专利名称：一种基于射频识别技术的生产车间内车辆跟踪系统和方法
技术领域：
本发明涉及生产车间内车辆跟踪系统和方法领域，特别是涉及一种基于射频识别技术的生产车间内车辆跟踪系统和方法。
背景技术：
射频设别技术(即RFID, Radio Frequency Identification的缩写)，又称为电子标签或无线射频设别技术，是一种可通过无线电信号设别特定目标并读写相关数据的技术。RFID技术涉及信息、制造、材料等诸多高科技的技术领域，涵盖了无线通信、芯片设计与制造、天线设计与制造、标签封装、系统集成、信息安全等技术。一些国家和国际跨国公司都在加速推动RFID技术的研发和应用进程。从20世纪80年代开始RFID技术逐步走向成熟，在过去十年间，产生很多关于RFID技术的专利，主要集中在美国、欧洲、日本等国家和地区。由于利用射频方式进行双向通信交换数据而达到识别的目的，不需要识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触等特性，RFID技术显示出了巨大的发展潜力与应用空间， 被认为是21世纪的最有发展前途的信息技术之一。目前，RFID被广泛应用于超市、图书馆管理、仓库管理、交通运输控制管理、工业自动化、商业自动化、动物跟踪和管理、防伪甚至军事等众多领域。在生产车间中，有些行业的工业化生产中，需要用到推车、小货车等各种类型的车辆，而且在一个生产车间中，各种类型的车辆比较多，由于是间歇性流水作业，每一辆车都循环用多次，每次装得都是不同生产批号的产品。由于没有专门的系统对车辆装的产品的生产批号进行跟踪，当生产环节需要对应生产批号的产品进行进一步加工的时候，就会出现操作工人在整个生产车间找装有所需要的生产批号产品的车辆，从而导致生产效率降低并会打乱原有的生产计划。以印染企业的生产车间为例，印染企业生产过程中，生产车间中某一生产环节的制品布匹基本上都是通过布车作为载体输送的，由于生产车间本身的空间有限再加上生产过程采用间隙性流水线作业，布匹在生产过程中无法固定堆在一辆布车上，这样，车间操作人员要跟踪布匹在生产车间内的生产进度及所处的位置就非常困难，往往会出现满生产车间找装有所需要布匹的布车的情况，既耽误生产又会打乱原先的生产计划安排，使得生产效率大大降低，存在着技术缺陷。
发明内容
本发明提供了一种基于射频识别技术的生产车间内车辆跟踪系统，能对生产车间内的车辆上运载的生产产品进行跟踪，方便管理人员和车间操作人员能实时查找所需的生产产品和了解生产进度。一种基于射频识别技术的生产车间内车辆跟踪系统，包括RFID标签装置，被附于生产车间内的车辆上；RFID标签读取器，被附于生产区域内，用于读取RFID标签装置的信息并将该信息转变为第一控制计算机可识别的信号；第一控制计算机，用于接收RFID标签读取器传入的可识别的信号；数据管理中心，用于汇总、处理分析和储存车辆的相关信息及生产车间的生产信息；车间生产管理系统，用于管理车辆的相关信息及生产车间的生产信息；所述的第一控制计算机、数据管理中心和车间生产管理系统之间能进行数据传输和数据交换。为了取得更好的发明效果，以下作为本发明的优选所述的车间生产管理系统包括车辆的相关信息管理模块、生产车间的生产信息管理模块和RFID标签发行模块。车间生产管理系统可以根据生产的需要，可以增加相应的模块，如订单信息管理模块、工艺信息管理模块、订单计划排产模块、车间生产作业模块、成品检验模块、仓库管理模块、报表分析模块等。对于RFID标签装置，分为被动射频标签、无源标签、主动射频标签等，对于被动射频标签或无源标签，当RFID标签读取器遇见被动射频标签或无源标签时，会发出电磁波， 周围形成电磁场，被动射频标签或无源标签从电磁场中获得能量后激活被动射频标签或无源标签中的微芯片电路，从而发射出无线电波，RFID标签读取器接收到无线电波后把它转换成第一控制计算机可识别的信号，然后被第一控制计算机接收、处理并形成管理数据；对于主动射频标签，主动射频标签内装有电池，可在有效范围内发出某一频率的信号，被RFID 标签读取器接收并转换成第一控制计算机可识别的信号，然后被第一控制计算机接收、处理并形成管理数据。第一控制计算机根据管理数据向数据管理中心检索获取推入车辆的相关fe息。本发明中的RFID标签装置可采用多种标签，所述的RFID标签装置优选为电子标签，具有接受和发送信号功能或具有接受信号、发送信号和数据存储功能。具有接受和发送信号功能的电子标签，该电子标签具有写入功能，可以通过标签发行装置写入信息，在这基础上，在RFID标签装置内部嵌入了 EEPROM或SRAM (Static RAM)，使其具有储存功能，存储内容一般可从1比特至几K字节。所述的基于射频识别技术的生产车间内车辆跟踪系统还包括标签发行装置，与第二控制计算机相连，用于采集RFID标签装置中的信息和/或向RFID标签装置写入信息。当 RFID标签装置不具有写入功能时，标签发行装置用于采集RFID标签装置中的信息，当RFID 标签装置具有写入功能，标签发行装置还能向RFID标签装置写入信息。所述的标签发行装置亦称为编程器、读写器等，包含有高频收发模块(发送器和接收器)、控制单元及天线等， 在工作状态下，标签发行装置可以通过电磁波唤醒RFID标签装置并建立电磁耦合区域，继而读取RFID标签装置中的信息，对于具有写入功能的电子标签，标签发行装置可以通过该方式将信息写入RFID标签装置。当RFID标签读取器和标签发行装置的功能集成于一个设备时，即电子标签读写器，所述的第一控制计算机和第二控制计算机可以为同一台控制计算机。所述的RFID标签装置与所述的RFID标签读取器通过无线射频传输网络进行数据传输和数据交换。所述的RFID标签读取器与所述的第一控制计算机通过串行通讯网络进行数据传输和数据交换；所述的第一控制计算机、数据管理中心和车间生产管理系统通过局域网进行数据传输和数据交换。所述的标签发行装置与第二控制计算机通过串行通讯网络进行数据传输和数据交换，具体采用RS232接口进行通讯；所述的第二控制计算机、第一控制计算机、数据管理中心和车间生产管理系统通过局域网进行数据传输和数据交换，从而使得各设备之间数据的传输和数据的交换稳定、快速、安全。具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频，RFID标签装置在RFID标签读取器的电磁场的激励下使微芯片电路工作，将电信息源(模拟或数字的)用高频电流进行调制 (调幅或调频)，形成射频信号，经过天线发射到空中；RFID标签读取器将射频信号接收后进行反调制，还原成电信息源，这种信息的传输方式称为无线射频传输网络。本发明提供了一种基于射频识别技术的生产车间内车辆跟踪方法，通过RFID技术自动跟踪车辆，实时追踪生产产品在对应生产设备上生产后落在具体哪一辆车辆上，方便车间人员实时查找所需的生产产品和了解生产进度，使得生产车间各产品批号清晰，位置明确。一种基于射频识别技术的生产车间内车辆跟踪方法，包括以下步骤(1)将车辆的相关信息汇总和储存到数据管理中心，并且将RFID标签装置中的信息与数据管理中心中的车辆的相关信息内容相关联；车辆的相关信息包括车辆的身份数据，车辆的身份数据包括车号、车辆类型、制造时间等。(2)当车辆推入生产区域承接生产产品时，RFID标签读取器读取车辆上RFID标签装置中的信息并将读取到的RFID标签装置中的信息转换成第一控制计算机可识别的信号后传入第一控制计算机；(3)第一控制计算机根据RFID标签读取器传入的可识别的信号向数据管理中心检索获取推入车辆的相关信息，并将车辆的相关信息上传至生产管理系统；(4)当车辆承接完生产产品后，推离时或推离后，第一控制计算机将车辆的相关信息和生产车间的生产信息传输到数据管理中心；生产车间的生产信息主要是指与车辆有关的生产信息，如该推离的车辆承接的生产产品的信息；(5)数据管理中心将步骤(4)传输的车辆的相关信息和生产车间的生产信息分析处理成为有效数据，将有效数据更新到生产车间管理系统。所述的基于射频识别技术的生产车间内车辆跟踪方法还包括标签发行装置可以根据需要采集RFID标签装置中的信息和/或向RFID标签装置写入信息，并传输给数据管理中心和车间生产管理系统。当需要将RFID标签装置中的信息与数据管理中心中的车辆的相关信息内容相关联时，可以采集RFID标签装置中的信息和/或向RFID标签装置写入信息。由于RFID标签装置无法储存大量的数据，一般只提供一些简单信息，当RFID标签装置不具有写入功能时，标签发行装置可采集RFID标签装置中的信息，使得RFID标签装置中的信息(如原始ID)与数据管理中心中的车辆的相关信息内容相关联，将RFID标签装置中的信息(如原始ID)作为一个索引，由第一控制计算机向数据管理中心调取车辆的相关信息；当RFID标签装置具有写入功能时(写入的信息主要为车辆的身份数据)，可通过标签发行装置采集RFID标签装置中的信息(如原始ID)和/或向RFID标签装置写入信息，将 RFID标签装置中的信息(如原始ID)或/和向RFID标签装置写入的其他信息与数据管理中心中的车辆的相关信息内容相关联，将RFID标签装置中的信息(如原始ID)或/和向 RFID标签装置写入的其他信息作为索引，由第一控制计算机向数据管理中心调取车辆的相
关信 息。步骤(3)中，第一控制计算机获取车辆的相关信息后，检验获取的车辆的相关信息是否合法，合法进入下一步骤，不合法则出现相关提示。例如，当第一控制计算机无法根据传入的可识别的信号向数据管理中心检索获取推入车辆的相关信息，则出现不能获取车辆的相关信息的提示，如第一控制计算机会发一条报警信息提示车间操作人员。这时，车间操作人员就要对数据管理中心中的车辆的相关信息和RFID标签装置中的信息进行核对， 看两者内容是否成一一相对应的关联。当两者内容一一对应关联时，RFID标签读取器读取车辆上RFID标签装置中的信息并转换成第一控制计算机可识别的信号，第一控制计算机根据可识别的信号就能检索获取相对应车辆(即推入车辆)的相关信息。步骤(5)中，数据管理中心获取车辆的相关信息和生产车间的生产信息后，经过一系列的数据服务处理如事务触发机制、存储触发机制等将数据整理成有效数据，将有效数据更新到生产车间管理系统中，从而保证了数据的实时更新，方便管理人员和车间操作人员通过生产车间管理系统准确查找所需的生产产品和了解生产进度。与现有技术相比，本发明具有如下优点本发明基于射频识别技术的生产车间内车辆跟踪系统，通过RFID标签装置、RFID 标签读取器、第一控制计算机、数据管理中心和车间生产管理系统相互之间的配合与协作， 对生产车间内的车辆上运载的生产产品进行跟踪，方便管理人员和车间操作人员能实时查找所需的生产产品和了解生产进度，使得生产车间各产品批号清晰，位置明确，并且该系统具有很好的稳定性。本发明基于射频识别技术的生产车间内车辆跟踪方法，通过各步骤数据的实时传输和交换，使得第一控制计算机、数据管理中心和车间生产管理系统实时掌握车辆的相关信息和生产车间的生产信息，该方法能很好地处理、整合生产车间内车辆的相关信息和生产车间的生产信息，实时追踪生产产品在对应生产设备上生产后落在具体哪一辆布车上， 使得生产车间各产品批号清晰，位置明确。本发明基于射频识别技术的生产车间内车辆跟踪系统和方法特别适合于印染企业的生产车间中，管理人员和车间操作人员就能实时跟踪布匹在生产车间内的生产进度和实时跟踪布匹在对应生产设备上生产后落在哪一辆布车，管理人员和车间操作人员就能很方便地找到载有所要布匹的布车，使得生产车间井然有序，生产过程井井有条，可以很好的完成生产计划安排，大大提高了生产效率。
图1是本发明基于射频识别技术的生产车间内车辆跟踪系统的结构示意图；图2是本发明基于射频识别技术的生产车间内车辆跟踪方法的流程示意图。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明进行进一步的说明，以印染企业的生产车间(即印染车间)为例，在印染车间中，涉及的车辆都是指布车7。
如图1所示，为本发明基于射频识别技术的生产车间内车辆跟踪系统，包括RFID标签装置1，被附于印染车间内的布车7上；RFID标签读取器2，被附于生产区域内(即布匹生产机台的落布端)，用于读取 RFID标签装置1的信息并将该信息转变为第一控制计算机3可识别的信号；第一控制计算机3，用于接收RFID标签读取器2传入的可识别的信号；数据管理中心4，用于汇总、处理分析和储存布车7的相关信息及生产车间的生产 fn息；车间生产管理系统5，用于管理布车7的相关信息及生产车间的生产信息；第一控制计算机3、数据管理中心4和车间生产管理系统5之间能进行数据传输和数据交换。标签发行装置6，与第二控制计算机(未标出)相连，用于采集RFID标签装置1中的信息和/或向RFID标签装置1写入信息。RFID标签装置1可选用电子标签，具有接受和发送信号功能或具有接受、发送信号和数据存储功能。标签发行装置6亦称为编程器、写入器、读写器、通信器等。单纯实现向电子标签内存中写入信息的设备称为编程器、写入器等。综合具有无接触读取与写入电子标签内存信息的设备称为读写器、通信器等。电子标签根据信息的写入方式大致可以分为以下三种类型一、电子标签在出厂时，即已将完整的标签信息写入标签，该电子标签一般具有只读功能。只读标签信息的写入，在更多的情况下是在电子标签芯片的生产过程中，即标签信息写入芯片，使得每一个电子标签拥有一个唯一的标识UID (如96bits)。应用中，需再建立电子标签唯一 UID与待识别物品的标识信息之间的对应关系(如电子标签唯一 UID与布车 7的车牌号的对应关系)。只读标签信息的写入也有在应用之前，由专用的初始化设备将完整的标签信息写入，但是不具有多次改写的能力；二、电子标签信息的写入采用有线接触方式实现，一般称这种标签信息写入装置为编程器。这种接触式的电子标签信息写入方式通常具有多次改写的能力。例如，目前在用的铁路货车电子标签信息的写入即为这种方式。电子标签在完成信息注入后，通常需将写入口密闭起来，以满足应用中对其防潮、防水、防污等要求；三、电子标签在出厂后，允许用户通过专用设备以无接触的方式向电子标签中写入数据信息。这种专用写入功能通常与电子标签读取功能结合在一起形成电子标签读写器。具有无线写入功能的电子标签也具有其唯一的不可改写的UID。这种功能的电子标签趋向于一种通用电子标签，应用中，可根据实际需要仅对其UID进行识读或仅对指定的电子标签内存单元(一次读写的最小单位)进行读写。此外，在应用中还广泛存在着一次写入多次读出W0RM(Write Once Read Many)的电子标签。这种WORM概念即有接触式改写的电子标签存在，也有无接触式改写的电子标签存在。这类WORM标签一般大量用在一次性使用的场合，如航空行李标签，特殊身份证件标签等。以上各种种类的电子标签都能用在本发明中，但是无论是使用何种电子标签，对电子标签的操作均应在一定的授权控制之下进行。否则，将失去电子标签标识物品的意义。
数据管理中心4可采用SQL Server大型关系型数据库，用于汇总、处理分析和储存布车7的相关信息及生产车间的生产信息；布车7的相关信息包括布车7的身份数据，布车7的身份数据包括车号、布车7类型、制造时间等。生产车间的生产信息主要是指与布车 7有关的生产信息。处理分析主要是指数据库的数据服务处理，如事务触发机制、存储触发机制等。车间生产管理系统5包括布车7的相关信息管理模块、生产车间的生产信息管理模块和RFID标签发行模块。车间生产管理系统5可以根据生产的需要，可以增加相应的模块，如订单信息管理模块、工艺信息管理模块、订单计划排产模块、车间生产作业模块、成品检验模块、仓库管理模块、报表分析模块等。车间生产管理系统5—般部署在TOB服务器上， 用户可以通过浏览器方式登陆WEB服务器上的车间生产管理系统5的操作界面，在操作界面上进行信息的处理和生产的管理。RFID标签装置1与RFID标签读取器2通过无线射频传输网络进行数据传输和数据交换。RFID标签读取器2与第一控制计算机3通过串行通讯网络进行数据传输和数据交换；第一控制计算机3、数据管理中心4和车间生产管理系统5通过局域网进行数据传输和数据交换。标签发行装置6与第二控制计算机通过串行通讯网络进行数据传输和数据交换，具体采用RS232接口进行通讯；第二控制计算机、第一控制计算机3、数据管理中心4和车间生产管理系统5通过局域网进行数据传输和数据交换，局域网具体的应用可选择以太网。如图1、图2所示，一种基于射频识别技术的生产车间内车辆跟踪方法，包括以下步骤(1)将布车7的相关信息汇总和储存到数据管理中心4，并且将RFID标签装置1 中的信息与数据管理中心4中的布车7的相关信息内容相关联；布车7的相关信息包括布车7的身份数据，布车7的身份数据包括车号、布车7类型、制造时间等。步骤(1)还包括标签发行装置6将采集RFID标签装置1中的信息和/或向RFID 标签装置1写入信息，并传输给数据管理中心4和车间生产管理系统5。RFID标签装置1 中的信息一般只提供一些简单信息，当RFID标签装置1不具有写入功能时，可用标签发行装置6采集RFID标签装置1中的信息(即RFID标签装置1中的原始ID)，将RFID标签装置1中的原始ID与数据管理中心4中的布车7的相关信息内容相关联，从而将RFID标签装置1中的原始ID作为一个索引，由第一控制计算机3向数据管理中心4调取布车7的相关信息；当RFID标签装置1具有写入功能时(写入的信息主要为布车7的身份数据)，标签发行装置6还可以向RFID标签装置1写入的信息，可以将RFID标签装置1中的原始ID 或/和向RFID标签装置1写入的其他信息(如新写入ID)与数据管理中心4中的布车7 的相关信息内容相关联，从而将RFID标签装置1中的原始ID或/和向RFID标签装置1写入的其他信息作为索引，由第一控制计算机3向数据管理中心4调取布车7的相关信息；第二控制计算机可以通过登陆TOB服务器的车间生产管理系统5调用RFID标签发行模块，向RFID标签发行装置6发送命令，进行操作。(2)当布车7推入生产区域承接生产产品时，RFID标签读取器2读取布车7上RFID 标签装置1中的信息并将读取到的RFID标签装置1中的信息转换成第一控制计算机3可识别的信号后传入第一控制计算机3 ；(3)第一控制计算机3根据RFID标签读取器2传入的可识别的信号向数据管理中心4检索获取推入布车7的相关信息，并将布车7的相关信息上传至生产管理系统5 ；第一控制计算机3获取布车7的相关信息后，检验获取的布车7的相关信息是否合法，合法进入下一步骤，不合法则出现相关提示。例如，当第一控制计算机3无法根据传入的可识别的信号向数据管理中心4检索获取推入布车7的相关信息，则出现不能获取布车7的相关信息的提示，如第一控制计算机3会发一条报警信息提示车间操作人员。这时， 车间操作人员就要对数据管理中心4中的布车7的相关信息和RFID标签装置1中的信息进行核对，看两者内容是否成一一相对应的关联。当两者内容一一对应关联时，RFID标签读取器2读取布车7上RFID标签装置1中的信息并转换成第一控制计算机3可识别的信号，第一控制计算机3根据可识别的信号就能检索获取相对应布车7(即推入的布车7)的相关信息；(4)当布车7承接完生产产品后，推离时或推离后，第一控制计算机3将布车7的相关信息和生产车间的生产信息传输到数据管理中心4 ；生产车间的生产信息主要是指与布车7有关的生产信息，如该推离的布车7承接的生产产品的信息；(5)数据管理中心4将步骤(4)传输的布车7的相关信息和生产车间的生产信息分析处理成为有效数据，将有效数据更新到生产车间管理系统；数据管理中心4获取布车7的相关信息和生产车间的生产信息后，经过一系列的数据服务处理如事务触发机制、存储触发机制等将数据整理成有效数据，并将有效数据更新到生产车间管理系统5中。
权利要求
1.一种基于射频识别技术的生产车间内车辆跟踪系统，其特征在于，包括RFID标签装置，被附于生产车间内的车辆上；RFID标签读取器，被附于生产区域内，用于读取RFID标签装置的信息并将该信息转变为第一控制计算机可识别的信号；第一控制计算机，用于接收RFID标签读取器传入的可识别的信号；数据管理中心，用于汇总、分析处理和储存车辆的相关信息及生产车间的生产信息；车间生产管理系统，用于管理车辆的相关信息及生产车间的生产信息；所述的第一控制计算机、数据管理中心和车间生产管理系统之间能进行数据传输和数据交换。
2.根据权利要求1所述的基于射频识别技术的生产车间内车辆跟踪系统，其特征在于，所述的车间生产管理系统包括车辆的相关信息管理模块、生产车间的生产信息管理模块和RFID标签发行模块。
3.根据权利要求1所述的基于射频识别技术的生产车间内车辆跟踪系统，其特征在于，所述的RFID标签装置为电子标签，具有接受和发送信号功能或具有接受信号、发送信号和数据存储功能。
4.根据权利要求1所述的基于射频识别技术的生产车间内车辆跟踪系统，其特征在于，所述的RFID标签装置与所述的RFID标签读取器通过无线射频传输网络进行数据传输和数据交换。
5.根据权利要求1所述的基于射频识别技术的生产车间内车辆跟踪系统，其特征在于，所述的RFID标签读取器与所述的第一控制计算机通过串行通讯网络进行数据传输和数据交换；所述的第一控制计算机、数据管理中心和车间生产管理系统通过局域网进行数据传输和数据交换。
6.根据权利要求1所述的基于射频识别技术的生产车间内车辆跟踪系统，其特征在于，还包括标签发行装置，与第二控制计算机相连，用于采集RFID标签装置中的信息和/或向RFID标签装置写入信息。
7.根据权利要求6所述的基于射频识别技术的生产车间内车辆跟踪系统，其特征在于，所述的标签发行装置与第二控制计算机通过串行通讯网络进行数据传输和数据交换； 所述的第二控制计算机、第一控制计算机、数据管理中心和车间生产管理系统通过局域网进行数据传输和数据交换。
8.一种基于射频识别技术的生产车间内车辆跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤(1)将车辆的相关信息汇总和储存到数据管理中心，并且将RFID标签装置中的信息与数据管理中心中的车辆的相关信息内容相关联；(2)当车辆推入生产区域承接生产产品时，RFID标签读取器读取车辆上RFID标签装置中的信息并将读取到的RFID标签装置中的信息转换成第一控制计算机可识别的信号后传入第一控制计算机；(3)第一控制计算机根据RFID标签读取器传入的可识别的信号向数据管理中心检索获取推入车辆的相关信息，并将该车辆的相关信息上传至生产管理系统；(4)当车辆承接完生产产品后，推离时或推离后，第一控制计算机将车辆的相关信息和生产车间的生产信息传输到数据管理中心；(5)数据管理中心将步骤(4)传输的车辆的相关信息和生产车间的生产信息分析处理成为有效数据，将有效数据更新到生产车间管理系统。
9.根据权利要求8所述的基于射频识别技术的生产车间内车辆跟踪方法，其特征在于，还包括标签发行装置采集RFID标签装置中的信息和/或向RFID标签装置写入信息， 并传输给数据管理中心和车间生产管理系统。
10.根据权利要求8所述的基于射频识别技术的生产车间内车辆跟踪方法，其特征在于，步骤(3)中，第一控制计算机获取车辆的相关信息后，检验获取的车辆的相关信息是否合法，合法进入下一步骤，不合法则出现相关提示。
全文摘要
本发明公开了一种基于射频识别技术的生产车间内车辆跟踪系统，包括RFID标签装置、RFID标签读取器、第一控制计算机、数据管理中心、车间生产管理系统，所述的第一控制计算机、数据管理中心和车间生产管理系统之间能进行数据传输和数据交换，该系统能实时查找所需的生产产品和了解生产进度。本发明还公开了一种基于射频识别技术的生产车间内车辆跟踪方法，通过各步骤数据的实时传输和交换，实时掌握车辆的相关信息和生产车间的生产信息，使得生产车间各产品批号清晰，位置明确。特别适用于印染企业的生产车间中，使得生产车间井然有序，生产过程井井有条，可以很好的完成生产计划安排，大大提高了生产效率。
文档编号G06Q50/04GK102496037SQ20111036668
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日
发明者赵万强, 陈凯 申请人:杭州开源电脑技术有限公司