基于服装行业的RFID超高频读写器系统设计

2016-07-13王睿斐

科技传播 2016年8期

王睿斐

摘要用RFID超高频读写器系统功能可以准确高效的监管服装生产过程，包括服装信息，数据整合分析，数据传递，标签设备管理和系统管理等方面的监管和应用，本文分析了服装行业的RFID读写器系统的背景和需求分析，并设计了RFID读写器系统硬件和软件部分。

关键词 RFID；服装行业；读写器

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）161-0066-02

1 背景简介

中国作为13亿人口的大国，是全世界最大的服装消费国和生产国。近几年，中国的服装行业潮流频繁变换，加上季节更替的因素，造成大量服装的种类、款式不断地快速改变。服装行业的变化发展也大大推动了中国国民经济的发展，它一直为中国出口创汇做出了巨大的贡献。同时中国也成为了全世界最大的服装生产加工基地，约30%的服装会是中国制造。因此，这种服装行业的快速服务特性决定了它是需要一套行之有效的管理系统进行仓库盘点和零售活动。在服装行业使用RFID超高频电子标签可以极大方便生产、销售和管理环节，管理者能够准确、高效的定位问题可能出现的地方。在生产过程中，利用RFID电子标签可以管理、控制生产进度及调度，记录不同的工序和工段实际产生的结果，通过RFID专业读写器记录进RFID电子标签芯片内，再利用应用软件和网络将所有信息汇总整理，出货和运输时根据之前汇总的信息进行盘点，直至服装最后的销售环节。每一件服装对应的一枚合格RFID电子标签均可以包含所有从源头到售出的信息数据。

2 基于服装行业的RFID读写器系统的需求分析

大批量使用的RFID电子标签可以解决服装零售业两大难题：一是商品断货；二是因为供应链管理混乱和盗窃造成的损耗。现如今沃尔玛、麦德龙，玛莎，ZARA和H&M等快销品牌公司，正在大量使用RFID电子标签已经使其成为物联网中重要的角色。RFID技术RFID电子标签在服装单品级的管理上，利用标签内芯片可读可写的功能，对生产到销售均可以更透明化、数据化地进行管理，同时也可实施防伪措施，仓储物流和销售中的大宗货物。一个合格并且符合实际需求的RFID读写器系统功能应包括监管生产过程，监管服装信息，数据整合分析，数据传递，标签设备管理和系统管理等方面。该系统物理结构如图1。

3 基于服装行业的RFID读写器系统的硬件设计

本文中的硬件系统是模块化设计，包括控制单元模块和射频接口模块，以ARM7作为主控单元进行外围扩展设计。

在该系统中，主控部分由嵌入式微处理器来替代上位机，该设计的微处理器系统中嵌入式CPU配置达到ARM7标准，符合运行标准，此电路板的主控芯片使用Impinj R1000。基于该主控芯片实现的ARM7功能电路，主要是为外围电路和接口提供信号。射频采集处理器采用的是ARM7，它的MAC射频采集处理器是整个系统的核心部分，负责接收超高频读写器天线接收到的信号解调后发送至主控芯片，可实现920MHz～925MHz超高频段的操作，符合EPCglobal、ISO 18000-63和Gen2V2协议标准，根据协议完成所有命令的操作，与主机之间的通信为异步串行通信口UART RS-232或以太网接口。

当整个硬件系统启动时，系统对主控单元的控制和通信都是通过异步串行通信口UART RS-232或以太网接口完成的。读写器另一端与读写器天线相连接，利用天线的输出端，把信号调制到载波上面发送，载波信号频率为超高频段。当RFID超高频服装标签感应到读写器天线发送出的载波信号之后，会反馈信号给读写器天线接收端，主控单元会对读写器天线接收到的信号进行调解，并对相应的指令进行操作，完成所有命令。

在设计的整个硬件系统中，硬件系统的相关技术参数为：供电电压5V，读写距离为0m～7m，工作频率860MHz～960MHz，通信速率32-bit/5ms，电子标签可重复写入10万次，工作温度-20℃～55℃，存储温度为-20℃～85℃。

4 基于服装行业的RFID读写器系统的软件设计

软件系统开发环境为Visual Studio 2010，使用net2.0开发的。Impinj的SDK开发工具包，RFID读写器必须与应用系统中的相关服务器连接，连接方式为TCP/IP寻址。对系统中应用程序的设计，主要是完成读取服装标签信息和写入数据的基本功能。对于整个系统的使用来说，第一步是读取服装标签，按照设计的读取距离要求是0m～7m，只要服装标签在该区域内，那么服装标签就可以与超高频读写器相互通信。在读取时，可以读到超高频电子标签芯片在出厂时的设置数据。读取之后，按照服装零售商的要求再进行数据重新写入，即初始化操作。在这个过程中可以加入公司标识、产品信息等内容。当被初始化的电子标签被终端读写器读取时，可以获得初始化时所包含的所有数据，可以让使用者精确地辨别服装个体和唯一性，在单品级物品管理上具有很大优势。如遇到非授权的写码操作，设置过读写保护状态，则可以有效的防止伪造等违法销售手段。RFID超高频读写器工作流程如图2。

5 结论

我国是服装使用大国，有巨大的市场占有率，运用RFID超高频电子标签管理技术可以更容易的实现服装的生产、进出口活动。本文分析了服装行业的RFID读写器系统的需求，根据需求分析设计了RFID读写器系统硬件和软件部分。本文设计的RFID读写器系统可以使服装管理更加简便，操作性更强。