基于RFID技术的报废汽车回收拆解信息系统设计

2015-10-21巴兴强陈长茂朱海涛谷吉海

森林工程 2015年1期

巴兴强　陈长茂　朱海涛　谷吉海

摘要：目前，报废汽车回收企业在报废汽车回收管理过程中缺乏有效的信息系统支撑及先进的信息采集手段，从而导致仓储管理技术落后。无线射频技术的发展已广泛应用在仓储管理、交通运输和货物防伪等领域，本文将无线射频识别技术引入到报废汽车回收仓储管理系统中，以RFID技术为基础，对报废汽车回收仓储管理流程进行优化，在此基础上设计开发报废汽车回收仓储管理软件，以实现拆解后报废汽车零部件的自动化管理，为企业提供一种高效的管理模式。

关键词：RFID；报废汽车回收；仓储管理；系统设计

中图分类号：S 776.3；F 253文献标识码：A文章编号：1001-005X（2015）01-0070-05

Information System Design for Retrieving and Dismantling

Scrapped Automobiles Based on RFID Technology

Ba Xingqiang1，Chen Changmao2，Zhu Haitao1，Gu Jihai3

（1.Traffic College，Northeast Forestry University，Harbin 150040；2.Beiqi Foton Motor Co.，Ltd.，Beijing 102206；

3.The Light Industry Institute of Harbin University of Commerce，Harbin 150076）

Abstract：At present，the management of the scrapped automobiles recycling enterprise lacks of effective information system support and advanced means of information collection，resulting in backward of storage management technology.Radio frequency technology has been widely used in warehouse management，transportation and cargo security and other fields.In this paper，the radio frequency identification（RFID）technology is introduced into the scrapped car recycling in the warehouse management system.Based on the RFID technology，the scrapped car recycling warehouse management process is optimized and the scrapped automobiles recycling storage management software is designed and developed so as to realize the automation management after dismantling scrapped automobiles parts，which provides a highly efficient management mode for enterprises.

Keywords： RFID；scrapped car recycling；warehouse management；system design

收稿日期：2014-06-03

基金项目：黑龙江省教育厅科学技术研究项目（12543007）；哈尔滨市科技局应用技术研究与开发（优秀学科带头人）项目（2013RFXXJ067）

第一作者简介：巴兴强，博士，副教授。研究方向：载运工具运用工程。Email：bxq1218@sina.com

引文格式：巴兴强，陈长茂，朱海涛，等.基于RFID技术的报废汽车回收拆解信息系统设计[J].森林工程，2015，31（1）：70-74.随着国民经济的持续发展和人民生活水平的不断提高，汽车的需求量和保有量迅速增加。汽车产品的更新换代速度加快的同时，也加快了汽车的报废数量，报废汽车零部件回收、拆解及再利用仓储管理就显得十分重要。由于现阶段普遍采用的人工管理方法已经无法满足现代化和信息化的管理需求，因此，设计并建立一种高效、智能化的仓储回收管理模式，是报废汽车企业未来发展的必然趋势。

射频识别技术是一种无线通信技术，它可通过无线电讯号识别标签并读写相关数据，读写器通过天线与电子标签进行无线通信，实现对标签内存数据的读取和识别码的写入。通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。射频识别技术（RFID）可识别高速运动物体并可同时识别多个标签[1]。这与之前的自动识别技术相比，RFID技术以其特有的非接触性以及可对多个目标物体同时识别的特性，正被广泛应用于物流，交通，防伪，商业供应链等领域[2]。

1我国报废汽车回收仓储管理现状

1.1国内报废汽车回收概况

（1）政策法规

2001年6月按照国家规定开始推行实施《报废汽车回收管理办法》，办法中明文规定“禁止任何单位或者个人利用报废汽车‘五大总成（发动机、变速器、方向机、前后桥和车架）以及其他零配件拼装汽车”[3]。在具体实施过程中，根据汽车行业的发展阶段，更加注重技术和细节实施的《汽车产品回收利用技术政策》[4]在2006年2月应运而生。该政策明确指出，要综合考虑材料的再利用问题，从整体上兼顾汽车从生产到回收拆解的各个环节，同时建立报废汽车材料、物質的分类收集和分选系统，不断完善再生资源的回收加工利用体系。

（2）回收拆解

从总体来看，目前我国报废汽车零部件回收、拆解及再利用技术水平仍然处较低水平，其中的原因有：首先是报废汽车的回收拆解企业数量有限；其次是拆解技术和回收的基础设施仍然处于手工传统时期。也因为回收体系的不规范，受到经济利益的驱使，报废车主和废旧汽车回收小贩会将本该报废的汽车转手到边远的农村或者是西部较为落后的二、三线城市继续使用，这种非法渠道严重影响了国家正规报废汽车回收企业的报废汽车供给来源，造成“吃不饱”的窘状，据不完全数据统计显示，我国每年因非法渠道流失在正规体制外的报废车数量超过待报废总量的70%[5]。

第1期巴兴强等：基于RFID技术的报废汽车回收拆解信息系统设计

森林工程第31卷

（3）发展重点

按照国家规划，到2017年，汽车回收利用率将达到95%，其中零部件再利用率将达到85%，到2020年，预计全国汽车回收产业产值将达到500亿元，这无疑会是成为一座新的“城市金矿”[6]。在建设节约型社会和可持续发展战略思想的指导下，如何作好报废汽车零部件回收、拆解及循环再利用工作，对保护环境、节约资源、人类社会的可持续发展起着至关重要的作用[7-8]。

报废汽车的回收及再利用涉及到汽车的设计、生产制造、材料能源等领域，还与经济、环境、法律和交通息息相关[9-10]。回收的报废汽车拆卸后需要对可用的零部件进行严格的管理，零部件多，信息量大给管理带了难度。

2基于RFID的报废汽车仓储回收流

程优化与管理系统设计针对哈尔滨市金回报废汽车回收有限公司设计的报废汽车仓储管理系统，优化该回收企业仓储管理模式为企业提供一种高效的仓储管理软件，使报废汽车及其零部件的入库更科学、合理，管理效率提高最终方便零部件的销售。如图1所示。

图1基于RFID的报废汽车仓储管理系统流程图

Fig.1 RFIDbased warehouse management system scrapped automobiles

2.1报废汽车零部件仓储回收管理系统流程及优

化分析基于RFID的报废汽车零部件回收仓储系统流程优化分析：

（1）登记检测：报废车交车者将报废汽车交给回收企业，回收企业需要对回收的汽车进行登记和检测，并利用RFID读写器写入该车的相关信息，粘贴电子标签。包括汽车品牌类型，车架编号，发动机编号，车牌号等信息，然后转存到RFID仓储信息管理数据库中。

（2）拆解处理：利用RFID读写器对报废汽车电子标签储存的信息读取，从RFID仓储管理中心获取报废汽车的基本拆解工艺信息，针对这些信息使用专门的拆解工具，按照规范的拆解步骤，对报废汽车进行绿色、环保拆解，这个过程规范了拆解流程，拆解更加科学合理，也避免了对可用零部件的损伤。在拆解过程中还要对拆解下来的零部件进行一个评估，将零部件按直接回用件、修复再用件、循环再利用件分类存放。对回收的废液及有害于环境的物质还要放入专门的仓库中存放，不可回收再用的废旧零部件要交给专门回收站。

（3）再用零部件入库：当被拆解下的可利用的报废汽车零部件进行评估后就要进行入库操作，入库时，根据汽车零件的编号，对标签进行重新的数据写入，把相应的电子标签贴到报废汽车零件上。对于直接回用或者修复再用的零部件扫描后送入专门的仓库进行存储。当贴有电子标签的汽车零部件运到指定仓库时，入口处的RFID阅读器将自动读取标签信息，通过阅读器对得到的编码信息并上传至数据库中存储，这一过程将传统的验收入库程序大大简化，省去了繁琐的人工检验、记录、清点等工作。

（4）报废汽车零件出库：当报废汽车零部件从仓库中出库时，零部件上的电子标签的相应信息会被出口处的阅读器读取，可以不经过扫描，零部件就可以出库。或者工作人员也可以拿着手持终端读写器读取出库的报废汽车零部件相关信息，可见，RFID大大地提高了汽车零部件的出库效率。

通过RFID技术对报废汽车零件回收管理系统流程和应用流程的改进后，与传统回收管理流程向比较，可以发现改进后的回收流程在报废汽车产品流的基础上增加了产品信息流，实现了对报废汽车回收管理进行整体的信息监控，通过扫描标签信息就能确定报废汽车的所有信息，起到一个实时监控与管理的作用，提高了企业仓储管理的效率。

2.2射频模块选取

MFRC522是NXP公司研发的一种非接触式射频读写芯片，工作频率为13.56MHz。该芯片具有功耗低、体积小、性价比高、性能稳定应用方便等特点。如图2所示。它适用于对各类ISO/IEC14443A标准的读写操作。应用在板上单元、公共交通终端、便携式手持设备。

图2射频芯片MFRC522主板

Fig.2 RF chip motherboard MFRC522

图3简化的MFRC522电路框图

Fig.3 Simplified circuit diagram MFRC522

模拟接口用来处理模拟信号的调制和解调，非接触式UART用来处理与主机通信时的协议要求，FIFO缓冲区快速而方便地实现了主机和非接触式UART之间的数据传输[11-12]。如图3所示。

2.3微处理器的选取

STC89c52是一种可编程可清除的存储器。是一种有低功耗，高性能的微处理器单片机。最早被应用于工业控制领域。能够对要求严格的设备进行集成，将CPU集成在一个芯片中，使计算机的系统更紧凑。系统中微控器STC89c52与射频芯片MFRC522组成一个RFID读写器。如图4～5所示。

图4STC89c52 电路主板

Fig.4 Circuit motherboard of STC89c52圖5STC89c52总控制电路

Fig.5 Total control circuit of STC89c52

2.4仓储管理系统设计

基于RFID优化后的报废汽车回收仓储管理流程，本项目利用VB软件设计了报废汽车仓储信息管理系统，如图6所示。系统分为仓库管理、仓库统计、报表管理和账户管理四个模块。仓库管理分为汽车入库零件入库、出库管理。仓库统计主要包含报废汽车入库统计，零部件入库统计，报废汽车入库的查询和零件出库的查询，报表管理分为出库报表和库存报表，最后通过出库的零部件信息可掌握报废汽车零部件的回收率，账户管理涉及基本的密码修改和权限管理。

软件运行界面如图7～图10所示。

图6系统组织结构图

Fig.6 System organization chart

图7零部件信息入库

Fig.7 Parts information storage

图8零部件信息出库

Fig.8 Parts information out of the library图9仓储统计

Fig.9 Warehousing statistics

图10生成报表

Fig.10 Generated reports3结论

（1）将RFID技术引入到报废汽车仓储回收管理中，从报废汽车回收仓储管理的系统流程和应用流程上进行优化，实现了对报废汽车产品流和信息流的实时管理，从根本上解决了在报废汽车回收过程中产品的信息流失的问题。

（2）通过对RFID报废汽车仓储管理系统功能需求的分析，选取RFID射频芯片（MFRC522）微控器（STC89c52）以及S40卡射频电子标签，通过对设备调试，实现了读写器对电子标签的读写操作及数据的存储。