基于射頻識(shí)別技術(shù)的倉(cāng)庫物資管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于物流管理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于射頻識(shí)別技術(shù)的倉(cāng)庫物資管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻識(shí)別(Rad1Frequency Identificat1n，RFID)，又稱電子標(biāo)簽(Ε-Tag)，是一種利用射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)信息的技術(shù)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，RFID應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大，現(xiàn)已涉及到人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)方面，并將成為未來信息社會(huì)建設(shè)的一項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)。RFID典型應(yīng)用包括:在物流領(lǐng)域用于倉(cāng)庫管理、生產(chǎn)線自動(dòng)化、日用品銷售；在交通運(yùn)輸領(lǐng)域用于集裝箱與包裹管理、高速公路收費(fèi)與停車收費(fèi)；在農(nóng)牧漁業(yè)用于羊群、魚類、水果等的管理以及寵物、野生動(dòng)物跟蹤；在醫(yī)療行業(yè)用于藥品生產(chǎn)、病人看護(hù)、醫(yī)療垃圾跟蹤；在制造業(yè)用于零部件與庫存的可視化管理；RFID還可以應(yīng)用于圖書與文檔管理、門禁管理、定位與物體跟蹤、環(huán)境感知和支票防偽等多種應(yīng)用領(lǐng)域。
[0003]超高頻射頻識(shí)別讀寫器具有遠(yuǎn)距離識(shí)別、多標(biāo)簽識(shí)別、效率高等特點(diǎn)，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，超高頻射頻識(shí)別讀寫器廣泛應(yīng)用于物流、人員考勤、資產(chǎn)管理及倉(cāng)庫物資盤點(diǎn)管理等多種場(chǎng)景。
[0004]—般情況下，射頻識(shí)別讀寫器最多可支持4路收發(fā)共用的天線端口，一臺(tái)讀寫器配合4路天線前提下，其有效管理范圍相當(dāng)有限，且極大可能存在盤點(diǎn)的死角。這樣，為了保證覆蓋率，實(shí)現(xiàn)在庫物資的實(shí)時(shí)盤點(diǎn)管理和監(jiān)控，不得不采用手持機(jī)配合或者增加讀寫器的部署方式加以彌補(bǔ)。這樣，不僅成本大大增加且無法實(shí)現(xiàn)真正意義上的實(shí)時(shí)在庫監(jiān)控，不僅增加了現(xiàn)實(shí)的工作量和工作人員需求，對(duì)后端盤點(diǎn)數(shù)據(jù)的整合也會(huì)耗費(fèi)大量的精力，自動(dòng)化程度大大降低，導(dǎo)致實(shí)際應(yīng)用中難以大面積推廣。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種只需將耦合器串行接入讀寫器系統(tǒng)即可完成對(duì)倉(cāng)庫物資的盤點(diǎn)和監(jiān)控，無需人工持手持機(jī)對(duì)遺漏的物資進(jìn)行二次盤點(diǎn)，降低了人力成本和設(shè)備成本，提高了系統(tǒng)的可靠性的基于射頻識(shí)別技術(shù)的倉(cāng)庫物資管理系統(tǒng)。
[0006]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:基于射頻識(shí)別技術(shù)的倉(cāng)庫物資管理系統(tǒng)，包括內(nèi)置天線端口模塊的射頻識(shí)別讀寫器和多個(gè)第一耦合器，射頻識(shí)別讀寫器的天線端口模塊依次通過射頻同軸線連接多個(gè)第一耦合器，第一耦合器的耦合端分別連接天線。
[0007]進(jìn)一步地，所述的射頻識(shí)別讀寫器為內(nèi)置天線端口模塊的超高頻射頻識(shí)別讀寫器?？梢愿鶕?jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景需求，可靈活加以取舍，以求在盡可能降低成本的情況下實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。
[0008]所述的射頻識(shí)別讀寫器包括控制模塊、電源模塊、射頻模塊、天線端口模塊、通信模塊和安全模塊，電源模塊分別為讀寫器內(nèi)其余各模塊供電，安全模塊、通信模塊和射頻模塊分別與控制模塊相連，射頻模塊通過天線端口模塊連接第一耦合器；
[0009]控制模塊為嵌入式處理器平臺(tái)，由ARM+FPGA組成，射頻識(shí)別空中接口協(xié)議的軟件實(shí)現(xiàn)由FPGA和ARM協(xié)同完成，ARM主要實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)相關(guān)的流程控制，F(xiàn)PGA主要實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理包括數(shù)據(jù)的編碼及解碼；控制模塊同時(shí)用于控制射頻模塊、安全模塊和通信模塊的工作，并對(duì)射頻模塊返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；射頻模塊用于完成數(shù)據(jù)的調(diào)制和解調(diào)，并對(duì)產(chǎn)生的射頻信號(hào)進(jìn)行放大；所述的安全模塊用于為讀寫器數(shù)據(jù)進(jìn)行加密操作，安全模塊包括加密子模塊和簽名子模塊，加密子模塊和簽名子模塊均連接于控制模塊；所述的通信模塊通過有線和/或無線方式與外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)；天線端口模塊用于擴(kuò)展多路天線端口，天線端口的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景需求靈活加以取舍，以求在盡可能降低成本的情況下實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。天線端口模塊的輸入端與讀寫器的發(fā)射電路連接，天線端口模塊的輸出端口依次通過射頻同軸線連接多個(gè)第一耦合器，于是，對(duì)于監(jiān)控范圍較小的場(chǎng)合，無需天線端口模塊，直接在讀寫器天線端口連接第一耦合器及天線即可，而對(duì)于監(jiān)控范圍較大的場(chǎng)合，可將天線端口模塊串行接入系統(tǒng)，擴(kuò)展多路天線端口，滿足全覆蓋的要求，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。
[0010]電源模塊包括電源適配器，電源適配器包括交流電輸入端和直流電輸出端，所述的直流電輸出端分別連接控制模塊、射頻模塊、通信模塊和安全模塊。
[0011]進(jìn)一步地，所述的射頻模塊包括發(fā)射電路、接收電路和檢測(cè)電路，所述的發(fā)射電路由第一射頻收發(fā)芯片、第一匹配電路、平衡轉(zhuǎn)不平衡電路、功率放大器、第二耦合器和第一濾波器組成，第一射頻收發(fā)芯片產(chǎn)生的射頻信號(hào)經(jīng)過第一匹配電路匹配到50歐姆，再經(jīng)平衡轉(zhuǎn)不平衡電路轉(zhuǎn)換為單端信號(hào)，經(jīng)功率放大器、第二耦合器和第一濾波器之后輸出到各路輸出端口 ；所述的接收電路由第二濾波器、第三耦合器、不平衡轉(zhuǎn)平衡電路、第二匹配電路和第二射頻收發(fā)芯片組成，讀寫器端口接收到的信號(hào)經(jīng)第二濾波器濾波后，從第三耦合器的耦合端輸出，經(jīng)過不平衡轉(zhuǎn)平衡電路轉(zhuǎn)換為平衡信號(hào)后，再經(jīng)過第二匹配電路輸入到第二射頻收發(fā)芯片；所述的檢測(cè)電路包括溫度檢測(cè)電路和功率檢測(cè)電路，溫度檢測(cè)電路檢測(cè)讀寫器模塊的工作溫度，并把檢測(cè)到的溫度傳送到控制模塊，功率檢測(cè)電路檢測(cè)讀寫器的發(fā)射功率和接收功率，并把檢測(cè)到的功率值傳送到控制模塊。
[0012]進(jìn)一步地，所述的頻模塊包括由ADF9010、AD9963混合信號(hào)前端及其驅(qū)動(dòng)電路、功率放大器、隔離電路、解調(diào)器及基帶信號(hào)濾波放大電路組成；
[0013]射頻模塊發(fā)射通道由AD9963、ADF9010、DAC驅(qū)動(dòng)電路及功率放大器組成，控制模塊的輸出信號(hào)與AD9963的混合信號(hào)前端相連，AD9963的輸出信號(hào)通過DAC驅(qū)動(dòng)器后進(jìn)入ADF9010進(jìn)行正交調(diào)制，ADF9010進(jìn)行正交調(diào)制的輸出信號(hào)依次通過功率放大器和隔離電路后進(jìn)入天線端口模塊；控制模塊需發(fā)射的數(shù)據(jù)或者命令通過混合信號(hào)前端AD9963進(jìn)行DAC轉(zhuǎn)換并經(jīng)過DAC驅(qū)動(dòng)電路處理之后輸入模擬射頻前端ADF9010進(jìn)行正交調(diào)制，ADF9010內(nèi)置本振源模塊且可輸出本振信號(hào)供解調(diào)器正常工作，功率放大器將ADF9010輸出的經(jīng)過調(diào)制的射頻信號(hào)進(jìn)行適度的放大，再經(jīng)過收發(fā)隔離電路送入天線端口模塊，完成信號(hào)的發(fā)射；
[0014]射頻模塊接收通道由隔離電路、解調(diào)器、解調(diào)信號(hào)濾波放大電路、ADF9010、ADC驅(qū)動(dòng)器和AD9963組成，天線端口模塊接收到的標(biāo)簽信號(hào)依次通過解調(diào)器和解調(diào)信號(hào)濾波放大電路后進(jìn)入ADF9010，ADF9010輸出的信號(hào)經(jīng)過ADC驅(qū)動(dòng)電路后進(jìn)入AD9963，AD9963的輸出端與控制模塊相連。解調(diào)器將標(biāo)簽返回的射頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，輸出基帶信號(hào)，基帶信號(hào)通過解調(diào)信號(hào)濾波放大電路、ADF9010、ADC驅(qū)動(dòng)電路和AD9963對(duì)解調(diào)輸出的信號(hào)進(jìn)行濾波、放大及ADC轉(zhuǎn)換處理，得到控制模塊能直接處理的數(shù)字信號(hào)以供解碼，完成對(duì)標(biāo)簽返回信號(hào)的識(shí)別，這樣，讀寫器就完成了對(duì)無源電子標(biāo)簽的盤點(diǎn)。于是，該系統(tǒng)支持超高頻頻段的所有空中接口協(xié)議，包括最常用的EPC ISO 18000-6CC1/GEN2協(xié)議、GJB 7377.1-2011協(xié)議且不限于以上兩種，于是在某些特定的應(yīng)用場(chǎng)景下，比如軍事信息化建設(shè)過程中，軍隊(duì)特殊倉(cāng)庫、特殊物資的監(jiān)控盤點(diǎn)，配以專用的數(shù)據(jù)保密模塊，均可高效地應(yīng)用且不增加研發(fā)和部署成本。
[0015]進(jìn)一步地，所述的通信模塊包括有線通信模塊和/或無線通信模塊，所述的有線通信模塊包括網(wǎng)線接口、RS232串行接口和USB接口中的一