計算機檢測技術(shù)和RFID在倉儲系統貨位虛實(shí)識別中的應用

摘要: 本文主要介紹用計算機檢測技術(shù)與射頻識別技術(shù)RFID(Radio frequency identification technology)物流自動(dòng)化侖儲系統與生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)識別管理信息中的應用.并著(zhù)重對自動(dòng)化侖儲系統中用計算機檢測技術(shù)對侖儲貨位虛實(shí)的自動(dòng)識別作分析說(shuō)明.

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

1、前言

隨著(zhù)商品經(jīng)濟和信息技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化倉儲系統(ASS—Automatic Storage System)已在大型集團企業(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)存儲和取出貨物系統，是當今最新型的倉儲設施。而自動(dòng)化倉儲系統中貨位虛實(shí)的自動(dòng)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(diǎn)：
1、可以用計算機檢測和控制。用電腦對信息進(jìn)行準確的存儲和管理，自動(dòng)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(dòng)存取，收發(fā)準確迅速，儲運損耗小，物流效率高和庫存占用資金低及資金周轉快等優(yōu)點(diǎn)。

現代ASS中貨物虛實(shí)的自動(dòng)化識別是ASS的前提。ASS是由高層立體貨架、堆垛機、輸送系統、信息識別系統、計算機控制系統、通信系統、監控系統和管理系統等組成。其中信息識別系統的作用是完成對貨物品名、類(lèi)別、貨號、數量、等級、生產(chǎn)廠(chǎng)，甚至貨位地址的識別。為實(shí)現這些功能，可用條形碼、磁條、光學(xué)字符和射頻等識別技術(shù)來(lái)對物流信息進(jìn)行采集，而貨位的虛實(shí)識別技術(shù)，即自動(dòng)判斷某汽車(chē)貨位上貨物的有無(wú)就是信息識別系統的重要組成部分，是實(shí)現倉儲貨位自動(dòng)管理的基礎是解決堆垛機和貨物安全的必須，也是ASS正常運行的前提。

2、軟件法是貨位虛實(shí)識別技術(shù)的首選

應該說(shuō)貨位虛實(shí)識別技術(shù)的方法有多種，但是用軟件法來(lái)判別貨位虛實(shí)，其設計思想簡(jiǎn)單、實(shí)施方便，可在線(xiàn)時(shí)自動(dòng)完成貨位虛實(shí)的判別及修改，故為首選。

軟件法實(shí)際是用數據庫技術(shù)，是在管理計算機數據庫中設置一張貨位表，見(jiàn)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(shí)”字段值為NO的貨位，表示該貨位無(wú)貨即“虛”。從圖2所示可見(jiàn)，


貨位編號1、2、4、7、9等貨位為“實(shí)”， 即有貨，而貨位號為3、5、6、8貨位為“虛”，即無(wú)貨。

貨位的虛實(shí)是由AS/RS監控系統根據貨物入出庫實(shí)際情況自動(dòng)修改的。其工作流程如下：當有貨物準備入庫時(shí)，監控系統程序查詢(xún)貨位表中有貨字段為NO的空閑貨位，將其分配給相應的堆垛機，并發(fā)出存貨命令，堆垛機將貨物放在該貨位后，向上位機監控程序返回“存貨命令己完成”的信息，這時(shí)上位機監控程序就將該貨位對應地有貨字段改YES為；貨物出庫時(shí)反之。這樣，就實(shí)現了貨位虛實(shí)的在線(xiàn)判別與修改。

然而當工作在離線(xiàn)方式時(shí)，軟件法則無(wú)法完成貨位虛實(shí)判別的任務(wù)，此時(shí)應用傳感器法。

3、傳感器法的應用

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

*光電傳感器的檢測
安裝在堆垛機貨叉上的組件式光電傳感器，其輸出作為堆垛機控制器的輸入信號。存貨時(shí)，如果欲存貨的貨位無(wú)貨，則光電傳感器無(wú)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，堆垛機控制器接收該信號后，便立即停止運行，同時(shí)向上位計算機發(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(shí)器及控制器等組成。該檢測應用回聲測距的原理。當堆垛機貨叉向貨位運動(dòng)過(guò)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，同時(shí)又打開(kāi)聲波接收器檢測回聲信號，則定時(shí)器記錄在空氣中聲波的傳播時(shí)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(shí)。見(jiàn)圖3所示超聲波傳感器的檢測示意圖。
 

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

該法它適用了對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(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)可以是機械、光電、磁或其它原理的。但問(wèn)題是大量的開(kāi)關(guān)與識別裝置（計算機）的聯(lián)線(xiàn)是比較煩惱之事。因此，最大限度減少聯(lián)線(xiàn)的數目是該方法的關(guān)鍵。為此，采用當代最新型的一線(xiàn)（網(wǎng)絡(luò )）法，可謂是一種性能價(jià)格比較好的設計方案。

*1-Wire通用網(wǎng)絡(luò )簡(jiǎn)介
1-Wire為外設器件沿著(zhù)一條電連接線(xiàn)進(jìn)行雙向數據傳輸提供了一種簡(jiǎn)單的方案，任何系統都包括一臺主機和一個(gè)以上的從機，它們共用一條數據線(xiàn)。這條數據線(xiàn)被地址、控制、及數據信息復用。大多數器件完全靠從數據線(xiàn)上獲得的電源供電。當數據線(xiàn)上為高電平時(shí)，電荷存儲在器件內部；為數據線(xiàn)低電平時(shí)，利用這些電荷提供能量。多個(gè)器件通過(guò)一個(gè)端口連接到微處理器，1-Wire器件有存儲NVRAM、EEPROM、可尋址開(kāi)關(guān)、數字傳感器、時(shí)鐘等類(lèi)型。1-Wire器件中的DS2401為尺寸極小(1.3mm