline,internetofthings
图目录
第一章绪论
1.1研究开发的目的
无线射频识别技术(RadioFrequencyIDentification,RFID)是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术,识别工作无须人工干预,作为条形码的无线版本,被广泛应用于物流管理、生产制造、电子商务、公共信息服务等多领域。
RFID阅读器能够通过射频信号自动识别诸如生产流水线上的高速移动的多个目标,并获取相关数据信息。
RFID电子标签具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、外形体积小、存储数据容量更大、可重复使用的特点,并满足移动识别、多目标识别、快捷读写以及长期跟踪管理等方面的使用要求。
在生产企业中,基于RFID技术的应用系统可分别用于产品物流管理、仓储管理、上下游供应链管理、产品装配与生产管理、产品防伪等多个方面,大量使用RFID电子标签可以提高整个供应链和生产作业管理水平,继而通过计算机网络实现物品的自动识别和产品信息的互联和共享。
优化产品生产方法。
以及对生产作业计划安排合适顺序,使生产资源配置合理化。
实时掌握生产线产品的状态信息。
通过RFID技术可以让管理人员实时掌握产品信息,按照订货要求和市场需要,通过RFID系统对RFID标签中的产品数据进行修改调整,组织各个加工岗位形成新的工艺流程,完成新的产品生产线的调度工作。
实现商品防伪和品牌维护。
电子标签防伪的基本原理是给每个商品分配数字标识,并存储在电子标签中。
此数字标识包含商品本身的基本信息,如商品的名称、型号、产地、生产日期、批号等等。
消费者可以用专用的识别器读取这些信息,并和实际商品的这些信息进行比对,从而确定商品的真伪。
由于电子标签内存储商品的数字标识是以密文形式存放的,造假者是无法对密文进行破译的。
同时识别器具有对这些特定标签卡识别功能,会拒绝响应任何假冒的IC卡。
所以理论上造假者要成功仿造,必须花数以年计的时间进行密文破译,同时具备专用芯片的设计能力,当然还有可观的IC设计和制造成本。
所以就技术的安全性来讲,这种技术是最先进可靠的[16]。
1.2国内外研究现状
1.2.1关于射频技术
RFID是RadioFrequencyIdentification的缩写,即射频识别。
它是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,无须人工干预、非接触、阅读速度快、无磨损、不受环境影响、寿命长、便于使用可工作于各种恶劣环境。
目前,射频识别技术在国外发展非常迅速,产品种类繁多.已广泛用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域,如汽车、火车等交通监控;
高速公路自动收费系统;
停车场管理系统;
物品管理;
仓储管理:
车辆防盗等。
由于我国射频识别技术起步较晚,除用于中国铁路的车号自动识别系统外,仅限于射频公交卡的应用。
射频识别系统由电子标签(Tag)、读写器(Reader)、天线(Antenna)组成。
电子标签(Tag):
由耦合元件及芯片组成,每个标签具有惟一的电子编码,附着在物体上标识目标对象。
阅读器(Reader):
又称为读出装置,可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据,从而达到自动泌别物体的目的,有手持式或固定式两种,通常阅读器与电脑相连,所读取的标签信息被传送到电脑上进行下一步处理。
天线(Antenna):
在标签和阅读器问传递射频信号。
RFID工作原理如图1所示。
图11RFID工作原理图
从图l中可看出阅读器通过天线发送出一定频率的射频信号;
当标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量,向阅读器发送出自身编码等信息;
阅读器采集信息、解码之后,将信息数据送至计算机主机进行处理。
1.2.2RFID研究现状
物联网中非常重要的技术是RFID电子标签技术。
RFID技术发展的趋势是构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的庞大的物联网系统,主要以现有的网络技术、中间件技术、数据库技术结合RFID系统基础理论技术。
在电子标签方面,目前国际上RFID的应用仍然主要以LF和HF标签产品为主。
我们看到,UHF标签产品开始规模生产,由于UHF标签自身在识别距离和生产成本等方面的优势,未来几年内有望成为行业应用的主流,而MW标签在一些国家也已经得到了一定程度的应用。
中国己经掌握了HF芯片的设计技术,UHF芯片也已经完成开发,在短短几年内,中国就成功地实现了RFID技术的产业化,并在高可靠性、低成本的封装工艺和标签制造方面的研究也已取得重大进展。
读写器方面,尽管国内目前在SOC(读写器片上系统)和大功率读写模块方面的研究尚处于研发阶段,但国内已经有不少公司先后推出了一系列的基于小功率读写模块技术的RFID读写器产品,并且在读写器协议的研究与应用上有些先进产品已经实现了多协议的自动兼容。
其中,远望谷、上海贝岭(包括子公司阿法迪)、厦门信达汇聪等公司的研究领先国内业界。
中间件技术方面,自从物联网的概念被提出之后,国外一些研究团体和大学都已经意识到中间件技术在未来物联网系统中的重要性并已展开了相关研究。
其中,最为主要的是EPC组织提出的EPC网络,得到了很多大学和企业的支持。
该组织还提出了RFID中间件的软件方面的标准ALE(ApplicationLevelEvents),对RFID中间件技术的理论研究方面作出了重要的基础性的拓展。
在RFID标准方面,国际上己经基本形成了三个标准体系,分别为150标准体系、EPeGlbal标准体系和ubiquitus10标准体系。
国际方面,全球最大零售商沃尔玛公司2003年就表示今后不再从未使用RFID技术的供应商处采购商品,该决定影响到与RFID相关的一些扩展应用,如Oracle公司的数据库和应用服务器以及SAP/R3系统。
Sun公司也正在开发符合EPC网络标准的中间件产品,管理从基于RFID技术的读写器获取的商品数据。
IBM公司近期推出的EPC系统,可以提供基于RFID技术的完整解决方案,跨系统实现从制造商生产,到分销商的仓库,然后到零售商的全套业务流程。
国内方面,2010年8月,
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