一種基于A(yíng)RM11和RFID技術(shù)的智能物流管理系統設計

物流在整個(gè)企業(yè)的供應鏈中占有非常重要的比重。通過(guò)RFID的批量識別，實(shí)現物流的出庫，入庫，和分揀流程。通過(guò)GPS定位系統，實(shí)時(shí)獲取車(chē)輛在途信息。通過(guò)服務(wù)器和數據中心的實(shí)時(shí)數據分析和報表功能，可能掌握企業(yè)資源的動(dòng)態(tài)變化。智能物流系統大幅提升整個(gè)供應鏈的效率。

　　1系統方案

　　在本設計中采用固定式RFID的讀卡器來(lái)采集信息，由串口發(fā)送至ARM11為核心的數據處理終端進(jìn)行處理。因此該系統分為兩個(gè)部分。

　　第一部分：RFID電子標簽信息的采集，主要是選擇固定式的讀卡器來(lái)識別RFID標簽信息并發(fā)向終端;

　　第二部分：數據采集，該部分以ARM11為核心處理器的數據處理終端，在終端上搭載Linux操作系統，并安裝有數據庫SQLite和QT/E來(lái)進(jìn)行數據的采集和存儲。

　　2實(shí)現模塊

　　本系統的實(shí)現依賴(lài)于以下4個(gè)功能模塊：1)RFID信息的采集;2)串口數據的實(shí)時(shí)讀取;3)SQLite數據的操作;4)Qt/E用戶(hù)界面的設計。

　　2.1 RFID電子信息的采集

　　2.1.1 RFID電子標簽

　　RFID電子標簽分為被動(dòng)標簽(Passive tags)和主動(dòng)標簽(Aetlve tags)兩種。主動(dòng)標簽自身帶有電池供電，讀/寫(xiě)距離較遠，同時(shí)體積較大，與被動(dòng)標簽相比成本更高，也稱(chēng)為有源標簽。被動(dòng)標簽由閱讀器產(chǎn)生的磁場(chǎng)中獲得工作所需的能量，成本很低并具有很長(cháng)的使用壽命，比主動(dòng)標簽更小也更輕，讀寫(xiě)距離則較近，也稱(chēng)為無(wú)源標簽。一般來(lái)說(shuō)，無(wú)源標簽是取代條形碼標簽的主要發(fā)展方向，有源標簽因為其長(cháng)距離識別的優(yōu)勢，主要應用于大型的高速運動(dòng)物體的標識識別之上。如機動(dòng)車(chē)的跟蹤和識別、動(dòng)物或人類(lèi)身份的跟蹤和識別。

　　下面主要是以無(wú)源標簽為例介紹其原理和性能的。

　　RFID電子標簽由天線(xiàn)和專(zhuān)用芯片組成，天線(xiàn)是存塑料片基上鍍上的銅膜線(xiàn)圈，在塑料基片上還嵌有體積非常小的集成電路芯片，在這個(gè)集成電路芯片中有高速的射頻接口，控制單元，EEPROM 3個(gè)模塊組成。如圖1所示。

　　2.1.2電子標簽識別系統

　　一個(gè)真正的RFID電子標簽識別系統至少應包含電子標簽、閱讀器、數據處理和存儲的設備以及系統軟件。通常閱讀器與電腦相連，所讀取的標簽信息被傳送到電腦上進(jìn)行下一步處理。閱讀器通過(guò)天線(xiàn)發(fā)送出一定頻率的射頻信號，當標簽進(jìn)入這一定頻率的射頻信號磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生感應電流從而獲得電能，產(chǎn)生電壓供給電子標簽內集成電路工作，并通過(guò)自身的RFID電子標簽天線(xiàn)發(fā)送出自身編碼等信息，由閱讀器接收天線(xiàn)接收讀取并解碼后送至電腦主機進(jìn)行相關(guān)處理。

　　2.1.3射頻讀卡模塊

　　本設計采用的讀卡器是TX125系列射頻讀卡模塊。TX125系列非接觸IC卡射頻讀卡模塊采用125K射頻基站。當有卡靠近模塊時(shí)，模塊會(huì )以韋根或UART方式輸出ID卡卡號，用戶(hù)僅需簡(jiǎn)單的讀取即可。該讀卡模塊完全支持EM、TEMIC、TK及其兼容卡片的操作。

　　數據格式：6字節數據，高位在前，格式為5字節數據+1字節校驗和(異或和)。例如：卡號數據為0B00D5FOC7，則輸出為0x0B 0x00 0xD5 0xF0 0xC7 0xE9(校驗和計算：0x0B^0x00^0xD5^0xF0^0xC7=0xE9)。第一個(gè)字節0x0B一般是廠(chǎng)家碼。中間4個(gè)字節0x00 0xD5 0xF0 0xC7是卡片的序列號。一般卡片上印刷的都是10進(jìn)制碼。例如：001402807213 61639.上面的數據可以通過(guò)轉換得到。轉換方式如下：將中間4個(gè)字節卡號0x00D5F0C7轉換為十進(jìn)制，即得001402807;將卡號的第二字節0xD5轉換為十進(jìn)制，即得213，將卡號的最后兩字節0xF0C7轉換為十進(jìn)制，即得61639.

　　在串口方式下，可工作存主動(dòng)與被動(dòng)模式。主動(dòng)模式：當有卡進(jìn)入該射頻區域內時(shí)，主動(dòng)發(fā)出以上格式的卡號數據。被動(dòng)模式：CLK的下降沿觸發(fā)卡號的輸出，格式為以上數據格式。操作方法為：在準備讀取卡號之前，打開(kāi)串口中斷并啟動(dòng)超時(shí)定時(shí)器(80 ms)，將一直保持高電平的CLK置低電平，產(chǎn)生下降沿并一直保持低電平，等待卡號數據接收，若接收到卡號后存儲待用，若在等待過(guò)程中無(wú)數據接收，且超時(shí)定時(shí)器已經(jīng)溢出，則表示本次讀取卡號失敗;無(wú)論成功與失敗最后都將CLK重新置高電平，進(jìn)入待機以便下一次讀取卡號。

　　串口通訊協(xié)議，就是讀卡模塊以何種格式把讀取到的卡號發(fā)送出來(lái)。TX125支持韋根接口和串口兩種協(xié)議。UART接口一幀的數據格式為：1個(gè)起始位、8個(gè)數據位、無(wú)奇偶校驗位、1個(gè)停止位。波特率可選擇9 600 bps或者19 200 bps.在本設計中連接6 410網(wǎng)關(guān)設備的/dev/tty SAC1串口設備，選擇設置波特率為9 600.

　　采用多線(xiàn)程的方式等待RFID刷寫(xiě)讀卡器，主要函數：pthread_create (pthread_creat ( rev，NULL，RFIDRevPthread，0)。建立兩個(gè)線(xiàn)程，第一個(gè)是以鍵盤(pán)輸入的方式讀寫(xiě)RFID信息，第二個(gè)線(xiàn)程的功能是監控串口/dev/ttySAC1中的信息，已實(shí)現實(shí)時(shí)的捕捉刷寫(xiě)RFID標簽信息。

　　2.2串口數據的實(shí)時(shí)讀取

　　在linux操作系統中，對外設的訪(fǎng)問(wèn)往往都是使用open()函數，以打開(kāi)文件的方式讀取數據。在本設計中對串口數據的瀆取也正是通過(guò)open()函數打開(kāi)/dev/ttySAC1這一串口驅動(dòng)文件，獲取由讀卡器發(fā)送給ARM11主核心板的數據，實(shí)現函數為open(/dev/ttySAC1，O_RDWR | O_NOCTTY)，標志位為O_RDWR | O_NOCTTY，意義是系統以可讀寫(xiě)的方式打開(kāi)文件，如果欲打開(kāi)的文件為終端設備時(shí)，則不會(huì )將該終端當成進(jìn)程控制終端。

　　在打開(kāi)串口文件之前，我們要對串口進(jìn)行相應的設置，具體步驟有以下幾步：串口屬性的設置，保存原先串口配置，激活選項，設置波特率，設置字符大小，設置校驗，設置停止位，設置最少字符與等待時(shí)間，清楚串口緩沖，激活配置。設置由以下結構體實(shí)現：

　　成功打開(kāi)驅動(dòng)文件后，需要做的就是使用read()函數來(lái)讀出讀卡器發(fā)送的信號，以判別貨品的類(lèi)型，將其信息準確的存入到數據庫。Read()函數的函數原型為read(int fd，void*huf，size_t count)，read()實(shí)現的功能是從參數fd所指的文件傳送count個(gè)字節到buf指針所指的內存中。讀出的數據將存入buf中，作為識別RFID標簽的依據。