基于IC卡的电镀生产线中镀件数量统计

吕麒鹏，张　峰，杨佳朋，王海军

(中国电子科技集团公司第二研究所，山西 太原 030024)



基于IC卡的电镀生产线中镀件数量统计

吕麒鹏，张峰，杨佳朋，王海军

(中国电子科技集团公司第二研究所，山西 太原 030024)

摘要：在目前国家提倡智能制造大背景下，设备的智能化凸显的尤为重要，在电镀生产中，传统的镀件数量统计是依靠人工进行登记统计，这样对于小批量的生产是可以满足的，但对于大批量的智能生产，这样的统计容易出错，也容易耽误生产周期，本文提出了一种基于射频IC卡的镀件统计方法，既可以节省人力成本，又可以有效的提高生产效率。

关键词：电镀；射频；IC卡；智能制造

IC卡(Integrated Circuit Card，集成电路卡)，也称智能卡(Smart card)、微电路卡(Microcircuit card)或微芯片卡等。属于非接触式的射频卡，又称射频卡，成功地解决了无源(卡中无电源)和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破[1]。主要用于公交、电信、银行、车场管理、便携式设备等领域。

IC卡工作的基本原理是射频读写器向IC卡发一组固定频率的电磁波，卡片内有一个LC串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同，这样在电磁波激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷；在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内存储[2]，当所积累的电荷达到2 V时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接受读写器的数据。

电镀是对一些金属器件表面进行防腐、光亮处理的一种化学方式，电镀可以使这些金属器件表面具有耐腐蚀、美观、导电性能增加，使金属材料更适合工业生产的需要[3]。在大型生产管理系统中，尤其是在电镀生产过程中，对于镀件数量使用非接触性IC卡进行统计，便于数据的追踪，可以提高生产效率，节省人力及物力成本，更有效的提高生产效率。

1系统基本组成

系统的基本组成如图1所示，主要由单片机、通信接口、报警提示、天线等部分组成。3.3 V电源为天线系统提供电源，5 V电源为单片机及系统的其它部分电路供电。单片机对天线发射及接收的信号进行相应的处理。供电电路为整个电路系统提供5 V与3.3 V稳压电源，按键电路进行系统初始化的操作，通信接口进行单片机的程序下载及与上位机的数据通信，报警电路是对数据接收与发送的数据正确与否的提示，天线系统有两个作用，一方面对无源非接触性射频卡提供电源，另一方面接收与发送相应的数据到射频卡中，并进行相应的数据转换。系统的天线电路采用13.56 MHz非接触式的MF RC522芯片及其外围电路构成，通过串行通信进行数据的通信。

图1　射频IC卡镀件统计系统基本框图

2天线电路

天线电路用于对非接触性IC卡内的信息进行读取与写入、卡片密码修改信息的传输[4]。电路主要由3.3 V电源电路、MF RC522天线芯片组成。3.3 V电源由5 V电源通过LM1117电源芯片及相应的滤波电容进行转换，为MF RC522芯片提供电源，MF RC522是一种应用于13.56 MHz非接触式通信中高集成度的一种读写卡芯片，此芯片的内部振荡器由27.12 MHz晶振及相应的2个15pF电容构成，天线电路由电阻、电容及电感做成对称的电路形式，保证信号的接收与发送的完整性[5]，天线与信号处理电路的接口通过MF-SDA、MF-SCK、MF-MOSI、MF-MISO、MF-RST、GND、3.3 V引脚连接，天线信号的接收与发射通过电容、电阻、电感搭建的电路进行信号传输。

3射频信号处理电路

射频信号处理电路是对天线接收或发射信号进行相应的数据格式转换。信号处理电路由供电电源、通信接口、按键电路、报警提示电路组成，可以进行系统的初始化、数据的传输。射频信号处理电路通过USB接口5 V供电，由USB接口、47 μF电解电容、0.1 μF瓷片电容、绿色电源指示灯组成；通信电路由MAX232芯片、DB9接口及5个0.1 μF瓷片电容组成，保证通信信号的完整性，蜂鸣器提示电路由蜂鸣器、三极管组成；3.3 V电源由LM1117电源转换芯片及3个电容组成，为天线提供3.3 V电源；信号处理电路采用STC11F32X单片机，并且采用晶振为18.432 MHz，从单片机的引脚引出MF-SDA、MF-SCK、MF-MOSI、MF-MISO、MF-RST、GND、3.3 V 7个接口[6]。

单片机上电工作后，首先对单片机及天线芯片MF RC522内的寄存器进行数据初始化，通过控制程序开始寻找天线区内未进入休眠状态的卡片，并返回相应的卡片类型，检测卡片序列号的冲突，如果没有冲突则返回正确的序列号，通过正确的序列号进行卡内数据的读取与写入。

4上位机测试软件

射频IC卡的数据采集需要相应的数据显示，本系统采用了C#语言编写的上位机软件，完成IC卡与信号处理电路的数据通信，通过串口进行通信，软件设置有串口号，可以读取每张IC卡的唯一序列号，通过序列号作为每批次镀件的唯一编号，每张IC卡有不同的扇区，不同的扇区存储相应的不同数据及相应的地址密钥，默认的密钥为6个FF，卡内的数据可以通过读数据和写数据按钮进行数据的读取与写入，卡片的密码可以通过修改密码按钮进行修改。将所需要的信息转换成十六进制数据，然后写入相应的块地址中。

5结束语

电路采用了MF RC522芯片设计的天线信号接收与发

送器，既可以对无源射频IC卡进行电源提供，也可以接收来自IC卡片的信号。经过数据的读取与写入操作，电路可以满足IC卡片信息的写入与读取。经过试验验证，电路结构简单，电损耗较小，可以正确的读取卡片内的信息，可以正确的统计电镀生产中镀件的数量，便于后续镀件数量的数据库写入及读取。

参考文献

[1]段丽斌.智能卡技术与应用[M].北京:电子工业出版社,1995.

[2]沈树群，徐大雄.射频识别技术的发展及应用[J].中国防伪，2001(2):54-57.

[3](德)Finkenzeller K.射频识别(RFID)技术—无线电感应的应答器和非接触IC卡的原理与应用[M].第2版.陈大才译.北京:电子工业出版社,2001.

[4]李军民，黎亚元.非接触智能IC卡应用研究[J].四川工业学院学报,2003(4):15-17.

[5]贺利芳，范俊波.非接触式IC卡技术及其发展和应用[J].通信与信息技术，2003(6):42-44.

[6]王爱英.智能卡技术[M].北京:清华大学出版社,1996：5-30.

Statistics of Plating Number Based on RFID in Plating Production Line

Lv Qipeng, Zhang Feng, Yang Jiapeng, Wang Haijun

(The2ndResearchInstituteofCETC,TaiyuanShanxi030024,China)

Abstract:In the current backdrop of advocating intelligent manufacturing by the State, the intellectualization of equipment is particularly important. In electroplating production, the traditional plating number statistics depends on the manual work, it is only satisfied for small batch production, but not for the production of large quantities of intelligence, and also easy to delay the production cycle. The article proposes a statistical method based plated RF IC card which can save labor costs and effectively improve the production efficiency.

Key words:electroplating; radio; IC card; intelligent manufacturing

中图分类号：TP391.44

文献标识码：A

文章编号：1674- 4578(2016)01- 0009- 02

作者简介：吕麒鹏(1987- )，男，山西文水，助理工程师，硕士，主要从事电镀表面处理专用设备的研发。

收稿日期：2015-09-26