張 勇 于宏宇 張志奇 王旭東 張 晨

(1.東北石油大學(xué)黑龍江省高校校企共建測(cè)試計(jì)量技術(shù)及儀器儀表工程研發(fā)中心，黑龍江 大慶163318；2.大慶油田有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163000)

在企業(yè)總資產(chǎn)中，庫(kù)存資產(chǎn)一般占20%～40%。庫(kù)存物資管理不善會(huì)造成大量資金沉淀，影響資金正常周轉(zhuǎn)，給企業(yè)經(jīng)營(yíng)帶來負(fù)面影響。因此，企業(yè)都在積極采用新的物資管理技術(shù)對(duì)物資進(jìn)行有效管理，提高物資周轉(zhuǎn)率[1]。

隨著計(jì)算機(jī)的應(yīng)用普及，目前大多數(shù)企業(yè)的物資管理數(shù)據(jù)資料已開始采用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)系統(tǒng)管理。數(shù)據(jù)管理一般采用4種方式：先紙張記錄、再手工輸入計(jì)算機(jī)的方式，但這種方式不僅造成大量的人力資源浪費(fèi)，而且數(shù)據(jù)錄入速度慢、準(zhǔn)確率低；條形碼方式，但其信息少且不易改寫，需連接數(shù)據(jù)庫(kù)才可了解物品的詳細(xì)信息，且由于管理場(chǎng)所和物資本身特性的變化，導(dǎo)致管理中物品信息頻繁變化，使更新標(biāo)簽信息十分不便；電子標(biāo)簽系統(tǒng)方式，大部分電子標(biāo)簽系統(tǒng)采用讀寫器與PC直連，還有一部分雖是手持機(jī)操作，但事后需連PC進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，雖比條形碼優(yōu)越，但使用不方便；還有一些讀寫器聯(lián)網(wǎng)使用的產(chǎn)品，分為有線形式和GSM形式，有線形式產(chǎn)品只能分布于有線局域之內(nèi)，很多不便布線的場(chǎng)所無(wú)法使用，GSM形式的產(chǎn)品存在運(yùn)行成本，致使總成本較高，也不利于推廣使用[2]。

而基于射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification，RFID)的物資管理系統(tǒng)，結(jié)合信息技術(shù)使企業(yè)更合理、有效地利用倉(cāng)庫(kù)空間，以更快速、準(zhǔn)確且低成本的庫(kù)存管理方式為客戶提供更好的服務(wù)。

1 基于RFID的物資管理系統(tǒng)①

RFID常稱為感應(yīng)式電子芯片、近接卡、感應(yīng)卡、非接觸卡、電子卷標(biāo)及電子條形碼等。一套完整的 RFID系統(tǒng)由 Reader 與 Transponder 兩部分組成，其動(dòng)作原理為由 Reader 發(fā)射一特定頻率的無(wú)線電波能量并傳送至Transponder，驅(qū)動(dòng)Transponder電路將內(nèi)部的ID Code送出，此時(shí)Reader接收相應(yīng)的ID Code。Transponder免用電池、免接觸和免刷卡，不怕臟污，且芯片密碼為世界唯一、無(wú)法復(fù)制，安全性高、壽命長(zhǎng)。

本遠(yuǎn)程物資管理系統(tǒng)以STM32為主控器件，寫入程序，并通過讀卡模塊將RFID卡模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成芯片可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，連接無(wú)線收發(fā)模塊(連接天線可以增加收發(fā)距離)，將讀取的數(shù)據(jù)通過無(wú)線模塊發(fā)送給計(jì)算機(jī)上位管理系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。遠(yuǎn)程讀寫器接入鍵盤、顯示器和打印機(jī)進(jìn)行輸入、顯示和打印。內(nèi)部安裝一個(gè)1G的SD卡用來存儲(chǔ)信息，并通過電源分別對(duì)各部分進(jìn)行供電。設(shè)置一個(gè)配置接口可對(duì)遠(yuǎn)程讀寫器進(jìn)行系統(tǒng)配置。

2 硬件設(shè)計(jì)

遠(yuǎn)程讀寫器(圖1)讀取RFID射頻信號(hào)，它由STM32芯片、RFID射頻讀寫器、熱敏打印機(jī)、液晶顯示模塊及無(wú)線模塊等構(gòu)成。其通過RFID射頻讀寫模塊將RFID卡的信息錄入單片機(jī)中，并存儲(chǔ)在SD卡內(nèi)?？梢酝ㄟ^液晶顯示或者用熱敏打印機(jī)打印，將數(shù)據(jù)通過無(wú)線模塊發(fā)送給計(jì)算機(jī)上位管理系統(tǒng)。

圖1 遠(yuǎn)程讀寫器結(jié)構(gòu)框圖

無(wú)線數(shù)傳PC適配器(圖2)由STM32單片機(jī)、USB串口及其外圍電路、電壓轉(zhuǎn)換電路和數(shù)傳電臺(tái)電路組成。無(wú)線數(shù)傳PC適配器接收手持機(jī)的無(wú)線信號(hào)，通過串口上傳到PC機(jī)上。

圖2 無(wú)線數(shù)傳PC適配器結(jié)構(gòu)框圖

3 軟件設(shè)計(jì)

筆者選用μC/OSII操作系統(tǒng)(圖3)。μC/OSII 是一種免費(fèi)公開源代碼、結(jié)構(gòu)小巧、具有可剝奪實(shí)時(shí)內(nèi)核的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。程序開始之后，對(duì)設(shè)備進(jìn)行初始化處理，獲取配置信息配置μC/OSII運(yùn)行環(huán)境，然后執(zhí)行各任務(wù)。

圖3 μC/OSII操作程序

利用無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)實(shí)現(xiàn)與手持機(jī)的數(shù)據(jù)收發(fā)，通過串口實(shí)現(xiàn)與PC機(jī)的數(shù)據(jù)收發(fā)，且實(shí)現(xiàn)在通信異常時(shí)，數(shù)據(jù)可以暫時(shí)存儲(chǔ)在通信終端內(nèi)，待通信恢復(fù)正常后，再發(fā)送出去。無(wú)線數(shù)傳PC適配器程序設(shè)計(jì)如圖4 所示。

圖4 無(wú)線數(shù)傳PC適配器運(yùn)行程序

上位機(jī)系統(tǒng)作為系統(tǒng)管理的核心，利用DELPHI軟件編制物資管理軟件系統(tǒng)，其功能簡(jiǎn)明實(shí)用，提高了物資管理的質(zhì)量和效率[3]。同時(shí)此系統(tǒng)可以在任何操作系統(tǒng)中直接移植，實(shí)現(xiàn)了完全綠色版。計(jì)算機(jī)上位管理系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)如圖5 所示。

圖5 計(jì)算機(jī)上位管理系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)框圖

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)的不斷發(fā)展，企業(yè)對(duì)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的工作效率要求越來越高。針對(duì)傳統(tǒng)庫(kù)存管理系統(tǒng)中存在的普遍問題，結(jié)合現(xiàn)代庫(kù)存管理的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，提出了基于 RFID 技術(shù)的遠(yuǎn)程物資管理系統(tǒng)，并對(duì)其進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)，為物資管理應(yīng)用研究提供借鑒。