基于IC卡的電鍍生產(chǎn)線中鍍件數(shù)量統(tǒng)計(jì)

呂麒鵬，張　峰，楊佳朋，王海軍

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二研究所，山西 太原 030024)

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基于IC卡的電鍍生產(chǎn)線中鍍件數(shù)量統(tǒng)計(jì)

呂麒鵬，張峰，楊佳朋，王海軍

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二研究所，山西 太原 030024)

摘要：在目前國(guó)家提倡智能制造大背景下，設(shè)備的智能化凸顯的尤為重要，在電鍍生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的鍍件數(shù)量統(tǒng)計(jì)是依靠人工進(jìn)行登記統(tǒng)計(jì)，這樣對(duì)于小批量的生產(chǎn)是可以滿(mǎn)足的，但對(duì)于大批量的智能生產(chǎn)，這樣的統(tǒng)計(jì)容易出錯(cuò)，也容易耽誤生產(chǎn)周期，本文提出了一種基于射頻IC卡的鍍件統(tǒng)計(jì)方法，既可以節(jié)省人力成本，又可以有效的提高生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：電鍍；射頻；IC卡；智能制造

IC卡(Integrated Circuit Card，集成電路卡)，也稱(chēng)智能卡(Smart card)、微電路卡(Microcircuit card)或微芯片卡等。屬于非接觸式的射頻卡，又稱(chēng)射頻卡，成功地解決了無(wú)源(卡中無(wú)電源)和免接觸這一難題，是電子器件領(lǐng)域的一大突破[1]。主要用于公交、電信、銀行、車(chē)場(chǎng)管理、便攜式設(shè)備等領(lǐng)域。

IC卡工作的基本原理是射頻讀寫(xiě)器向IC卡發(fā)一組固定頻率的電磁波，卡片內(nèi)有一個(gè)LC串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫(xiě)器發(fā)射的頻率相同，這樣在電磁波激勵(lì)下，LC諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容內(nèi)有了電荷；在這個(gè)電容的另一端，接有一個(gè)單向?qū)ǖ碾娮颖?，將電容?nèi)的電荷送到另一個(gè)電容內(nèi)存儲(chǔ)[2]，當(dāng)所積累的電荷達(dá)到2 V時(shí)，此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接受讀寫(xiě)器的數(shù)據(jù)。

電鍍是對(duì)一些金屬器件表面進(jìn)行防腐、光亮處理的一種化學(xué)方式，電鍍可以使這些金屬器件表面具有耐腐蝕、美觀、導(dǎo)電性能增加，使金屬材料更適合工業(yè)生產(chǎn)的需要[3]。在大型生產(chǎn)管理系統(tǒng)中，尤其是在電鍍生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)于鍍件數(shù)量使用非接觸性IC卡進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，便于數(shù)據(jù)的追蹤，可以提高生產(chǎn)效率，節(jié)省人力及物力成本，更有效的提高生產(chǎn)效率。

1系統(tǒng)基本組成

系統(tǒng)的基本組成如圖1所示，主要由單片機(jī)、通信接口、報(bào)警提示、天線等部分組成。3.3 V電源為天線系統(tǒng)提供電源，5 V電源為單片機(jī)及系統(tǒng)的其它部分電路供電。單片機(jī)對(duì)天線發(fā)射及接收的信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理。供電電路為整個(gè)電路系統(tǒng)提供5 V與3.3 V穩(wěn)壓電源，按鍵電路進(jìn)行系統(tǒng)初始化的操作，通信接口進(jìn)行單片機(jī)的程序下載及與上位機(jī)的數(shù)據(jù)通信，報(bào)警電路是對(duì)數(shù)據(jù)接收與發(fā)送的數(shù)據(jù)正確與否的提示，天線系統(tǒng)有兩個(gè)作用，一方面對(duì)無(wú)源非接觸性射頻卡提供電源，另一方面接收與發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)到射頻卡中，并進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)的天線電路采用13.56 MHz非接觸式的MF RC522芯片及其外圍電路構(gòu)成，通過(guò)串行通信進(jìn)行數(shù)據(jù)的通信。

圖1　射頻IC卡鍍件統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)基本框圖

2天線電路

天線電路用于對(duì)非接觸性IC卡內(nèi)的信息進(jìn)行讀取與寫(xiě)入、卡片密碼修改信息的傳輸[4]。電路主要由3.3 V電源電路、MF RC522天線芯片組成。3.3 V電源由5 V電源通過(guò)LM1117電源芯片及相應(yīng)的濾波電容進(jìn)行轉(zhuǎn)換，為MF RC522芯片提供電源，MF RC522是一種應(yīng)用于13.56 MHz非接觸式通信中高集成度的一種讀寫(xiě)卡芯片，此芯片的內(nèi)部振蕩器由27.12 MHz晶振及相應(yīng)的2個(gè)15pF電容構(gòu)成，天線電路由電阻、電容及電感做成對(duì)稱(chēng)的電路形式，保證信號(hào)的接收與發(fā)送的完整性[5]，天線與信號(hào)處理電路的接口通過(guò)MF-SDA、MF-SCK、MF-MOSI、MF-MISO、MF-RST、GND、3.3 V引腳連接，天線信號(hào)的接收與發(fā)射通過(guò)電容、電阻、電感搭建的電路進(jìn)行信號(hào)傳輸。

3射頻信號(hào)處理電路

射頻信號(hào)處理電路是對(duì)天線接收或發(fā)射信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。信號(hào)處理電路由供電電源、通信接口、按鍵電路、報(bào)警提示電路組成，可以進(jìn)行系統(tǒng)的初始化、數(shù)據(jù)的傳輸。射頻信號(hào)處理電路通過(guò)USB接口5 V供電，由USB接口、47 μF電解電容、0.1 μF瓷片電容、綠色電源指示燈組成；通信電路由MAX232芯片、DB9接口及5個(gè)0.1 μF瓷片電容組成，保證通信信號(hào)的完整性，蜂鳴器提示電路由蜂鳴器、三極管組成；3.3 V電源由LM1117電源轉(zhuǎn)換芯片及3個(gè)電容組成，為天線提供3.3 V電源；信號(hào)處理電路采用STC11F32X單片機(jī)，并且采用晶振為18.432 MHz，從單片機(jī)的引腳引出MF-SDA、MF-SCK、MF-MOSI、MF-MISO、MF-RST、GND、3.3 V 7個(gè)接口[6]。

單片機(jī)上電工作后，首先對(duì)單片機(jī)及天線芯片MF RC522內(nèi)的寄存器進(jìn)行數(shù)據(jù)初始化，通過(guò)控制程序開(kāi)始尋找天線區(qū)內(nèi)未進(jìn)入休眠狀態(tài)的卡片，并返回相應(yīng)的卡片類(lèi)型，檢測(cè)卡片序列號(hào)的沖突，如果沒(méi)有沖突則返回正確的序列號(hào)，通過(guò)正確的序列號(hào)進(jìn)行卡內(nèi)數(shù)據(jù)的讀取與寫(xiě)入。

4上位機(jī)測(cè)試軟件

射頻IC卡的數(shù)據(jù)采集需要相應(yīng)的數(shù)據(jù)顯示，本系統(tǒng)采用了C#語(yǔ)言編寫(xiě)的上位機(jī)軟件，完成IC卡與信號(hào)處理電路的數(shù)據(jù)通信，通過(guò)串口進(jìn)行通信，軟件設(shè)置有串口號(hào)，可以讀取每張IC卡的唯一序列號(hào)，通過(guò)序列號(hào)作為每批次鍍件的唯一編號(hào)，每張IC卡有不同的扇區(qū)，不同的扇區(qū)存儲(chǔ)相應(yīng)的不同數(shù)據(jù)及相應(yīng)的地址密鑰，默認(rèn)的密鑰為6個(gè)FF，卡內(nèi)的數(shù)據(jù)可以通過(guò)讀數(shù)據(jù)和寫(xiě)數(shù)據(jù)按鈕進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取與寫(xiě)入，卡片的密碼可以通過(guò)修改密碼按鈕進(jìn)行修改。將所需要的信息轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)據(jù)，然后寫(xiě)入相應(yīng)的塊地址中。

5結(jié)束語(yǔ)

電路采用了MF RC522芯片設(shè)計(jì)的天線信號(hào)接收與發(fā)

送器，既可以對(duì)無(wú)源射頻IC卡進(jìn)行電源提供，也可以接收來(lái)自IC卡片的信號(hào)。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)的讀取與寫(xiě)入操作，電路可以滿(mǎn)足IC卡片信息的寫(xiě)入與讀取。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，電損耗較小，可以正確的讀取卡片內(nèi)的信息，可以正確的統(tǒng)計(jì)電鍍生產(chǎn)中鍍件的數(shù)量，便于后續(xù)鍍件數(shù)量的數(shù)據(jù)庫(kù)寫(xiě)入及讀取。

參考文獻(xiàn)

[1]段麗斌.智能卡技術(shù)與應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,1995.

[2]沈樹(shù)群，徐大雄.射頻識(shí)別技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J].中國(guó)防偽，2001(2):54-57.

[3](德)Finkenzeller K.射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)—無(wú)線電感應(yīng)的應(yīng)答器和非接觸IC卡的原理與應(yīng)用[M].第2版.陳大才譯.北京:電子工業(yè)出版社,2001.

[4]李軍民，黎亞元.非接觸智能IC卡應(yīng)用研究[J].四川工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2003(4):15-17.

[5]賀利芳，范俊波.非接觸式IC卡技術(shù)及其發(fā)展和應(yīng)用[J].通信與信息技術(shù)，2003(6):42-44.

[6]王愛(ài)英.智能卡技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社,1996：5-30.

Statistics of Plating Number Based on RFID in Plating Production Line

Lv Qipeng, Zhang Feng, Yang Jiapeng, Wang Haijun

(The2ndResearchInstituteofCETC,TaiyuanShanxi030024,China)

Abstract:In the current backdrop of advocating intelligent manufacturing by the State, the intellectualization of equipment is particularly important. In electroplating production, the traditional plating number statistics depends on the manual work, it is only satisfied for small batch production, but not for the production of large quantities of intelligence, and also easy to delay the production cycle. The article proposes a statistical method based plated RF IC card which can save labor costs and effectively improve the production efficiency.

Key words:electroplating; radio; IC card; intelligent manufacturing

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391.44

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674- 4578(2016)01- 0009- 02

作者簡(jiǎn)介：呂麒鵬(1987- )，男，山西文水，助理工程師，碩士，主要從事電鍍表面處理專(zhuān)用設(shè)備的研發(fā)。

收稿日期：2015-09-26