軟件工程畢業(yè)設計論文

1、浙江工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書論文班以工專大孥本科畢業(yè)設計說明書論文2013屆論文題目基于RFID的生產(chǎn)線管理系統(tǒng)作者梁宏安指導教師王子仁學科（專業(yè)）電腦科學與技術所在學院電腦科學與技術學院提交日期2013年5月摘要近年來，企業(yè)之間的競爭已經(jīng)變得越來越激烈，企業(yè)假設是想要贏得市場，就要不斷的提高自身的生產(chǎn)效率。在生產(chǎn)企業(yè)的供給鏈管理和物料管控等領域，RFID電子標簽可以用于產(chǎn)品的物流管理、倉儲管理、上下游供給鏈管理、產(chǎn)品裝配與生產(chǎn)管理、產(chǎn)品防偽等多個方面。大量使用RFID電子標簽可以提高整個供給鏈和生產(chǎn)作業(yè)的管理水平，繼而通過電腦互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品的自動識別和產(chǎn)品信息的互聯(lián)與共享。從而優(yōu)化制造方法

2、和加快對制造過程中信息的收集和傳播速度。本文對RFID技術的相關原理和發(fā)展現(xiàn)狀進行了介紹，介紹分析了國內(nèi)關于RFID技術在生產(chǎn)企業(yè)中的應用情況。本文對應用RFID乍為產(chǎn)品的標簽來定位生產(chǎn)線中的某個產(chǎn)品進行了實踐。本文主要包括如下內(nèi)容：對RFICffi關技術進行一定的描述；描述了RFID的應用場景；對基于RFID技術的制造業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)進行了需求分析和系統(tǒng)設計，主要包括系統(tǒng)功能設計和數(shù)據(jù)庫設計；按照要求實現(xiàn)了本系統(tǒng)。所實現(xiàn)的系統(tǒng)具有一定的實用性。RFID的使用以及基于RFID的生產(chǎn)線管理系統(tǒng)的應用對提高生產(chǎn)效率大有幫助。關鍵字：RFID,電子標簽，生產(chǎn)線，物聯(lián)網(wǎng)浙江工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書論文

3、AbstractThecompetitionbetweenenterprisesbecomesmoreandmoreintenseinrecentyears,inordertowinthemarket,anenterpriseshouldcontinuouslyimprovetheirproductionefficiency.Insupplychainmanagementandmaterialcontrolandotherfieldsforanenterprise,theRFIDtagcouldbeusedinlogisticsmanagement,productwarehousemanage

4、ment,supplychainmanagement,productassembly,productionmanagement,andproductsecurity,etc.TheextensiveuseofRFIDelectronictagscouldimprovethewholesupplychainandproductionmanagementlevel,interconnectedautomaticidentificationandproductinformationcouldbeprocessedandsharedviacomputernetwork.TheRFIDisusedtoc

5、ollectrelevantinformationinproductionlineinordertooptimizethemanufacturingmethodandspeeduptheinformationtransmission.AcomprehensivesummaryofprinciplesofRFIDandapplicationinthemanufacturingindustryinformationcollectionispresentedherein,andtheRFIDtechnologyinmanufacturingenterprisesisintroduced.Anappl

6、icationofusingRFIDasproductstagtoquickallocationofagivenproductinproductionlineidpracticed.Itmainlyincludescontentsinthispaperasfollow:ansummaryintroductiontoRFIDispresented;anpracticalapplicationenvironmentofRFIDisgiven;therequirementanalysis,systemanalysisanddesignofapplicationbasedonRFID,mainlyon

7、functionalitiesanddatabase,arediscussed;andimplementationofapracticalapplicationaccordingtotherequirementsisdescribed.Thenapplicationdevelopedispractical,theadoptionofRFIDandapplicationofmanagementsysteminproductionlineshouldpromotetheproductivityeffectively.Keywords:RFID,electronictag,productionlin

8、e,internetofthings目錄摘要ABSTRACTI圖目錄IV第一章緒論51.1研究開發(fā)的目的5661.2.2RFID研究現(xiàn)狀791.3.1RFID在生產(chǎn)線上應用的學習研究9MicrosoftVisualStudio,SQLServer等開發(fā)工具991.4.1 VisualStudio概述91.4.2 C#概述91.4.3 SQL概述10第二章關于RFID的概述112.1 RFID的發(fā)展歷史簡介112.2 RFID系統(tǒng)的組成122.3 RFID系統(tǒng)的分類132.4 RFID系統(tǒng)的工作原理13第三章基于RFID在生產(chǎn)線上的應用15153.2 RFID制造業(yè)應用的制約因素15163.2.

9、2技術因素161717第四章基于RFID的生產(chǎn)線管理系統(tǒng)實現(xiàn)1919192121214.2.2系統(tǒng)登錄22232627282930第五章展望與體會3232參考文獻33致謝35附錄36附錄1畢業(yè)設計文獻綜述附件2畢業(yè)設計開題報告附件3畢業(yè)設計外文翻譯I浙江工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書論文圖目錄圖1-1RFID工作原理圖7圖2-1RFID系統(tǒng)工作示意圖14圖4-1系統(tǒng)硬件配置20圖4-2系統(tǒng)功能模塊圖22圖4-3系統(tǒng)登錄界面圖23圖4-4系統(tǒng)主界面圖24圖4-5系統(tǒng)主界面故障產(chǎn)品表圖24圖4-6系統(tǒng)主界面合格產(chǎn)品表圖25圖4-7系統(tǒng)主界面工序監(jiān)控圖26圖4-8產(chǎn)品檢測界面圖27圖4-9工序管理界面圖

10、28圖4-10系統(tǒng)設置界面圖29圖4-11產(chǎn)品管理界面圖30圖4-12人員管理界面圖31III浙江工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書論文第一章緒論1.1研究開發(fā)的目的無線射頻識別技術RadioFrequencyIDentification,RFID是一種利用射頻通信實現(xiàn)的非接觸式自動識別技術，識別工作無須人工干預，作為條形碼的無線版本，被廣泛應用于物流管理、生產(chǎn)制造、電子商務、公共信息服務等多領域。RFID閱讀器能夠通過射頻信號自動識別諸如生產(chǎn)流水線上的高速移動的多個目標，并獲取相關數(shù)據(jù)信息。RFID電子標簽具有條形碼所不具備的防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距離大、標簽上數(shù)據(jù)可以加密、外形體積小

11、、存儲數(shù)據(jù)容量更大、可重復使用的特點，并滿足移動識別、多目標識別、快捷讀寫以及長期跟蹤管理等方面的使用要求。在生產(chǎn)企業(yè)中，基于RFID技術的應用系統(tǒng)可分別用于產(chǎn)品物流管理、倉儲管理、上下游供給鏈管理、產(chǎn)品裝配與生產(chǎn)管理、產(chǎn)品防偽等多個方面，大量使用RFID電子標簽可以提高整個供給鏈和生產(chǎn)作業(yè)管理水平，繼而通過電腦網(wǎng)絡實現(xiàn)物品的自動識別和產(chǎn)品信息的互聯(lián)和共享。優(yōu)化產(chǎn)品生產(chǎn)方法。以及對生產(chǎn)作業(yè)計劃安排合適順序，使生產(chǎn)資源配置合理化。實時掌握生產(chǎn)線產(chǎn)品的狀態(tài)信息。通過RFID技術可以讓管理人員實時掌握產(chǎn)品信息，按照訂貨要求和市場需要，通過RFI際統(tǒng)對RFID標簽中的產(chǎn)品數(shù)據(jù)進行修改調(diào)整，組織各個加工

12、崗位形成新的工藝流程，完成新的產(chǎn)品生產(chǎn)線的調(diào)度工作。實現(xiàn)商品防偽和品牌維護。電子標簽防偽的基本原理是給每個商品分配數(shù)字標識，并存儲在電子標簽中。此數(shù)字標識包含商品本身的基本信息，如商品的名稱、型號、產(chǎn)地、生產(chǎn)日期、批號等等。消費者可以用專用的識別器讀取這些信息，并和實際商品的這些信息進行比對，從而確定商品的真?zhèn)巍Ｓ捎陔娮訕撕瀮?nèi)存儲商品的數(shù)字標識是以密文形式存放的，造假者是無法對密文進行破譯的。同時識別器具有對這些特定標簽卡識別功能，會拒絕響應任何假冒的IC卡。所以理論上造假者要成功仿造，必須花數(shù)以年計的時間進行密文破譯，同時具備專用芯片的設計能力，當然還有可觀的IC設計和制造成本。所以就技術的

13、安全性來講，這種技術是最先進可靠的160RFIDHRadioFrequencyIdentification的縮寫，即射頻識別。它是一種非接觸式的自動識別技術，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)，無須人工干預、非接觸、閱讀速度快、無磨損、不受環(huán)境影響、壽命長、便于使用可工作于各種惡劣環(huán)境。目前，射頻識別技術在國外發(fā)展非常迅速，產(chǎn)品種類繁多.已廣泛用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運輸控制管理等眾多領域，如汽車、火車等交通監(jiān)控；高速公路自動收費系統(tǒng)；停車場管理系統(tǒng)；物品管理；倉儲管理：車輛防盜等。由于我國射頻識別技術起步較晚，除用于中國鐵路的車號自動識別系統(tǒng)外，僅限于射頻公交卡的應用。射頻識

14、別系統(tǒng)由電子標簽(Tag)、讀寫器(Reader)、天線(Antenna)組成。電子標簽(Tag):由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有惟一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象。閱讀器(Reader):又稱為讀出裝置，可無接觸地讀取并識別電子標簽中所保存的電子數(shù)據(jù)，從而到達自動泌別物體的目的，有手持式或固定式兩種，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行下一步處理。天線(Antenna):在標簽和閱讀器問傳遞射頻信號。RFID工作原理如圖1所示。訊法案(Reader)H0®）*'*Z當樂將通人則時產(chǎn)生如頓從而入汕*寓西0短I發(fā)送出一定斛國的我的tl：酶溶猥送出股

15、姻藥廿鼻機系統(tǒng)久田*&|笳即相需送FitSW主祖圖1-1RFID工作原理圖從圖l中可看出閱讀器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號；當標簽進入磁場時產(chǎn)生感應電流從而獲得能量，向閱讀器發(fā)送出自身編碼等信息；閱讀器采集信息、解碼之后，將信息數(shù)據(jù)送至電腦主機進行處理。1.2.2RFID研究現(xiàn)狀物聯(lián)網(wǎng)中非常重要的技術是RFID電子標簽技術。RFID技術發(fā)展的趨勢是構筑一個由大量聯(lián)網(wǎng)的閱讀器和無數(shù)移動的標簽組成的龐大的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，主要以現(xiàn)有的網(wǎng)絡技術、中間件技術、數(shù)據(jù)庫技術結合RFID系統(tǒng)基礎理論技術。在電子標簽方面，目前國際上RFID的應用仍然主要以LF和HF標簽產(chǎn)品為主。我們看到，UHF標簽產(chǎn)品

16、開始規(guī)模生產(chǎn)，由于UHF標簽自身在識別距離和生產(chǎn)成本等方面的優(yōu)勢，未來幾年內(nèi)有望成為行業(yè)應用的主流，而MW標簽在一些國家也已經(jīng)得到了一定程度的應用。中國己經(jīng)掌握了HF芯片的設計技術，UHF芯片也已經(jīng)完成開發(fā)，在短短幾年內(nèi)，中國就成功地實現(xiàn)了RFID技術的產(chǎn)業(yè)化，并在高可靠性、低成本的封裝工藝和標簽制造方面的研究也已取得重大進展。讀寫器方面，盡管國內(nèi)目前在SOC讀寫器片上系統(tǒng)）和大功率讀寫模塊方面的研究尚處于研發(fā)階段，但國內(nèi)已經(jīng)有不少公司先后推出了一系列的基于小功率讀寫模塊技術的RFID讀寫器產(chǎn)品，并且在讀寫器協(xié)議的研究與應用上有些先進產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)了多協(xié)議的自動兼容。其中，遠望谷、上海貝嶺（包括

17、子公司阿法迪）、廈門信達匯聰?shù)裙镜难芯款I先國內(nèi)業(yè)界。中間件技術方面，自從物聯(lián)網(wǎng)的概念被提出之后，國外一些研究團體和大學都已經(jīng)意識到中間件技術在未來物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的重要性并已展開了相關研究。其中，最為主要的是EPC&織提出的EPCH絡，得到了很多大學和企業(yè)的支持。該組織還提出了RFID中間件的軟件方面的標準ALEApplicationLevelEvents，對RFID中間件技術的理論研究方面作出了重要的基礎性的拓展。在RFID標準方面，國際上己經(jīng)基本形成了三個標準體系，分別為150標準體系、EPeGlbal標準體系和ubiquitus10標準體系。國際方面，全球最大零售商沃爾瑪公司200

18、3年就表示今后不再從未使用RFID技術的供給商處采購商品，該決定影響到與RFID相關的一些擴展應用，如Oracle公司的數(shù)據(jù)庫和應用服務器以及SAP/R3系統(tǒng)。Sun公司也正在開發(fā)符合EPCH絡標準的中間件產(chǎn)品，管理從基于RFID技術的讀寫器獲取的商品數(shù)據(jù)。舊M公司近期推出的EPC系統(tǒng)，可以提供基于RFID技術的完整解決方案，跨系統(tǒng)實現(xiàn)從制造商生產(chǎn)，到分銷商的倉庫，然后到零售商的全套業(yè)務流程。國內(nèi)方面,2010年8月，中國物專委即中國電子商會物聯(lián)網(wǎng)技術產(chǎn)品應用專業(yè)委員會，作為國內(nèi)首個全國性物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)社團組織通過了民政部的初審和工信部的核準"目前，國內(nèi)在RFID應用架構、公共服務體系、

19、中間件、系統(tǒng)集成等方面取得了初步成果,RFID技術己經(jīng)被廣泛應用于特種設備與危險品管理、鐵路票證管理、居民身份識別與處理、城市公共交通、企業(yè)生產(chǎn)過程控制以及國家重點保護動物標識管理等多個領域。從國內(nèi)RFID整體產(chǎn)業(yè)鏈看，中國RFID企業(yè)總數(shù)超過100家，其中，低高頻RFID企業(yè)占到了80犯上，超高頻RFID企業(yè)占比不到10%主要原因是因為低頻RFID技術門檻較低、參與企業(yè)多/產(chǎn)品應用成本低，而超高頻RFID技術門檻略高，涉足的企業(yè)相對較少、產(chǎn)品應用成本高。國內(nèi)RFID企業(yè)關鍵技術缺乏，具有自主知識產(chǎn)權產(chǎn)品的企業(yè)總數(shù)不超過35家,具有超高頻段自主知識產(chǎn)權（433MHz產(chǎn)品的企業(yè)不超過4家。1.3

20、.1 RFID在生產(chǎn)線上應用的學習研究首先學習國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)中基于RFID技術的物流管理、倉儲管理、上下游供給鏈管理、產(chǎn)品裝配與生產(chǎn)管理、產(chǎn)品防偽等設計思想，比較和分析各種方法在不同的應用場景中的優(yōu)點和缺點。MicrosoftVisualStudio,SQLServer等開發(fā)工具MicrosoftVisualStudio的安裝，學習使用MicrosoftVisualStudio創(chuàng)建C#E用窗口，使用MicrosoftVisualStudio連接SQL數(shù)據(jù)庫。1.3.2 VisualStudio概述VisualStudio是微軟公司推出的開發(fā)環(huán)境。是目前最流行的Windows平臺應用程序開發(fā)環(huán)境。

21、VisualStudio2010版本于2010年4月12日上市，具集成開發(fā)環(huán)境IDE的界面被重新設計和組織，變得更加簡單明了。VisualStudio2010同時帶來了NETFramework4.0、MicrosoftVisualStudio2010CTP（CommunityTechnologyPreview-CTP）,并且支持開發(fā)面向Windows7的應用程序。除了MicrosoftSQLServer,它還支持舊MDB2和Oracle數(shù)據(jù)庫。1.3.3 C#概述C#t微軟公司發(fā)布的一種面向對象的、運行于.NETFramework之上的高級程序設計語言。并定于在微軟職業(yè)開發(fā)者論壇（PDC）上登

22、臺亮相。C黜微軟公司研究員AndersHejlsberg的最新成果。C#f起來與Java有著驚人的相似；它包括了諸如單一繼承、接口、與Java幾乎同樣的語法和編譯成中間代碼再運行的過程。但是C#fJava有著明顯的不同，它借鑒了Delphi的一個特點，與COM組件對象模型是直接集成的，而且它是微軟公司.NETwindows網(wǎng)絡框架的主角。1.3.4 SQL概述SQL是英文StructuredQueryLanguage6勺縮寫，意思為結構化查詢語言。SQL語言的主要功能就是同各種數(shù)據(jù)庫建立聯(lián)系，進行溝通。按照ANSI（美國國家標準協(xié)會的規(guī)定，SQL被作為關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的標準語言。SQL語句

23、可以用來執(zhí)行各種各樣的操作，例如更新數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)等。絕大多數(shù)流行的關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，如Oracle,Sybase,MicrosoftSQLServer,Access等都采用了SQL語言標準。雖然很多數(shù)據(jù)庫都對SQL語句進行了再開發(fā)和擴展，但是包括Select、Insert、UpdateDelete、Create以及Drop在內(nèi)的標準的SQL命令仍然可以被用來完成幾乎所有的數(shù)據(jù)庫操作。35第二章關于RFID的概述2.1 RFID的發(fā)展歷史簡介RFID技術可以歸結為雷達技術的發(fā)展和應用，正是由于雷達的發(fā)明才奠定了二次世界大戰(zhàn)時盟軍的勝利，這也可以說是RFID的首次應用。隨

24、后，在1948年出現(xiàn)了一篇早期關于RFID的論文O.Rittenback,1969："CommunicationbyMeansofReflectedPoweF。再后來，隨著電子技術的發(fā)展，也同時拉開了RFID技術的研究序幕。在20世紀中，無線電技術的理論與應用研究是科學技術發(fā)展最重要的成就之一。RFID技術的發(fā)展可按10年期劃分如下11：19411950年。雷達的改良和應用催生了RFID技術，1948年奠定了RFID技術的理論基礎。19511960年。早期RFID技術的探索階段，主要處于實驗室實驗研究。19611970年。RFID技術的理論得到了發(fā)展，開始了一些應用嘗試。197119

25、80年。RFID技術與產(chǎn)品研發(fā)處于一個大發(fā)展時期，各種RFID技術測試得到加速，出現(xiàn)了一些最早的RFID應用。19811990年。RFID技術及產(chǎn)品進入商業(yè)應用階段，各種規(guī)模應用開始出RFID產(chǎn)品得到廣泛19912000年。RFID技術標準化問題日趨得到重視,采用，RFID產(chǎn)品逐漸成為人們生活中的一部分1102001今。標準化問題日趨為人們所重視，RFID產(chǎn)品種類更加豐富，有源電子標簽、無源電子標簽及半無源電子標簽均得到發(fā)展，電子標簽成本不斷降低，規(guī)模應用行業(yè)擴大。值得一提的是在1999年10月1日正式成立的，由美國麻省理工學院MIT發(fā)起的Auto-IDCenter非盈利性組織在標準RFID應

26、用方面所發(fā)揮的作用將越來越明顯。Auto-IDCenter在對RFID理論、技術及應用研究的基礎上，所做出的主要奉獻如下11:(1)提出產(chǎn)品電子代碼EPCElectronicProductCode概念及其格式規(guī)劃。為減化電子標簽片功能設計，降低電子標簽成本，擴大RFID應用領域奠定了基礎。(2)提出了實物互聯(lián)網(wǎng)的概念及構架，為EPC進入互聯(lián)網(wǎng)搭建了橋梁。(3)建立了開放性的國際自動識別技術應用公用技術研究平臺，為推動低成本的RFID標簽和讀寫器的標準化研究開創(chuàng)了條件。至今，RFID技術的理論得到豐富和完善。單芯片電子標簽、多電子標簽識讀、無線可讀可寫、無源電子標簽的遠距離識別、適應高速移動物體

27、的RFID正在成為現(xiàn)實并走向應用。2.2 RFID系統(tǒng)的組成RFID是RadioFrequencyIdentification的縮寫，即無線射頻識別，俗稱電子標簽，是一種非接觸的自動識別技術，其基本原理是利用無線射頻信號的空間耦合電磁感應或者電磁傳播的傳輸特性，實現(xiàn)對被識別對象的自動識別游戰(zhàn)清等，2006。埃森哲實驗室首席科學家弗格森認為RFID是一種突破性的技術：第一，可以識別單個的非常具體的物體，而不是像條形碼那樣只能識別一類物體；第二，具采用無線電射頻，可以透過外部材料讀取數(shù)據(jù)，而條形碼必須靠激光來讀取信息；第三，可以同時對多個物體進行識讀，而條形碼只能一個一個地讀。此外，儲存的信息量也

28、非常大。最簡單的RFID系統(tǒng)三部分組成，在實際應用中，還需要其他硬件和軟件的支持。標簽(Tag),也叫智能標簽、tag或SmartLabels,其核心是采用了無線射頻識別RFID技術，具有一定存儲容量的芯片，具有智能讀寫及加密通信的能力，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象；閱讀器(Reader)的主要任務是控制射頻模塊向標簽發(fā)射讀取信號，并接收標簽的應答，對標簽的對象標識信息進行解碼，將對象標識信息連帶標簽上其它相關信息傳輸?shù)街鳈C以供處理，可設計為手持式或固定式；天線(Antenna),在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。RFID標簽根據(jù)應用場合、形狀、工作頻率和工作距離等因素的不

29、同采用不同類型的天線。一個RFID標簽通常包含一個或多個天線。天線設計是RFID標簽研制的最核心技術之一。2.3 RFID系統(tǒng)的分類RFID標簽依據(jù)發(fā)送射頻信號的方式不同，分為主動式和被動式兩種。主動式標簽主動向讀寫器發(fā)送射頻信號，通常由內(nèi)置電池供電，又稱為有源標簽；被動式標簽不帶電池，又稱為無源標簽，其發(fā)射電涉及內(nèi)部處理器運行所需能量均來自閱讀器產(chǎn)生的電磁波。被動式標簽在接收到閱讀器發(fā)出的電磁波信號后，將部分電磁能量轉化為供自己工作的能量。主動式標簽通常具有更遠的通信距離，其價格相對較高，主要應用于貴重物品遠距離檢測等應用領域；被動式標簽具有價格廉價的優(yōu)勢，但其工作距離、存儲容量等受到能量來

30、源的限制。根據(jù)標簽的工作頻率的不同，RFID系統(tǒng)分為低頻、高頻、超高頻、微波系統(tǒng)。RFID頻率的選擇影響信號傳輸?shù)木嚯x和速度等，同時還受到各國法律法規(guī)限制。2.4 RFID系統(tǒng)的工作原理當附有RFID電子標簽的物體接近閱讀器時，閱讀器將受控發(fā)射出微波查詢信號，而電子標簽收到閱讀器的查詢信號后，將此信號與標簽中的數(shù)據(jù)信息合成一體反射回閱讀器，反射回的微波合成信號，已經(jīng)攜帶有電子標簽上的數(shù)據(jù)信息。閱讀器接收到標簽反射回來的微波信號后，經(jīng)閱讀器內(nèi)部微處理器處理后即可將標簽內(nèi)儲存的信息讀取出來。圖2-1為一個簡單的RFID系統(tǒng)的工作圖。(Reader)馥"一1、河金雙西月天II發(fā)岫一50酢的

31、也歌刪6號；的*a常語M曲，活:吧6號需毒計算機系新心一閨中林;"&期法芋計機4Vl謫郭妙呼圖2-2RFID系統(tǒng)工作示意圖第三章基于RFID在生產(chǎn)線上的應用從現(xiàn)狀看，物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領域的應用主要集中在以下幾個方面：制造業(yè)供給鏈管理。物聯(lián)網(wǎng)應用于企業(yè)原材料采購、庫存、銷售等領域，通過完善和優(yōu)化供給鏈管理體系，提高了供給鏈效率，降低了成本?？罩锌蛙囃ㄟ^應用傳感網(wǎng)絡技術，構建了全球制造業(yè)中規(guī)模最大、效率最高的供給鏈體系。生產(chǎn)過程工藝優(yōu)化。物聯(lián)網(wǎng)技術的應用提高了生產(chǎn)線過程檢測、實時參數(shù)采集、生產(chǎn)設備監(jiān)控、材料消耗監(jiān)測的能力和水平，鋼鐵企業(yè)應用各種傳感器和通信網(wǎng)絡，在生產(chǎn)過程中實現(xiàn)對加工

32、產(chǎn)品的寬度、厚度、溫度實時監(jiān)控，提高產(chǎn)品質量,優(yōu)化生產(chǎn)流程。環(huán)保監(jiān)測及能源管理。物聯(lián)網(wǎng)與環(huán)保設備的融合實現(xiàn)了對工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種污染源及污染治理各環(huán)節(jié)關鍵指標的實時監(jiān)控，企業(yè)排污口安裝的無線傳感設備不僅可以實時監(jiān)測企業(yè)排污數(shù)據(jù)，而且可以遠程關閉排污口，防止突發(fā)性環(huán)境污染事故發(fā)生?；谖锫?lián)網(wǎng)的污染治理實時監(jiān)測方案已開始推廣。工業(yè)安全生產(chǎn)管理把感應器嵌入和裝配到礦山設備、油氣管道、礦工設備中，可以感知危險環(huán)境中工作人員、設備機器、周邊環(huán)境等方面的安全狀態(tài)信息，將現(xiàn)有的網(wǎng)絡監(jiān)管平臺提升為系統(tǒng)、開放、多元的綜合網(wǎng)絡監(jiān)管平臺，實現(xiàn)實時感知、準確辨識、快捷響應及有效控制。3.2RFID制造業(yè)應用的制

33、約因素從目前的RFID的發(fā)展情況來看，RFID的使用并沒有到達人們的預期，在制造業(yè)和車間現(xiàn)場的應用更是寥寥無幾。分析其原因，主要有如下幾個因素。雖然RFID技術的發(fā)展非?？欤壳昂芏鄰S商聲稱能夠到達5美分，但是真正一個完整的標簽到最終用戶手中時，一般都在一元人民幣以上，和幾分錢一個的條形碼相比，RFID成本方面的劣勢仍然很明顯；尤其是那些能滿足更高要求的標簽，價格更是比較昂貴。目前看來，對于托盤級別的物品包裝，采用RFID的可能性大于用于管理單件物品。3.2.2技術因素技術因素限制RFID在制造業(yè)生產(chǎn)中的使用存在于幾個方面：(1)對于金屬外表的敏感性由于RFID標簽本身是一個微型無線信號收發(fā)裝

34、置，當標簽貼在金屬外表時，金屬由于離標簽天線太近，對天線周圍的電磁環(huán)境構成比較大的影響，導致標簽無法正常工作，這種現(xiàn)象尤其嚴重影響了RFID在機械制造行業(yè)的應用；(2)對于液體的敏感性RFID目前采用的主流波長的電磁信號大多容易被水等液體所吸收，所以也限制了RFID在液體產(chǎn)品外表的使用。(3)標簽之間的相互遮擋雖然RFID強調(diào)對于讀寫距離的擴展和同時讀寫能力的提高，但是由于被動式標簽重疊以后，所有讀寫器發(fā)射的信號基本被先遇到標簽的天線所吸收，所以當一個標簽和另一個標簽重疊或者位于另一個標簽的“陰影”中時，該標簽不能獲得足夠的能量以支持芯片工作，造成漏讀現(xiàn)象。綜上所述，在沒有突破上述成本和技術限

35、制之前，RFID在制造業(yè)的應用將主要在以下行業(yè)得到發(fā)展：1)單件產(chǎn)品價值較高，對標簽的成本不敏感；2)對信息追蹤和防偽要求比較高；3）非金屬和液體類型的產(chǎn)品類型生產(chǎn)線管理系統(tǒng)具有以下幾方面的需求：首先，生產(chǎn)管理最基本的需求就是要通過對在制品生產(chǎn)過程的實時管理，保證生產(chǎn)經(jīng)營，滿足制造企業(yè)提高響應能力和提高效益的目標。其次，生產(chǎn)管理系統(tǒng)需要實現(xiàn)產(chǎn)品訂單優(yōu)化、出入庫、設備管理等要求，同時標準業(yè)務流程。通暢的業(yè)務流程是保障高響應能力和高效庫存管理的基礎，因此生產(chǎn)管理需要采用科學的管理流程及組織結構來使生產(chǎn)過程管理具備優(yōu)化、無冗余的基本屬性，從而確保業(yè)務流程的高效執(zhí)行。再次，生產(chǎn)管理系統(tǒng)也要求能夠減輕車

36、間及倉庫管理人員的工作量，提高工作效率，適應現(xiàn)代化制造業(yè)發(fā)展的需要。最后，產(chǎn)品的防偽是制造業(yè)信息化管理中一個比較重要的方面。生產(chǎn)管理能夠使生產(chǎn)管理人員甚至于生產(chǎn)過程各個節(jié)點的相關人員及時、準確地掌握在制品的位置、狀況、生產(chǎn)等信息，實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)的及時輔助決策，從而提高生產(chǎn)現(xiàn)場管理水平和質量。由于RFID技術具有先進、適用、操作簡單和見效快等特點，因而其應用范圍極為廣泛，車輛自動識別查驗，電子門票，商品防偽，EPC供給鏈管理，無障礙通行門禁，特種設備管理查驗基本都可使用，而且世界各國把RFID技術的發(fā)展重點向著生產(chǎn)自動化、金融貿(mào)易國際化、生產(chǎn)管理供給鏈化等領域推進。對于現(xiàn)代制造業(yè)來說，采用RFID

37、技術，可以實現(xiàn)對制造業(yè)產(chǎn)品的入庫、生產(chǎn)、出庫和盤點等進行電腦管理，實現(xiàn)生產(chǎn)線的自動數(shù)據(jù)采集，改良ERP等管理軟件數(shù)據(jù)采集的實時性，改善整個軟件系統(tǒng)的反應靈敏度，減少大多數(shù)繁重業(yè)務處理的工作量和時間，全面提高數(shù)據(jù)精度，提高管理軟件系統(tǒng)對庫存、計劃、進度控制的可信度，提供完整的物料質量跟蹤和實時監(jiān)控手段，并提供業(yè)務過程進一步簡化和自動化的工具。在供給鏈的各個環(huán)節(jié)，都能獲得產(chǎn)品的流向信息，并通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)產(chǎn)品的自動識別和信息交換與共享。進而實現(xiàn)對產(chǎn)品的可視化管理，提高準確率與效率，降低成本，還能實時反饋生產(chǎn)、物流、銷售等環(huán)節(jié)的精確數(shù)據(jù),為企業(yè)的下一步?jīng)Q策提供有力的支持。在制造業(yè)中使用RFID技術的優(yōu)

38、點決定了其應用的可行性：(1)質量控制在現(xiàn)代化的生產(chǎn)線上，產(chǎn)品的質量是由分布在假設干處的一些測試崗位來檢測的。在生產(chǎn)結束時，產(chǎn)品驗收之前必須能用該工件所有先前收集到的數(shù)據(jù)明確地表達其質量。利用產(chǎn)品上的電子標簽可以很方便地做到這一點，因為在整個生產(chǎn)過程中所取得的質量數(shù)據(jù)已經(jīng)隨產(chǎn)品走下了生產(chǎn)線。(2)數(shù)據(jù)安全RFID技術通過校驗和的方法來保證電子標簽中存儲的數(shù)據(jù)，從而確保讀出數(shù)據(jù)的準確。錯誤的數(shù)據(jù)會被發(fā)現(xiàn)并被忽略掉。(3)對環(huán)境條件要求不高RFID系統(tǒng)完全不怕灰塵、潮濕、油污、冷卻劑、粉屑、有害氣體、高溫以及在生產(chǎn)環(huán)境中產(chǎn)生的類似影響。玻璃或塑料標簽幾乎是完全防塵和放水的。即使在塵土特別多或者特別

39、臟的環(huán)境條件下，由于掃描器光學鏡頭很快就會被污染的原因而無法使用的條形碼，RFID系統(tǒng)卻可以勝任。第四章基于RFID的生產(chǎn)線管理系統(tǒng)實現(xiàn)本系統(tǒng)中應用的讀卡器及電子標簽的工作頻率為13.56MHz有效讀寫距離為5-30cm。每個讀卡器可接1-4個讀寫天線。與讀卡器連接的接口部分代碼函數(shù)均由讀卡器供給提供。在實習期間已實驗過對讀卡器的各種操作，均能通過。具體硬件實施圖如圖4-1所示：如圖4-1,整個系統(tǒng)共用一個數(shù)據(jù)庫。每條生產(chǎn)線分配一臺電腦，每臺電腦可根據(jù)實際應用情況連接多個讀卡器。每個讀卡器連接4個讀寫天線，每個天線對應一道工序。產(chǎn)品的每個檢測點分配一臺電腦和讀卡器，檢測結果由人工錄入數(shù)據(jù)庫。命

40、命天天天工序3PC( 廣 品檢測PC生產(chǎn)線1)PC生產(chǎn)線3工序4 工序5工序1工序2(生產(chǎn)線1PC(生產(chǎn)線2PC產(chǎn)品檢測0圖4-3系統(tǒng)硬件配置本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結構如圖4-2所示在線產(chǎn)品故障產(chǎn)品合格產(chǎn)品已出倉庫產(chǎn)品RFI 口號 記求時間 所在序 員號 所博生產(chǎn)線RFID 號 記該時間 檢測員 故障代碼 省屬生產(chǎn)線Kl'JJM 記錄時的 的測員 所屬生產(chǎn)線HE W” 出倉時間檢測員登錄人員加工人員實時郵件總后工號姓名所在工療；所屬生產(chǎn)被生產(chǎn)線1部件名秫 剁余數(shù)是圖數(shù)據(jù)庫ER圖主要功能模塊如圖4-2所示:生產(chǎn)線管理系統(tǒng)人員與角色管理故障代碼管理系統(tǒng)初始化圖4-4系統(tǒng)功能模塊圖4.2.2系統(tǒng)登錄首

41、先是系統(tǒng)的登錄如圖4-3所示。在本系統(tǒng)中，用戶角色只有三種，系統(tǒng)管理員、產(chǎn)品管理員和產(chǎn)品檢測員。不同的角色登錄后進入不同的界面。系統(tǒng)管理員進入系統(tǒng)主界面，其他分別進入產(chǎn)品管理和故障管理。每個角色均需要輸入正確密碼才能進入。圖4-5系統(tǒng)登錄界面圖1圖4-4為系統(tǒng)主界面，由此可以點擊菜單進入其他相應的界面。以及可以實時地監(jiān)控在線生成產(chǎn)品、故障產(chǎn)品、合格產(chǎn)品和調(diào)配每個工序的所需部件。每個產(chǎn)品在生產(chǎn)的開始會先佩上擁有唯一RFID號的電子標簽。產(chǎn)品每經(jīng)過一道工序，系統(tǒng)會自動地記錄下產(chǎn)品的序號、RFID號、時間、工序、職工工號、和所在的生產(chǎn)線，并顯示在在線產(chǎn)品表中。圖4-6系統(tǒng)主界面圖2圖4-5為系統(tǒng)主界

42、面中的故障產(chǎn)品表。從中可以實時地看到由產(chǎn)品檢測員檢測出來的故障產(chǎn)品的RFID號、時間和故障代碼。圖7-5系統(tǒng)主界面故障產(chǎn)品表圖3圖4-6為主界面中的合格產(chǎn)品表。每當產(chǎn)品檢測員檢測過并合格的產(chǎn)品，都會將其RFID號、檢測時間、檢測員的工號和所在生產(chǎn)線號記錄在數(shù)據(jù)庫中并顯示在下列圖的合格產(chǎn)品表生產(chǎn)淺管理系統(tǒng)回S3案就設置工序管理產(chǎn)品管理人員管理故障管理在線產(chǎn)品故做產(chǎn)品合格產(chǎn)品工序監(jiān)控KF工口號記錄時間植礴所屬生產(chǎn)線jAE00700001F2CA5112013061331"ECM700001F2CA5122013061331EM7G0M1F2CA5132013061331E00700M1F

43、2CA5142013061331£EOOTOOtK)lF2CA5l52013061331EOOTO口M1F2CA5162013061331EOOTOOOQ1F2CA517如】306133IE(K700lJ01F2CA5ia20】前61331EM700001F2CA5192013061331E00700001f2CA5112013061331ECM700001F2CA5122013061331Et»7G0Mlf2CA5132013061331k圖8-6系統(tǒng)主界面合格產(chǎn)品表圖4圖4-7為主界面中的工序監(jiān)控表。管理員可以實時看到每個生產(chǎn)線上每個工序所剩的部件數(shù)據(jù)，并為部件數(shù)量少的工序配送相應的部件?；?S3£生產(chǎn)在手里系統(tǒng)素統(tǒng)設置工序管理產(chǎn)品管理人員苜理故瘴哲理生產(chǎn)線 工序號 敷里 部件部件工生產(chǎn)線號工序號西/清零部件E c E c 929200 0 000-1 1 5 5 2 2 3 6 3 3- 件件件件件件件件件件 rTi-J?i- rTI- ?vfTI- FJIJ r15r-h ra 自宙 HE 宙 415 官同自出日.i在林產(chǎn)品故回產(chǎn)品臺格聲品工序監(jiān)控圖9-7系統(tǒng)主界面工序監(jiān)控圖圖4-8為產(chǎn)品的檢測工作界面，同時可以管理故障代碼?？梢暂斎牍收洗a來查詢相應的故障說明，也可以對故障代碼插入說明，或者刪除故障代碼。檢測員登陸系統(tǒng)后直接進