本文主要介紹用新型計(jì)算機(jī)檢測(cè)技術(shù)與微波射頻識(shí)別技術(shù)在現(xiàn)代侖儲(chǔ)系統(tǒng)貨位虛實(shí)識(shí)別中的應(yīng)用

 

　　隨著商品經(jīng)濟(jì)和信息技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化侖儲(chǔ)系統(tǒng)(ASS—Automatic Storage System)已在大型集團(tuán)企業(yè)、商場(chǎng)和國防等各個(gè)領(lǐng)域中崛起。它是一種人工不直接進(jìn)行處理的自動(dòng)存儲(chǔ)和取出貨物系統(tǒng)， 是當(dāng)今型的侖儲(chǔ)設(shè)施。

那ASS為什么發(fā)展如此迅速呢？主要有以下幾個(gè)原因：

　　1、可以用計(jì)算機(jī)撿測(cè)和控制。用電腦對(duì)信息進(jìn)行準(zhǔn)確的存儲(chǔ)和管理，自動(dòng)打印出各種報(bào)表。

　　2、是一種高層貨架存儲(chǔ)， 占地面積小，充分利用庫房空間，其庫容量大。

　　3、能自動(dòng)存取，收發(fā)準(zhǔn)確迅速，儲(chǔ)運(yùn)損耗小，物流效率高和庫存占用資金低及資金周快等優(yōu)點(diǎn)。

 

　　而在現(xiàn)代ASS中貨物虛實(shí)的自動(dòng)化識(shí)別是ASS的前提，為什么是這樣？因?yàn)锳SS是由高層立體貨架、堆垛機(jī)、輸送系統(tǒng)、信息識(shí)別系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和管理系統(tǒng)等組成。其中信息識(shí)別系統(tǒng)的作用是完成對(duì)貨物品名、類別、貨號(hào)、數(shù)量、等級(jí)、生產(chǎn)廠，甚至貨位地址的識(shí)別。為完成這功能，可用條形碼、磁條、光學(xué)字符和射頻等識(shí)別技術(shù)來對(duì)物流信息進(jìn)行采集，而貨位的虛實(shí)識(shí)別技術(shù)，即自動(dòng)判斷某貨位上貨物的有無就是信息識(shí)別系統(tǒng)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)貨位自動(dòng)管理的基礎(chǔ)是解決堆垛機(jī)和貸物安全的必須，也是ASS正常運(yùn)行的前提。

 

軟件法是貨位虛實(shí)識(shí)別技術(shù)的

 

　　應(yīng)該說貨位虛實(shí)識(shí)別技術(shù)的方法有多種，但是用軟件法來判別貨位虛實(shí)，其設(shè)計(jì)思想簡單、實(shí)施方便，可在線(On Line)時(shí)自動(dòng)完成貨位虛實(shí)的判別及修改，故為。

　　軟件法實(shí)際是用數(shù)據(jù)庫技術(shù)。 是在管理計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫中設(shè)置一張貨位表，表中字段“有貨”為“是/否”邏輯型。字段值為YES的貨位，表示該貨位有貨即“實(shí)”，字段值為NO的貨位，表示該貨位無貨即“虛”。從圖2所示可見，貨位編號(hào)1、2、4、7、9等貨位為“實(shí)”，即有貨，而貨位號(hào)為3、5、6、8貨位為“虛”，即無貨。

 

　　貨位的虛實(shí)是由AS/RS監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)貨物入出庫實(shí)際情況自動(dòng)修改的。其工作流程如下：當(dāng)有貨物準(zhǔn)備入庫時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)程序查詢貨位表中有貨字段為NO的空閑貨位，將其分配給相應(yīng)的堆垛機(jī)，并發(fā)出存貨命令，堆垛機(jī)將貨物放在該貨位后，向上位機(jī)監(jiān)控程序返回“存貨命令己完成”的信息，這時(shí)上位機(jī)監(jiān)控程序就將該貨位對(duì)應(yīng)地有貨字段改YES為；貨物出庫時(shí)反之。這樣，就實(shí)現(xiàn)了貨位虛實(shí)的在線(On Line)判別與修改。

 

　　然而當(dāng)工作在離線(OFF Line)方式時(shí)，軟件法則無法完成貨位虛實(shí)判別的任務(wù)，此時(shí)應(yīng)用傳感器法。

 

傳感器法的應(yīng)用

 

　　傳感器法的種類:有反射式光電傳感器、超聲波傳感器及其它。

 

　　傳感器法的安裝:是將傳感器安裝在堆垛機(jī)貨叉適當(dāng)位置上，在存取貨時(shí)則可檢測(cè)欲操作貨位上是否有貸存在。

 

　　1、光電傳感器的檢測(cè): 安裝在堆垛機(jī)貨叉上的組件式光電傳感器，其輸出作為堆垛機(jī)控制器的輸入信號(hào)。存貨時(shí)，如果欲存貨的貨位無貨，則光電傳感器無輸出信號(hào)；如果欲存貨的貨位有貨，則光電傳感器有輸出信號(hào)，堆垛機(jī)控制器接收該信號(hào)后，便立即停止運(yùn)行，同時(shí)向上位機(jī)發(fā)出故障信號(hào)，等候處理。

 

　　2、超聲波傳感器的檢測(cè)：組件式超聲波傳感器由聲波發(fā)射器、接收器、定時(shí)器及控制器等組成。該檢測(cè)應(yīng)用回聲測(cè)距的原理。當(dāng)堆垛機(jī)貨叉向貨位運(yùn)動(dòng)過程時(shí)，首先由聲波發(fā)射器向貨位發(fā)射高頻脈沖波束，波束發(fā)射后即刻自行關(guān)機(jī)，同時(shí)又打開聲波接收器檢測(cè)回聲信號(hào)，則定時(shí)器計(jì)則在空氣中聲波的傳播時(shí)間，從而換算出被測(cè)貨物到聲波傳感器之間的距離，從而識(shí)別貨位虛實(shí)。

 

新型的一線（網(wǎng)絡(luò)）法(1-Wire Net) 設(shè)計(jì)方案：

 

　　該法它適用了對(duì)于貨位要求更高和可靠性高的場(chǎng)合，即在的每個(gè)貨位上安裝一個(gè)開關(guān)，開關(guān)可以是機(jī)械、光電、磁或其它原理的。但問題是大量的開關(guān)與識(shí)別裝置（計(jì)算機(jī)）的聯(lián)線是比較煩惱之事。因此，限度減少聯(lián)線的數(shù)目是該方法的關(guān)鍵。為此，采用當(dāng)代型的一線（網(wǎng)絡(luò)）法(1-Wire Net)，可謂是一種性能價(jià)格比較好的設(shè)計(jì)方案。

 

1-Wire通用網(wǎng)絡(luò)

 

　　由DaLLas公司產(chǎn)的1-Wire為外設(shè)器件沿著一條電連接線進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸提供了一種簡單的方案，任何系統(tǒng)都包括一臺(tái)主機(jī)和一個(gè)以上的從機(jī)，它們共用一條數(shù)據(jù)線(普通雙絞線)。這條數(shù)據(jù)線被地址、控制、及數(shù)據(jù)信息復(fù)用。大多數(shù)器件完全靠從數(shù)據(jù)線上獲得的電源供電。當(dāng)數(shù)據(jù)線上為高電平時(shí)，電荷存儲(chǔ)在器件內(nèi)部；為數(shù)據(jù)線低電平時(shí)，利用這些電荷提供能量。多個(gè)器件通過一個(gè)端口連接到微處理器，1-Wire器件有存儲(chǔ)NVRAM、EEPROM、可尋址開關(guān)、數(shù)字傳感器、時(shí)鐘等類型。1-Wire器件中的DS2401為尺寸極小(1。3mm×0。6mm)的電子序列號(hào)

 

一線（網(wǎng)絡(luò)）法(1-Wire Net) 基本組成

 

　　該技術(shù)也稱為微局域網(wǎng)(Micro LAN)，是由總線主機(jī)(BUS Master)、數(shù)據(jù)線---普通雙絞線(及其扦接件)和1-Wire器件等三類設(shè)備所構(gòu)成廉價(jià)網(wǎng)絡(luò)，在總線主機(jī)與1-Wire器件之間雙向（半雙工）傳遞信號(hào)和給1-Wire器件供電僅靠一根線(普通雙絞線---數(shù)據(jù)線)，1-Wire Net因此而得名。一線網(wǎng)絡(luò)對(duì)總線主機(jī)的要求不高，任何標(biāo)準(zhǔn)微處理器都可作為總線主機(jī)，如晶振頻率1。8MHz以上的8051系列單片機(jī)、具有115。2kpbs UART的微型計(jì)算機(jī)(PC)等。

 

 

用于AS/RS實(shí)用化的擴(kuò)展微局域網(wǎng)(Micro LAN)

 

貨位虛實(shí)的檢測(cè)：

 

　　DS2401是1-Wire器件中簡單的一種屬可尋址開關(guān)。利用DS2401可以為貨位貼上一個(gè)的電子標(biāo)簽。每個(gè)器件都由工廠激光預(yù)刻了一個(gè)的、不可更改的64位序列號(hào)，即它內(nèi)部有64位串行碼組成的8字節(jié)的標(biāo)識(shí)碼。個(gè)字節(jié)表示1-Wire器件類型；接下來的6個(gè)字節(jié)是其的地址碼，使得同類具有248種地址碼，以保證在微局域網(wǎng)上不會(huì)產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)地址沖突；一個(gè)字節(jié)是CRC校驗(yàn)碼，以供主機(jī)在讀地址是判斷是否發(fā)生傳輸錯(cuò)誤。因此，如需判斷某開關(guān)的開閉狀態(tài)時(shí)，主機(jī)只要讀與開關(guān)相連的的DS2401地址碼即可，若讀到器件的地址碼，說明該開關(guān)處于閉合狀態(tài)，其貨位為實(shí);否則說明開關(guān)處于斷開狀態(tài)，其貨位為虛。這樣就實(shí)現(xiàn)了的貨位檢測(cè)。因?yàn)樵诖?，每一個(gè)1-Wire器件的DS2401可尋址開關(guān)，代表著一個(gè)貨位。

 

 

貨位為巨量對(duì)時(shí)的電子標(biāo)簽的使用：

 

　　當(dāng)DS2401 1-Wire器件的數(shù)目(n)超過98時(shí)，則必須使用1-Wire擴(kuò)展器件DS2409 (MicroＬＡＮ Ｃｏｕｐｌｅｒ)，，這樣使得可使用的1-Wire器件數(shù)目幾乎沒有限制。這樣只要在AS/RS中的每個(gè)貨位上安裝含６４Ｋ ＥＥＰＲＯＭ的可尋址開關(guān)1-Wire器件，也等于給貨位加上了一個(gè)可讀／寫的電子標(biāo)簽。這樣，電子標(biāo)簽中不僅包含貨位的虛實(shí)狀態(tài)，而且還可包含貨物其它信息，例如在貨位的適當(dāng)位置安裝數(shù)字溫度傳感器，可以了解貨位的溫度。

 

　　從上分析，用新型的一線（網(wǎng)絡(luò)）法(1-Wire Net)，不僅在于貨位虛實(shí)的探測(cè)并將聯(lián)線數(shù)目減到，而且還可進(jìn)一步擴(kuò)展其它用途。

 

電子標(biāo)簽微波射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)

 

　　微波射頻識(shí)別(RFID)是近年來國外應(yīng)用廣泛的識(shí)別技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)自動(dòng)配別。對(duì)于遠(yuǎn)距離(可達(dá)10m以上)、高速移動(dòng)(時(shí)速lOOkm以L)、無接觸物體識(shí)別場(chǎng)合尤為適用。其典型工作頻率有915MHz、2.45GHz、5.8GHz三個(gè)頻段，廣泛應(yīng)用于車輛自動(dòng)識(shí)別(Av1)門禁、物流，生產(chǎn)線管瑪、防偽領(lǐng)域。其與條碼，磁卡、IC卡等識(shí)別技術(shù)的比較見下表。

 

電子標(biāo)簽與條碼、磁卡、IC卡等識(shí)別技術(shù)比較

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

　　微波射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng)組成:由讀寫器、天線、電子標(biāo)簽、專用短程通信協(xié)儀DSRC及其相關(guān)的監(jiān)控、定位和報(bào)警設(shè)備等構(gòu)成。

 

 

　　電子標(biāo)簽由低功耗芯片、基片和微帶電路組成。按供電方式分為有源和無源電子標(biāo)簽；按應(yīng)答方式分為主動(dòng)式和被動(dòng)式，目前無源卡儀能工作在915MHz、2。45GHz兩個(gè)微波頻段。

 

　　讀寫器用于啟動(dòng)(激活)電子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送，并承擔(dān)防碰撞和身份驗(yàn)證的任務(wù)。對(duì)無源識(shí)別系統(tǒng)，還應(yīng)提供電子標(biāo)簽足夠的微波能量。

 

　　微波射頻天線用來接收和發(fā)射微坡功率，具有良好的方向性。

 

　　DSRC專用短程誦信協(xié)議通過空間濾波、極化濾波、頻率濾波、信號(hào)處理濾波和利用跳頻進(jìn)行頻潛擴(kuò)展等技術(shù)提高糸統(tǒng)的準(zhǔn)確剔別率。

 

現(xiàn)代侖儲(chǔ)系統(tǒng)中的應(yīng)用

 

　　電子標(biāo)簽貼裝于貨物上，芯片標(biāo)簽內(nèi)存EEPROM有貨物品名、類別、貨號(hào)、數(shù)量、等級(jí)、生產(chǎn)廠等數(shù)據(jù)。

 

　　讀寫器與天線在安裝在堆垛機(jī)貨叉上，當(dāng)堆垛機(jī)貨叉向貨位運(yùn)動(dòng)過程時(shí)不斷地發(fā)射微波能量與接收從射頻卡(電子標(biāo)簽)發(fā)回的微波能量。

 

　　用讀寫器通過天線啟動(dòng)(激活)電子標(biāo)簽并讀取貨位上有無貨物號(hào)及其它的數(shù)據(jù)，將其傳送至PC機(jī)上，從而實(shí)現(xiàn)了貨物有無的鑒別。能確保侖儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)時(shí)掌握貸物所在位置和狀態(tài)，完成商品的收發(fā)與轉(zhuǎn)運(yùn)等全過程的監(jiān)控，從而提高供應(yīng)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的效率和資產(chǎn)利用率。

 

　　應(yīng)該說ASS信息識(shí)別技術(shù)中貨位虛實(shí)檢測(cè)可用多種方法實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)AS/RS實(shí)際情況的要求選用，除了上述所以外還有矩陣法，對(duì)貨位虛實(shí)進(jìn)行行列掃描檢測(cè)，根據(jù)讀取信號(hào)電平的高低作出判斷。在此不作論述了。