呂麒鵬，張　峰，楊佳朋，王海軍

(中國電子科技集團(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

呂麒鵬，張峰，楊佳朋，王海軍

(中國電子科技集團(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)計是依靠人工進(jìn)行登記統(tǒng)計，這樣對于小批量的生產(chǎn)是可以滿足的，但對于大批量的智能生產(chǎn)，這樣的統(tǒng)計容易出錯，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，又稱射頻卡，成功地解決了無源(卡中無電源)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、車場管理、便攜式設(shè)備等領(lǐng)域。

IC卡工作的基本原理是射頻讀寫器向IC卡發(fā)一組固定頻率的電磁波，卡片內(nèi)有一個LC串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫器發(fā)射的頻率相同，這樣在電磁波激勵下，LC諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容內(nèi)有了電荷；在這個電容的另一端，接有一個單向?qū)ǖ碾娮颖?，將電容?nèi)的電荷送到另一個電容內(nèi)存儲[2]，當(dāng)所積累的電荷達(dá)到2 V時，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)射出去或接受讀寫器的數(shù)據(jù)。

電鍍是對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)過程中，對于鍍件數(shù)量使用非接觸性IC卡進(jìn)行統(tǒng)計，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)對天線發(fā)射及接收的信號進(jìn)行相應(yīng)的處理。供電電路為整個電路系統(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，報警電路是對數(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)有兩個作用，一方面對無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)計系統(tǒng)基本框圖

2天線電路

天線電路用于對非接觸性IC卡內(nèi)的信息進(jìn)行讀取與寫入、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15pF電容構(gòu)成，天線電路由電阻、電容及電感做成對稱的電路形式，保證信號的接收與發(fā)送的完整性[5]，天線與信號處理電路的接口通過MF-SDA、MF-SCK、MF-MOSI、MF-MISO、MF-RST、GND、3.3 V引腳連接，天線信號的接收與發(fā)射通過電容、電阻、電感搭建的電路進(jìn)行信號傳輸。

3射頻信號處理電路

射頻信號處理電路是對天線接收或發(fā)射信號進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。信號處理電路由供電電源、通信接口、按鍵電路、報警提示電路組成，可以進(jìn)行系統(tǒng)的初始化、數(shù)據(jù)的傳輸。射頻信號處理電路通過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0.1 μF瓷片電容組成，保證通信信號的完整性，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個電容組成，為天線提供3.3 V電源；信號處理電路采用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個接口[6]。

單片機(jī)上電工作后，首先對單片機(jī)及天線芯片MF RC522內(nèi)的寄存器進(jìn)行數(shù)據(jù)初始化，通過控制程序開始尋找天線區(qū)內(nèi)未進(jìn)入休眠狀態(tài)的卡片，并返回相應(yīng)的卡片類型，檢測卡片序列號的沖突，如果沒有沖突則返回正確的序列號，通過正確的序列號進(jìn)行卡內(nèi)數(shù)據(jù)的讀取與寫入。

4上位機(jī)測試軟件

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#語言編寫的上位機(jī)軟件，完成IC卡與信號處理電路的數(shù)據(jù)通信，通過串口進(jìn)行通信，軟件設(shè)置有串口號，可以讀取每張IC卡的唯一序列號，通過序列號作為每批次鍍件的唯一編號，每張IC卡有不同的扇區(qū)，不同的扇區(qū)存儲相應(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FF，卡內(nèi)的數(shù)據(jù)可以通過讀數(shù)據(jù)和寫數(shù)據(jù)按鈕進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取與寫入，卡片的密碼可以通過修改密碼按鈕進(jìn)行修改。將所需要的信息轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)據(jù)，然后寫入相應(yīng)的塊地址中。

5結(jié)束語

電路采用了MF RC522芯片設(shè)計的天線信號接收與發(fā)

送器，既可以對無源射頻IC卡進(jìn)行電源提供，也可以接收來自IC卡片的信號。經(jīng)過數(shù)據(jù)的讀取與寫入操作，電路可以滿足IC卡片信息的寫入與讀取。經(jīng)過試驗驗證，電路結(jié)構(gòu)簡單，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)庫寫入及讀取。

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

[3](德)Finkenzeller K.射頻識別(RFID)技術(shù)—無線電感應(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,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

中圖分類號：TP391.44

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1674- 4578(2016)01- 0009- 02

作者簡介：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用設(shè)備的研發(fā)。

收稿日期：2015-09-26