計(jì)算機(jī)檢測(cè)技術(shù)和RFID在倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)貨位虛實(shí)識(shí)別中的應(yīng)用

摘要: 本文主要介紹用計(jì)算機(jī)檢測(cè)技術(shù)與射頻識(shí)別技術(shù)RFID(Radio frequency identification technology)物流自動(dòng)化侖儲(chǔ)系統(tǒng)與生產(chǎn)線自動(dòng)識(shí)別管理信息中的應(yīng)用.并著重對(duì)自動(dòng)化侖儲(chǔ)系統(tǒng)中用計(jì)算機(jī)檢測(cè)技術(shù)對(duì)侖儲(chǔ)貨位虛實(shí)的自動(dòng)識(shí)別作分析說(shuō)明.

關(guān)鍵詞:     傳感器   1-Wire網(wǎng)絡(luò)    射頻識(shí)別    電子標(biāo)簽

1、前言

隨著商品經(jīng)濟(jì)和信息技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)(ASS—Automatic Storage System)已在大型集團(tuán)企業(yè)、商場(chǎng)和國(guó)防等各個(gè)領(lǐng)域中崛起。它是一種人工不直接進(jìn)行處理的自動(dòng)存儲(chǔ)和取出貨物系統(tǒng)，是當(dāng)今最新型的倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施。而自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中貨位虛實(shí)的自動(dòng)識(shí)別又是物流信息的前提。

ASS發(fā)展如此迅速，主要的原因有以下幾點(diǎn)：
1、可以用計(jì)算機(jī)檢測(cè)和控制。用電腦對(duì)信息進(jìn)行準(zhǔn)確的存儲(chǔ)和管理，自動(dòng)打印出各種報(bào)表。
2、是一種高層貨架存儲(chǔ)，占地面積小，充分利用庫(kù)房空間，其庫(kù)容量大。
3、能自動(dòng)存取，收發(fā)準(zhǔn)確迅速，儲(chǔ)運(yùn)損耗小，物流效率高和庫(kù)存占用資金低及資金周轉(zhuǎn)快等優(yōu)點(diǎn)。

現(xiàn)代ASS中貨物虛實(shí)的自動(dòng)化識(shí)別是ASS的前提。ASS是由高層立體貨架、堆垛機(jī)、輸送系統(tǒng)、信息識(shí)別系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和管理系統(tǒng)等組成。其中信息識(shí)別系統(tǒng)的作用是完成對(duì)貨物品名、類別、貨號(hào)、數(shù)量、等級(jí)、生產(chǎn)廠，甚至貨位地址的識(shí)別。為實(shí)現(xiàn)這些功能，可用條形碼、磁條、光學(xué)字符和射頻等識(shí)別技術(shù)來(lái)對(duì)物流信息進(jìn)行采集，而貨位的虛實(shí)識(shí)別技術(shù)，即自動(dòng)判斷某汽車貨位上貨物的有無(wú)就是信息識(shí)別系統(tǒng)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)貨位自動(dòng)管理的基礎(chǔ)是解決堆垛機(jī)和貨物安全的必須，也是ASS正常運(yùn)行的前提。

2、軟件法是貨位虛實(shí)識(shí)別技術(shù)的首選

應(yīng)該說(shuō)貨位虛實(shí)識(shí)別技術(shù)的方法有多種，但是用軟件法來(lái)判別貨位虛實(shí)，其設(shè)計(jì)思想簡(jiǎn)單、實(shí)施方便，可在線時(shí)自動(dòng)完成貨位虛實(shí)的判別及修改，故為首選。

軟件法實(shí)際是用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，是在管理計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)置一張貨位表，見(jiàn)圖1所示。


表中字段“有貨”為“是/否”邏輯型。字段值為YES的貨位，表示該貨位有貨即“實(shí)”字段值為NO的貨位，表示該貨位無(wú)貨即“虛”。從圖2所示可見(jiàn)，


貨位編號(hào)1、2、4、7、9等貨位為“實(shí)”， 即有貨，而貨位號(hào)為3、5、6、8貨位為“虛”，即無(wú)貨。

貨位的虛實(shí)是由AS/RS監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)貨物入出庫(kù)實(shí)際情況自動(dòng)修改的。其工作流程如下：當(dāng)有貨物準(zhǔn)備入庫(kù)時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)程序查詢貨位表中有貨字段為NO的空閑貨位，將其分配給相應(yīng)的堆垛機(jī)，并發(fā)出存貨命令，堆垛機(jī)將貨物放在該貨位后，向上位機(jī)監(jiān)控程序返回“存貨命令己完成”的信息，這時(shí)上位機(jī)監(jiān)控程序就將該貨位對(duì)應(yīng)地有貨字段改YES為；貨物出庫(kù)時(shí)反之。這樣，就實(shí)現(xiàn)了貨位虛實(shí)的在線判別與修改。

然而當(dāng)工作在離線方式時(shí)，軟件法則無(wú)法完成貨位虛實(shí)判別的任務(wù)，此時(shí)應(yīng)用傳感器法。

3、傳感器法的應(yīng)用

傳感器法主要有反射式光電傳感器、超聲波傳感器等類型。傳感器法是將傳感器安裝在堆垛機(jī)貨叉適當(dāng)位置上，在存取貨時(shí)則可檢測(cè)欲操作貨位上是否有貨存在。

*光電傳感器的檢測(cè)
安裝在堆垛機(jī)貨叉上的組件式光電傳感器，其輸出作為堆垛機(jī)控制器的輸入信號(hào)。存貨時(shí)，如果欲存貨的貨位無(wú)貨，則光電傳感器無(wú)輸出信號(hào)；如果欲存貨的貨位有貨，則光電傳感器有輸出信號(hào)，堆垛機(jī)控制器接收該信號(hào)后，便立即停止運(yùn)行，同時(shí)向上位計(jì)算機(jī)發(fā)出故障信號(hào)，等候處理。

*超聲波傳感器的檢測(cè)
組件式超聲波傳感器由聲波發(fā)射器、接收器、定時(shí)器及控制器等組成。該檢測(cè)應(yīng)用回聲測(cè)距的原理。當(dāng)堆垛機(jī)貨叉向貨位運(yùn)動(dòng)過(guò)程時(shí)，首先由聲波發(fā)射器向貨位發(fā)射高頻脈沖波束，波束發(fā)射后即刻自行關(guān)機(jī)，同時(shí)又打開聲波接收器檢測(cè)回聲信號(hào)，則定時(shí)器記錄在空氣中聲波的傳播時(shí)間，從而換算出被測(cè)貨物到聲波傳感器之間的距離，從而識(shí)別貨位虛實(shí)。見(jiàn)圖3所示超聲波傳感器的檢測(cè)示意圖。
 

4、新型的一線（網(wǎng)絡(luò)）法(1-Wire Net) 設(shè)計(jì)方案 

該法它適用了對(duì)于貨位要求更高和可靠性高的場(chǎng)合，即在的每個(gè)貨位上安裝一個(gè)開關(guān)，開關(guān)可以是機(jī)械、光電、磁或其它原理的。但問(wèn)題是大量的開關(guān)與識(shí)別裝置（計(jì)算機(jī)）的聯(lián)線是比較煩惱之事。因此，最大限度減少聯(lián)線的數(shù)目是該方法的關(guān)鍵。為此，采用當(dāng)代最新型的一線（網(wǎng)絡(luò)）法，可謂是一種性能價(jià)格比較好的設(shè)計(jì)方案。

*1-Wire通用網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介
1-Wire為外設(shè)器件沿著一條電連接線進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸提供了一種簡(jiǎn)單的方案，任何系統(tǒng)都包括一臺(tái)主機(jī)和一個(gè)以上的從機(jī)，它們共用一條數(shù)據(jù)線。這條數(shù)據(jù)線被地址、控制、及數(shù)據(jù)信息復(fù)用。大多數(shù)器件完全靠從數(shù)據(jù)線上獲得的電源供電。當(dāng)數(shù)據(jù)線上為高電平時(shí)，電荷存儲(chǔ)在器件內(nèi)部；為數(shù)據(jù)線低電平時(shí)，利用這些電荷提供能量。多個(gè)器件通過(guò)一個(gè)端口連接到微處理器，1-Wire器件有存儲(chǔ)NVRAM、EEPROM、可尋址開關(guān)、數(shù)字傳感器、時(shí)鐘等類型。1-Wire器件中的DS2401為尺寸極小(1.3mm