計算機(jī)檢測技術(shù)和RFID在倉儲系統(tǒng)貨位虛實識別中的應(yīng)用

摘要: 本文主要介紹用計算機(jī)檢測技術(shù)與射頻識別技術(shù)RFID(Radio frequency identification technology)物流自動化侖儲系統(tǒng)與生產(chǎn)線自動識別管理信息中的應(yīng)用.并著重對自動化侖儲系統(tǒng)中用計算機(jī)檢測技術(shù)對侖儲貨位虛實的自動識別作分析說明.

關(guān)鍵詞:     傳感器   1-Wire網(wǎng)絡(luò)    射頻識別    電子標(biāo)簽

1、前言

隨著商品經(jīng)濟(jì)和信息技術(shù)的發(fā)展，自動化倉儲系統(tǒng)(ASS—Automatic Storage System)已在大型集團(tuán)企業(yè)、商場和國防等各個領(lǐng)域中崛起。它是一種人工不直接進(jìn)行處理的自動存儲和取出貨物系統(tǒng)，是當(dāng)今最新型的倉儲設(shè)施。而自動化倉儲系統(tǒng)中貨位虛實的自動識別又是物流信息的前提。

ASS發(fā)展如此迅速，主要的原因有以下幾點：
1、可以用計算機(jī)檢測和控制。用電腦對信息進(jìn)行準(zhǔn)確的存儲和管理，自動打印出各種報表。
2、是一種高層貨架存儲，占地面積小，充分利用庫房空間，其庫容量大。
3、能自動存取，收發(fā)準(zhǔn)確迅速，儲運損耗小，物流效率高和庫存占用資金低及資金周轉(zhuǎn)快等優(yōu)點。

現(xiàn)代ASS中貨物虛實的自動化識別是ASS的前提。ASS是由高層立體貨架、堆垛機(jī)、輸送系統(tǒng)、信息識別系統(tǒng)、計算機(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。其中信息識別系統(tǒng)的作用是完成對貨物品名、類別、貨號、數(shù)量、等級、生產(chǎn)廠，甚至貨位地址的識別。為實現(xiàn)這些功能，可用條形碼、磁條、光學(xué)字符和射頻等識別技術(shù)來對物流信息進(jìn)行采集，而貨位的虛實識別技術(shù)，即自動判斷某汽車貨位上貨物的有無就是信息識別系統(tǒng)的重要組成部分，是實現(xiàn)倉儲貨位自動管理的基礎(chǔ)是解決堆垛機(jī)和貨物安全的必須，也是ASS正常運行的前提。

2、軟件法是貨位虛實識別技術(shù)的首選

應(yīng)該說貨位虛實識別技術(shù)的方法有多種，但是用軟件法來判別貨位虛實，其設(shè)計思想簡單、實施方便，可在線時自動完成貨位虛實的判別及修改，故為首選。

軟件法實際是用數(shù)據(jù)庫技術(shù)，是在管理計算機(jī)數(shù)據(jù)庫中設(shè)置一張貨位表，見圖1所示。


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”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1、2、4、7、9等貨位為“實”， 即有貨，而貨位號為3、5、6、8貨位為“虛”，即無貨。

貨位的虛實是由AS/RS監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)貨物入出庫實際情況自動修改的。其工作流程如下：當(dāng)有貨物準(zhǔn)備入庫時，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，這時上位機(jī)監(jiān)控程序就將該貨位對應(yīng)地有貨字段改YES為；貨物出庫時反之。這樣，就實現(xiàn)了貨位虛實的在線判別與修改。

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

3、傳感器法的應(yīng)用

傳感器法主要有反射式光電傳感器、超聲波傳感器等類型。傳感器法是將傳感器安裝在堆垛機(jī)貨叉適當(dāng)位置上，在存取貨時則可檢測欲操作貨位上是否有貨存在。

*光電傳感器的檢測
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。存貨時，如果欲存貨的貨位無貨，則光電傳感器無輸出信號；如果欲存貨的貨位有貨，則光電傳感器有輸出信號，堆垛機(jī)控制器接收該信號后，便立即停止運行，同時向上位計算機(jī)發(fā)出故障信號，等候處理。

*超聲波傳感器的檢測
組件式超聲波傳感器由聲波發(fā)射器、接收器、定時器及控制器等組成。該檢測應(yīng)用回聲測距的原理。當(dāng)堆垛機(jī)貨叉向貨位運動過程時，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)，同時又打開聲波接收器檢測回聲信號，則定時器記錄在空氣中聲波的傳播時間，從而換算出被測貨物到聲波傳感器之間的距離，從而識別貨位虛實。見圖3所示超聲波傳感器的檢測示意圖。
 

4、新型的一線（網(wǎng)絡(luò)）法(1-Wire Net) 設(shè)計方案 

該法它適用了對于貨位要求更高和可靠性高的場合，即在的每個貨位上安裝一個開關(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)與識別裝置（計算機(jī)）的聯(lián)線是比較煩惱之事。因此，最大限度減少聯(lián)線的數(shù)目是該方法的關(guān)鍵。為此，采用當(dāng)代最新型的一線（網(wǎng)絡(luò)）法，可謂是一種性能價格比較好的設(shè)計方案。

*1-Wire通用網(wǎng)絡(luò)簡介
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)都包括一臺主機(jī)和一個以上的從機(jī)，它們共用一條數(shù)據(jù)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，電荷存儲在器件內(nèi)部；為數(shù)據(jù)線低電平時，利用這些電荷提供能量。多個器件通過一個端口連接到微處理器，1-Wire器件有存儲NVRAM、EEPROM、可尋址開關(guān)、數(shù)字傳感器、時鐘等類型。1-Wire器件中的DS2401為尺寸極小(1.3mm