摘要 介紹了RFID高頻13．56 MHz的工作原理，并基于該技術(shù)提出了一種洗衣管理系統(tǒng)，可有效識別衣服或布草的洗滌次數(shù)、類型和數(shù)量，大幅提高工業(yè)洗衣企業(yè)的管理效率。
射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)技術(shù)，是一種利用射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)信息的技術(shù)。目前常用的RFID產(chǎn)品工作頻段有低頻、高頻、超高頻和微波頻段。根據(jù)其工作頻段不同，RFID技術(shù)可廣泛應(yīng)用于倉儲物流、交通運(yùn)輸、農(nóng)牧漁業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生等方面。
本文所討論的系統(tǒng)基于RFID高頻13．56 MHz的工作頻率，針對目前逐步呈現(xiàn)集中化、規(guī)模化、工業(yè)化的洗衣工廠以及其服務(wù)對象如醫(yī)院、賓館等，可以大幅提高工業(yè)洗衣企業(yè)管理效率，降低管理過程中的錯誤率，最終達(dá)到有效管理、以管理促生產(chǎn)的目的。
1 系統(tǒng)工作原理
當(dāng)系統(tǒng)在RFID高頻13．56 MHz的工作頻率工作時，電子標(biāo)簽與讀寫器之間的通信一般通過電感耦合的方式進(jìn)行，即使用感應(yīng)磁場進(jìn)行能量傳遞和數(shù)據(jù)交換。其原理和變壓器的工作原理相同，如圖1所示。讀寫器天線產(chǎn)生一個電磁場，電子標(biāo)簽天線通過該電磁場感應(yīng)出電壓，以提供電子標(biāo)簽工作的能量。作為該系統(tǒng)的核心部件，RFID電子標(biāo)簽的系統(tǒng)框圖如圖2所示。
射頻接口電路主要實(shí)現(xiàn)以下4個功能：
(1)從讀寫器的磁場中獲取標(biāo)簽工作所需的能量。
(2)在電子標(biāo)簽剛剛進(jìn)入讀寫器的電磁場范圍時，產(chǎn)生上電復(fù)位信號，將整個標(biāo)簽系統(tǒng)復(fù)位。
(3)從閱讀器的射頻信號中分離出時鐘信號，供電子標(biāo)簽系統(tǒng)使用。
(4)從閱讀器的射頻信號中解調(diào)數(shù)據(jù)信號，把標(biāo)簽產(chǎn)生的信號調(diào)制后反饋給讀寫器。
數(shù)字控制電路包括如下幾個部分：
(1)編碼／解碼電路，實(shí)現(xiàn)兩個功能：一是從射頻接口電路解調(diào)出來的數(shù)據(jù)中解碼出數(shù)據(jù)；二是將電子標(biāo)簽需要發(fā)送的數(shù)據(jù)經(jīng)過編碼后送給射頻接口電路中的調(diào)制電路調(diào)制。
(2)數(shù)據(jù)完整性檢測電路，數(shù)據(jù)在從讀寫器到電子標(biāo)簽的傳輸中可能出現(xiàn)傳輸錯誤，通過CRC校驗(yàn)產(chǎn)生電路負(fù)責(zé)檢測數(shù)據(jù)是否正確。
(3)命令譯碼電路，電子標(biāo)簽用到很多命令，比如讀命令、寫命令、鎖定命令等。指令譯碼電路負(fù)責(zé)將命令、命令標(biāo)識和指令參數(shù)等從幀中譯出。
(4)指令執(zhí)行電路。
(5)系統(tǒng)控制電路。
存儲電路包括EEPROM存儲模塊和EEPROM接口電路。電子標(biāo)簽中EEPROM用來存儲數(shù)據(jù)。EEPROM接口電路負(fù)責(zé)完成地址譯碼和讀寫等操作。
2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
結(jié)合RFID高頻技術(shù)，可以開發(fā)出一套系統(tǒng)，通過在布草、制服上縫制RFID電子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)衣服的洗滌次數(shù)統(tǒng)計(jì)，快速、批量掃描點(diǎn)數(shù)，大大降低了用戶的數(shù)量統(tǒng)計(jì)工作，在清點(diǎn)污物時，由于無需拆包，從而避免了交叉感染等問題。
2．1 硬件配置
(1)服務(wù)器。主要用來安裝運(yùn)行服務(wù)器端軟件和數(shù)據(jù)庫軟件。相關(guān)RFID電子標(biāo)簽內(nèi)編碼及其對應(yīng)的信息也存儲于服務(wù)器中。
(2)計(jì)算機(jī)。用于收集通過讀寫器天線接收到的RFID電子標(biāo)簽信息，并通過同步更新的方式實(shí)時將信息包傳送至服務(wù)器端存儲備份。
(3)RFID電子標(biāo)簽。被縫制于每件衣服或布草上，作為該件衣服或布草的惟一識別標(biāo)志。每個電子標(biāo)簽都有惟一編碼，避免出現(xiàn)重復(fù)記錄。并且，該編碼存儲于服務(wù)器中，在每次洗滌時進(jìn)行讀取記錄，可記錄該件衣服或布草的洗滌次數(shù)，洗滌時間，洗滌場所等信息。
(4)讀寫器?？梢詫FID電子標(biāo)簽進(jìn)行讀取／寫入操作，用于注冊衣服或布草。當(dāng)電子標(biāo)簽縫制于衣服或布草上后，即可對該件衣服或布草進(jìn)行注冊。利用讀寫器的讀?。瘜懭氩僮?，將電子標(biāo)簽的編碼和對應(yīng)的衣服／布草類型、面料類型、尺寸、顏色、品牌、洗滌工藝等相關(guān)信息通過計(jì)算機(jī)記錄于服務(wù)器中以備每次洗滌時調(diào)用。
(5)衣物清點(diǎn)隧道。衣物清點(diǎn)隧道是將RFID讀寫器和天線與隧道集成于一體，當(dāng)縫制有RFID電子標(biāo)簽的衣服或布草通過隧道時，通過集成于隧道內(nèi)壁的讀寫器及其天線，可以讀到電子標(biāo)簽存儲區(qū)內(nèi)所攜帶的信息并通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，同時計(jì)算機(jī)通過實(shí)時更新的方式將衣物信息通過網(wǎng)絡(luò)傳送到服務(wù)器備份。
目前，針對不同的投遞衣物方式，大致有兩類衣物清點(diǎn)隧道：
1)手動式衣物清點(diǎn)隧道。該衣物清點(diǎn)隧道如圖3所示。主要針對小批量的衣服或布草，采取單件或少數(shù)幾件衣物投遞的方式。該隧道的主要優(yōu)點(diǎn)在于其小巧靈活，易于安裝，對于衣物收發(fā)人員來說，其使用方便，可以達(dá)到衣服或布草隨到隨投的效果，既節(jié)省了等待時間，也節(jié)省了清點(diǎn)時間。但缺點(diǎn)在于隧道口徑較小，無法滿足大批量的衣物投遞要求。
2)傳送帶式衣物清點(diǎn)隧道。該衣物清點(diǎn)隧道，如圖4所示。主要針對大批量衣服或布草，由于集成了自動傳送帶，所以只需將衣物放置于隧道入口，即可通過自動傳送帶將衣物通過隧道帶至出口，同時通過RFID高頻技術(shù)完成清點(diǎn)數(shù)量。該通道的優(yōu)點(diǎn)在于其隧道口徑較大，可容納大批量衣服或布草同時通過，對于衣物收發(fā)人員來說，則可免去拆包、投放、清點(diǎn)等動作，大幅提高工作效率。
2．2 軟件配置
針對RFID洗衣管理系統(tǒng)自主研發(fā)的管理軟件，包含以下功能：
(1)衣物注冊。該功能由發(fā)卡機(jī)和注冊功能模塊構(gòu)成。當(dāng)未注冊的衣物到來時，注冊人員通過發(fā)卡機(jī)將用戶和衣物信息寫入RFID電子標(biāo)簽存儲區(qū)域內(nèi)，同時將該信息傳輸至服務(wù)器內(nèi)存儲備份。
(2)衣物清點(diǎn)。該功能由RFID讀寫器和清點(diǎn)功能模塊構(gòu)成。當(dāng)衣物通過投衣通道時，RFID讀寫器將接收到的RFID電子標(biāo)簽信息傳送到個人計(jì)算機(jī)，通過清點(diǎn)功能模塊進(jìn)行快速、高效、準(zhǔn)確的計(jì)數(shù)。在完成清點(diǎn)動作后，系統(tǒng)將自動生成含有衣物匯總信息的表單，配合票據(jù)打印機(jī)可以將其打印出來后簽字存根。
(3)衣物查詢。該功能由衣物查詢功能模塊構(gòu)成?？刹樵円路幍臓顟B(tài)，如該衣物處于送洗狀態(tài)或處于上架狀態(tài)等等?？梢詾楣ぷ魅藛T和管理人員提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)。必要時可將查詢的數(shù)據(jù)打印或轉(zhuǎn)存Excel格式。
(4)取衣統(tǒng)計(jì)。該功能由統(tǒng)計(jì)模塊構(gòu)成。可以按時間，客戶類別等等條件統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，為決策者提供依據(jù)。必要時可將統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)打印、轉(zhuǎn)存Excel格式。
(5)客戶管理。該功能由客戶管理模塊構(gòu)成?？梢粤_列出各類客戶的不同需求及所洗衣物類型，能高效管理客戶群體，為用戶管理客戶提供良好的工具。
(6)系統(tǒng)設(shè)置。該功能完成對系統(tǒng)設(shè)備的配置、語言、衣服類型、設(shè)置管理員和操作員及密碼等系統(tǒng)管理。
2．3 網(wǎng)絡(luò)配置
RFID洗衣管理系統(tǒng)在局域網(wǎng)內(nèi)使用，其網(wǎng)絡(luò)環(huán)境如圖5所示。
3 系統(tǒng)工作流程
收貨人員接收客戶待洗滌衣物，確認(rèn)是否縫制有RFID電子標(biāo)簽。如沒有，則縫制一枚電子標(biāo)簽于待洗滌衣物上，然后通過發(fā)卡機(jī)和注冊模塊進(jìn)行衣物信息注冊。已注冊衣物經(jīng)過衣物清點(diǎn)隧道進(jìn)行快速、準(zhǔn)確、高效的清點(diǎn)待洗滌衣物數(shù)量，并打印信息匯總票據(jù)給客戶和收貨人員簽字確認(rèn)后存根。經(jīng)清點(diǎn)后待洗滌衣物進(jìn)入洗滌流程，同時通過系統(tǒng)檢查待洗滌衣物的洗滌次數(shù)和所攜帶電子標(biāo)簽的洗滌次數(shù)是否超出使用期限，如有以上狀況，則需要報廢衣物或更換電子標(biāo)簽并重新進(jìn)行注冊。洗滌完畢后，衣物分類打包，再次通過衣物清點(diǎn)隧道清點(diǎn)數(shù)量并打印票據(jù)，確認(rèn)無誤后該批次衣物發(fā)送至發(fā)貨點(diǎn)?？蛻纛I(lǐng)取衣物時，將之前送洗時打印的票據(jù)與發(fā)貨員提供的洗滌后清點(diǎn)票據(jù)核對。確認(rèn)衣物數(shù)量、信息無誤后，客戶領(lǐng)取衣物。系統(tǒng)工作流程如圖6所示。
4 結(jié)束語
本文所討論的系統(tǒng)將RFID高頻技術(shù)應(yīng)用于對衣服或布草的識別與管理。基于RFID高頻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)洗衣行業(yè)快速收衣、清點(diǎn)、取衣的高效工作平臺，同時通過快速統(tǒng)計(jì)衣服或布草的洗滌次數(shù)，及時對其做出報廢和更換，大大提高工作效率、降低出錯率。
與傳統(tǒng)的人工管理相比，本系統(tǒng)還具有以下的優(yōu)點(diǎn)：(1)減少人工管理工作，使用方便快捷；(2)提高工作效率和經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)約人員費(fèi)用支出，降低成本；(3)洗滌次數(shù)過多的衣服或布草及時報損和更換，保持其清潔、衛(wèi)生；(4)系統(tǒng)靈敏可靠，設(shè)備安全耐用；(5)能準(zhǔn)確區(qū)別客戶類別，便于進(jìn)行客戶管理與維護(hù)；(6)記錄并保存客戶資料及洗衣記錄，可隨時查詢信息。