基于RFID高頻技術(shù)的洗衣管理系統(tǒng)

　　引言

　　射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification，RFID)技術(shù)，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)。目前常用的RFID產(chǎn)品工作頻段有低頻、高頻、超高頻和微波頻段。根據(jù)其工作頻段不同，RFID技術(shù)可廣泛應(yīng)用于倉(cāng)儲(chǔ)物流、交通運(yùn)輸、農(nóng)牧漁業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生等方面。

　　本文所討論的系統(tǒng)基于RFID高頻13.56 MHz的工作頻率，針對(duì)目前逐步呈現(xiàn)集中化、規(guī)模化、工業(yè)化的洗衣工廠以及其服務(wù)對(duì)象如醫(yī)院、賓館等，可以大幅提高工業(yè)洗衣企業(yè)管理效率，降低管理過(guò)程中的錯(cuò)誤率，最終達(dá)到有效管理、以管理促生產(chǎn)的目的。

　　1 系統(tǒng)工作原理

　　當(dāng)系統(tǒng)在RFID高頻13.56 MHz的工作頻率工作時(shí)，電子標(biāo)簽與讀寫(xiě)器之間的通信一般通過(guò)電感耦合的方式進(jìn)行，即使用感應(yīng)磁場(chǎng)進(jìn)行能量傳遞和數(shù)據(jù)交換。其原理和變壓器的工作原理相同，如圖1所示。讀寫(xiě)器天線產(chǎn)生一個(gè)電磁場(chǎng)，電子標(biāo)簽天線通過(guò)該電磁場(chǎng)感應(yīng)出電壓，以提供電子標(biāo)簽工作的能量。作為該系統(tǒng)的核心部件，RFID電子標(biāo)簽的系統(tǒng)框圖如圖2所示。

　　射頻接口電路主要實(shí)現(xiàn)以下4個(gè)功能：

　　(1)從讀寫(xiě)器的磁場(chǎng)中獲取標(biāo)簽工作所需的能量。

　　(2)在電子標(biāo)簽剛剛進(jìn)入讀寫(xiě)器的電磁場(chǎng)范圍時(shí)，產(chǎn)生上電復(fù)位信號(hào)，將整個(gè)標(biāo)簽系統(tǒng)復(fù)位。

　　(3)從閱讀器的射頻信號(hào)中分離出時(shí)鐘信號(hào)，供電子標(biāo)簽系統(tǒng)使用。

　　(4)從閱讀器的射頻信號(hào)中解調(diào)數(shù)據(jù)信號(hào)，把標(biāo)簽產(chǎn)生的信號(hào)調(diào)制后反饋給讀寫(xiě)器。

　　數(shù)字控制電路包括如下幾個(gè)部分：

　　(1)編碼/解碼電路，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能：一是從射頻接口電路解調(diào)出來(lái)的數(shù)據(jù)中解碼出數(shù)據(jù);二是將電子標(biāo)簽需要發(fā)送的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)編碼后送給射頻接口電路中的調(diào)制電路調(diào)制。

　　(2)數(shù)據(jù)完整性檢測(cè)電路，數(shù)據(jù)在從讀寫(xiě)器到電子標(biāo)簽的傳輸中可能出現(xiàn)傳輸錯(cuò)誤，通過(guò)CRC校驗(yàn)產(chǎn)生電路負(fù)責(zé)檢測(cè)數(shù)據(jù)是否正確。

　　(3)命令譯碼電路，電子標(biāo)簽用到很多命令，比如讀命令、寫(xiě)命令、鎖定命令等。指令譯碼電路負(fù)責(zé)將命令、命令標(biāo)識(shí)和指令參數(shù)等從幀中譯出。

　　(4)指令執(zhí)行電路。

　　(5)系統(tǒng)控制電路。

　　存儲(chǔ)電路包括EEPROM存儲(chǔ)模塊和EEPROM接口電路。電子標(biāo)簽中EEPROM用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。EEPROM接口電路負(fù)責(zé)完成地址譯碼和讀寫(xiě)等操作。

　　2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　結(jié)合RFID高頻技術(shù)，可以開(kāi)發(fā)出一套系統(tǒng)，通過(guò)在布草、制服上縫制RFID電子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)衣服的洗滌次數(shù)統(tǒng)計(jì)，快速、批量掃描點(diǎn)數(shù)，大大降低了用戶的數(shù)量統(tǒng)計(jì)工作，在清點(diǎn)污物時(shí)，由于無(wú)需拆包，從而避免了交叉感染等問(wèn)題。

　　2.1 硬件配置

　　(1)服務(wù)器。主要用來(lái)安裝運(yùn)行服務(wù)器端軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)軟件。相關(guān)RFID電子標(biāo)簽內(nèi)編碼及其對(duì)應(yīng)的信息也存儲(chǔ)于服務(wù)器中。

　　(2)計(jì)算機(jī)。用于收集通過(guò)讀寫(xiě)器天線接收到的RFID電子標(biāo)簽信息，并通過(guò)同步更新的方式實(shí)時(shí)將信息包傳送至服務(wù)器端存儲(chǔ)備份。

　　(3)RFID電子標(biāo)簽。被縫制于每件衣服或布草上，作為該件衣服或布草的惟一識(shí)別標(biāo)志。每個(gè)電子標(biāo)簽都有惟一編碼，避免出現(xiàn)重復(fù)記錄。并且，該編碼存儲(chǔ)于服務(wù)器中，在每次洗滌時(shí)進(jìn)行讀取記錄，可記錄該件衣服或布草的洗滌次數(shù)，洗滌時(shí)間，洗滌場(chǎng)所等信息。

　　(4)讀寫(xiě)器?？梢詫?duì)RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行讀取/寫(xiě)入操作，用于注冊(cè)衣服或布草。當(dāng)電子標(biāo)簽縫制于衣服或布草上后，即可對(duì)該件衣服或布草進(jìn)行注冊(cè)。利用讀寫(xiě)器的讀取/寫(xiě)入操作，將電子標(biāo)簽的編碼和對(duì)應(yīng)的衣服/布草類型、面料類型、尺寸、顏色、品牌、洗滌工藝等相關(guān)信息通過(guò)計(jì)算機(jī)記錄于服務(wù)器中以備每次洗滌時(shí)調(diào)用。

　　(5)衣物清點(diǎn)隧道。衣物清點(diǎn)隧道是將RFID讀寫(xiě)器和天線與隧道集成于一體，當(dāng)縫制有RFID電子標(biāo)簽的衣服或布草通過(guò)隧道時(shí)，通過(guò)集成于隧道內(nèi)壁的讀寫(xiě)器及其天線，可以讀到電子標(biāo)簽存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)所攜帶的信息并通過(guò)數(shù)據(jù)線傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，同時(shí)計(jì)算機(jī)通過(guò)實(shí)時(shí)更新的方式將衣物信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送到服務(wù)器備份。

　　目前，針對(duì)不同的投遞衣物方式，大致有兩類衣物清點(diǎn)隧道：

　　1)手動(dòng)式衣物清點(diǎn)隧道。該衣物清點(diǎn)隧道如圖3所示。主要針對(duì)小批量的衣服或布草，采取單件或少數(shù)幾件衣物投遞的方式。該隧道的主要優(yōu)點(diǎn)在于其小巧靈活，易于安裝，對(duì)于衣物收發(fā)人員來(lái)說(shuō)，其使用方便，可以達(dá)到衣服或布草隨到隨投的效果，既節(jié)省了等待時(shí)間，也節(jié)省了清點(diǎn)時(shí)間。但缺點(diǎn)在于隧道口徑較小，無(wú)法滿足大批量的衣物投遞要求。

　　2)傳送帶式衣物清點(diǎn)隧道。該衣物清點(diǎn)隧道，如圖4所示。主要針對(duì)大批量衣服或布草，由于集成了自動(dòng)傳送帶，所以只需將衣物放置于隧道入口，即可通過(guò)自動(dòng)傳送帶將衣物通過(guò)隧道帶至出口，同時(shí)通過(guò)RFID高頻技術(shù)完成清點(diǎn)數(shù)量。該通道的優(yōu)點(diǎn)在于其隧道口徑較大，可容納大批量衣服或布草同時(shí)通過(guò)，對(duì)于衣物收發(fā)人員來(lái)說(shuō)，則可免去拆包、投放、清點(diǎn)等動(dòng)作，大幅提高工作效率。

　　2.2 軟件配置

　　針對(duì)RFID洗衣管理系統(tǒng)自主研發(fā)的管理軟件，包含以下功能：

　　(1)衣物注冊(cè)。該功能由發(fā)卡機(jī)和注冊(cè)功能模塊構(gòu)成。當(dāng)未注冊(cè)的衣物到來(lái)時(shí)，注冊(cè)人員通過(guò)發(fā)卡機(jī)將用戶和衣物信息寫(xiě)入RFID電子標(biāo)簽存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)，同時(shí)將該信息傳輸至服務(wù)器內(nèi)存儲(chǔ)備份。

　　(2)衣物清點(diǎn)。該功能由RFID讀寫(xiě)器和清點(diǎn)功能模塊構(gòu)成。當(dāng)衣物通過(guò)投衣通道時(shí)，RFID讀寫(xiě)器將接收到的RFID電子標(biāo)簽信息傳送到個(gè)人計(jì)算機(jī)，通過(guò)清點(diǎn)功能模塊進(jìn)行快速、高效、準(zhǔn)確的計(jì)數(shù)。在完成清點(diǎn)動(dòng)作后，系統(tǒng)將自動(dòng)生成含有衣物匯總信息的表單，配合票據(jù)打印機(jī)可以將其打印出來(lái)后簽字存根。

　　(3)衣物查詢。該功能由衣物查詢功能模塊構(gòu)成?？刹樵円路幍臓顟B(tài)，如該衣物處于送洗狀態(tài)或處于上架狀態(tài)等等?？梢詾楣ぷ魅藛T和管理人員提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)。必要時(shí)可將查詢的數(shù)據(jù)打印或轉(zhuǎn)存Excel格式。

　　(4)取衣統(tǒng)計(jì)。該功能由統(tǒng)計(jì)模塊構(gòu)成?？梢园磿r(shí)間，客戶類別等等條件統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，為決策者提供依據(jù)。必要時(shí)可將統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)打印、轉(zhuǎn)存Excel格式。

　　(5)客戶管理。該功能由客戶管理模塊構(gòu)成。可以羅列出各類客戶的不同需求及所洗衣物類型，能高效管理客戶群體，為用戶管理客戶提供良好的工具。

　　(6)系統(tǒng)設(shè)置。該功能完成對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的配置、語(yǔ)言、衣服類型、設(shè)置管理員和操作員及密碼等系統(tǒng)管理。

　　2.3 網(wǎng)絡(luò)配置

　　RFID洗衣管理系統(tǒng)在局域網(wǎng)內(nèi)使用，其網(wǎng)絡(luò)環(huán)境如圖5所示。

　　3 系統(tǒng)工作流程

　　收貨人員接收客戶待洗滌衣物，確認(rèn)是否縫制有RFID電子標(biāo)簽。如沒(méi)有，則縫制一枚電子標(biāo)簽于待洗滌衣物上，然后通過(guò)發(fā)卡機(jī)和注冊(cè)模塊進(jìn)行衣物信息注冊(cè)。已注冊(cè)衣物經(jīng)過(guò)衣物清點(diǎn)隧道進(jìn)行快速、準(zhǔn)確、高效的清點(diǎn)待洗滌衣物數(shù)量，并打印信息匯總票據(jù)給客戶和收貨人員簽字確認(rèn)后存根。經(jīng)清點(diǎn)后待洗滌衣物進(jìn)入洗滌流程，同時(shí)通過(guò)系統(tǒng)檢查待洗滌衣物的洗滌次數(shù)和所攜帶電子標(biāo)簽的洗滌次數(shù)是否超出使用期限，如有以上狀況，則需要報(bào)廢衣物或更換電子標(biāo)簽并重新進(jìn)行注冊(cè)。洗滌完畢后，衣物分類打包，再次通過(guò)衣物清點(diǎn)隧道清點(diǎn)數(shù)量并打印票據(jù)，確認(rèn)無(wú)誤后該批次衣物發(fā)送至發(fā)貨點(diǎn)?？蛻纛I(lǐng)取衣物時(shí)，將之前送洗時(shí)打印的票據(jù)與發(fā)貨員提供的洗滌后清點(diǎn)票據(jù)核對(duì)。確認(rèn)衣物數(shù)量、信息無(wú)誤后，客戶領(lǐng)取衣物。系統(tǒng)工作流程如圖6所示。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　本文所討論的系統(tǒng)將RFID高頻技術(shù)應(yīng)用于對(duì)衣服或布草的識(shí)別與管理。基于RFID高頻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)洗衣行業(yè)快速收衣、清點(diǎn)、取衣的高效工作平臺(tái)，同時(shí)通過(guò)快速統(tǒng)計(jì)衣服或布草的洗滌次數(shù)，及時(shí)對(duì)其做出報(bào)廢和更換，大大提高工作效率、降低出錯(cuò)率。

　　與傳統(tǒng)的人工管理相比，本系統(tǒng)還具有以下的優(yōu)點(diǎn)：(1)減少人工管理工作，使用方便快捷;(2)提高工作效率和經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)約人員費(fèi)用支出，降低成本;(3)洗滌次數(shù)過(guò)多的衣服或布草及時(shí)報(bào)損和更換，保持其清潔、衛(wèi)生;(4)系統(tǒng)靈敏可靠，設(shè)備安全耐用;(5)能準(zhǔn)確區(qū)別客戶類別，便于進(jìn)行客戶管理與維護(hù);(6)記錄并保存客戶資料及洗衣記錄，可隨時(shí)查詢信息。