电子标签在采石厂的应用方案

前言简介：

　　北京慧网通达科技股份有限公司是一家专注于无线射频RFID标签及读写器产品的研发、制造、并为客户的RFID标签和读写器应用提供技术咨询、应用方案设计、安装及技术培训、产品保修和维护等服务的公司，公司经历了多年地技术开发和应用的成果积累，已成为国内RFID读写技术及产品的领先企业。

一、电子标签说明

　　射频识别即RFID（Radio Frequency IDentification）技术，又称电子标签、无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。

　　随着电子标签技术不断的成熟，在现实生产和生活中越来越得到广泛的应用。如：图书馆，门禁系统，食品安全溯源等

　　电子标签是一种非接触式自动识别技术,它通过射频信号自动识别并获取相关数据,识别工作无须人工干预,与同是快速准确地确认追踪目标物体的条形码相比, 电子标签的优点如下: 

　　1) 可以透过外部材料读取数据(无可见性要求) ;

　　2) 防水、防磁、耐高温,可以在低劣的作业环境下工作,使用寿命较长;

　　3) 可以嵌入或附在不同类型的产品上;

　　4) 读取距离范围有所提高,无须直线对准扫描, ;

　　5) 写入数据的时间少,存储信息量大; 

　　6）高效防伪功能　　

　　7) 同时可以读取多张卡,并且可以读取运动中标签上的信息; 　　

　　8) 超薄和多种大小不一的外型,使其能封装在纸张、塑胶制品( PVC、PET) ,可应用于不同场合,也可再层压制卡。RF ID的倡导者认为,该技术正与电子供应链紧密联系在一起,有望在未来几年取代条形码扫描技术。

二、电子标签的特点：

　　1、高防伪技术：电子标签中的数据可达240bit位，主要分为Resever Bank数据区、EPC Bank数据区、TID Bank数据区和User Bank数据区Resever Bank 读卡口令32bits位数据，用于设置电子标签读取密码可读写。

　　EPC Bank     96bits位数据， 可读写。

　　TID Bank     64bits位数据，工厂编成的唯一ID

　　User Bank    512 bits位数据，用户数据区，可读写。

　　由于TID Bank是工厂的唯一ID是不可改写的因此实际上就已经有了一层硬件的防伪，加上读卡口令秘码和EPC数据可以说防伪性能非常高。

　　2、体积小巧：可以封装到名片大小的卡片中，和各种异型卡片中，因此非常耐磨和坚固不易损坏。

　　3、读写方便：我们采用超高频（900MHz）电子标签，其通讯速度高，读取单个标签内存EEPROM数据平均每32bits读取最小耗时约1.4 ms ；写入时平均每32bits最小耗时30ms。识读距离可达10米以上。内存可反复擦写100,000次以上。可以同时识别多个标签。 

三、采石厂电子标签的应用简介

　　采石厂电子标签的应用方案由4个部分组成分别为：石料信息收集、车辆进出的重量信息、出厂的石料识别信息、终端计算机管理。

　　石料信息收集

　　将生产完成石料的信息如：石料的长、宽、高和重量等数据通过移动式电子标签读写器写入电子标签内，根据需要也可以将石料的用户信息存入标签内。并将电子标签固定在石料上。通过无线网络与终端计算机连接把所有石料信息存入计算机中。

　　车辆进出的重量信息

　　在运送石料的车辆上装配电子标签，这样我们可以将车辆进出时的重量信息和车辆信息写入电子标签内。可以通过车辆的进出重量差自动计算出每天的石料出厂量，和车辆的工作情况。

　　出厂的石料识别信息

　　由于石料上装有电子标签，在石料出厂时通过出厂货物查询电子标签读写器，我们就可以知道车辆上的石料是否符合出厂的要求。例如：是否有多余的石料、是否有少运的石料、是否有错运的石料。当所有条件符合出厂要求时门禁系统开门，并将出厂石料信息传回终端计算机。这些工作可以在瞬间完成减少了大量的人工成本。

　　4、终端管理计算机

　　终端管理计算机是应用的核心，它将所有数据进行综合处理，并发出相应的操作指令。

　　包括：所有石料的信息，石料用户信息、石料出厂信息等。用户可有随时了解到每一块石料的当前状态。通过电子标签系统的应用，可以大大提高石料的管理节约管理成本。

四、采石厂电子标签的应用方案

　　RFID组成及工作原理

　　系统组成:　　

　　系统分为三部分:

　　(1)标签（Tag）标签相当于条码技术中的条码符号，用来存储需要识别传输的信息。

　　(2)阅读器（Reader）根据支持的标签类型不同与完成的功能不同，阅读器的复杂程度是显著不同的。阅读器基本的功能就是提供与标签进行数据传输的途径。另外，阅读器还提供相当复杂的信号状态控制、奇偶错误校验与更正功能等。

　　(3)天线（Antenna）天线是标签与阅读器之间传输数据的发射、接收装置。

　　1、工作原理:　　

　　RFID技术是一项利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现的无接触式信息传递并通过所传递的信息达到自动识别的技术。工作原理为：利用射频信号和空问耦合传输特性，实现对被识别物体的自动识别。

　　工作过程：

　　当带有电子标签的物品在读写器的可读范围内时，读写器发出磁场，查询信号将会激活标签，标签根据接收到的查询信号要求反射信号，读写器接收到标签反射回的信号后，通过内部电路的解码处理无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目的。然后进一步通过计算机及计算机网络实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。

　　2、采石厂的现状　　

　　目前采石厂的管理主要以人工记录方法来管理石料，这样的工作方式效率低，人员劳动量大，非常容易出错，当人员变动时对于盘库非常繁琐。在发货时对于客户的石料查找更是繁琐，很容易出错这样不但浪费时间更是增加大量成本。

　　3、结构设计及工作过程　　

　　（1）结构设计考虑到采石厂的生产、库存和运输的环节，所以我们需要安装多个电子标签（RFID）读写器，并且将它们通过通信线路或无线网络与数据中心的计算机进行数据交换。同时要为每一块石料安装电子标签（RFID），对每一块石料的电子标签进行数据的录入。具体的工作模型如图1所示。

　　从图1可以看出，在RFID系统的工作过程中，始终以能量为基础，通过一定的时序方式来实现数据的交换。读写器向电子标签提供工作能量。当电子标签进入射频识别场时，读写器发射出的射频波激活标签电路，相互作用，完成数据的交换。对于多标签同时识读来讲，可以采用读写器先发的形式，也可以是标签先发的形式。为了实现多标签无冲突同时识读，读写器先对一批标签发出隔离命令，使得读写器识读范围内的多个电子标签被隔离，最后只保留一个标签处于活动状态与阅读器建立无冲突的通信联系。对于标签先发的方式，标签随机地反复发送自己的识别ID，不同的标签可在不同的时间段被读写器正确读取，完成多标签的同时识读。对于任何一只电子标签来讲，都具有唯一的ID号，在大多数应用场合，是通过运用后台数据库来支持标签的数据属性的。读写器与应用系统之间的接口由开发工具调用的标准函数来表示。功能大致包含以下方面：应用系统根据需要向读写器发出配置命令和其他指令；读写器向应用系统返回其当前的配置状态和各种指令的执行结果。

　　（2）工作过程

　　当石料生产完成后，必须将电子标签（RFID）安装在石料上，它的芯片中含有一个唯一的识别代码以及石料的相关信息，它们可以被读写器在一定的距离内以非接触的方式读取出来。基于射频识别技术的动态监控系统能够在一定范围内同时对多个挂有电子标签的目标物体进行非接触、高速及准确的并行跟踪和识别，因此只要石料通过安装有读写器的地方就会自动读取所有石料的电子标签的lD号码，然后系统会将此标签的lD号码和石料相关信息传送到后台系统进行处理。

　　4、可行性分析

　　经过前面的介绍，可以论证，石料的数字化、科学化管理是完全可以实现的，同时RFID制作成本较低，投资较少。因此石料厂的石料电子标签应用方案是可行的。

　　5、RFID技术在采石厂的总体设计

　　（1）功能设计

　　RFID技术在石料管理方面实现的基本功能包括：

　　(1)石料的基本信息的录入包括：石料的长、宽、高、重量等。

　　(2)石料的管理信息包括：生产日期、客户信息和发货信息。

　　(3)石料出厂的管理包括：出厂日期、发货地址和客户、发货数量等。

　　(4)运输车辆的管理:可以对车辆的进出厂的重量进行记录以便管理。

　　（2）设计方案

　　我们可以在石料出入库进口处安装RFID读写器，以及出厂的大门处安装RFID读写器。当石料进库房时，通过RFID读写器将石料的信息自动传到管理计算机中，计算机会自动将石料进行入库登记。而当石料出库时，通过RFID读写器可以将出库石料的发货信息和发货地点写入电子标签中，同时管理计算机进行出库登记。当石料装车出厂门时，安装在厂门的RFID读写器会读取石料上的电子标签的信息，并进行判断是否符合出库和出厂要求，如果符合出厂要求，出厂门杆会自动打开，同时可以输出石料的运输到达地点。

　　而在空的运输车辆进厂时，我们可以将地磅上的车辆信息（包括：该车辆的重量和车辆号码）存入车辆电子标签中，信息输入可以采用手持的RFID读写器或固定的RFID读写器方式写入，通过管理网络将信息传回管理计算机进行存档和管理。当车辆出厂时，车辆在地磅上重量会合进厂时存在RFID电子标签中的重量进行比较，将该车进出厂时的重量差传回管理计算机进行存档和管理。我们可以通过管理计算机的串口与地磅的串口输出进行连接，实现重量自动记录。

　　（3）系统完成

　　管理计算机中心是整个系统的核心，由数据库系统和响应的应用软件系统构成。系统可以完成石料信息管理、石料出入库管理、石料客户需求管理、运输车辆进出厂管理等。如：可以查询某天的石料生产和石料的发货信息。

6、结束语

　　RFID在石料厂的应用，可以实现石料的数字化和科学化的管理不但降低了管理成本，还提高了管理效率。