基于RFID技術(shù)的報(bào)廢汽車回收拆解信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)

巴興強(qiáng)　陳長茂　朱海濤　谷吉海

摘要：目前，報(bào)廢汽車回收企業(yè)在報(bào)廢汽車回收管理過程中缺乏有效的信息系統(tǒng)支撐及先進(jìn)的信息采集手段，從而導(dǎo)致倉儲(chǔ)管理技術(shù)落后。無線射頻技術(shù)的發(fā)展已廣泛應(yīng)用在倉儲(chǔ)管理、交通運(yùn)輸和貨物防偽等領(lǐng)域，本文將無線射頻識(shí)別技術(shù)引入到報(bào)廢汽車回收倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，以RFID技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)報(bào)廢汽車回收倉儲(chǔ)管理流程進(jìn)行優(yōu)化，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)開發(fā)報(bào)廢汽車回收倉儲(chǔ)管理軟件，以實(shí)現(xiàn)拆解后報(bào)廢汽車零部件的自動(dòng)化管理，為企業(yè)提供一種高效的管理模式。

關(guān)鍵詞：RFID；報(bào)廢汽車回收；倉儲(chǔ)管理；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：S 776.3；F 253文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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

基金項(xiàng)目：黑龍江省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目（12543007）；哈爾濱市科技局應(yīng)用技術(shù)研究與開發(fā)（優(yōu)秀學(xué)科帶頭人）項(xiàng)目（2013RFXXJ067）

第一作者簡介：巴興強(qiáng)，博士，副教授。研究方向：載運(yùn)工具運(yùn)用工程。Email：bxq1218@sina.com

引文格式：巴興強(qiáng)，陳長茂，朱海濤，等.基于RFID技術(shù)的報(bào)廢汽車回收拆解信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].森林工程，2015，31（1）：70-74.隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，汽車的需求量和保有量迅速增加。汽車產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度加快的同時(shí)，也加快了汽車的報(bào)廢數(shù)量，報(bào)廢汽車零部件回收、拆解及再利用倉儲(chǔ)管理就顯得十分重要。由于現(xiàn)階段普遍采用的人工管理方法已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代化和信息化的管理需求，因此，設(shè)計(jì)并建立一種高效、智能化的倉儲(chǔ)回收管理模式，是報(bào)廢汽車企業(yè)未來發(fā)展的必然趨勢(shì)。

射頻識(shí)別技術(shù)是一種無線通信技術(shù)，它可通過無線電訊號(hào)識(shí)別標(biāo)簽并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，讀寫器通過天線與電子標(biāo)簽進(jìn)行無線通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)簽內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀取和識(shí)別碼的寫入。通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，無需人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽[1]。這與之前的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)相比，RFID技術(shù)以其特有的非接觸性以及可對(duì)多個(gè)目標(biāo)物體同時(shí)識(shí)別的特性，正被廣泛應(yīng)用于物流，交通，防偽，商業(yè)供應(yīng)鏈等領(lǐng)域[2]。

1我國報(bào)廢汽車回收倉儲(chǔ)管理現(xiàn)狀

1.1國內(nèi)報(bào)廢汽車回收概況

（1）政策法規(guī)

2001年6月按照國家規(guī)定開始推行實(shí)施《報(bào)廢汽車回收管理辦法》，辦法中明文規(guī)定“禁止任何單位或者個(gè)人利用報(bào)廢汽車‘五大總成（發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、方向機(jī)、前后橋和車架）以及其他零配件拼裝汽車”[3]。在具體實(shí)施過程中，根據(jù)汽車行業(yè)的發(fā)展階段，更加注重技術(shù)和細(xì)節(jié)實(shí)施的《汽車產(chǎn)品回收利用技術(shù)政策》[4]在2006年2月應(yīng)運(yùn)而生。該政策明確指出，要綜合考慮材料的再利用問題，從整體上兼顧汽車從生產(chǎn)到回收拆解的各個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)建立報(bào)廢汽車材料、物質(zhì)的分類收集和分選系統(tǒng)，不斷完善再生資源的回收加工利用體系。

（2）回收拆解

從總體來看，目前我國報(bào)廢汽車零部件回收、拆解及再利用技術(shù)水平仍然處較低水平，其中的原因有：首先是報(bào)廢汽車的回收拆解企業(yè)數(shù)量有限；其次是拆解技術(shù)和回收的基礎(chǔ)設(shè)施仍然處于手工傳統(tǒng)時(shí)期。也因?yàn)榛厥阵w系的不規(guī)范，受到經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使，報(bào)廢車主和廢舊汽車回收小販會(huì)將本該報(bào)廢的汽車轉(zhuǎn)手到邊遠(yuǎn)的農(nóng)村或者是西部較為落后的二、三線城市繼續(xù)使用，這種非法渠道嚴(yán)重影響了國家正規(guī)報(bào)廢汽車回收企業(yè)的報(bào)廢汽車供給來源，造成“吃不飽”的窘狀，據(jù)不完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，我國每年因非法渠道流失在正規(guī)體制外的報(bào)廢車數(shù)量超過待報(bào)廢總量的70%[5]。

第1期巴興強(qiáng)等：基于RFID技術(shù)的報(bào)廢汽車回收拆解信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)

森林工程第31卷

（3）發(fā)展重點(diǎn)

按照國家規(guī)劃，到2017年，汽車回收利用率將達(dá)到95%，其中零部件再利用率將達(dá)到85%，到2020年，預(yù)計(jì)全國汽車回收產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達(dá)到500億元，這無疑會(huì)是成為一座新的“城市金礦”[6]。在建設(shè)節(jié)約型社會(huì)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略思想的指導(dǎo)下，如何作好報(bào)廢汽車零部件回收、拆解及循環(huán)再利用工作，對(duì)保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用[7-8]。

報(bào)廢汽車的回收及再利用涉及到汽車的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、材料能源等領(lǐng)域，還與經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、法律和交通息息相關(guān)[9-10]?；厥盏膱?bào)廢汽車拆卸后需要對(duì)可用的零部件進(jìn)行嚴(yán)格的管理，零部件多，信息量大給管理帶了難度。

2基于RFID的報(bào)廢汽車倉儲(chǔ)回收流

程優(yōu)化與管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)針對(duì)哈爾濱市金回報(bào)廢汽車回收有限公司設(shè)計(jì)的報(bào)廢汽車倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)，優(yōu)化該回收企業(yè)倉儲(chǔ)管理模式為企業(yè)提供一種高效的倉儲(chǔ)管理軟件，使報(bào)廢汽車及其零部件的入庫更科學(xué)、合理，管理效率提高最終方便零部件的銷售。如圖1所示。

圖1基于RFID的報(bào)廢汽車倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)流程圖

Fig.1 RFIDbased warehouse management system scrapped automobiles

2.1報(bào)廢汽車零部件倉儲(chǔ)回收管理系統(tǒng)流程及優(yōu)

化分析基于RFID的報(bào)廢汽車零部件回收倉儲(chǔ)系統(tǒng)流程優(yōu)化分析：

（1）登記檢測(cè)：報(bào)廢車交車者將報(bào)廢汽車交給回收企業(yè)，回收企業(yè)需要對(duì)回收的汽車進(jìn)行登記和檢測(cè)，并利用RFID讀寫器寫入該車的相關(guān)信息，粘貼電子標(biāo)簽。包括汽車品牌類型，車架編號(hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)編號(hào)，車牌號(hào)等信息，然后轉(zhuǎn)存到RFID倉儲(chǔ)信息管理數(shù)據(jù)庫中。

（2）拆解處理：利用RFID讀寫器對(duì)報(bào)廢汽車電子標(biāo)簽儲(chǔ)存的信息讀取，從RFID倉儲(chǔ)管理中心獲取報(bào)廢汽車的基本拆解工藝信息，針對(duì)這些信息使用專門的拆解工具，按照規(guī)范的拆解步驟，對(duì)報(bào)廢汽車進(jìn)行綠色、環(huán)保拆解，這個(gè)過程規(guī)范了拆解流程，拆解更加科學(xué)合理，也避免了對(duì)可用零部件的損傷。在拆解過程中還要對(duì)拆解下來的零部件進(jìn)行一個(gè)評(píng)估，將零部件按直接回用件、修復(fù)再用件、循環(huán)再利用件分類存放。對(duì)回收的廢液及有害于環(huán)境的物質(zhì)還要放入專門的倉庫中存放，不可回收再用的廢舊零部件要交給專門回收站。

（3）再用零部件入庫：當(dāng)被拆解下的可利用的報(bào)廢汽車零部件進(jìn)行評(píng)估后就要進(jìn)行入庫操作，入庫時(shí)，根據(jù)汽車零件的編號(hào)，對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行重新的數(shù)據(jù)寫入，把相應(yīng)的電子標(biāo)簽貼到報(bào)廢汽車零件上。對(duì)于直接回用或者修復(fù)再用的零部件掃描后送入專門的倉庫進(jìn)行存儲(chǔ)。當(dāng)貼有電子標(biāo)簽的汽車零部件運(yùn)到指定倉庫時(shí)，入口處的RFID閱讀器將自動(dòng)讀取標(biāo)簽信息，通過閱讀器對(duì)得到的編碼信息并上傳至數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)，這一過程將傳統(tǒng)的驗(yàn)收入庫程序大大簡化，省去了繁瑣的人工檢驗(yàn)、記錄、清點(diǎn)等工作。

（4）報(bào)廢汽車零件出庫：當(dāng)報(bào)廢汽車零部件從倉庫中出庫時(shí)，零部件上的電子標(biāo)簽的相應(yīng)信息會(huì)被出口處的閱讀器讀取，可以不經(jīng)過掃描，零部件就可以出庫?；蛘吖ぷ魅藛T也可以拿著手持終端讀寫器讀取出庫的報(bào)廢汽車零部件相關(guān)信息，可見，RFID大大地提高了汽車零部件的出庫效率。

通過RFID技術(shù)對(duì)報(bào)廢汽車零件回收管理系統(tǒng)流程和應(yīng)用流程的改進(jìn)后，與傳統(tǒng)回收管理流程向比較，可以發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后的回收流程在報(bào)廢汽車產(chǎn)品流的基礎(chǔ)上增加了產(chǎn)品信息流，實(shí)現(xiàn)了對(duì)報(bào)廢汽車回收管理進(jìn)行整體的信息監(jiān)控，通過掃描標(biāo)簽信息就能確定報(bào)廢汽車的所有信息，起到一個(gè)實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理的作用，提高了企業(yè)倉儲(chǔ)管理的效率。

2.2射頻模塊選取

MFRC522是NXP公司研發(fā)的一種非接觸式射頻讀寫芯片，工作頻率為13.56MHz。該芯片具有功耗低、體積小、性價(jià)比高、性能穩(wěn)定應(yīng)用方便等特點(diǎn)。如圖2所示。它適用于對(duì)各類ISO/IEC14443A標(biāo)準(zhǔn)的讀寫操作。應(yīng)用在板上單元、公共交通終端、便攜式手持設(shè)備。

圖2射頻芯片MFRC522主板

Fig.2 RF chip motherboard MFRC522

圖3簡化的MFRC522電路框圖

Fig.3 Simplified circuit diagram MFRC522

模擬接口用來處理模擬信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)，非接觸式UART用來處理與主機(jī)通信時(shí)的協(xié)議要求，F(xiàn)IFO緩沖區(qū)快速而方便地實(shí)現(xiàn)了主機(jī)和非接觸式UART之間的數(shù)據(jù)傳輸[11-12]。如圖3所示。

2.3微處理器的選取

STC89c52是一種可編程可清除的存儲(chǔ)器。是一種有低功耗，高性能的微處理器單片機(jī)。最早被應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域。能夠?qū)σ髧?yán)格的設(shè)備進(jìn)行集成，將CPU集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)更緊湊。系統(tǒng)中微控器STC89c52與射頻芯片MFRC522組成一個(gè)RFID讀寫器。如圖4～5所示。

圖4STC89c52 電路主板

Fig.4 Circuit motherboard of STC89c52圖5STC89c52總控制電路

Fig.5 Total control circuit of STC89c52

2.4倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于RFID優(yōu)化后的報(bào)廢汽車回收倉儲(chǔ)管理流程，本項(xiàng)目利用VB軟件設(shè)計(jì)了報(bào)廢汽車倉儲(chǔ)信息管理系統(tǒng)，如圖6所示。系統(tǒng)分為倉庫管理、倉庫統(tǒng)計(jì)、報(bào)表管理和賬戶管理四個(gè)模塊。倉庫管理分為汽車入庫零件入庫、出庫管理。倉庫統(tǒng)計(jì)主要包含報(bào)廢汽車入庫統(tǒng)計(jì)，零部件入庫統(tǒng)計(jì)，報(bào)廢汽車入庫的查詢和零件出庫的查詢，報(bào)表管理分為出庫報(bào)表和庫存報(bào)表，最后通過出庫的零部件信息可掌握?qǐng)?bào)廢汽車零部件的回收率，賬戶管理涉及基本的密碼修改和權(quán)限管理。

軟件運(yùn)行界面如圖7～圖10所示。

圖6系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)圖

Fig.6 System organization chart

圖7零部件信息入庫

Fig.7 Parts information storage

圖8零部件信息出庫

Fig.8 Parts information out of the library圖9倉儲(chǔ)統(tǒng)計(jì)

Fig.9 Warehousing statistics

圖10生成報(bào)表

Fig.10 Generated reports3結(jié)論

（1）將RFID技術(shù)引入到報(bào)廢汽車倉儲(chǔ)回收管理中，從報(bào)廢汽車回收倉儲(chǔ)管理的系統(tǒng)流程和應(yīng)用流程上進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了對(duì)報(bào)廢汽車產(chǎn)品流和信息流的實(shí)時(shí)管理，從根本上解決了在報(bào)廢汽車回收過程中產(chǎn)品的信息流失的問題。

（2）通過對(duì)RFID報(bào)廢汽車倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)功能需求的分析，選取RFID射頻芯片（MFRC522）微控器（STC89c52）以及S40卡射頻電子標(biāo)簽，通過對(duì)設(shè)備調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了讀寫器對(duì)電子標(biāo)簽的讀寫操作及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

（3）針對(duì)哈爾濱市金回報(bào)廢汽車回收有限公司的企業(yè)管理現(xiàn)狀，開發(fā)、設(shè)計(jì)了一套基于RFID的報(bào)廢汽車倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)軟件，幫助企業(yè)告別了以往手工記賬的管理模式，使得管理方法更科學(xué)有效。同時(shí)，為報(bào)廢汽車行業(yè)的倉儲(chǔ)管理體現(xiàn)提供一個(gè)更加科學(xué)的管理模式。

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