電子標簽在采石廠的應用方案
前言簡介：
北京慧網通達科技股份有限公司是一家專注于無線射頻RFID標簽及讀寫器產品的研發、制造、并為客戶的RFID標簽和讀寫器應用提供技術咨詢、應用方案設計、安裝及技術培訓、產品保修和維護等服務的公司，公司經歷了多年地技術開發和應用的成果積累，已成為國內RFID讀寫技術及產品的領先企業。
一、電子標簽說明
射頻識別即RFID（Radio Frequency IDentification）技術，又稱電子標簽、無線射頻識別，是一種通信技術，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據，而無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。
隨著電子標簽技術不斷的成熟，在現實生產和生活中越來越得到廣泛的應用。如：圖書館，門禁系統，食品安全溯源等
電子標簽是一種非接觸式自動識別技術,它通過射頻信號自動識別并獲取相關數據,識別工作無須人工干預,與同是快速準確地確認追蹤目標物體的條形碼相比, 電子標簽的優點如下:
1) 可以透過外部材料讀取數據(無可見性要求) ;
2) 防水、防磁、耐高溫,可以在低劣的作業環境下工作,使用壽命較長;
3) 可以嵌入或附在不同類型的產品上;
4) 讀取距離范圍有所提高,無須直線對準掃描, ;
5) 寫入數據的時間少,存儲信息量大;
6）高效防偽功能
7) 同時可以讀取多張卡,并且可以讀取運動中標簽上的信息;
8) 超薄和多種大小不一的外型,使其能封裝在紙張、塑膠制品( PVC、PET) ,可應用于不同場合,也可再層壓制卡。RF ID的倡導者認為,該技術正與電子供應鏈緊密聯系在一起,有望在未來幾年取代條形碼掃描技術。
二、電子標簽的特點：
1、高防偽技術：電子標簽中的數據可達240bit位，主要分為Resever Bank數據區、EPC Bank數據區、TID Bank數據區和User Bank數據區Resever Bank 讀卡口令32bits位數據，用于設置電子標簽讀取密碼可讀寫。
EPC Bank 96bits位數據， 可讀寫。
TID Bank 64bits位數據，工廠編成的唯一ID
User Bank 512 bits位數據，用戶數據區，可讀寫。
由于TID Bank是工廠的唯一ID是不可改寫的因此實際上就已經有了一層硬件的防偽，加上讀卡口令秘碼和EPC數據可以說防偽性能非常高。
2、體積小巧：可以封裝到名片大小的卡片中，和各種異型卡片中，因此非常耐磨和堅固不易損壞。
3、讀寫方便：我們采用超高頻（900MHz）電子標簽，其通訊速度高，讀取單個標簽內存EEPROM數據平均每32bits讀取最小耗時約1.4 ms ；寫入時平均每32bits最小耗時30ms。識讀距離可達10米以上。內存可反復擦寫100,000次以上。可以同時識別多個標簽。
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三、采石廠電子標簽的應用簡介
采石廠電子標簽的應用方案由4個部分組成分別為：石料信息收集、車輛進出的重量信息、出廠的石料識別信息、終端計算機管理。
石料信息收集
將生產完成石料的信息如：石料的長、寬、高和重量等數據通過移動式電子標簽讀寫器寫入電子標簽內，根據需要也可以將石料的用戶信息存入標簽內。并將電子標簽固定在石料上。通過無線網絡與終端計算機連接把所有石料信息存入計算機中。
車輛進出的重量信息
在運送石料的車輛上裝配電子標簽，這樣我們可以將車輛進出時的重量信息和車輛信息寫入電子標簽內。可以通過車輛的進出重量差自動計算出每天的石料出廠量，和車輛的工作情況。
出廠的石料識別信息
由于石料上裝有電子標簽，在石料出廠時通過出廠貨物查詢電子標簽讀寫器，我們就可以知道車輛上的石料是否符合出廠的要求。例如：是否有多余的石料、是否有少運的石料、是否有錯運的石料。當所有條件符合出廠要求時門禁系統開門，并將出廠石料信息傳回終端計算機。這些工作可以在瞬間完成減少了大量的人工成本。
4、終端管理計算機
終端管理計算機是應用的核心，它將所有數據進行綜合處理，并發出相應的操作指令。
包括：所有石料的信息，石料用戶信息、石料出廠信息等。用戶可有隨時了解到每一塊石料的當前狀態。通過電子標簽系統的應用，可以大大提高石料的管理節約管理成本。
四、采石廠電子標簽的應用方案
RFID組成及工作原理
系統組成:
系統分為三部分:
(1)標簽（Tag）標簽相當于條碼技術中的條碼符號，用來存儲需要識別傳輸的信息。
(2)閱讀器（Reader）根據支持的標簽類型不同與完成的功能不同，閱讀器的復雜程度是顯著不同的。閱讀器基本的功能就是提供與標簽進行數據傳輸的途徑。另外，閱讀器還提供相當復雜的信號狀態控制、奇偶錯誤校驗與更正功能等。
(3)天線（Antenna）天線是標簽與閱讀器之間傳輸數據的發射、接收裝置。
1、工作原理:
RFID技術是一項利用射頻信號通過空間耦合（交變磁場或電磁場）實現的無接觸式信息傳遞并通過所傳遞的信息達到自動識別的技術。工作原理為：利用射頻信號和空問耦合傳輸特性，實現對被識別物體的自動識別。
工作過程：
當帶有電子標簽的物品在讀寫器的可讀范圍內時，讀寫器發出磁場，查詢信號將會激活標簽，標簽根據接收到的查詢信號要求反射信號，讀寫器接收到標簽反射回的信號后，通過內部電路的解碼處理無接觸地讀取并識別電子標簽中所保存的電子數據，從而達到自動識別物體的目的。然后進一步通過計算機及計算機網絡實現對物體識別信息的采集、處理及遠程傳送等管理功能。
2、采石廠的現狀
目前采石廠的管理主要以人工記錄方法來管理石料，這樣的工作方式效率低，人員勞動量大，非常容易出錯，當人員變動時對于盤庫非常繁瑣。在發貨時對于客戶的石料查找更是繁瑣，很容易出錯這樣不但浪費時間更是增加大量成本。
3、結構設計及工作過程
（1）結構設計考慮到采石廠的生產、庫存和運輸的環節，所以我們需要安裝多個電子標簽（RFID）讀寫器，并且將它們通過通信線路或無線網絡與數據中心的計算機進行數據交換。同時要為每一塊石料安裝電子標簽（RFID），對每一塊石料的電子標簽進行數據的錄入。具體的工作模型如圖1所示。
從圖1可以看出，在RFID系統的工作過程中，始終以能量為基礎，通過一定的時序方式來實現數據的交換。讀寫器向電子標簽提供工作能量。當電子標簽進入射頻識別場時，讀寫器發射出的射頻波激活標簽電路，相互作用，完成數據的交換。對于多標簽同時識讀來講，可以采用讀寫器先發的形式，也可以是標簽先發的形式。為了實現多標簽無沖突同時識讀，讀寫器先對一批標簽發出隔離命令，使得讀寫器識讀范圍內的多個電子標簽被隔離，最后只保留一個標簽處于活動狀態與閱讀器建立無沖突的通信聯系。對于標簽先發的方式，標簽隨機地反復發送自己的識別ID，不同的標簽可在不同的時間段被讀寫器正確讀取，完成多標簽的同時識讀。對于任何一只電子標簽來講，都具有唯一的ID號，在大多數應用場合，是通過運用后臺數據庫來支持標簽的數據屬性的。讀寫器與應用系統之間的接口由開發工具調用的標準函數來表示。功能大致包含以下方面：應用系統根據需要向讀寫器發出配置命令和其他指令；讀寫器向應用系統返回其當前的配置狀態和各種指令的執行結果。
（2）工作過程
當石料生產完成后，必須將電子標簽（RFID）安裝在石料上，它的芯片中含有一個唯一的識別代碼以及石料的相關信息，它們可以被讀寫器在一定的距離內以非接觸的方式讀取出來。基于射頻識別技術的動態監控系統能夠在一定范圍內同時對多個掛有電子標簽的目標物體進行非接觸、高速及準確的并行跟蹤和識別，因此只要石料通過安裝有讀寫器的地方就會自動讀取所有石料的電子標簽的lD號碼，然后系統會將此標簽的lD號碼和石料相關信息傳送到后臺系統進行處理。
4、可行性分析
經過前面的介紹，可以論證，石料的數字化、科學化管理是完全可以實現的，同時RFID制作成本較低，投資較少。因此石料廠的石料電子標簽應用方案是可行的。
5、RFID技術在采石廠的總體設計
（1）功能設計
RFID技術在石料管理方面實現的基本功能包括：
(1)石料的基本信息的錄入包括：石料的長、寬、高、重量等。
(2)石料的管理信息包括：生產日期、客戶信息和發貨信息。
(3)石料出廠的管理包括：出廠日期、發貨地址和客戶、發貨數量等。
(4)運輸車輛的管理:可以對車輛的進出廠的重量進行記錄以便管理。
（2）設計方案
我們可以在石料出入庫進口處安裝RFID讀寫器，以及出廠的大門處安裝RFID讀寫器。當石料進庫房時，通過RFID讀寫器將石料的信息自動傳到管理計算機中，計算機會自動將石料進行入庫登記。而當石料出庫時，通過RFID讀寫器可以將出庫石料的發貨信息和發貨地點寫入電子標簽中，同時管理計算機進行出庫登記。當石料裝車出廠門時，安裝在廠門的RFID讀寫器會讀取石料上的電子標簽的信息，并進行判斷是否符合出庫和出廠要求，如果符合出廠要求，出廠門桿會自動打開，同時可以輸出石料的運輸到達地點。
而在空的運輸車輛進廠時，我們可以將地磅上的車輛信息（包括：該車輛的重量和車輛號碼）存入車輛電子標簽中，信息輸入可以采用手持的RFID讀寫器或固定的RFID讀寫器方式寫入，通過管理網絡將信息傳回管理計算機進行存檔和管理。當車輛出廠時，車輛在地磅上重量會合進廠時存在RFID電子標簽中的重量進行比較，將該車進出廠時的重量差傳回管理計算機進行存檔和管理。我們可以通過管理計算機的串口與地磅的串口輸出進行連接，實現重量自動記錄。
（3）系統完成
管理計算機中心是整個系統的核心，由數據庫系統和響應的應用軟件系統構成。系統可以完成石料信息管理、石料出入庫管理、石料客戶需求管理、運輸車輛進出廠管理等。如：可以查詢某天的石料生產和石料的發貨信息。
6、結束語
RFID在石料廠的應用，可以實現石料的數字化和科學化的管理不但降低了管理成本，還提高了管理效率。
RFID管理系統集成商標簽: 電子標簽在采石廠的應用方案