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RFID(ZigBee)系统在第三方物流中的应用

发表时间:2019-07-22 12:09

   

  针对第三方物流仓储的功课特性及实质传输隔绝须要,横向较量几种无线传输格式后,选取基于ZigBee工夫的无线自组网计划。ZigBee自组网是基于IEEE802.1 5.4的无线个无线数传模块构成的高牢靠性无线数传汇集平台。正在整体汇集限制内,每个ZigBee数传模块问可互相通讯,各节点间隔绝能够从圭表的75 m无尽扩展,具有行使便利、做事牢靠、代价低的特性。

  本文以天津滨海新区日益进展的第三方物流企业的平面货仓为行使情况,为确立一套基于物联网观点且具备可实行价格的智能仓储办理计划。正在智能仓储的RFID编制中每一个或几个RFID电子标签都须要有其对应的读写器实行音讯觉得,而各组RFID读卡器也须要与任职器实行数据换取。但正在仓储功课中因举升车辆须要道面润滑才可保护平定运转,且货仓空间挑雄伟、平面空间跨度广以是未便于有线布设,必需行使无线汇集实行无线数据交互。于是采用日益成熟的ZigBee工夫来对RFID读卡器实行无线组网,实行动态放据换取。

  针对第三方物流仓储的功课特性及实质传输隔绝须要,横向较量几种无线传输格式后,选取基于ZigBee工夫的无线自组网计划。ZigBee自组网是基于IEEE802.1 5.4的无线个无线数传模块构成的高牢靠性无线数传汇集平台。正在整体汇集限制内,每个ZigBee数传模块问可互相通讯,各节点间隔绝能够从圭表的75 m无尽扩展,具有行使便利、做事牢靠、代价低的特性。

  与其他组网格式比拟,开始ZigBee工夫采用的是自组网通讯格式,每个ZigBee节点可独立做事,一朝某个节点呈现题目,可通过其他节点传输数据,并可随时随地将新的RFID阅读器列入汇集,不会影响整个汇集的行使;若行使Wifi工夫,某AP窒碍会导致遮盖限制下一切RFID读卡器无法实行数据换取其次,ZigBee公约栈单纯,实行相对容易,运转ZigBee须要编制资源约28 Kb,而蓝牙公约栈相对杂乱,须要编制资源约250 Kb;别的ZigBee比蓝牙更为天真,更有利于统制编制本钱。

  正在仓储功课中依据功课流程,须要大方数据传输节点,数目强壮的通讯配置制价及正在网运转时的通讯用度,直接影响编制本钱;而ZigB ee工夫除了首批投资本钱外不会爆发更众的普通行使用度。固然ZigBee的传输速度并不速(2.4 GHz的频段只要250 Kb/s),然而思索到仓储功课特性,物品托盘上的电子标签只写入物品的ID号,字节长度平时正在32 B以内,于是不会对传输速度有过众影响,满意平常做事前提。且ZigBee的功耗较低,同样电源情况下,蓝牙和WIFI的连接做事年华要远远小于ZigBee。

  RFID干系公约中只轨则了通讯接口,而ZigBee具有相对完竣的通讯组网公约,做事频段上ZigBee能够选取2.4 GHz ISM频段(环球通用频段),而RFID可做事正在915 MHz或其它频段,二者正在通讯频率上互不作对。思索货仓为室内情况,且节点与节点之间隔绝较近,ZigBee模块正在做事进程中可穿透必定厚度挫折,于是信号衰减量可无视不计。通过自机合汇集公约,汇会集配置之间都能够直接或间接实行无线通讯,汇集的牢靠性和频率欺骗率都万分高,且ZigBee有较量完好的平和认证形式。

  综上所述,选取ZigBee工夫动作第三方物流智能仓储中RFID编制的数据传输汇集是最符合的。

  一个ZigBee汇集须要有中央协作器(Coordinator)和道由器(Router)两个别构成。每个ZigBee汇集须要且仅须要一个中央协作器,用来创筑汇集,当有节点列入时,分派地方给子节点;而道由器掌握收发数据和转发数据,并寻找最适合的道由旅途,当有节点列入时,可为节点分派地方,于是一个ZigBee汇集或许须要众个道由器。当一个汇集由一个中央协作器与N个道由器协同组成时,这个汇集才是真正的MESH汇集,每个节点发送的数据整个是自愿道由来到标节点。

  基于ZigBee自组网工夫的RFID编制,采用MESH汇集机合,由一个主控节点和若干个子节点组成(子节点数目视货仓内RFID读卡器数目而定),如图1所示。主控节点由任职器通过串口与中央协作器组成;子节点由读卡器通过串口与道由器组成。串口选取RS 232双向通讯格式。

  一切ZigBee配置启动后,主控节点将起首组筑ZigBee汇集,将一切子节点列入汇集同时为各个子节点分派汇集地方,并将音讯存储进数据库。读卡器采撷到标签数据后,开始把数据发送给与之相联的道由器,道由器再把标签数据连同读卡器音讯通过众跳ZigBee汇集发送给主控节点实行存储,主控节点要把阅读器的参数摆设下令通过与道由器间的通讯发送给阅读器,随后库位节点配置进入省电形式;当主控节点对子节点颁发下令时,能够随时叫醒库位节点配置,通过寻找子节点的汇集地方,然后依据汇集地方将下令通过众跳汇集传递给道由器,再经道由器传给对应的读卡器,结尾由道由器向主控节点发送收到下令确凿认告诉。

  以一个第三方物流平面货仓为例,读卡器安置于各个货位以及货仓进出门口,而物品随托盘进出库,电子标签贴于托盘,标签存储物品的ID号。用于组网的ZigBee配置选取基于TI公司CC2530F256芯片、且运转ZigBee2007/PRO公约、电道仍旧整合好的ZigBee模块,它具有ZigBee公约的整个特性。行使模块的好处正在于用户不须要通晓杂乱的ZigBee公约,一切ZigBee公约措置,均正在ZigBee模块内部自愿竣事,且节点步骤均以嵌入式格式写入模块,用户只须要通过串口授输数据即可。

  此中ZigBee模块与读卡器及任职器之间服从RS 232异步串行双向通讯样子;一切的RFID读卡器及其指示灯信号均通过集线装备接正在单片机上,由单片机团结统制,读卡器与单片机也通过RS 232串口相联。ZigBee模块与RFID读卡器以及单片机电源均正在5~12 V之间,采用圭表的TTL电平。

  任职器及主控ZigBee模块安置正在货仓总调换室,用于仓储功课的收发指令及平常调换;一切的读卡器及ZigBee配置均安置正在货仓实质库位及货仓进出口成为单个汇集节点,一切节点构成基于ZigBee无线传输的RFID编制。由单片机统制的货位形态指示灯安置正在货位上方用来提示做事职员平常仓储功课;经数据库实行措置后转化的可视化界面一方面显示正在调换室的主机上,另一方面显示正在货仓中的大屏幕上供做事职员浏览,如图2所示。

  当仓储功课中呈现其他做事流程及突发情形时,比方库存清点、物品库区转动、物品异位或标签损坏等,RFID阅读器通过及时觉取得的信号实时叫醒ZigBee道由器,再将音讯实时通报到中央协作器交由后台数据库实行贮存束缚。简直一切流程都将做事职员从古板的功课格式中解放出来,凿凿的音讯采撷形式,进步了编制的数据束缚牢靠性,有用的提防了人工失误。

  经实质运转测试,室内情况下ZigBee模块互相间隔3 m足下,信号优秀,平常仓储功课前提下,任职器收到数据包年华均正在20~40 ms足下,满意平常做事前提。

  一个寻常的第三方货仓,具有货位500个足下,则须要ZigBee模块数目也正在500个足下。墟市上ZigBee模块单价根基上正在40~60元黎民币。于是货仓内安置一套ZigBee自组网编制,须要制价正在2~3万元之间。看待大中型的仓储企业来讲,性价较量高。但看待少少看厚利润的小型仓储企业,马前实行营业校正如故有少少难度,于是假使不行有用统制本钱,计划便不具备可实行性。针对分别企业领域及分别货仓特性,实质计划实践中,能够符合删除ZigBee模块数目。比方相邻几个RFID读卡器能够通过集线装备共用一个ZigBee模块,如许便有用地低落了本钱。但随之而来的题目时,每个ZigBee模块单次传输的数据量万分有限,假使不行很好地办理数据依次传输格式及传输间隔题目,便会大大影响编制的相应速率及做事恶果。可是,置信这些题目会跟着ZigBee工夫的络续进展,正在不久的异日城市取得办理。

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