基于RFID的PDA作为质量追溯系统的设计

王玉宝

（上海海事大学物流工程学院，上海 201306）

0 引言

随着生产自动化的进步和发展，工业生产中计算机信息化管理程度越来越高。信息化带动工业化是指在工业的设计、制造、管理和经营等方面，应用一切信息化方式，实现信息采集、传输、处理以及信息的综合利用等［1］。但是很多的制造公司在生产时，依旧用纸质的工作记录卡来记录材料信息(材料名称、进货时间、进货人)、操作工的信息(操作工的工号、工序名称、时间、数量等信息)，因为一件产品有很多零件和加工工序，这样不但记录起来繁琐、容易出错，保存起来也很不安全，易于丢失。生产出的产品如果出现什么质量问题，为了责任到人，查询产品的加工信息也会很麻烦，费时、费力还有可能找不到。

在用户产品信息化的需求基础上，以节省人力财力、提供准确数据、调高工作效率为目的。本文提出了一种基于RFID的PDA质量追溯的新方法，不但可以解决由于手工操作带来的误差、减少工作量，为后台处理子系统提供准确可靠的数据，而且RFID还可以重复利用，减少开支。输入产品的喷码就可以调出产品的材料来源、操作工等一系列信息。

1 需求分析

开发的质量追溯系统在功能上应满足以下要求:

(1)系统应该包括PDA生产数据采集系统和服务端的自动查询系统两个部分。

(2)PDA生产数据采集系统和服务端的自动查询系统有权限功能限制，防止非法用户随意登陆和传输数据。

(3)生产工扫描RFID卡可以获得之前对半产品录入工序的信息，而且继续上传此工序的信息。

(4)同一批产品的数据可以随时随地的录入。

(5)生产工在远程采集完数据后，可以通过无线网络传输到数据库。

(6)服务端的自动查询系统，可以实现自动查询功能。输入产品的喷码就可以获得此产品的全部信息。

2 系统开发环境及平台选择

由于PDA具有体积小、便于携带、很强的通信能力、良好的人机界面、丰富的信息处理功能、丰富的辅助功能、可长时间使用电池供电、价格低廉等特点，市场前景十分广阔［2］。所以本系统的手持终端PDA的开发采用的是AUTOID 6，操作系统是内嵌式的WinCE 5.0系统，应用于此系统的软件需要的库是 NET Framework3.5，NET Framework3.5 是微软近年来主推的应用程序开发框架，该框架提供跨语言和跨平台的特性，特别适合小内存、有限性能的移动智能设备的应用程序。

PDA数据采集系统和服务端的自动查询系统之间的通讯采用的是CISCO无线AP通讯，用Microsoft ActiveSync 4.5保持客户端和服务端数据库的自动数据同步。

无线射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据信息［3］。因为一件新产品的生产需要很多道工序，而且每道工序的数据的录入时间不是连续的，所以就用到了RFID技术，即在每批零部件前放置一张RFID卡，PDA扫描RFID卡可以获得RFID卡的一个卡号，输入相关数据后连同卡号一并发到数据库，在下一道工序时扫描此卡，可以根据卡号把数据从数据库中下载下来，而且还可以添加新的数据，这样每道工序的数据都会和此卡号绑定，确保数据的准确性。

服务端和手持终端的开发环境如下:

(1)服务端(PC系统)的开发环境

将SPSS25.0作为本次数据处理软件，使用n统计本次研究中计数资料，并采用χ2实施检验；检验后P＜0.05均表示数据差异显著（P＜0.05）。

硬件环境:CPU型号i33240，CPU频率3.4 GHz，内存2 GB，独立显卡。

运行平台:Windows XP，NET Framework 3.5。

数据库:Microsoft SQL Server 2000。

开发语言:Microsoft Visual Studio 2008 C#。

(2)手持终端(PDA系统)的开发环境

系统运行平台:Windows CE 5.0。

系统开发平台:Microsoft Windows CE SDK，NET Framework3.5

数据库:Microsoft SQL Server 2000 Compact Edition。

模拟器 :Windows CE 5.0 Emulator。

3 系统的整体设计和实现

3.1 系统的结构体系

此质量追溯系统由两部分组成:手持终端PDA的生产数据采集系统和PC端的自动查询系统。PDA的数据采集系统完成用户登录身份的认证，基本数据的录入并上传到数据库。PC端的自动查询系统，可以设置用户的权限，可以通过产品的喷码查询到产品的相关数据。PC端自动查询系统和数据库放在了同一台PC机上，方便查询数据，也节省了开支。此系统的结构如图1。

每加工一道工序就扫描一下RFID卡，就会显示以前所有工序的数据，然后再输入此道工序的数据，然后再经过CISCO无线AP传输到数据库。

图1 系统的整体结构

3.2 系统功能

(1)PC机自动查询系统

系统设置:与PDA数据采集系统一样包括网络设置和用户角色设置，保证通讯畅通和查询的数据来自PDA上传的数据库。

自动查询功能:输入产品的喷码(一般都是日期+班次+批次)，就可以查询此产品所有零部件的信息。查询系统结构示意图如图2所示。

图2 PC机自动查询系统的结构示意图

(2)PDA数据采集系统

系统设置包括网络设置、用户角色设置。网络设置:PDA通过CISCO无线AP与PC机连接，保证之间的通讯线路的畅通，进行数据的传输和下载。用户角色的设置:保证传输的数据和PC机的查询系统是在同一个数据库，同时也是避免非法操作人员进行随意传输数据，破坏数据的准确性。

数据处理包括RFID卡扫描、数据录入、RFID卡的合并。RFID卡扫描、数据浏览:扫描零部件的RFID卡，可以看到此半产品之前所有的数据，以此确保是正确的零部件，以防拿错。数据录入:扫描零部件的RFID卡，选择自己需要做的工序，然后输入此工序的操作工姓名、时间等信息。RFID卡的合并(添加零部件信息):因为一件完整的产品由许多零部件组成，且组成后还需要焊接、检查等许多工序，所以需要一个总的RFID卡来记录其他所有零部件RFID卡的信息，先扫描总的RFID卡，然后选择添加零部件，再扫描所相应的零部件的RFID卡，接着输入此道工序的数据。

数据通信包括数据上传和下载，将输入的数据通过CISCO无线AP上传到数据库;扫描RFID卡可以从数据库中下载相应的数据到PDA。其实现流程图如图3。

图3 PDA生产数据采集系统的实现流程图

4 结论

基于RFID的PDA的质量追溯系统贯穿了整个生产线，从零部件的注塑到整个产品的焊接装配，再到后期的数据查询，这些数据都详细的保存到了数据库，而且后期的查询变得非常简单。

在投入生产后，该套系统保持24 h不间断数据采集，应用表明，对于前期生产线的产品而言，PDA数据采集系统大大节约了数据查询时间，提高了查询效率，而且还为后期企业信息管理系统ERP预留了与数据库的接口，实现三层生产经营(ERP/MES/PCS)的管理控制信息系统集成于一体化的管理控制。

［1］梁昌鑫，贾廷刚，陈孝祺.工业自动化现状与发展趋势［J］.上海电机学院学报，2008，(9):235-238.

［2］黄智伟.PDA的现状和发展前景［J］.电子产品世界，1998，(10):31-33.

［3］陈新河.无线射频识别(RFID)技术发展综述［J］.信息技术与标准化，2005，(7):20-24.

［4］田东风.Windows CE应用程序设计［M］.北京:机械工业出版社，2003.