基于服裝行業(yè)的RFID超高頻讀寫器系統(tǒng)設(shè)計

王睿斐

摘 要 用RFID超高頻讀寫器系統(tǒng)功能可以準(zhǔn)確高效的監(jiān)管服裝生產(chǎn)過程，包括服裝信息，數(shù)據(jù)整合分析，數(shù)據(jù)傳遞，標(biāo)簽設(shè)備管理和系統(tǒng)管理等方面的監(jiān)管和應(yīng)用，本文分析了服裝行業(yè)的RFID讀寫器系統(tǒng)的背景和需求分析，并設(shè)計了RFID讀寫器系統(tǒng)硬件和軟件部分。

關(guān)鍵詞 RFID；服裝行業(yè)；讀寫器

中圖分類號 TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）161-0066-02

1 背景簡介

中國作為13億人口的大國，是全世界最大的服裝消費(fèi)國和生產(chǎn)國。近幾年，中國的服裝行業(yè)潮流頻繁變換，加上季節(jié)更替的因素，造成大量服裝的種類、款式不斷地快速改變。服裝行業(yè)的變化發(fā)展也大大推動了中國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，它一直為中國出口創(chuàng)匯做出了巨大的貢獻(xiàn)。同時中國也成為了全世界最大的服裝生產(chǎn)加工基地，約30%的服裝會是中國制造。因此，這種服裝行業(yè)的快速服務(wù)特性決定了它是需要一套行之有效的管理系統(tǒng)進(jìn)行倉庫盤點(diǎn)和零售活動。在服裝行業(yè)使用RFID超高頻電子標(biāo)簽可以極大方便生產(chǎn)、銷售和管理環(huán)節(jié)，管理者能夠準(zhǔn)確、高效的定位問題可能出現(xiàn)的地方。在生產(chǎn)過程中，利用RFID電子標(biāo)簽可以管理、控制生產(chǎn)進(jìn)度及調(diào)度，記錄不同的工序和工段實(shí)際產(chǎn)生的結(jié)果，通過RFID專業(yè)讀寫器記錄進(jìn)RFID電子標(biāo)簽芯片內(nèi)，再利用應(yīng)用軟件和網(wǎng)絡(luò)將所有信息匯總整理，出貨和運(yùn)輸時根據(jù)之前匯總的信息進(jìn)行盤點(diǎn)，直至服裝最后的銷售環(huán)節(jié)。每一件服裝對應(yīng)的一枚合格RFID電子標(biāo)簽均可以包含所有從源頭到售出的信息數(shù)據(jù)。

2 基于服裝行業(yè)的RFID讀寫器系統(tǒng)的需求分析

大批量使用的RFID電子標(biāo)簽可以解決服裝零售業(yè)兩大難題：一是商品斷貨；二是因?yàn)楣?yīng)鏈管理混亂和盜竊造成的損耗。現(xiàn)如今沃爾瑪、麥德龍，瑪莎，ZARA和H&M等快銷品牌公司，正在大量使用RFID電子標(biāo)簽已經(jīng)使其成為物聯(lián)網(wǎng)中重要的角色。RFID技術(shù)RFID電子標(biāo)簽在服裝單品級的管理上，利用標(biāo)簽內(nèi)芯片可讀可寫的功能，對生產(chǎn)到銷售均可以更透明化、數(shù)據(jù)化地進(jìn)行管理，同時也可實(shí)施防偽措施，倉儲物流和銷售中的大宗貨物。一個合格并且符合實(shí)際需求的RFID讀寫器系統(tǒng)功能應(yīng)包括監(jiān)管生產(chǎn)過程，監(jiān)管服裝信息，數(shù)據(jù)整合分析，數(shù)據(jù)傳遞，標(biāo)簽設(shè)備管理和系統(tǒng)管理等方面。該系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)如圖1。

3 基于服裝行業(yè)的RFID讀寫器系統(tǒng)的硬件設(shè)計

本文中的硬件系統(tǒng)是模塊化設(shè)計，包括控制單元模塊和射頻接口模塊，以ARM7作為主控單元進(jìn)行外圍擴(kuò)展設(shè)計。

在該系統(tǒng)中，主控部分由嵌入式微處理器來替代上位機(jī)，該設(shè)計的微處理器系統(tǒng)中嵌入式CPU配置達(dá)到ARM7標(biāo)準(zhǔn)，符合運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，此電路板的主控芯片使用Impinj R1000。基于該主控芯片實(shí)現(xiàn)的ARM7功能電路，主要是為外圍電路和接口提供信號。射頻采集處理器采用的是ARM7，它的MAC射頻采集處理器是整個系統(tǒng)的核心部分，負(fù)責(zé)接收超高頻讀寫器天線接收到的信號解調(diào)后發(fā)送至主控芯片，可實(shí)現(xiàn)920MHz～925MHz超高頻段的操作，符合EPCglobal、ISO 18000-63和Gen2V2協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)協(xié)議完成所有命令的操作，與主機(jī)之間的通信為異步串行通信口UART RS-232或以太網(wǎng)接口。

當(dāng)整個硬件系統(tǒng)啟動時，系統(tǒng)對主控單元的控制和通信都是通過異步串行通信口UART RS-232或以太網(wǎng)接口完成的。讀寫器另一端與讀寫器天線相連接，利用天線的輸出端，把信號調(diào)制到載波上面發(fā)送，載波信號頻率為超高頻段。當(dāng)RFID超高頻服裝標(biāo)簽感應(yīng)到讀寫器天線發(fā)送出的載波信號之后，會反饋信號給讀寫器天線接收端，主控單元會對讀寫器天線接收到的信號進(jìn)行調(diào)解，并對相應(yīng)的指令進(jìn)行操作，完成所有命令。

在設(shè)計的整個硬件系統(tǒng)中，硬件系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)參數(shù)為：供電電壓5V，讀寫距離為0m～7m，工作頻率860MHz～960MHz，通信速率32-bit/5ms，電子標(biāo)簽可重復(fù)寫入10萬次，工作溫度-20℃～55℃，存儲溫度為-20℃～85℃。

4 基于服裝行業(yè)的RFID讀寫器系統(tǒng)的軟件設(shè)計

軟件系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境為Visual Studio 2010，使用net2.0開發(fā)的。Impinj的SDK開發(fā)工具包，RFID讀寫器必須與應(yīng)用系統(tǒng)中的相關(guān)服務(wù)器連接，連接方式為TCP/IP尋址。對系統(tǒng)中應(yīng)用程序的設(shè)計，主要是完成讀取服裝標(biāo)簽信息和寫入數(shù)據(jù)的基本功能。對于整個系統(tǒng)的使用來說，第一步是讀取服裝標(biāo)簽，按照設(shè)計的讀取距離要求是0m～7m，只要服裝標(biāo)簽在該區(qū)域內(nèi)，那么服裝標(biāo)簽就可以與超高頻讀寫器相互通信。在讀取時，可以讀到超高頻電子標(biāo)簽芯片在出廠時的設(shè)置數(shù)據(jù)。讀取之后，按照服裝零售商的要求再進(jìn)行數(shù)據(jù)重新寫入，即初始化操作。在這個過程中可以加入公司標(biāo)識、產(chǎn)品信息等內(nèi)容。當(dāng)被初始化的電子標(biāo)簽被終端讀寫器讀取時，可以獲得初始化時所包含的所有數(shù)據(jù)，可以讓使用者精確地辨別服裝個體和唯一性，在單品級物品管理上具有很大優(yōu)勢。如遇到非授權(quán)的寫碼操作，設(shè)置過讀寫保護(hù)狀態(tài)，則可以有效的防止偽造等違法銷售手段。RFID超高頻讀寫器工作流程如圖2。

5 結(jié)論

我國是服裝使用大國，有巨大的市場占有率，運(yùn)用RFID超高頻電子標(biāo)簽管理技術(shù)可以更容易的實(shí)現(xiàn)服裝的生產(chǎn)、進(jìn)出口活動。本文分析了服裝行業(yè)的RFID讀寫器系統(tǒng)的需求，根據(jù)需求分析設(shè)計了RFID讀寫器系統(tǒng)硬件和軟件部分。本文設(shè)計的RFID讀寫器系統(tǒng)可以使服裝管理更加簡便，操作性更強(qiáng)。

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