基于RFID的智能物流分拣系统

高毅，钱冬杰，渠超颖，张爱书无锡职业技术学院

基于RFID的智能物流分拣系统

高毅，钱冬杰，渠超颖，张爱书
无锡职业技术学院

为了提高物流分拣的效率设计了基于RFID的智能物流分拣装置。分为三个模块：触摸屏人机交互界面用来采集输入物流信息、单片机数据处理中心和机械结构物流分拣装置。主要的工作流程是：寄件时通过触摸屏人机交互界面把目的地信息录入到系统中，系统把地址信息通过标签读写装置写入到RFID标签中。分拣时把包裹放入输送机上，传送至机械结构进行分拣，分拣装置读取标签中的地址信息，然后将包裹送入不同的通道从而完成了智能化分拣操作。

物流分拣；RFID标签；拨动结构

1.研究背景

随着社会的进步，市场竞争日益激烈，传统的人工分拣由于效率低、成本高等缺点，已经跟不上时代的步伐，物流企业迫切需要一种先进的分拣装置来提高整个物流分拣的效率，从而机械式的分拣装置成为快递中转站的必备。顺应时代发展的大趋势，设计了一种基于RFID的智能物流分拣装置。

基于RFID的物流分拣装置是利用现有的RFID技术和单片机技术相结合，可以全年全天无休连续不间断进行大量的分拣工作而不像人力那样有疲劳期，从而可以节省大量的人力，提高物流分拣企业的生产效率和速度。分拣装置主要分为三个模块：触摸屏人机交互界面、单片机数据处理中心和机械结构物流分拣装置。本系统的可以分为两个部分：寄件系统和分拣系统。

2.寄件系统

寄件装置是用来实现用户寄件操作的设备，最终是为了产生一个含有目的地址编码的RFID标签。当用户需要寄件时，点击触摸屏进入寄件操作界面。界面将显示收件有关省市区的选项。用户选择好目的地后点击确认，单片机会把地址信息进行编码，通过读写器写入RFID标签中，标签将随用户包裹进入分捡装置。

3.分拣系统

分拣装置是用来实现包裹分拣操作的设备。该部分包括硬件部分和用来执行分拣的机械结构。系统远行过程中，用户将需要分拣的包裹放置在输送机传送带上，输送机将包裹运输至RFID读取模块下，单片机将存储在RFID标签中的代表目的地编码的数据读出，单片机接收到RFID读写装置传输来的目的地数据后，将会使用数据处理函数将数据处理成代表着目的地点的参数并在触摸屏上显示该件包裹的信息。在RFID读写装置完成对RFID标签的读取操作后，传送带将继续载着包裹运动，直到将包裹运输到指定分拣口时，隶属于该出口的到位传感器将会发送数据给单片机告诉单片机包裹已经到达，单片机在接收到包裹到达指定分拣口的标志数据后将会驱动机械臂运动将包裹推送到分道口。一次分拣工作及完成，单片机会将该件包裹的相关信息进行记录并在触摸屏上进行显示，用户可以在触摸屏上查看最近分拣的包裹的信息。

4.分拣机械结构

基于RFID的智能物流的的关键问题就在于分拣装置这一块。在数据处理的支持下，我们还需要一个机械结构来真正意义上去实现分拣这个操作。在设计此次项目前，我们参阅了大量的资料，分析了常用的分拣机构：推动模式和拖动模式。

推动模式是指将一个由气泵或其他效应机制所带动的伸缩结构安装至传送带的一侧，动作时将一个推杆向传送带的另一侧，从而推动包裹进入放置在传送带另一侧的包裹收纳箱中。这种推动模式的分拣装置的动作可以很迅速，力道也很大，推动大型的包裹也不会有问题。但是问题就在于其推动的结构要做恢复动作。这就徒增了一个周期的运动。其次就是这种推动结构虽然可以达到很快的速度，但是它的动作过于突然，不够平缓，这会使包裹受到较大的冲击力，就成就了所谓的“暴力快递”。过于突然地动作造成的冲击力在效应在包裹上的同时也会作用在整个支撑结构上，造成整个机械结构的不稳定。

拖动模式的结构就是与传送带类似的结构，该结构可以使货物底部受力，从而带动货物运动，这样的结构相对于推动模式的动作要平缓的多，作用在货物上的力量也相对较小。保证了货物不会因装置的冲击力造成损坏，同时也消除了推动结构对整个装置的支撑结构所造成的冲击力。而且拖动装置还有一个推动装置遥不可及的优点，那就是它可以双向运动，也就是说可以在传送的两侧都设立货物的出口，这样节约了传送的长度和整个装置的占地面积，且使装置的利用更加的合理了。但是对于这种模式的结构非常复杂。因为系统本身就存在一个物体传送方向的运动，如果再加装一个拖动的装置，这就涉及到了另一个方向的运动，这样的结构过于复杂，在大型的智能物流分拣系统中虽然已经应用成熟，但是若是应用于中小型的分拣装置上，那就不再是低成本的装置了。

我们本次所涉及的基于RFID的智能物流分拣装置其主要是面向于小型的物流分拣装置，那么这种复杂的结构显然是不利于我们减少成本的，在参阅相关资料后，大胆的设计了一种新分拣结构，我们称之为“拨动结构”。“拨动结构”，顾名思义，我们就是利用一种装置将货物拨入分拣出口。该结构由支架、电机和拨动杆组成。我们将电机安装至传送带的正上方也就是包裹运动的正上方。拨动杆是一根根据要求制作的规定长度的铁杆。杆子的中心具有相应的固定装置可以将其与电机的输出轴固定。在工作时，系统检测到货物到位后，单片机将驱动电机带动拨动杆转动一次转动180度在电机转动的同时，分拣的机械装置就会将货物拨入分拣口，完成分拣操作。该种结构具备了上文所说的推动模式的快速性且不会对结构进行冲击，也具备了拖动模式的不需要恢复动作的特性，且还做到了结构简单，成本低廉的特点。