Aplikacja do inteligentnego zarządzania półkami w supermarketach oparta na technologii RFID

Technologia połączona z Internetem i technologią komunikacyjną może być wykorzystywana w wielu branżach, takich jak Logistyka, produkcja i usługi informacji publicznej. RFID jest również szeroko stosowany w handlu detalicznym i rozwija się najszybciej. Inteligentny system zarządzania półkami supermarketów oparty na RFID jest proponowany do zarządzania półkami dużych supermarketów. Karta częstotliwości radiowej jest przymocowana do towarów, a wszystkie informacje o towarach są przechowywane w centralnym komputerze magazynu, a informacje dotyczące towarów można sprawdzić w komputerze. Czytniki i anteny są umieszczone przy wejściu i wyjściu z magazynu, a terminale przekaźników bezprzewodowych są rozmieszczone w razie potrzeby, aby utworzyć bezprzewodową sieć czujników. Gdy towary wchodzą i wychodzą z magazynu, czytnik umieszczony przy wejściu i wyjściu odczyta informacje na karcie częstotliwości radiowej przymocowanej do towarów i przekaże je do centrum zarządzania za pośrednictwem bezprzewodowej sieci czujników. W ten sposób centrum zarządzania może zrozumieć wejście i wyjście towarów w czasie rzeczywistym i opanować towary. W zależności od sytuacji sprzedaży różnorodność i ilość towarów będą dostosowywane w odpowiednim czasie. Pomaga rozwiązać dwa największe problemy w handlu detalicznym: brak towarów w magazynie i kurczenie się zapasów. Jednocześnie konsumenci mogą wyjść bezpośrednio, bez czekania w kolejce przed kasą, pchając wózek pełen towarów, a komputer przy drzwiach automatycznie wydrukuje listę zakupów, poprawiając środowisko zakupów i zwiększając konkurencyjność firmy.

  1

Wprowadzenie do technologii identyfikacji radiowej (RFID)

Technologia RFID to bezkontaktowa technologia automatycznej identyfikacji, która wykorzystuje fale radiowe do komunikacji. Systemy identyfikacji radiowej składają się zazwyczaj z 3 części: transpondera, czytnika i oprogramowania aPlikacji bazy danych tła. Podstawową zasadą jest wykonywanie komunikacji danych za pomocą sprzężenia elektromagnetycznego lub sprzężenia indukcyjnego między głowicą odczytującą a etykietą przymocowaną do przedmiotu w celu uzyskania bezkontaktowej automatycznej identyfikacji oznaczonych przedmiotów. Czytnik wysyła instrukcje do anteny, a antena wysyła fale radiowe, aby „przeskanować” znacznik częstotliwości radiowej. Po odebraniu sygnału znacznik częstotliwości radiowej zwraca informacje o danych w formie fal radiowych, które są następnie odbierane przez antenę i dekodowane na dane, które mogą być wykorzystane przez komputer.

  2

Ogólna struktura projektu systemu

Biorąc pod uwagę cechy inteligentnego zarządzania półkami w dużych supermarketach, system obejmuje głównie:

System identyfikacji RFID, bezprzewodowa sieć czujników, interakcja między systemem identyfikacji RFID a terminalem bezprzewodowym.

2.1 System identyfikacji radiowej RFID

Główną funkcją czytnika jest odczytywanie i zapisywanie danych do transpondera za pośrednictwem anteny oraz komunikacja z komputerem hosta. Zazwyczaj zawiera on moduł częstotliwości radiowej, jednostkę sterującą i element sprzęgający podłączony do transpondera. Ponadto czytnik ma dodatkowe interfejsy do przesyłania uzyskanych danych do innych systemów.

System sprzętowy czytnika składa się głównie z 4 części: obwodu interfejsu, jednostki sterującej, modułu częstotliwości radiowej i anteny, jak pokazano na rysunku 1. Komputer hosta jest podłączony do jednostki sterującej czytnika za pośrednictwem obwodu interfejsu i wysyła kartę odczytu/zapisu i inne polecenia do jednostki sterującej. Odbieranie danych i raportów operacyjnych z modułu sterującego. Jednostka sterująca jest podłączona do modułu częstotliwości radiowej, a główny program uruchomiony na jednostce sterującej steruje pracą modułu częstotliwości radiowej zgodnie ze specyficznymi warunkami. Moduł częstotliwości radiowej moduluje dane i wysyła je do transpondera przez antenę oraz demoduluje sygnał zwrotny transpondera otrzymany z anteny.

Moduł częstotliwości radiowej czytnika wykorzystuje bezstykowy układ scalony karty IC FM1725 firmy Fudan Microelectronics Company, który uzupełnia funkcje modulacji i demodulacji danych oraz prostuje i przesyła sygnały modulacji częstotliwości radiowej. Część nadawcza wewnątrz układu FM1725 może bezpośrednio sterować antenami w bliskiej odległości roboczej bez dodawania aktywnych obwodów, podczas gdy część odbiorcza zapewnia niezawodny obwód demodulacji i dekodowania. Jego sekcja przetwarzania cyfrowego konwertuje dane równoległe na szeregowe, obsługuje sprawdzanie generowanych ramek, generuje i sprawdza parzystość i kontrolę CRC oraz kodowanie i przetwarzanie bitów. Ponadto FM1725 zapewnia również interfejs zgodny ze standardem SPI, a jego interfejs równoległy można podłączyć bezpośrednio do8-bitowy MCU.

Jednostka sterująca czytnika przyjmuje wydajny 8-bitowy mikrokontroler AT 89S52 wyprodukowany przez firmę ATMEL. Jest on głównie odpowiedzialny za uruchomienie programu odczytu i zapisu karty, dostarczanie sygnału sterującego układu FM1725 i uzupełnianie komunikacji danych z komputerem hosta lub siecią za pośrednictwem interfejsu RS232. Mikrokontroler zawiera 8-kilobajtową pamięć programu Flash tylko do odczytu, która jest wystarczająco duża, aby zapisać program do sterowania i kontrolowania układu częstotliwości radiowej FM1725. Nie ma potrzeby podłączania innych zewnętrznych urządzeń pamięci masowej, co upraszcza projekt obwodu i poprawia niezawodność obwodu.

Karta częstotliwości radiowej wykorzystuje pasywną kartę IC standardu Mifar e MF1 IC S50. Na karcie znajduje się 8-kilobajtowa pamięć EEPROM, która jest nośnikiem danych. Dane mogą być odczytywane i zapisywane przez antenę czytnika.

Podstawowy przepływ operacji pokazano na rysunku 2. Użytkownik najpierw zapisuje informacje na karcie MF1 IC S50 przez czytnik. Gdy karta MF1IC S50 znajdzie się w zasięgu roboczym anteny czytnika, karta jest aktywowana, a czytnik wysyła sygnał odczytu danych do karty. Karta wysyła określone dane z jednostki pamięci masowej do czytnika przez antenę zgodnie z odebranym sygnałem odczytu danych, a następnie czytnik wysyła dane do komputera hosta lub sieci przez interfejs RS232.