基于RFID的智能控制柜设计

基于RFID的智能控制柜设计王佳伟

渊山西省工业管理学校袁山西

太原

030012冤

摘要院文中介绍了基于RFID的智能控制柜系统的工作原理及软硬件实现方法袁该系统采用RFID自动识别技术袁配合电子锁袁使用人员必须有身份认证才能够取药袁取药后自动盘点药品的数量袁与服务器连接实时进行数据通信袁记录取药日志袁实现了药品使用的安全性尧可控性尧可追溯性袁药品管理更加规范袁提高了工作效率袁系统性能稳定可靠袁在实际使用中取得了良好效果遥关键词院STM32F103ZE单片机曰RFID曰W5100曰TFT触摸屏中图分类号院TP393文献标志码院ADOI院10.3969/j.issn.1674-9146.2015.02.109射频识别渊RFID冤是一种无线通信技术袁可以人员必须刷卡才能够打开柜门袁控制系统中还增加通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据遥无了RTC日志功能袁能够记录哪一个工作人员什么线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场袁把数

时候打开了柜门取走了什么药品曰为了与数据终端据从附着在物品上的标签上传送出去袁

以自动辨识

交互信息袁智能柜中还集成WIFI功能袁将药品数与追踪该物品遥某些标签在识别时从识别器发出的据信息及开门取药信息发送给后台数据终端能够规电磁场中就可以得到能量袁并不需要电池遥许多行范取药操作流程袁跟踪药品的使用情况曰为了便于业都运用了射频技术遥将标签附着在正在生产中的工作人员操作袁智能柜的控制面板上安装了7寸的汽车袁工厂可以追踪此车的生产进度袁高速公路上的ETC也是RFID的一种应用袁在仓库中可以追踪TFT板上串还口安触装摸了屏系袁统设计运行界指面示友灯好袁便可于以操很作直袁观控地制了面解物品遥本文所研究的是将RFID用在文件柜尧药品系统的运行状态遥柜尧物品柜中袁可以对柜中的物品进行清点袁不需2硬件部分组成

要人为干预袁这样节约了人力成本袁同时也提高了设计的硬件部分主要有RFID数据采集器尧天工作效率遥

线尧主控制器尧LCD液晶显示屏尧WIFI通信模1系统工作原理

块[1]该设计是将RFID应用在药柜管理系统中袁每种药品上有一个无源电子标签袁系统通过RFID识渊见袁以下是硬件部分组成图及各个模块的介绍

2.1第主110控制页芯图片

1冤遥别这些标签来清点药品的数量袁还可以统计什么药主控制芯片是系统的核心袁该方案中采用的芯品被取走袁取走的时间及工作人员曰为了保证清点片是STM32F103ZE袁时钟频率为72MHz袁数据处药品时没有死角袁设计中采用了四通道RFID设备袁理速度快袁工作电压3.3V袁144管脚袁集成ADC和DAC数据采集通道袁3路SPI袁2路IIC袁可以扩线RFID来读设取备不同区有4个域天的线标接签口袁袁能系够保统通过证每切个换标签各都个可天

展多达5个USART袁工作温度范围-40~+105益袁以被读到曰智能柜中安装了电子锁袁取药品的工作系统资源完全可以满足需要[2]遥

收稿日期院圆园14原10原17曰修回日期院圆园15原01原17

作者简介院王佳伟渊1981-冤,男袁河北承德人袁讲师袁主要从事嵌入式系统和智能控制系统应用研究袁E-mail院wjw1170281@126.com遥科技创新与生产力2015年2月总第253期109.com.cn. All Rights Reserved.应用技术AppliedTechnology天线1串口TFT天线1RFID串口触摸串屏口天线1模块天线1SPIRTCIICWIFI模块STM32F103ZE看门狗I/OSPI存储器I/O电源电路按键电子锁I/OI/O指示灯图1硬件部分组成

2.2RFIDRFID的数据采集性能决定器

计中RFID数据采集器了采智用能ImpinJ柜的工作效R2000芯率片袁袁本该设

芯片性能优越袁输出功率可调袁采取跳频的模式扫描频段宽袁接收灵敏度高渊-110dBm冤袁内部采用了先进的防碰撞算法袁多标签盘点能力强袁支持EPC瓷天Gen2/18000-6C线袁共有4个天协线议袁曰采天用线4采通用道3分dB时增切益换的的陶方法袁有效覆盖到整个柜子袁不会有标签漏读曰RFID

的性能是电压院3.3V曰电流院

最小30mA袁最大

800国尧mA美国频曰频段率曰范输围出:840~960功率院最MHz大300袁支mW持欧渊洲可尧调中冤曰灵敏度:-110dBm曰跳频步长院最小125kHz袁采用500天线kHz增益步院长3dBm曰支持曰协识议别距院EPC离院GEN22m曰尧识18000-6C别速率曰

院100张RFID标签与/s遥

命令来控制RFIDCPU通过的工作RS232袁可通以信设置袁CPURFID通过开发启送

尧关闭尧低功耗模式遥2.3LCDLCD液液晶晶屏屏

串口触摸屏袁LED选背用的光尧是工作17.78温cm度-20~+70的TFT真益曰彩采色

用工业级的MCU控制器渊Contex-M3冤袁3级流水线和哈弗结构袁主频120MHz袁内置512kB的告诉Flash存储器和96kB的告诉RAM存储器袁可以实现海量存储曰支持四线电阻触摸屏曰支持控件尧图片预制功能遥与CPU采用串口通信方式袁数据更新快袁显示控制灵活遥2.4议院WIFIWIFITCP袁采模UDP用块

W5100袁ICMP模袁块IPv4遥支ARP持全袁硬IGMP件TCP/IP袁PPPoE,

协

Ethernet层曰支持曰自动内嵌应10BaseT/100BaseTX答渊全双工/半双工模式的以冤曰太网支物持理自

110SCI-TECHINNOVATION&PRODUCTIVITY晕燥援2Feb.圆园15袁栽燥贼葬造晕燥援253动MDI/MDIX曰支持ADSL连接曰支持4个端口曰内部16kB字节存储器做TX/RX缓存曰使用W5100的端口不编需程要袁考虑提供以3太种网通的信控接制口袁袁只直需接要并进行总行简线单尧间接并行总线和SPI总线遥W5100与STM32F103ZE之间采用SPI通信模式遥2.5其他

系统中的RTC实时时钟用来提供系统日志时间[1]系统袁袁外同部时看还门可狗以电监路测在系系统统电出现源电异压常[4]情袁况存时储复位用贴点存储器用来存储系统信息袁预留按键供用器户采

开门使用袁电子锁用来关闭柜门袁系统指示灯标示智能柜运行状态遥输入电压是220~240V袁电源管理单元将220V电压通过ACDC降至24V和5V两路输出袁24V给电子锁供电袁5V经过LM1117-3.3LDOTFT芯片降低3.3V供单[3-4]

片遥

机及外围电路3系串统口工作的工作流程电压时5V工作袁3.1进行身份注册

首先进行身份注册袁只有注册过身份的卡才能够打开智能柜袁注册过程如下院进入串口触摸屏上的设置界面袁点击身份注册按钮之后会弹出身份注册对话框袁这时候在刷卡区域刷身份识别卡袁身份卡信息会出现在对话框中袁点击确认按钮袁如果已经添加过身份识别卡了袁会弹出已经添加按钮袁否则弹出秘钥输入对话框袁用户需要输入秘钥袁如果秘钥正确弹出设置成功对话框袁否则弹出秘钥错误对话框袁需要再次输入秘钥袁如果需要取消操作袁则按返回按钮退出界面袁见图2遥

进入系统设置界面点击添加按钮弹出添加界面扫描身份卡判断是否已注册弹出输入秘钥对话框输入秘钥按确认键弹出设置成功对话框并将信息上传至服务器图2身份注册流程图

.com.cn. All Rights Reserved.AppliedTechnology应用技术3.2系统工作过程

按下打开按钮智能柜关闭之后袁指示灯显示红色袁打开显示

绿色曰按下野打开冶按钮袁在刷卡区域刷身份卡袁刷身份识别卡系统识别到卡之后对身份卡进行判断袁如果已经注已注册册过袁则打开电子锁将身份识别信息及时间信息通判断身份信息未注册过WIFI上报数据终端曰否则系统指示灯闪烁3次曰打开电子锁之后袁计数器开始工作袁如果在规定时指示灯变为绿色打开电子锁袁红3色指示灯闪烁并将身份及时间信息上传下自动关闭间之内取走药品袁并关上门袁指示灯变为红色开始清点标签袁清点完成之后将标签数据信息上传至终智能柜打开启动计时器端服务器曰如果在规定的时间内柜门没有关闭袁则系统指示灯开始闪烁袁蜂鸣器开始报警袁将柜门未判断柜门N计时器计数关闭识别卡信息及时间上传至终端服务器袁见图3遥是否关闭4

结束语

Y柜门关闭指示灯变红是否达到本文所设计的智能控制柜能够很好地解决物品启动RFID设备读签设置时间管理尧存储中遇到的问题袁提高实际工作效率遥特将盘点到Y别是用在管制型药品方面袁能够有效保证取药和用WIFI的标签通过上传启动蜂鸣器提示报警药安全袁对取药人进行身份识别袁记录取消信息袁图3系统工作过程流程图

追踪药品使用过程袁很适合医院药品存储和管理遥

处理器原理与实践[M].北京:北京航空航天大学出版社,参考文献院2008.[1]杜春雷.ARM体系结构与编程[M].北京:清华大学出版[4]刘同法,肖志刚,彭继卫.ARMCortex-M3内核微处理器社,2003.快带入门与应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,[2]李宁.基于MDK的STM32处理器开发利用[M].北京:北

2009.京航空航天大学出版社,2008.[3]王永虹,徐炜,郝立平.STM32系列ARMCortex-M3微

渊责任编辑

高

腾冤

DesignofRFIDIntelligentControlCabinet

WangJia-wei

Abstract院Thispapermainly渊ShanxistudiesSchoolakindofofindustrialintelligentmanagement,checkingcabinet,Taiyuanusing030012thestationChinadrug冤

managementofdrugman-agementmorestringentlocalinpharmaceuticalmanagement,hospitalmanagement,chemicaldrugprevention,itisadoptRFIDautomaticidentificationtechnology,combinedwiththeelectroniclock,theusershouldhavetheidentityauthenticationcantakemedicine,automaticcheckingthenumberofdrugsaftertakingmedicinetheconnectiontotheserver,anddatacommu-nicationinrealtime,recordthemedicinetakinglog.Keywords院STM32F103ZEmicrocontroller;RFID;W5100;TFTtouchscreen渊上接第Analysis108页冤

andResearchonElectricLocomotiveMotorCurrentImbalance

YangRong

Abstract院Thispaper渊presentsTaiyuantheRailwayreasonTransportationforShaoshanelectricEquipmentlocomotiveCo.,Ltd.motorTaiyuancurrent030009imbalance,Chinaand冤

analysissystematical-lyonelectricallocomotivecurrentunbalancetroubleshootingsummarizesthecorrespondingphenomenon,itisagoodguid-anceforeliminatinglocomotivetroubleorlocomotiverelativeelementdesign.Keywords院motorcurrent;unbalance;electriclocomotive科技创新与生产力2015年2月总第253期111.com.cn. All Rights Reserved.