一种超高频读写器及叉车终端系统的制作方法

专利名称：一种超高频读写器及叉车终端系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及射频识别技术，特别是一种适合物流配送中心使用的超高频读写
器，及包括该读写器的叉车终端系统。
背景技术：
近年来，无线射频识别(简称RFID)技术的研究与应用正飞速发展。已有专家预 言，它有可能成为继移动通讯技术、互联网技术之后又一项影响全球经济与人们生活的新 技术。作为一项先进的自动识别和数据采集技术，RFID技术已经成功应用到生产制造、物流 管理、公共安全等各个领域。随着RFID技术的成熟和普及，各国政府都意识到RFID技术对 未来的影响和蕴涵的巨大商机，制定相关政策或投入物力，积极推动本国RFID产业发展。 与125KHz低频、13. 56MHz高频射频识别系统相比，900MHz超高频射频识别系统具 有读写速度快、识别距离远、可读写更多电子标签等特点，已经在仓储物流、智能停车场、生 产线管理以及产品防伪等众多领域得到越来越广泛的应用。超高频读写器作为900MHz超 高频射频识别系统的一个主要组成部分，和900MHz电子标签进行相互通信，并通过计算机 网络或串口连到计算机上，从计算机获取命令并返回应答数据。 物流配送中心包含以下九项基本作业活动即进货作业、搬运作业、存储作业、盘 点作业、订单处理作业、补货作业、发货作业、配送作业。实践证明，物流成本约占商品最终 售价的30%，其中包括配送、搬运和存储等成本。而拣货成本是其他搬运、装卸和运输等成 本总和的9倍，拣货作业是物流配送中心最重要环节，着手改进此作业流程将起到事半功 倍的效果。 进行物流配送管理是为了更有效的组织物流活动、控制物流费用以及提高服务质 量、防止出现不合理运输等，目前常见的物流配送中心存在以下几个方面问题 1、存货统计缺乏准确性——由于某些条码不可读或者一些人为错误，使得存货统 计常常不是十分精确，从而影响到配送中心做出正确决定； 2、订单填写不规范——很多订单没有正确填写，因此很难保证配送中心每次都可 以将正确数量的所需货物发送到正确的地点； 3、货物损耗——在运输过程中的货物损耗始终是困扰配送中心的问题，损耗的原 因有因为货物存放错了位置引起的，也有货物被偷盗而损失的，还有因为包装或者发运时 出错误的； 4、清点货物——传统方法在清理货物时效率很低，而为了及时了解货物的库存状 况又需要随时清点，为此需花费大量的人力、物力； 5、劳动力成本——劳动力成本已经成为一个比较严重的问题，统计表明，在整个 供应链成本中，劳动力成本所占比重已经上升到30 %左右。

实用新型内容为克服上述已有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种适合物流配送中心使用的超高频读写器及其叉车终端系统。 为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是 —种超高频读写器，包括MCU处理器模块、存储器模块、射频读写模块、计算机通 信模块，所述的MCU处理器模块分别与所述的存储器模块、射频读写模块、计算机通信模块 相连， 所述的存储器模块用于配合MCU处理器模块进行数据的存储； 所述的射频读写模块用于为读写器和电子标签通信提供一个物理通道。所述的MCU处理器模块选用Atmel公司的AT91SAM9260芯片。 所述的射频读写模块包括超高频读写芯片、外围的压控振荡器、功率放大器以及
环行器、天线。 所述的超高频读写芯片选用奥微公司的AS3990芯片，通信的协议采用国际标准 的EPC Cl G2协议，该超高频读写芯片和MCU处理器模块通信的方式采用8位数据总线配 合中断的方式。所述的计算机通信模块选用MAXM公司RS232接口芯片MAX3223。 —种包括上述超高频读写器的叉车终端系统，包括车载计算机终端、超高频读写
器、两组超高频读写器天线、蓝牙通信模块和电源， 两组超高频读写器天线包括固定天线和手持天线，该固定天线包括上端天线和下 端天线； 所述的蓝牙通信模块与所述的车载计算机终端相连，用于该叉车终端系统和其所 在的无线局域网通信。 所述的车载计算机终端包括车载计算机、可调节的装载底座和挂顶天线。 所述的固定天线选用两个圆极化天线，所述的手持天线选用两个线极化天线。 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是 本实用新型提供了一种适用于物流配送中心的超高频读写器，该读写器将RFID 技术、自动化数据采集技术、无线局域网技术和移动叉车有效地结合起来，使用户在物品搬 运过程中可以高效准确地进行物品识别和统计。 本新型整个叉车终端系统以上述RFID超高频读写器为核心，集成无线车载计算 机终端、蓝牙、无线局域网等设备装配于叉车上，使其叉车现场作业与上层仓储管理系统无 缝整合，让仓库和配送中心现场作业更便捷灵活、更智能高效。 利用该叉车读写器进行物品识别和统计可以最大限度避免和减少了人工干预，从 而减少人工操作错误的数量；同时完全自动化的操作，有效地提高了生产作业能力。

图1是本新型读写器的结构示意图。
图2是本新型读写器中处理器模块和存储器模块的示意图。 图3是本新型读写器中射频读写模块的示意图。 图4是本新型叉车系统的结构图。 图5是本新型叉车系统中读写器箱子的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式
做进一步详细的说明，但不 应以此限制本实用新型的保护范围。 请参阅图l。本新型超高频读写器，包括MCU(Micro Controller Unit，微处理器 单元)处理器模块、存储器模块、射频读写模块、计算机通信模块。 当用户需要写应用数据到电子标签时，先由车载计算机发送命令或数据给读写 器，再由读写器写入电子标签。命令或数据经由读写器的计算机通信模块从计算机送到读 写器后，便通过MCU处理器模块存放到存储器模块中，当电子标签进入读写器的操作区域 时，MCU处理器模块将应用数据从存储器模块中取出，再通过射频读写模块写入处于读写器 工作区域的电子标签。 当用户需要从电子标签读取应用数据时，先由读写器将处于其工作区域内的电子
标签数据内部的应用数据读出，再将该数据送到计算机。在读写器端，首先MCU模块通过射
频读写模块将电子标签中的应用数据读出，并放到存储器模块中，之后，该数据通过计算机
通信模块送回给计算机。 读写器中各个模块详细介绍如下 MCU处理器模块分别与所述的存储器模块、射频读写模块、计算机通信模块相连。 MCU处理器模块是这个超高频读写器的核心，所以该处理器具有较强的数据处理能力和较 大的程序存储空间。MCU处理器模块可选用但不限于Atmel公司的AT91SAM9260芯片。使 用时，处理器解析计算机发出的各条指令，并作出相应的应答。处理器模块将完成以下工 作 在车载计算机用户从远程开始使用该读写器时，MCU处理器模块接收计算机发出 的命令，并给出应答。 当900MHz电子标签进入读写器场区时，MCU处理器模块配合超高频射频读写模块 完成对电子标签的读写操作。 请参阅图2。存储器模块用于配合MCU处理器模块进行数据的存储。根据具体应 用需要，有些应用需要存储的数据量不大，就可以把数据存放到MCU处理器内部的数据存 储器中，而有些应用需要存储的数据量很大，则就需要把数据存放到存储器模块中了。 MCU 处理器模块和存储器模块接口的线包括多条地址总线、多条数据总线，以及读/写/片选控 制信号线等。 请参阅图3。射频读写模块用于为读写器和电子标签通信提供一个物理通道。该 射频读写模块包括超高频读写芯片、外围的压控振荡器(VC0)、功率放大器(PA)以及环行 器、天线等组成。 超高频读写芯片可选用但不限于奥微公司的AS3990芯片，通信的协议采用国际 标准的EPC Cl G2协议，该超高频读写芯片和MCU处理器模块通信的方式采用8位数据总 线配合中断的方式。 计算机通信模块选用MAXIM公司RS232接口芯片MAX3223。 叉车终端系统是一个以RFID超高频读写器为核心，集成了无线车载计算机终端、 蓝牙、无线局域网等设备装配于叉车上的系统，利用该系统，叉车现场作业与上层仓储管理 系统能够无缝整合，从而使让仓库和配送中心现场作业更便捷、更智能高效。
5[0047] 请参阅图4和图5。本新型包括上述超高频读写器的叉车终端系统5，包括一台车 载计算机终端4、一套超高频读写器、两组超高频读写器天线、一套蓝牙通信模块3和车载 电源l。车载计算机终端包括车载计算机、可调节的装载底座和挂顶天线。读写器主机9位 于读写器箱子7内。 两组超高频读写器天线包括固定天线6和手持天线2。固定天线选用两个6Dbi增
益的圆极化天线，包括上端天线和下端天线，以不同的角度安装在外壳内，上端天线可以读
取更宽范围内的标签，下端天线则具有更强的方向性，以控制读取托盘地面标签。手持天线
选用两个3Dbi增益的线极化天线，由用户手动操作，用于操作读写货架上的标签。 所述的蓝牙通信模块与所述的车载计算机终端相连，用于该叉车终端系统和其所
在的无线局域网通信。 电源线及通信线8用于车载电源1给超高频读写器主机9和蓝牙通信模块3提供 电源，并在读写器主机9、固定天线6、手持天线2和蓝牙通信模块3之间转递信号。 叉车终端系统，配合无线局域网环境，实现仓库自动化数据管理。具体工作模式如 下 1、仓库管理系统通过蓝牙通信模块和车载计算机终端进行通信，计算机终端接收 到指令后，显示要叉取托盘的名称、类型和位置等信息； 2、司机驾驶叉车到达确定位置后抓取到托盘，同时触发叉车终端系统读取托盘上 的电子标签； 3、叉车终端系统中的超高频读写器读取电子标签的信息后，通过车载计算机终端 和蓝牙通信模块与仓库管理系统进行通信，仓库管理系统确认抓取到的托盘就是系统指定 的托盘后，并指示叉车将托盘搬运到某个指定的货位；若抓取到的托盘不是系统指定的托 盘后，并给出报警信息提示司机； 4、司机驾驶叉车搬运托盘到指定货位，将托盘放入货位的同时，触发叉车终端系
统同时读取托盘标签和货位标签，并和仓库管理系统通信确认位置准确； 5、仓库管理系统通过读取到的托盘标签和货位标签，确认是系统指定的货位后，
实时更新系统中的数据。 6、如果用户需要了解货架上货物的信息，则可人工操作手持天线，读取货架标签
等特定标签的信息。 叉车终端系统特点如下 1、形状体积 考虑到叉车自身的因素，更好让系统设备融合于叉车，不给叉车带来额外的负担，
对系统的形状体积大小进行定性定量地设计，严格控制。超高频读写器所在的读写器箱子
有一个长方体坚固的不锈钢外壳，分为上下二部分，上面部分为超高频读写器主机和电源，
采取密封方式；下面部分为超高频读写器天线安装区域，采用外置方式，同时确保外围有不
锈钢金属保护。 2、坚固、耐用性 叉车终端系统首先能保证抵受严峻的工业环境，灰尘、油垢或者其他污染物都会 给设备带来极大的损坏，最主要的是叉车在作业过程中的强烈震动和撞击。坚固的不锈钢 外壳及很好的密封程度保证系统性能稳定及正常运作。[0063] 3、可靠、灵活性 叉车终端系统在读取模式、读取率及接收敏感度等功能方面都表现出良好的可靠 性。叉车终端系统对托盘进行全过程连续跟踪，加以配合相应的仓库管理系统，自动更新仓 库管理系统中的产品位置和数据，更好地实现作业控制，排除人工介入，提高作业效率。 4、扩展、实用性 采用此系统不会给日常的程序或步骤不需要进行太大的改变，很容易操作。同时， 叉车终端系统的使用还带来了 RFID读写器的大大减少，比如在一个大型的配送中心，仓库 门的数量可能有几十个，如果每个仓库门都需要安装RFID读写器数量将会很庞大的，而采 用叉车读写器则只需很少。此外，RFID控制都集成到配备的车载计算机终端上，操作性大 大简化。 5、统一、标准性 集成于叉车终端系统中的超高频读写器是基于软件无线电架构，是一款通用的、 支持多协议和多频率的超高频RFID固定式读写器。可以灵活地支持EPCglobalClassl Gen2(IS018000-6C)和IS018000-6B标签协议，所以保证了在读取多重移动界面协议，不同 制式的标签环境中均有出色的表现。 6、电源要求 叉车终端系统自带电源，不需要有叉车电源供电，保证叉车终端系统在电源供应 情况复杂的环境中应用自如。同时还另备电源，保证叉车终端系统能长时间工作而不间断。 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型的实施范 围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本实用新型的 技术范畴。
权利要求一种超高频读写器，其特征在于包括MCU处理器模块、存储器模块、射频读写模块、计算机通信模块，所述的MCU处理器模块分别与所述的存储器模块、射频读写模块、计算机通信模块相连，所述的存储器模块用于配合MCU处理器模块进行数据的存储；所述的射频读写模块用于为读写器和电子标签通信提供一个物理通道。
2. 根据权利要求1所述的超高频读写器，其特征在于所述的MCU处理器模块选用 Atmel公司的AT91SAM9260芯片。
3. 根据权利要求1所述的超高频读写器，其特征在于所述的射频读写模块包括超高频 读写芯片、外围的压控振荡器、功率放大器以及环行器、天线。
4. 根据权利要求3所述的超高频读写器，其特征在于所述的超高频读写芯片选用奥微 公司的AS3990芯片，通信的协议采用国际标准的EPC Cl G2协议，该超高频读写芯片和MCU 处理器模块通信的方式采用8位数据总线配合中断的方式。
5. 根据权利要求l所述的超高频读写器，其特征在于所述的计算机通信模块选用 MAXIM公司RS232接口芯片MAX3223。
6. —种包括上述权利要求1 5所述的超高频读写器的叉车终端系统，其特征在于包 括车载计算机终端、超高频读写器、两组超高频读写器天线、蓝牙通信模块和电源，两组超高频读写器天线包括固定天线和手持天线，该固定天线包括上端天线和下端天线；所述的蓝牙通信模块与所述的车载计算机终端相连，用于该叉车终端系统和其所在的 无线局域网通信。
7. 根据权利要求6所述的叉车终端系统，其特征在于所述的车载计算机终端包括车载 计算机、可调节的装载底座和挂顶天线。
8. 根据权利要求6所述的叉车终端系统，其特征在于所述的固定天线选用两个圆极化 天线，所述的手持天线选用两个线极化天线。
专利摘要本实用新型公开了一种超高频读写器，MCU处理器模块分别与所述的存储器模块、射频读写模块、计算机通信模块相连。存储器模块用于配合MCU处理器模块进行数据的存储射频读写模块用于为读写器和电子标签通信提供一个物理通道。本实用新型还公开了一种包括上述超高频读写器的叉车终端系统。本实用新型适用于物流配送中心的超高频读写器，该读写器将RFID技术、自动化数据采集技术、无线局域网技术和移动叉车有效地结合起来，使用户在物品搬运过程中可以高效准确地进行物品识别和统计。
文档编号G06K17/00GK201503591SQ20092007324
公开日2010年6月9日 申请日期2009年6月2日 优先权日2009年6月2日
发明者孙炜, 罗平, 金可威, 齐玉江 申请人:上海坤锐电子科技有限公司;捷玛计算机信息技术(上海)有限公司