基于RFID在箱式储存物流自动化系统中的应用

陈勇进　钟舜聪

[摘要]该文介绍了RFID自动识别技术及其在烟丝物流自动化系统中的应用。实践表明，RFID技术可以实现空箱状态的判定和减少出库时的差错，有利于产品质量的控制和追溯。

[关键词]RFID 物流系统 箱式储存

自动识别技术是以计算机技术和通信技术为基础的一门综合性科学技术，是数据编码、数据采集、数据标识、数据管理、数据传输的标准化手段。随着计算机技术、网络技术的发展，自动识别技术广泛应用在各行各业。根据自动识别技术的应用领域和具体特征，自动识别技术分为条码技术、射频识别、生物识别及其他识别技术。本文结合烟丝箱式储存物流自动化系统，介绍射频识别（RFID）技术的应用。

1、烟丝箱式储存物流自动化系统简介

厦门烟草工业有限责任公司烟丝箱式储存物流自动化系统采用平库方式，用于自动储存膨胀烟丝，并满足自动将烟丝箱运送到出口的功能。该系统主要由链板式输送机、链式顶升移栽机、烟箱拆/码垛机、烟箱提升机和卫星小车等机械设备，以及称重检测装置、RFID读写器和电气控制系统组成。该系统由一层的进出库间和三层的烟丝库两部分组成，详见图1和图2。

2、RFID技术介绍

RFID是Radio Frequency Identification的简称，即射频识别技术。射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过空间耦合（交变磁场或电磁场）来实现对目标对象的元接触识别并获取相关数据信息，无需人工干预，可工作在各种恶劣环境中。

射频识别系统由硬件部分和软件部分组成。硬件部分一般由标签、阅读器、天线、主机组成。软件部分包括RFID系统软件、中间件和应用软件。硬件组件负责捕获和识别数据，软件部分则负责管理和处理标签与读写器之间、读写器与主机之间的数据传输。

图3为RFID系统工作原理图。一般情况下。电子标签处于“等待”或“休眠"SE作状态，当电子标签进入读写器的作用范围时，检测到一定特征的射频信号，便从“休眠”状态转到“接收”状态。读写器经过组选择和查询，并遵从一定的技术协议，最后与电子标签建立通信。读写器将要发送的信息，经编码后加载在某一频率的载波信号上经天线向外发送，电子标签接收此脉冲信号后，其卡内芯片中的有关电路对此信号进行解调、解码、解密。若为读命令，控制逻辑电路则从存储器中读取有关信息，经加密、编码、调制后通过卡内天线再发送给阅读器，阅读器对接收到的信号进行解调、解码、解密后送至中央信息系统进行有关数据处理；若为修改信息的写命令，有关控制逻辑引起的内部电荷泵提升工作电压，为擦写EEP-ROM中的内容提供电源。

3、RFID在烟丝箱式储存物流自动化系统中的设计应用

我司的烟丝箱式储存物流自动化系统具有空箱入库（含初始化）、实箱入库和实箱出库等功能。一层的工艺流程如图4所示。

3.1 空箱入库（含初始化）流程

空箱入库是对返回的空箱执行的入库任务。当空箱入库时，首先在B站台称量空箱重量，然后在C站台利用RFID读写器读取空箱的重量信息，最后，比对两者的重量信息。当两者重量信息的差值超标时，就判定烟箱异常（破损或含有杂物），不能入库而剔除到K站台等待处理（清扫或更换RFID芯片）。当两者重量信息的差值无超标时，表示烟箱无破损和不含有杂物，允许入库。

当空箱初始化时，首先，在B站台称量空箱重量，然后，在c站台RFID读写器向RFID芯片写入烟箱的基础信息（如空箱重量、箱号、箱子类型），接着，读取RFID芯片的信息，分析写入信息是否成功，如果不成功则剔除烟箱到K站台等待处理。空箱入库流程图如图5所示。

3.2 实箱入库流程

从缓存线E站台提供空箱给装箱站，装箱站根据设定重量进行自动装箱，然后输送实箱到G站台，同时提供该烟箱内烟丝的净重和物料的相关信息（如批次号、规格、质量信息等）给G站台的控制系统。当质量异常时，系统不对RFID芯片写入任何信息而直接把实箱剔除到Y站台。而对质量合格的烟箱，首先进行RFID芯片的信息写入，写入的信息有烟丝净重、批次号、装箱时间。其次，读取RFID芯片的信息，判断RFID信息写入是否成功并进行相应的处理。

3.3 实箱出库流程

实箱出库时，根据仓库管理系统的调度，出库的烟箱先后由卫星小车、输送机、提升机送到J站台。在J站台，KFID读写器读取烟箱存储的信息，然后与仓库控制系统要求的出库烟箱信息对比，如果信息不符，则将该烟箱退回三层的烟丝库，正确则送到Y站台出库。实箱出库流程图如图7所示。

4、结束语

在我司物流系统中，利用RFID自动识别技术实现了如下功能：

①通过读取、比对空箱的重量，防止烟箱内含有杂物污染烟丝，提高产品的质量；

②在烟箱入库时，通过RFID的多次读写和比较判定，防止烟箱信息的丢失，减少烟箱出库时的差错；

③在烟箱出库时，通过比对出库任务信息，防止出现差错；

④数据的自动采集，便于物料的统计、分析和生产调度。