RFID ZigBee tizimini uchinchi tomon logistikasida qo'llash

Ushbu maqola Tyantszin Binhay yangi hududida o'sib borayotgan uchinchi tomon logistika kompaniyasining tekis omboridan narsalar Interneti kontseptsiyasiga asoslangan va kengaytiriladigan qiymatga ega bo'lgan aqlli saqlash echimlari to'plamini yaratish uchun dastur muhiti sifatida foydalanadi. Aqlli saqlashning RFID tizimida har bir yoki bir nechta RFID elektron teglari ma'lumotni aniqlash uchun tegishli o'quvchi/yozuvchiga ega bo'lishi kerak va har bir RFID kartani o'quvchi guruhi server bilan ma'lumot almashishi kerak. Biroq, ombor operatsiyalarida, tranSport vositalarini ko'tarish uchun yo'l sirtining silliq ishlashini ta'minlash uchun silliq bo'lishi kerak va ombor maydoni baland va keng masofaga ega, shuning uchun simli tartib noqulay. Simsiz ma'lumotlarning o'zaro ta'siriga erishish uchun simsiz tarmoqlardan foydalanish kerak. Shu sababli, tobora etuk bo'lgan ZigBee texnologiyasi dinamik ma'lumotlar almashinuviga erishish uchun RFID karta o'quvchilarini simsiz tarmoqqa ulash uchun ishlatiladi.

1 ZigBee ad hoc tarmoq yechimi namoyishi

Uchinchi tomon logistika omborining operatsion xususiyatlaridan va haqiqiy uzatish masofasi talablaridan kelib chiqqan holda, bir nechta simsiz uzatish usullarini gorizontal ravishda taqqoslagandan so'ng, ZigBee texnologiyasiga asoslangan simsiz maxsus tarmoq yechimi tanlandi. ZigBee ad hoc tarmog'i IEEE802.1 5.4 simsiz aloqa texnologiyasiga asoslangan va 65 535 tagacha simsiz ma'lumotlarni uzatish modullaridan tashkil topgan yuqori ishonchli simsiz ma'lumotlarni uzatish tarmog'i platformasi. Butun tarmoq ichida har bir ZigBee ma'lumotlar uzatish moduli bir-biri bilan aloqa qilishi mumkin va tugunlar orasidagi masofa standart 75 m dan cheksiz ravishda kengaytirilishi mumkin. U qulay foydalanish, ishonchli ishlash va arzon narx xususiyatlariga ega.

Boshqa tarmoq usullari bilan solishtirganda, ZigBee texnologiyasi birinchi navbatda maxsus tarmoq aloqa usulini qabul qiladi. Har bir ZigBee tuguni mustaqil ishlashi mumkin. Tugunda muammo yuzaga kelganda, ma'lumotlar boshqa tugunlar orqali uzatilishi mumkin va yangi RFID istalgan vaqtda va istalgan joyda uzatilishi mumkin. O'quvchi tarmoqqa qo'shilganda, bu butun tarmoqdan foydalanishga ta'sir qilmaydi; agar Wi-Fi texnologiyasi ishlatilsa, AP ishlamay qolishi qamrov hududidagi barcha RFID o'quvchilarining ma'lumot almashishiga olib keladi. Ikkinchidan, ZigBee protokoli stegi sodda va amalga oshirish nisbatan oson. ZigBee-ni ishga tushirish tizimni talab qiladi Resurs taxminan 28 Kbni tashkil qiladi, Bluetooth protokoli stegi nisbatan murakkab va taxminan 250 Kb tizim resurslarini talab qiladi. Bundan tashqari, ZigBee Bluetooth-ga qaraganda ancha moslashuvchan va tizim xarajatlarini nazorat qilish uchun qulayroqdir.

Ombor operatsiyalarida, operatsiya jarayoniga ko'ra, ko'p sonli ma'lumotlarni uzatish tugunlari talab qilinadi va tarmoqda ishlayotganda juda ko'p sonli aloqa uskunalari va aloqa xarajatlari tizim narxiga bevosita ta'sir qiladi; ZigBee texnologiyasi dastlabki investitsiya xarajatlaridan tashqari ko'proq ishlab chiqarmaydi. Kundalik foydalanish to'lovlari. ZigBee-ning uzatish tezligi tez bo'lmasa-da (2,4 gigagertsli chastota diapazoni atigi 250 Kb / s), saqlash operatsiyalarining xususiyatlarini hisobga olgan holda, yuk palletidagi elektron teg faqat yukning ID raqamini va bayt uzunligini yozadi. odatda 32 B ichida bo'ladi, shuning uchun u uzatish tezligiga juda ko'p ta'sir qilmaydi va normal ish sharoitlariga javob beradi. Bundan tashqari, ZigBee kam quvvat sarfiga ega. Xuddi shu quvvat manbai sharoitida Bluetooth va WIFI uzluksiz ishlash muddati ZigBee-ga qaraganda ancha qisqa.

RFID bilan bog'liq protokollar faqat aloqa interfeyslarini belgilaydi, ZigBee esa nisbatan to'liq aloqa tarmog'i protokoliga ega. ZigBee ishchi chastota diapazonida 2,4 gigagertsli ISM chastota diapazonini (global umumiy chastota diapazoni) tanlashi mumkin, RFID esa 915 MGts yoki boshqa chastota diapazonlarida ishlashi mumkin. Ikkalasi ham aloqa chastotasida bir-biriga xalaqit bermang. Omborning ichki muhiti va tugunlar orasidagi masofa nisbatan yaqin ekanligini hisobga olsak, ZigBee moduli ish paytida ma'lum bir qalinlikdagi to'siqlarga kirishi mumkin, shuning uchun signalning susayishi ahamiyatsiz. O'z-o'zidan tashkil etilgan tarmoq protokollari orqali tarmoqdagi qurilmalar simsiz to'g'ridan-to'g'ri yoki bilvosita aloqa qilishlari mumkin. Tarmoqning ishonchliligi va chastotasidan foydalanish juda yuqori va ZigBee nisbatan to'liq xavfsizlik autentifikatsiya rejimiga ega.

Xulosa qilib aytganda, uchinchi tomon logistika aqlli omborida RFID tizimi uchun ma'lumotlarni uzatish tarmog'i sifatida ZigBee texnologiyasini tanlash eng mos keladi.

2 Tarmoq tamoyillari va tuzilmalari

ZigBee tarmog'i markaziy koordinator (Koordinator) va routerdan (Router) iborat bo'lishi kerak. Har bir ZigBee tarmog'i tarmoq yaratish uchun faqat bitta markaziy koordinatorni talab qiladi va unga kerak. Tugun birlashganda u manzillarni c ga ajratadiyashirin tugunlar; marshrutizator ma'lumotlarni jo'natish, qabul qilish va yo'naltirish va eng mos marshrutlash yo'lini topish uchun javobgardir. Tugun birlashganda, tugunlarga qo'shilishda manzillar tayinlanadi, shuning uchun ZigBee tarmog'i bir nechta routerlarni talab qilishi mumkin. Tarmoq markaziy koordinator va N marshrutizatordan iborat bo'lsa, tarmoq haqiqiy MESH tarmog'idir va har bir tugun tomonidan yuborilgan barcha ma'lumotlar avtomatik ravishda maqsadli tugunga yo'naltiriladi.

ZigBee-ga asoslangan RFID tizimini uchinchi tomon logistika aqlli omborida qo'llash

ZigBee o'zini o'zi tashkil etuvchi tarmoq texnologiyasiga asoslangan RFID tizimi MESH tarmoq tuzilishini qabul qiladi va shaklda ko'rsatilganidek, asosiy boshqaruv tugunidan va bir nechta kichik tugunlardan iborat (sub-tugunlar soni ombordagi RFID o'quvchilarining soniga bog'liq). 1. Asosiy boshqaruv tugunini ketma-ket port orqali server va markaziy koordinator tashkil etadi; pastki tugun kartani o'quvchi va ketma-ket port orqali routerdan iborat. Seriyali port RS 232 ikki tomonlama aloqa rejimini tanlaydi.

Barcha ZigBee qurilmalari ishga tushirilgandan so'ng, asosiy tugun ZigBee tarmog'ini qurishni boshlaydi, tarmoqqa barcha kichik tugunlarni qo'shadi, har bir kichik tugunga tarmoq manzillarini tayinlaydi va ma'lumotlar bazasida ma'lumotlarni saqlaydi. Karta o'quvchi teg ma'lumotlarini to'plagandan so'ng, u birinchi navbatda ma'lumotlarni unga ulangan routerga yuboradi. Keyin marshrutizator teg ma'lumotlarini kartani o'quvchi ma'lumotlari bilan birga saqlash uchun ko'p tarmoqli ZigBee tarmog'i orqali asosiy boshqaruv tuguniga yuboradi. Asosiy boshqaruv tuguni o'quvchini kartani o'quvchiga yuboradi. Parametrni sozlash buyrug'i yo'riqnoma bilan aloqa orqali o'quvchiga yuboriladi, so'ngra joylashuv tugunining qurilmasi quvvatni tejash rejimiga o'tadi; asosiy boshqaruv tugunlari bola tuguniga buyruq berganida, joylashuv tugun qurilmasi istalgan vaqtda bola tugun manzili tarmog'ini qidirish orqali uyg'onishi mumkin va keyin buyruqni multi-hop tarmog'i orqali routerga etkazish mumkin. tarmoq manziliga o'tkazing va keyin uni yo'riqnoma orqali mos keladigan kartani o'quvchiga o'tkazing. Nihoyat, marshrutizator asosiy tugunga buyruqni olganligi to'g'risida tasdiqlovchi xabarnoma yuboradi.

3. Tarmoq apparaturasining joylashuvi

Misol tariqasida uchinchi tomon logistika yassi omborini oladigan bo'lsak, kartani o'qish moslamalari har bir yuk joyiga va omborga kirish va chiqish joylariga o'rnatiladi. Tovarlar taglik bilan omborga kiradi va chiqadi. Elektron yorliq taglikka yopishtiriladi va yorliqda tovarlarning ID raqami saqlanadi. Tarmoq uchun ishlatiladigan ZigBee uskunasi TI kompaniyasining CC2530F256 chipiga asoslangan, ZigBee2007/PRO protokolini boshqaradi va sxema ZigBee moduliga birlashtirilgan. U ZigBee protokolining barcha xususiyatlariga ega. Moduldan foydalanishning afzalligi shundaki, foydalanuvchilar murakkab ZigBee protokolini tushunishlari shart emas. Barcha ZigBee protokolini qayta ishlash ZigBee moduli ichida avtomatik ravishda yakunlanadi va tugun dasturlari modulga o'rnatilgan tarzda yoziladi. Foydalanuvchi faqat ketma-ket port orqali ma'lumotlarni uzatishi kerak.

Ular orasida ZigBee moduli, kartani o'quvchi va server RS 232 asenkron ketma-ket ikki tomonlama aloqa formatiga amal qiladi; barcha RFID kartani o'qish moslamalari va ularning indikator signallari markaz qurilmasi orqali mikrokontrollerga ulanadi va mikrokontroller tomonidan bir xilda boshqariladi. Karta o'quvchi, shuningdek, RS 232 seriyali port orqali mikrokontrollerga ulangan. ZigBee moduli, RFID kartani o'quvchi va mikrokontrollerning quvvat manbalari standart TTL darajalaridan foydalangan holda 5 dan 12 V gacha.

Server va asosiy boshqaruv ZigBee moduli omborning umumiy dispetcherlik xonasiga o'rnatiladi va ko'rsatmalarni jo'natish va qabul qilish va ombor operatsiyalarini normal jo'natish uchun ishlatiladi; barcha kartani o'qish moslamalari va ZigBee qurilmalari yagona tarmoq tuguniga aylanish uchun haqiqiy ombor joylariga va omborga kirish va chiqish joylariga o'rnatiladi. Barcha tugunlar ZigBee simsiz uzatishga asoslangan RFID tizimidan iborat. Mikrokontroller tomonidan boshqariladigan yuk bo'shlig'ining holatini ko'rsatuvchi chiroq xodimlarga oddiy ombor operatsiyalarini eslatish uchun yuk joyining ustiga o'rnatiladi; ma'lumotlar bazasi tomonidan qayta ishlanganidan so'ng aylantirilgan vizual interfeys bir tomondan dispetcherlik xonasida asosiy kompyuterda ko'rsatiladi, ikkinchi tomondan esa omborda ko'rsatiladi. Xodimlarni ko'rib chiqish uchun katta ekran taqdim etiladi.

RFID (ZigBee) tizimini uchinchi tomon logistikasida qo'llash

Inventarizatsiyani hisoblash, tovarlarni ombor joylariga o'tkazish, noto'g'ri joylashtirilgan tovarlar yoki shikastlangan yorliqlar va boshqalar kabi ombor operatsiyalari paytida boshqa ish oqimlari va favqulodda vaziyatlar sodir bo'lganda, RFID o'quvchi real vaqtda seziladigan signal orqali ZigBee routerini o'z vaqtida uyg'otadi va keyin ma'lumotni a ichida uzatadio'z vaqtida. U markaziy koordinatorga saqlashni boshqarish uchun backend ma'lumotlar bazasiga topshiriladi. Deyarli barcha jarayonlar ishchilarni an'anaviy ishlash usullaridan ozod qiladi. Aniq ma'lumot to'plash rejimi tizimning ma'lumotlarini boshqarish ishonchliligini oshiradi va inson xatolarining oldini oladi.

4 Xulosa

Haqiqiy operatsiya sinovidan so'ng, ZigBee modullari ichki muhitda bir-biridan taxminan 3 m masofada ajratiladi va signal yaxshi. Oddiy ombor ish sharoitida serverning ma'lumotlar paketlarini qabul qilish vaqti taxminan 20 dan 40 ms gacha, bu normal ish sharoitlariga javob beradi.

500 ga yaqin yuk joylariga ega oddiy uchinchi tomon ombori 500 ga yaqin ZigBee modullarini talab qiladi. Bozorda ZigBee modullarining birlik narxi asosan 40 RMB dan 60 RMB gacha. Shuning uchun omborda ZigBee o'zini o'zi tashkil etadigan tarmoq tizimini o'rnatish narxi 20 000 dan 30 000 yuangacha. Yirik va o'rta hajmdagi ombor kompaniyalari uchun bu iqtisodiy jihatdan samarali. Biroq, foydani qadrlaydigan ba'zi kichik omborxonalar uchun o'z biznesini darhol yaxshilash hali ham qiyin. Shuning uchun, agar xarajatlarni samarali nazorat qilib bo'lmasa, rejani umumlashtirish mumkin bo'lmaydi. Korxonaning turli o'lchamlari va turli xil ombor xususiyatlariga ko'ra, ZigBee modullarining soni haqiqiy yechimni amalga oshirish jarayonida mos ravishda kamaytirilishi mumkin. Misol uchun, bir nechta qo'shni RFID karta o'quvchilari ZigBee modulini hub qurilmasi orqali almashishi mumkin, bu esa xarajatlarni samarali ravishda kamaytiradi. Biroq, keyingi muammo shundaki, har bir ZigBee moduli tomonidan bir vaqtning o'zida uzatiladigan ma'lumotlar miqdori juda cheklangan. Agar ma'lumotlarni ketma-ket uzatish usuli va uzatish oralig'i muammosini yaxshi hal qila olmasa, tizimning javob tezligi va ish samaradorligi katta ta'sir ko'rsatadi. Biroq, bu muammolar yaqin kelajakda ZigBee texnologiyasining uzluksiz rivojlanishi bilan hal qilinishiga ishonaman.