基于軟件無線電的毫米波發(fā)射端中頻調(diào)制實(shí)現(xiàn)

0 引言

為了提高生產(chǎn)制造水平，推進(jìn)精細(xì)化管控模式的實(shí)踐，徹底解決卷煙生產(chǎn)過程中輔料錯(cuò)發(fā)、錯(cuò)配和消耗數(shù)據(jù)不精準(zhǔn)現(xiàn)象，為卷煙生產(chǎn)過程中降低消耗和監(jiān)控輔料質(zhì)量提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐，有效解決生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的輔料誤用問題，提高輔料質(zhì)量管理水平。

1.生產(chǎn)輔料質(zhì)量信息管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

利用物聯(lián)網(wǎng)RFID射頻技術(shù)，將滾筒類輔料中的盤紙、水松紙的采購、質(zhì)檢、倉儲(chǔ)、使用的各環(huán)節(jié)、機(jī)臺(tái)的消耗、設(shè)備運(yùn)行、維修和故障信息相關(guān)聯(lián)，在現(xiàn)有卷包數(shù)采系統(tǒng)中增加輔料質(zhì)量管控模塊，通過此模塊，實(shí)現(xiàn)輔料質(zhì)量的全流程管控。

具體措施為：首先，由盤紙、水松紙輔料生產(chǎn)商在最小單位輔料外圈上粘貼RFID電子標(biāo)簽，同時(shí)在生產(chǎn)過程中對(duì)輔料RFID電子標(biāo)簽信息進(jìn)行采集和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中。

其次，在輔料入廠時(shí)，通過輔料質(zhì)量管控模塊，實(shí)現(xiàn)輔料入庫管理功能;利用輔料質(zhì)量管控模塊將入廠輔料RFID電子標(biāo)簽信息和輔料生產(chǎn)商提供的信息進(jìn)行比對(duì)，實(shí)現(xiàn)輔料入廠校驗(yàn)管理功能。

再次，在輔料配盤環(huán)節(jié)，由輔料質(zhì)量管控模塊將含有RFID電子標(biāo)簽的托盤與實(shí)際配備的含RFID電子標(biāo)簽的輔料進(jìn)行關(guān)聯(lián)，同時(shí)將RFID電子標(biāo)簽的托盤與生產(chǎn)要求的配盤單據(jù)信息進(jìn)行比對(duì)，實(shí)現(xiàn)輔料配盤環(huán)節(jié)防差錯(cuò)校驗(yàn)、輔料出庫管理等功能。

最后，在輔料發(fā)送至機(jī)臺(tái)、輔料上機(jī)使用兩個(gè)環(huán)節(jié)，由輔料質(zhì)量管控模塊分別將托盤RFID電子標(biāo)簽信息、輔料RFID電子標(biāo)簽信息與機(jī)臺(tái)工單要求的輔料信息進(jìn)行比對(duì)，實(shí)現(xiàn)輔料使用環(huán)節(jié)防差錯(cuò)校驗(yàn)、輔料消耗管理等功能，同時(shí)將輔料上機(jī)使用信息與卷包數(shù)采系統(tǒng)采集的設(shè)備運(yùn)行、故障和維修等信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，為建立輔料質(zhì)量評(píng)判體系提供數(shù)據(jù)支撐。

2.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

如圖1所示，系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)采用目前主流的三層體系：表示層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)層，綜合考慮了集成性、開放性、重構(gòu)性、靈活性等問題。使用面向服務(wù)架構(gòu)(SOA)，系統(tǒng)容易與企業(yè)其他應(yīng)用系統(tǒng)全面集成，避免了大量的接口開發(fā)工作;引入工作流引擎，實(shí)現(xiàn)了流程的建模管理，有利于業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化和擴(kuò)展;加入規(guī)則庫機(jī)制和基于業(yè)務(wù)及功能組件重用機(jī)制，提高應(yīng)用性。

2.1 數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層包含RFID采集與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分。

RFID采集部分：通過射頻RFID技術(shù)，實(shí)現(xiàn)輔料入庫、配盤、中轉(zhuǎn)庫、上機(jī)使用全過程的輔料信息采集，為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分：主要包括系統(tǒng)軟件當(dāng)前運(yùn)行的所有數(shù)據(jù)，輔料廠家提供的RFID電子標(biāo)簽歷史數(shù)據(jù)，運(yùn)行中實(shí)時(shí)采集的RFID電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)三部分組成，這些數(shù)據(jù)保證了系統(tǒng)軟件主要功能的運(yùn)行，是企業(yè)的生產(chǎn)的輔料數(shù)據(jù)中心，同時(shí)給系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析提供數(shù)據(jù)使用。

2.2 業(yè)務(wù)邏輯層

業(yè)務(wù)邏輯層包含應(yīng)用服務(wù)與接口服務(wù)部分。

應(yīng)用服務(wù)部分：實(shí)現(xiàn)輔料從入庫、輔料配盤、輔料中轉(zhuǎn)庫、輔料上機(jī)使用各個(gè)環(huán)節(jié)的RFID信息掃描、差錯(cuò)校驗(yàn)以及主要的業(yè)務(wù)處理;實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)。

接口服務(wù)部分：采用業(yè)務(wù)中間件技術(shù)，實(shí)現(xiàn)與中煙公司、輔料供應(yīng)商等系統(tǒng)的信息交互。采用基于WEB SERVICE的通用接口技術(shù)，其中具有跨平臺(tái)能力，穿透防火墻等技術(shù)優(yōu)勢，以XML語言為基礎(chǔ)，屏避了各個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)差異帶來的技術(shù)屏障。

2.3 表示層

表示層包含WEB服務(wù)與業(yè)務(wù)表現(xiàn)部分。

WEB服務(wù)部分：主要是負(fù)責(zé)與系統(tǒng)用戶進(jìn)行交互，將系統(tǒng)的功能展現(xiàn)給用戶。不涉及主要的業(yè)務(wù)處理，用戶界面中的業(yè)務(wù)處理交由應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行處理，WEB服務(wù)器層的存在降低了應(yīng)用服務(wù)器的壓力，提高系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理的能力。同時(shí)WEB服務(wù)器層可以承擔(dān)性能的平衡負(fù)載和錯(cuò)誤轉(zhuǎn)換的能力，提高了系統(tǒng)的可靠性。

業(yè)務(wù)表現(xiàn)部分：用戶訪問系統(tǒng)不受地域和平臺(tái)的限制，無須安裝特殊的客戶端應(yīng)用軟件，只要網(wǎng)絡(luò)訪問許可，具有系統(tǒng)授權(quán)權(quán)限，無論身處何處，用戶都可以通過網(wǎng)絡(luò)訪問系統(tǒng)提供的應(yīng)用功能，完成日常工作管理。

3.RFID系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 根據(jù)項(xiàng)目使用需求，我們選用超高

頻的RFID產(chǎn)品，主要原因是超高頻RFID才能滿足現(xiàn)場的讀寫距離，同時(shí)滿足短時(shí)間讀取大量RFID電子標(biāo)簽的需求。

3.2 根據(jù)使用需求，選擇質(zhì)量輕、厚度

薄、超高頻、被動(dòng)式的紙質(zhì)RFID電子標(biāo)簽，作為RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體。

3.3 根據(jù)工作頻率的選擇與現(xiàn)場讀寫需

求，選擇超高頻固定式、手持式讀寫器安裝與配置在需要讀取電子標(biāo)簽的地方，采集RFID電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)，并通過控制系統(tǒng)上傳到數(shù)據(jù)庫。

4.軟件功能設(shè)計(jì)

4.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

系統(tǒng)運(yùn)行所需要的輔料、設(shè)備信息、計(jì)量單位、廠家提供的電子標(biāo)簽等信息，主要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)庫共享等技術(shù)和卷接包數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)共享基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

4.2 中轉(zhuǎn)庫存管理

系統(tǒng)依據(jù)配盤入庫數(shù)量和機(jī)臺(tái)請(qǐng)求發(fā)放數(shù)量，實(shí)現(xiàn)中轉(zhuǎn)庫庫存管理，為管理人員提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的庫存變化信息。

4.3 機(jī)臺(tái)輔料差錯(cuò)校驗(yàn)

當(dāng)輔料上機(jī)的時(shí)候，現(xiàn)場識(shí)別裝置自動(dòng)對(duì)進(jìn)入識(shí)別區(qū)域的輔料進(jìn)行電子標(biāo)簽掃描，將該電子標(biāo)簽信息和下載的托盤對(duì)應(yīng)的電子標(biāo)簽信息進(jìn)行比對(duì)，若匹配成功則允許輔料上機(jī)使用，否則說明輔料有異常情況，及時(shí)彈出信息，提醒操作工，不允許輔料上機(jī)使用。

4.4 輔料質(zhì)量評(píng)判體系

卷包數(shù)采系統(tǒng)在輔料質(zhì)量管控模塊提供的輔料質(zhì)量抽檢信息、輔料規(guī)格、輔料上機(jī)時(shí)間等信息的基礎(chǔ)上，將這些信息和數(shù)采系統(tǒng)采集的機(jī)臺(tái)實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)相結(jié)合，將向管理人員提供縱向和橫向的數(shù)據(jù)分析，通過這些分析，建立輔料質(zhì)量評(píng)判系統(tǒng)，為提供輔料質(zhì)量服務(wù)。

5.總結(jié)

綜合利用物聯(lián)網(wǎng)RFID射頻技術(shù)、計(jì)算機(jī)通信技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)、PLC控制技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)輔料從入廠、配盤、發(fā)放、上機(jī)使用的全面質(zhì)量管控，徹底解決輔料錯(cuò)誤上機(jī)的問題，建立科學(xué)的輔料質(zhì)量評(píng)判體系，切實(shí)提高輔料的質(zhì)量，為生產(chǎn)決策和管理服務(wù)。