基于RFID的工厂管理系统设计

0 引言

　　随着工厂现代化水平的不断提高，管理的难度也显得越来越大，同时，对管理智能化水平有待进一步提高。射频识别(RFID，Radio Frequency Identification)系统采用无线数据采集技术，可以通过管理平台，对人员及产品数据进行采集、处理，以利于人员、半成品及产品的有效管理，提高工厂的生产效率，保证产品质量的完全可控。

1 RFID系统分类

　　根据RFID系统选用标签的区别，有以下几种类型：

　　①根据标签的可写性，可分为只读标签和可读写标签；
　　②根据标签的供电方式，可分为有源标签和无源标签；
　　③根据工作频率划分，有低频、高频、超高频及微波系统。其中，低频射频识别工作频率主要是125kHz、134．2KHz，高频为13．56Milz，而超高频有915MHz、2．45GHz等。

2 RFID系统工作原理

　　RFID系统由硬件系统及软件系统两大部分组成。系统工作过程如下： 

　　①阅读器产生高频电信号，为标签提供能量，同时对发射的高频信号进行调制，将信息传送给标签；

　　②标签将身份信息反馈给阅读器；

　　③阅读器接收并解调来自标签的信号，对传输的信号进行编解码，并与系统软件进行对话，执行系统软件发出的控制指令；

　　这样，标签与阅读器之间完成了数据交换。在数据交换过程中，采用双向验证机制，进行相互的合法性认证，而且传输的所有数据都进行加密。

3 RFID系统的通信模型

　　依据ISO／IEC 18000标准，阅读器与标签之问的双向通信模型如图一所示。

　　RFID系统的通信模型由物理层、通信层和应用层构成。物理层主要考虑电气信号问题；应用层用于解决和最上层应用直接相关的内容，包括认证、识别以及应用层数据的表示、处理逻辑等；通信层定义了阅读器与标签之间双向交换数据和指令的方式，其中最重要的一个问题就是解决多个标签同时访问一个阅读器时的冲突问题。在多标签识别过程中，如果同时有两个或者两个以上的标签向阅读器返回信息时，将产生冲突，所以必须采用防碰撞机制。

图一RFID系统的通信模型

4 系统的设计

　　(1)硬件系统的设计

　　①阅读器的设计

　　在RFID系统中，阅读器与标签的电路设计都必须包含谐振回路，用于高频信号的传送，并且要求Delphi振回路都调谐在相同的谐振频率上。系统通过调节电路中的电容大小来改变LC回路的谐振频率。

　　用于工厂管理，其标签识别距离应该小于1米。考虑到频率资源分配等因素，此RFID系统可以采用的工作频率是2．45GHz。

　　阅读器可以放置在厂区各个关键的建筑物等门口，用于数据采集。

　　②标签的选用

　　因为本系统是用于人员、半成品及产品的管理， 因此，标签采用无源只读标签。

　　③系统的构架

　　系统中，产品采用产品卡，用于半成品及产品的管理；员工则携带员工卡，用于员工的日常管理工作。系统中，整个系统的控制管理由控制中心完成，控制中心与阅读器之间的数据交换可以通过RS232接口来进行。为了保证数据的安全性，应该对信号进行加密处理。

　　(2)软件系统设计

　　软件系统在Windows XP平台上，选用SQL Server7．O数据库，采用Delphi语言进行开发设计。

图二系统软件平台

　　系统组成如图二所示。其中，人员信息管理模块用于用户验证，维护系统的安全性；阅读器管理模块主要用于阅读器数据交换的控制；后台数据库模块是用于数据的分析与处理。 

5 结束语

　　工厂管理系统是应用RFID技术实现工厂管理的自动化和智能化。用Delphi开发的工厂管理系统软件实现了系统要求，同时，采用SQL大型数据库可以满足大型工厂管理现代化的需要。