计算机检测技术和RFID在仓储系统货位虚实识别中的应用

摘要: 本文主要介绍用计算机检测技术与射频识别技术RFID(Radio frequency identification technology)物流自动化仑储系统与生产线自动识别管理信息中的应用.并着重对自动化仑储系统中用计算机检测技术对仑储货位虚实的自动识别作分析说明.

关键词: 传感器 1-Wire网络 射频识别 电子标签

1、前言

       随着商品经济和信息技术的发展，自动化仓储系统(ASS—Automatic Storage System)已在大型集团企业、商场和国防等各个领域中崛起。它是一种人工不直接进行处理的自动存储和取出货物系统，是当今最新型的仓储设施。而自动化仓储系统中货位虚实的自动识别又是物流信息的前提。

ASS发展如此迅速，主要的原因有以下几点：
1、可以用计算机检测和控制。用电脑对信息进行准确的存储和管理，自动打印出各种报表。
2、是一种高层货架存储，占地面积小，充分利用库房空间，其库容量大。
3、能自动存取，收发准确迅速，储运损耗小，物流效率高和库存占用资金低及资金周转快等优点。

        现代ASS中货物虚实的自动化识别是ASS的前提。ASS是由高层立体货架、堆垛机、输送系统、信息识别系统、计算机控制系统、通信系统、监控系统和管理系统等组成。其中信息识别系统的作用是完成对货物品名、类别、货号、数量、等级、生产厂，甚至货位地址的识别。为实现这些功能，可用条形码、磁条、光学字符和射频等识别技术来对物流信息进行采集，而货位的虚实识别技术，即自动判断某汽车货位上货物的有无就是信息识别系统的重要组成部分，是实现仓储货位自动管理的基础是解决堆垛机和货物安全的必须，也是ASS正常运行的前提。

2、软件法是货位虚实识别技术的首选

        应该说货位虚实识别技术的方法有多种，但是用软件法来判别货位虚实，其设计思想简单、实施方便，可在线时自动完成货位虚实的判别及修改，故为首选。

软件法实际是用数据库技术，是在管理计算机数据库中设置一张货位表，见图1所示。


        表中字段“有货”为“是/否”逻辑型。字段值为YES的货位，表示该货位有货即“实”字段值为NO的货位，表示该货位无货即“虚”。从图2所示可见，


货位编号1、2、4、7、9等货位为“实”， 即有货，而货位号为3、5、6、8货位为“虚”，即无货。

        货位的虚实是由AS/RS监控系统根据货物入出库实际情况自动修改的。其工作流程如下：当有货物准备入库时，监控系统程序查询货位表中有货字段为NO的空闲货位，将其分配给相应的堆垛机，并发出存货命令，堆垛机将货物放在该货位后，向上位机监控程序返回“存货命令己完成”的信息，这时上位机监控程序就将该货位对应地有货字段改YES为；货物出库时反之。这样，就实现了货位虚实的在线判别与修改。

然而当工作在离线方式时，软件法则无法完成货位虚实判别的任务，此时应用传感器法。

3、传感器法的应用

       传感器法主要有反射式光电传感器、超声波传感器等类型。传感器法是将传感器安装在堆垛机货叉适当位置上，在存取货时则可检测欲操作货位上是否有货存在。

*光电传感器的检测
        安装在堆垛机货叉上的组件式光电传感器，其输出作为堆垛机控制器的输入信号。存货时，如果欲存货的货位无货，则光电传感器无输出信号；如果欲存货的货位有货，则光电传感器有输出信号，堆垛机控制器接收该信号后，便立即停止运行，同时向上位计算机发出故障信号，等候处理。

*超声波传感器的检测
        组件式超声波传感器由声波发射器、接收器、定时器及控制器等组成。该检测应用回声测距的原理。当堆垛机货叉向货位运动过程时，首先由声波发射器向货位发射高频脉冲波束，波束发射后即刻自行关机，同时又打开声波接收器检测回声信号，则定时器记录在空气中声波的传播时间，从而换算出被测货物到声波传感器之间的距离，从而识别货位虚实。见图3所示超声波传感器的检测示意图。


4、新型的一线（网络）法(1-Wire Net) 设计方案

        该法它适用了对于货位要求更高和可靠性高的场合，即在的每个货位上安装一个开关，开关可以是机械、光电、磁或其它原理的。但问题是大量的开关与识别装置（计算机）的联线是比较烦恼之事。因此，最大限度减少联线的数目是该方法的关键。为此，采用当代最新型的一线（网络）法，可谓是一种性能价格比较好的设计方案。

*1-Wire通用网络简介
        1-Wire为外设器件沿着一条电连接线进行双向数据传输提供了一种简单的方案，任何系统都包括一台主机和一个以上的从机，它们共用一条数据线。这条数据线被地址、控制、及数据信息复用。大多数器件完全靠从数据线上获得的电源供电。当数据线上为高电平时，电荷存储在器件内部；为数据线低电平时，利用这些电荷提供能量。多个器件通过一个端口连接到微处理器，1-Wire器件有存储NVRAM、EEPROM、可寻址开关、数字传感器、时钟等类型。1-Wire器件中的DS2401为尺寸极小(1.3mm