基于RFID的报废汽车零部件管理信息系统开发与设计

巴兴强　徐孟发　刘娇娇

摘要：随着汽车数量的日益增长，必然会导致报废汽车越来越多，汽车拆解增长率的需求增大，对报废汽车零部件的管理效率提出越来越高的要求。主要介绍了射频识别技术的优势，RFID技术在报废汽车零部件管理中的应用，阐述了基于RFID相关技术研发的报废汽车零部件管理系统，主要是针对哈尔滨金回报废汽车回收有限公司的实际需要而设计的汽车零部件管理系统，并根据国家汽车零部件编码规则，制定适合该企业自身管理的编码规则，该系统的设计并实现了对RFID技术在报废汽车零部件管理中的应用，提高管理效率进而提高企业的竞争力都起到很大的促进作用，该系统将在报废汽车零部件行业的管理中发挥更方便、快捷、准确、高效的作用。

关键词：报废汽车；零部件；RFID技术；管理信息系统

中图分类号：U468文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.10.015

中国产业信息网发布的《2015—2020年中国汽车整车制造市场评估及投资前景预测报告》显示，到2015年6月，我国汽车保有量已经突破了1.63亿辆，保有量已经仅次于美国，成为全球第二。但按照2013年最新《机动车强制报废标准规定》，载客和载货汽车的使用年限一般为10～15年，那么2001年前后开始使用的汽车已经进入报废期，据此推算2015年左右我国的汽车报废量为500万辆左右，未来十年将以年均20%的速度增长。因此报废汽车零部件拆解及科学化的管理是势在必行的。

目前，我国报废汽车回收拆解企业的规模大多比较小，且技术落后。并且一辆汽车有几千个不同零件组装而成，借助信息化手段科学地对报废汽车零部件进行管理。将RFID技术应用于报废汽车零部件回收拆解与管理，可大幅提高管理与运作效率，降低成本。

1RFID技术

射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术，是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术（以下通称RFID技术）。RFID标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点，可支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。RFID技术与互联网、通讯等技术相结合，可实现全球范围内物品跟踪与信息共享。

按照能量供给方式的不同，RFID 标签分为有源、无源和半有源三种；按照工作频率的不同，RFID标签分为低频（LF）、高频（HF）、超高频（UHF）和微波频段（MW）的标签。

目前，RFID技术也广泛应用于汽车制造行业，国外国内大大小小汽车整车厂商、在汽车整车制造的四大工艺段冲压、焊装、涂装、总装及发动机的装配制造过程中，广泛使用RFID技术。但是对于报废汽车的管理以及零部件的管理，RFID的使用情况目前来说比较低，因为我国的废旧汽车回收、拆解及其再利用技术还不成熟，零部件回收利用率也很低。

RFID技术作为一种自动识别技术，利用无线射频方式对目标物进行非接触式自动识别，极大地加速了信息的收集和处理，此外FRID具有精度高，适应环境能力强，抗干扰能力强，操作快捷等优点。因此，与其他的自动识别技术相比有更广阔的应用空间。

2国内报废汽车零部件信息管理的现状

我国目前有资质的报废汽车回收拆解企业有500多家，大多数规模较小，我国报废车零部件的管理技术还十分落后，有部分报废汽车零部件的回收管理仍是采用简单的手工记录模式进行，管理效率低下，容易出错。对于未来随着报废汽车数量的不断增加，需要选择一种合理的方法来进行管理。在运用手工记录采集数据的过程中，常常容易出现问题。首先，手工记录作为数据采集模式，记录信息速度慢，在记录的过程中，还常常容易出现错误，在汇总和保存的过程中也非常麻烦并容易出错，而不能够及时、准确地把拆解作业现场信息进行记录和汇总，企业管理层也不能够及时了解作业现场情况，很多工作就不能够很好及时地开展，因此手工模式作为数据采集的手段缺陷是显而易见的。

随着近年来自动识别技术的发展，目前常用的自动识别技术中，条形码成本最低，适用于需求量大且数据不必更改的场合，例如在商品包装上就很适宜。IC卡的价格稍高，数据存储量很大，数据安全性好，但是由于它的接触点暴露在外边，有可能因静电或者人为的原因损坏，也不太适合在报废汽车零部件的自动化管理中使用。为了方便产品信息高效准确的管理，有些企业引入了使用方便和价格便宜的条码识别技术，但是汽车零部件上的条形码较容易磨损，且携带数据量很小。由于条码技术在一些方面自身存在缺陷和不足，无法胜任某些较为恶劣的生产环境和其它的一些问题。引入了条码技术的报废汽车回收厂在数据采集、生产信息化等方面仍存在着数据采集及时性、准确性差的问题。条形码作为常用的数据采集手段也存在着一些缺陷。整车拆解信息属于动态数据，需要及时采集、处理、分析、统计，由于条码必须在可视的环境下由员工手持扫描枪直线读取，且扫描枪必须在近距离而且没有物体阻挡的情况下，才可以辨读条形码，而条形码正常工作所需要的这些环境在汽车拆解车间往往是不容易达到的，而且条形码所能记录的信息量也比较少，不能够重复使用，因此，条形码作为数据采集的手段也存在着一些弊端。

因此，一種理想的方式是阅读器与一个数据载体之间的数据传输与能量供应采用非接触式的自动识别技术。人们将这种非接触式的自动识别技术称为无线射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术。RFID标签，牢固耐用，可承受非常恶劣的工业环境，而普通条码标签如用在工业生产环境中，如果发生沾污破损，容易造成信息的读取错误；RFID标签是可读可写的，可反复进行信息的改写。而条码标签一旦打印出来，只可读不可写，在生产信息的实时管理控制上，RFID标签的应用灵活性更大。RFID标签的存储容量大，因此，RFID标签相当于一个小型的移动数据库，可存储大量的汽车零部件信息。系统通过识别RFID标签，读写电子标签内存储的汽车零部件的数据，并与后台数据库实现交互管理，实现数据交换与管理功能。endprint

3报废汽车零部件信息管理软件的需求分析

通过对哈尔滨金回报废汽车回收有限公司现有业务流程的细化分析，结合企業所需求的软件功能的研究，分析出该企业在管理方面主要存在的问题，建设该汽车零部件信息管理系统主要就是为了能够借助基于RFID的物联网技术解决好这些问题。该管理系统设定以下目标：

3.1制定编码规则

根据《中华人民共和国汽车行业标准—汽车零部件编号规则》，该标准规定了各类汽车、半挂车的总成和装置及零件号编制的基本规则和方法，适用于各类汽车和半挂车的零件、总成和装置的编号。借鉴该标准对于汽车零部件的编号规则，结合哈尔滨金回报废汽车回收有限公司的拆解实际作业经验，现制定出适用于该企业的汽车零部件编码规则：编号组成如下：（1）公司代号：JH；（2）车辆品牌：大众01、现代02；（3）车辆型号：捷达01、速腾02、迈腾03、帕萨特04等依次排序；（4）零件类别分：发动机10、供给系11、排气系12等。

3.2RFID电子标签及读写模块的选取

当RFID标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（无源标签或被动标签），或者由标签主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签），解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

一套完整的RFID系统，是由阅读器与电子标签也就是所谓的应答器及应用软件系统三个部份组成，其工作原理是Reader发射特定频率的无线电波能量，用以驱动电路将内部的数据送出，此时Reader便依序接收解读数据，送给应用程序做相应的处理。

目前，能够用于RFID打印机使用的电子标签都为无源电子标签，它由底纸、面纸以及包含在其中的芯片和天线构成。RFID打印机，是一种可以读取和写入电子标签芯片数据，同时将数据内容可视化打印在标签表面的打印设备。目前市面上最常见的RFID打印机多采用高频或超高频技术。

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 13.56 MHz。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。

3.3解决好各环节的精细管理问题

根据金回报废汽车厂的实际需求，每一辆报废汽车从入厂开始就要进行实时追踪管理解决，如整车管理、拆解、销售、盘点、废弃零件等环节的精细管理问题，并录入汽车零部件中的汽车整车管理库中。基于以上诉求，本系统拟开发一个整车信息查询功能，用户可以根据车辆编号查询到汽车拆解的时间、拆解工人信息、拆解的零部件信息，通过这样的功能来提高管理的自动化、透明化。车辆进入拆解车间进行零部件的拆解回收，同时对于使用状况良好的零部件拆解完以后，直接进行RFID电子标签绑定，并进入到汽车零部件管理库中，同时管理系统实现与拆解车间的操作步骤一致，实现实时入库，体现信息的交互性。同时实现从整车进厂到拆解车间再到销售管理等一体化管理。对于已经拆解完的报废汽车剩余的废弃零部件，统一堆放管理，在系统里对于废弃零部件的处置、变卖等信息，也会及时体现在管理系统中，从而实现一条线透明操作，这样对于企业来讲也大大节省了相关的人力物力。该企业目前报废汽车拆解的自动化程度较低，各个环节的诸多信息不畅通和不能及时共享等问题，以及对库存盘点时费时费力，造成很多人力浪费，并且人工模式进行库存盘点的准确性较差。

4系统总体功能结构

该系统像其他的企业管理系统一样，该企业的物联网系统的功能模块同样分为总控系统模块和各子系统模块。与系统总体结构图相适应（如图1），总控系统主要包括系统总体平台架构的设计、各子系统模块的功能划分以及各子系统模块之间的数据接口定义等。各子系统模块主要是依据总控系统对本模块进行功能划分，设计出的各自模块包括数据输入、输出、处理在内的各类用户交互界面（如图2，图3），在此过程中须遵循总控系统定义的模块间数据接口规范。本系统采用基于RFID技术和因特网技术的B/S总体架构，通过集中式数据库与分布式数据库相结合，将企业的整车管理、零部件信息管理、销售管理、库存管理等经营业务有机地结合起来，实现提高效率、降低成本的目的，并有效地提高了企业内部数据共享度和企业核心竞争力。主要功能包括：用户管理、整车管理、零件信息、销售管理、库存管理、弃件管理、系统管理等功能。

5报废汽车信息管理技术的发展趋势

建立报废汽车回收拆解的信息管理网络平台；财务版块、网络对接、盘点，加快建立起功能齐全的网络服务平台，逐步实现政府主管部门与企业间回收拆解信息联网和回收、拆解全程监控；建立全国性或区域性的报废汽车“回用件”、再制造零部件等信息服务平台；及时准确掌握报废汽车有关动态信息，提高行业信息化管理水平。

6总结

（1）运用RFID技术来实现对报废汽车零部件的管理，报废汽车拆解的信息采集，对报废汽车零部件回收来说，可以利用此技术来实现汽车零部件管理的信息化、智能化、自动化。可以解决目前多数报废汽车回收企业在汽车零件拆解管理中信息采集和定位管理的短板。

（2）通过该软件的设计，能使哈尔滨金回报废汽车回收有限公司的汽车零部件信息管理有了实质性的改进。通过信息化的管理避免了人工录入的可能犯的错误，并且通过RFID技术在报废汽车零部件管理中的应用，节约了大量的人力物力，也使企业的管理更方便、更高效。

（3）使用高频的RFID电子标签，工作频率为1356 MHz，RFID电子标签内涵芯片和天线，在可视化打印同时将数据内容写入芯片中存取，或者仅读写芯片，不进行可视化打印，标签内容具有保密性。对于企业来讲安全性较好，对于保护公司信息至关重要。

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