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樣品智能追蹤管理方案

點擊率:0    更新時間:2015-03-09 10:08:08

一、概述

    隨著經濟的全球化發展趨勢,對于市面上各類商品越來越多,而產品的質量監察管理的工作量和工作難度也不斷提高,這給從事質監工作的單位和人員造成很大困擾。使用傳統型監察手段處理的費用將會越來越高,效率也會越來越低,為了提升質監的工作效率跟上時代進步,需要采用更先進的手段來輔助質監業務處理。

    射頻技術的應用可以對樣品、物品的實現有效的監控,通過射頻標簽(TAG)對實物進行標識,將相關信息寫入標簽,從而伴隨實物在質檢過程流動,實現這個過程中的關鍵信息的采集和傳送,在不影響樣品的正常工作和日常工作習慣的同時,減少人為錄入大量信息,從而提高信息的準確性和效率。

    結合管理軟件可實現樣品的位移等實時監控,以及對樣品信息的統計和分析等。

    通過與質監局的工程師交流后,我們提出了這個初步的解決方案,供質監局管理層參閱。如本方案書中有不清晰或者不正確的地方,可根據實際情況做出調整,并形成新版本的方案。

    1.1項目基本目標

經調研,本項目主要實現以下目標:

l  實現樣品在歸檔前實物的動態定位、路徑追溯、統計分析。

l  實現樣品的唯一性電子標簽(TAG)標識,防作弊。

l  實現樣品質監業務流程中各環節。

n  確保樣品抽檢在實地進行,并考慮記錄實地GPS定位信息、實地拍攝的圖片、時間、抽檢對象等信息。

n  解決樣品送檢業務的追溯,并實現此類業務的檢測過程自動化采集信息。

n  實現樣品檢驗室設備使用次數的記錄和統計。

n  實現樣品在單位內各辦公室流轉的自動記錄軌跡,并甄別出對應的狀態(檢驗中、檢驗完畢等)。

n  實現樣品歸檔以及返還樣品單位的記錄。

n  實現樣品檔案一鍵自動盤點功能。

l  實現用戶權限管理機制,在關鍵位置提供權限門禁管理。

l  系統實現標準化接口,可供其他系統接口,具有統一標準,可推廣的特點。

  二、質監局樣品智能追蹤管理技術方案

   2.1系統的簡述

  “樣品智能追蹤管理系統”是一個以RFID自動識別技術、GPS定位、智能傳感、3G/Wifi無線數據通信技術為基礎,結合無線通信網絡、計算機數據庫管理系統、網絡傳輸技術、移動應用技術、智能門禁應用技術等物聯網實現方式,提供安全可控的樣品實物智能識別、實時在線監測、定位追溯、警示聯動、統計報表等功能,實現對質檢業務全方位、精確、智能化的監控管理,低碳、節能、環保,極大優化人力資源介入,有效提高業務運作效率的系統。

    2.2系統原理

   樣品智能追蹤管理系統充分利用RFID技術、無線通信傳輸、網絡傳輸等物聯網實現手段,讓物品能夠“開口說話”,從而實現物與物、物與人能夠彼此“交流”的構想。

系統實現的原理是

系統原理框架如下圖:

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2.2.1  RFID標簽選擇

   RFID即非接觸自動識別技術,利用射頻信號實現對靜止或移動中物品進行自動識別。一般由兩個部分組成即電子標簽和讀頭。

   電子標簽附著在待識別的物品上,當附著電子標簽的物品通過讀頭附近時,讀頭以無接觸的方式將電子標簽中的信息取出,從而實現自動采集物品信息的功能。

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RFID的頻段選擇范圍比較大,不同的頻段范圍分為低頻、高頻、超高頻等,其工作的頻率決定著其無線信道的傳輸情況,從而也從總體上決定著RFID系統的性能,因此需要根據需要進行選擇。如下圖所示

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    本系統對RFID標簽有一定的要求,首先需要達到識讀距離≥1.5米,其次標簽的粘度要強,并且能夠防撕,只要粘貼好的標簽一撕就會損壞,則可避免標簽被移除粘貼到其他樣品上使用。

因此建議使用超高頻(900-915Mhz)、易碎RFID標簽。

2.2.2  RFID識讀設備的選擇

RFID識讀設備可以分為固定式和移動式,固定式就是通過螺絲等工具安裝在一個預先測試好的固定位置,帶RFID的實物則需要經過這個固定位置,從而實現自動識讀,如圖所示:


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移動式則是稱之為終端的設備(也叫做PDA,它被操作員攜帶在身上,并可以在不固定的地方進行工作,如圖所示:

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    根據本項目實際情況,存在固定式和移動式并用,固定式設備安裝到入口和出口,而業務操作中主要使用移動式PDA

    2.3系統的功能設計

    1.現場抽樣管理

    采用移動式PDA進行工作,該客戶端將3GRFID讀寫、拍照、GPS等集成在一體。操作人員到現場后首先登錄PDA上的APP客戶端,在APP中填寫目標單位、產品命名、等基本信息,然后按照質監局要求規范,通過APP上的拍照功能實現對現場拍攝,APP系統將通過3G網絡實時上傳數據及照片等信息,并對抽檢樣品生成唯一身份ID,通過APPRFID標簽寫信息,成功后操作人員將該標簽粘貼到樣品上,并對其拍照確認。隨后質檢人員將樣品帶回,并交到業務室。

    2.送樣檢驗管理

    部分單位或個人會將商品帶到業務室送檢,對于此類用戶,在業務室處安裝一臺送檢自助機器,用于填寫送檢產品以及送檢單位或個人的信息,并自動生成單據。也可以通過網上樣品追蹤系統預先填寫產品信息生成條碼單據。

    3.業務室收樣

    對于送檢和抽檢的樣品,業務室工作人員收到送檢樣品后通過固定式RFID發卡器或移動式PDA實現寫RFID標簽,并粘貼。對于抽檢樣品(已有RFID標簽)則通過移動式PDA掃描一次即可。示意圖如下:

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    4.送檢流轉

    對于送檢的樣品(含抽檢和送檢),在各部門的入出的門口安裝固定式RFID識別,自動識別樣品的在各部門間的流轉信息。如檢驗過程、歸檔等都通過此方式實現。


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    5.樣品及報告歸還

    對于樣品檢驗完畢后,根據實際情況返還給提交的用戶。可通過網上系統將對應的報告發布展示,另外用戶來取報告和樣品時通過移動式PDA上的APP進行歸還掃描即可。

    6.樣品檢驗設備使用計次

    對于檢驗臺上的關鍵檢驗設備的使用次數,通過安裝固定式RFID近距離識讀器在設備上,當樣品在該設備上進行檢測時,掃描一次樣品RFID標簽,進行計次。

    7.樣品檔案室盤點

    對于檔案室內存檔的樣品和文件,可通過在計算機端一鍵自動盤點,也可以通過移動終端實現盤點。取決于用戶對使用設備的選擇。

    8.質檢狀態編碼標準化設定

    考慮到該方案的推廣性,可將質檢狀態編碼命名標準化,如00表示送檢、01表示抽檢等。以后重慶所有的質檢單位使用的樣品狀態都統一,從而實現標準化。

    9.對外部系統的接口標準化

    樣品智能追蹤系統能獨立運行,同時對外提供標準化接口,接口文件為標準的XML格式,可以為其他系統提供樣品流轉過程中的數據。因為編碼和狀態等命名都是統一的,所以為系統在的推廣實施提供了基礎。從而實現重慶市所有質檢單位檢驗的樣品的標準RFID信息,質監局即可將網上平臺作為統一的數據中心,將所有質檢單位的信息及交互都放在同一平臺處理,實現一個平臺上查詢所有的樣品質檢,以及分析。

       2.4系統業務描述

    系統的流程相對比較清晰,從RFID生成到各環節采集數據,直至歸檔、返還掃描。業務流程描述如下:


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        2.5系統數據提供策略分析

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        2.6系統環境

    系統為網絡版,系統正常運行需要以下基本條件:

1)   網絡環境。使用系統的計算機都必須連接在一個網內,能互相通訊,傳輸數據,所有PDA工作環境需要WIFI信號覆蓋。對于外部抽樣使用的PDA則采用3G網絡。

2)   硬件環境。數據庫服務器、應用服務器及客戶端計算機。數據庫服務器是用于安裝數據庫和存儲數據的;應用服務器是用于安裝系統中的服務端,用于與客戶端通訊以及和數據庫交互的軟件服務程序;其他客戶端計算機則是操作人員使用的windows XPwindows7Wince等操作系統的計算機或終端即可。注:各操作系統的功能對應根據實際系統的設計和應用模式確定。

3)   軟件環境:數據庫采用MSSQL 2008或以上版本。

       

  三、附錄

3.1 固定式RFID識讀器 HK-701X

    HK-701X識讀器是一款超高頻固定式讀寫器,讀寫器支持ISO18000-6C協議,具有超高靈敏度、優異多標簽防碰撞算法、密集讀寫模式、低功耗等優點,可廣泛應用于對讀取速度、多標簽同時大量讀取、密集讀寫環境、復雜組網通信等功能有嚴格要求的中高端應用場合。同時提供標準API用戶接口,幫助客戶將讀寫器簡單快捷地應用于自己項目中。\

產品特點:

l    多天線。可以通過高頻電纜外接最多4 個相同或不同增益的平板天線,擴展讀卡有效范圍,降低用戶硬件成本;

l    外形小巧。讀寫器擁有小巧的外形,170mm() X145mm(寬) X 36mm(高),大大簡化了在有限空間應用系統中的安裝;

l    工業級產品。該產品需要安裝在室內或防水箱內的工業級產品,工業合金外殼,具抗干擾、抗雷防水能力;高性能。采用獨特的防碰撞算法,實現了極高的多標簽識別能力;

l    豐富的外部接口。支持計算機串口、USB 和以太網口連接。

性能參數

工作頻率

902-928MHZ(北美)

920-925MHZ(中國)

860-960MHZ(多國頻率標準可在此范圍類定制)

支持協議標準

EPC C1 GEN2/ISO18000-6C

掃描標簽方式

902MH-928MH 跳頻或定頻(頻率范圍可以設置)

掃描速度

> 250Tags/S

輸出功率

7-31.5dbm,步階1dB

輸出功率平坦度

0.5dB

識讀距離

最大距離:12m 8dBi 天線)

射頻芯片

ImpinJ R2000

電氣參數

工作電壓

9-24VDC

工作電流

0.6A*12V peak@30dBm(視輸出功率而定)

0.2A*12VPA 關閉)

35mA*12V(待機狀態)

80uA*12V(深睡眠狀態)

物理參數

尺寸

170mm() X 145mm(寬) X 36mm(高)

重量

1.15Kg

安裝方式

壁掛固定式

環境參數

工作溫度

-20~55

存儲溫度

-20~75

工作濕度

5% - 95% 無冷凝

接口參數

通訊接口

USB2.0 全速端口(12Mbit/秒)x 1

10/100M Base-T 以太網口 x 1

RS232 x 1

RS485 x 1

天線接口

四路TNC接口

通用輸入/輸出(GPIO

1路開關量輸入

2路開關量輸出


3.2 固定式RFID天線 HK-709X

HK-709X天線為圓極化定向天線,適用于UHF頻段RFID應用場合。HK-709X天線具有高增益、低駐波等特點,并且外形美觀小巧、采用防水圈與硅膠雙重防水設計、外殼采用加強經緯設計、適合工業惡劣環境使用。可方便的應用在門禁、倉儲、物流、零售、制造等UHF頻段的RFID場合中。\

性能參數

工作頻率

902-928MHZ(可在此范圍類定制)

電壓駐波比

1.3:1

增益

8dBi

HHPBW

70°

EHPBW

70°


極化

圓極化

相對濕度

5%-95%

輸入阻抗

50Ω

物理參數

尺寸

258mm×258mm×56mm

重量

0.91kg

環境參數

工作溫度

-20~+70

儲存溫度

-40~+85

天線方向圖

E

H

接口參數

接頭類型

N型射頻同軸連接器

      3.3 近距離RFID一體機 HK-609E

       HK-609E是支持網絡方式的近距離超高頻RFID發卡一體機。該設備具有非接觸、不受環境影響、讀寫距離穩定、操作方便等優良特性,用途極其廣泛。它是支持多協議UHF讀寫器,支持ISO18000-6B/6C國際標準協議,能讀寫UCODETIAlien等標簽,并針對主要應用的標簽芯片進行了性能優化。\

產品特點:

●桌面式一體化封裝,便于桌面式使用

●可對使用中的標簽進行讀卡、寫卡、授權、格式化等操作

●體積小,方便使用

●具有聲光狀態指示功能

性能參數

工作頻率

840MHz960MHz(工作頻率范圍可配置)

支持協議標準

ISO18000-6BEPC Class1 GEN 2ISO10374 集裝箱標準、

TB/T3070-2002 鐵道部行業標準

工作方式

廣譜跳頻(FHSS)或定頻,可由軟件設置

天線

內置天線

功率平坦度

0.5 dB

輸出調節范圍

可由配套工具軟件調節

讀卡方式

定時自動讀卡、外觸發控制讀卡或軟件發命令讀卡,讀卡方式可設置

識別卡時間

單卡識別小于8ms

/寫卡距離

讀卡大于40cm,寫卡距離為讀卡的70%

電氣參數

電源適配器

AC輸入:100~240V50/60Hz 1.2A

DC輸出:5V/5A

物理參數

尺寸

140mm×110mm×36mm

毛量

1.11kg

凈重

0.18kg

   

工程塑料ASA、鋁

   

乳白色

防護等級

IP67

安裝方式

定制工裝

接口參數

通信接口

RS-232USBRS485Wiegand26/34/42/50RJ45



    3.4 移動采集終端(PDA HK-900Z

       HK-900Z工業級物聯網智能手持終端, 該設備設計為三防智能手持機,配置WCDMA 電話方案,同時支持物聯網傳感器:一維二維條形碼(選一)識別器、900MRFID讀寫器,支持IP65級三防標準,性價比極高。HK-900Z可大量應用于商店柜臺的進銷存、政府移動政務、倉庫的物品管理、藥品管理、零售門店管理、聯營商場電子商務管理、物流管理、訂貨會、入場驗票、快遞手持終端、電力、鐵路、智能交通,等等各類行業。\

性能參數

處理器

Cortex A9 1.2GHZ 雙核處理器

內存容量

ROM4G  RAM1G   

操作系統

Android 4.2  

無線通訊

WCDMA3G標配)

band 850/2100Cat.8 HSDPA Cat.6 HSUPA

WIFI(標配)

符合IEEE 802.11b/g

藍牙(標配)

符合Bluetooth 4.0

顯示屏

4.3IPS, 分辨率480*800, 高清全視角,陽光下可見

觸摸屏

支持多點電容觸摸

指示燈

網絡指示燈,充電指示燈

音頻

支持語音播報

Micro SD

支持32G MICRO SD

數據安全

產品具有防掉電數據安全保護,在完全掉電(卸下電池及不外接電源)的情況下,數據不丟失

GPS指標

通道:12通道

接收類型:L1C/A碼,帶載波相位平滑

重捕獲:< 1s

最新的ASIC芯片;COAST專利算法;EVEREST多路徑抑制技術

誤差范圍: <=10

輸入法

全屏手寫,半屏手寫,筆劃,拼音,數字,字母,符號

物理接口

高速USB2.0設備端接口,3.5棍插充電接口

攝像頭(選配)

后置500W像素攝像頭, 帶閃光燈

手電筒

低功耗LED燈照明,應急使用

一維條碼(可選)

識讀碼制

可識讀各種主要一維條碼:Code 39Code 93Code 128CodebarEAN-13EAN-8UPC-AUPC-EITF 14UCC/EAN-128ITF 25Matrix 25EAN-128ISBN

識讀距離

0 cm50 cm

識讀率

首讀率≥99%,誤碼率≤0.01%,拒識率≤0.01

二維條碼(可選)

Moto-SE4500

硬件解碼,解碼速度快,誤碼率≤0.01

RFID 參數

超高頻

2-3cm以上距離針對EPC C1 GEN2 /ISO18000-6C協議的900MHz的標簽進行讀操作(與標簽和天線有關)

電池性能

電池

4100mAh鋰聚合物電池,待機時間:大于150小時,工作時間:大于8小時,交流適配器充電(1A)

電池待機時間

電池充滿電后,關閉無線通訊功能待機,360小時后,能正常運行

電池充電時間

充電時間<4.5小時

充電工作時間

8小時以上(一次充滿電)

工作環境

操作溫度

-20~50

存儲溫度

-20~70

相對濕度

10%~90%RH,不凝結

防護等級

IP65

物理參數

總重量

小于300克(包括電池,不包括充電器)

機身尺寸

148(長)×77.5(寬)×27(厚)± 2 mm

附件

標配

鋰電池1個,充電器1個, USB數據通信線1條





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