射频识别技术（RFID）在农业机械用具存放管理中的应用

摘要：本文为实现在农业生产中对机械用具防丢失管理，通过单片机最小系统与RFID模块相结合，实现对工器具的监控防丢失系统。系统中通过一个STM32单片机作为控制系统连接一个RC522读卡器模块与报警模块，实现对工器具进行计数，防工器具遗落或丢失。

关键词：RFID；防丢失；报警；机械用具

在农业生产中对大型机械用具的维修需要用到的的工具逐渐增多，形状也呈现出多样化，有些不便于携带，也不便于统一存放，使用完还容易遗落或丢失。因此，本文对机械用具的存放管理方法进行设计，希望能为实现智能化存放管理提供思路。

系统从整体分为存放系统、智能监测系统和RFID模块三部分，存放系统为工具箱整体，用于存放各类工器具，智能监测系统安置于存放系统的顶部，对存放到箱里的工器具进行计数，统计是否将使用的工器具全部收回，若没有全部收回，系统会通过报警来进行提示。RFID模块安装于工机具可固定凹槽内，通过读卡器感应进行计数。

2.1 存放系统设计

存放系统为工器具储存的工具箱，对应设计需求在箱体的底部安装有可充电式蓄电池，箱体内壳与外壳之间进行电路铺设，箱体顶部为读卡器安装位置以及显示屏、计数按键，箱体与箱盖之间的锁闭装置为开关，当箱盖闭合时，内部电路导通。

2.2 智能监测系统设计

智能监测系统包括单片机最小系统、读卡器、报警模块、计数模块、显示模块，实现对工器具的数量统计与检測功能。

元器件选择：单片机最小系统选用的是STM32F103C8T6单片机，需要的电压在2～3.6V，本系统选用的电压为3.3V电压，适用的温度在-40～85℃，适用范围较广，性能稳定。通过与RC522模块、报警模块、计数模块、显示模块连接，实现智能监测控制。

显示模块选用的是LCD12864模块，选用该模块可以对列车的运行状态、位置信息进行实时监控，并用屏幕显示信息，同时可以用特殊文字对工器具数量状态做出提示。

RFID模块选用的是RC522射频模块，应用于13.56MHz非接触式通信中高集成度读写卡系列芯片，具有电压低、低成本、体积小的非接触式读写芯片。

计数模块用调节工具数量，选用的元件为6×6轻触开关，四脚耐高温切片微动按键开关，该元件体积小、耐高温、使用效果好，质量好。

报警模块元件选用的是蜂鸣器，蜂鸣器的供电电压为5V，蜂鸣器的优点主要是产品合格率高、经济实惠、体积小、便于放置。其适用的工作环境在-20～70℃内。

电路设计：单片机最小系统中包含晶振电路与复位电路，引脚分别与读卡器模块、显示模块、报警模块、按键模块连接，其中按键模块用于加减工器具数量。

RC522读卡器电路连接：NSS接口与单片机的PB12引脚连接用于数据传输；SCK为时钟引脚与单片机PB13引脚连接；MOSI为SPI接口的主出从入输入信号引脚，接单片机的PB15引脚；MISO引脚为SPI接口主入从出输出信号引脚，与单片机的PB14引脚连接；IRQ、PRQ引脚悬空；GND引脚接地；RST引脚传输复位信号空置；3.3V引脚外接3.3V驱动电压。

报警模块中选用蜂鸣器作为发声元件，外接5V电压驱动模块工作，报警模块与单片机的PA0引脚连接，通过单片机传递信号给报警模块，使报警模块工作。

显示模块选用的LCD12864模块，其中GND引脚、PSB引脚、LED-K引脚进行接地，VCC引脚、RS引脚、LED-A引脚接+5V电源进行模块驱动，对于模块的信息显示通过与单片机的连接实现信息交互，R/W引脚接PA4引脚，E引脚接PA5引脚，其余引脚空置。

2.3 RFID模块

RFID模块安装于每个工具的把手凹槽内，当取出工器具后系统设定工器具数量，当使用完工具后，通过工器具上的RFID与RC522触碰进行感应计数。

该系统的设计可实现防止工器具遗漏，有效实现作业现场工器具出清，可使用范围较广，可在多种工业、机械等作业场所使用，便于携带，智能监管。

作者简介：王怀增（1999-），男。研究方向：工业工程。