Ứng dụng quản lý kệ siêu thị thông minh dựa trên công nghệ RFID

Công nghệ kết hợp với Internet và công nghệ truyền thông có thể được sử dụng trong nhiều ngành như hậu cần, sản xuất và dịch vụ thông tin công cộng. RFID cũng đã được sử dụng rộng rãi trong Ngành bán lẻ và đang phát triển nhanh nhất. Một hệ thống quản lý kệ thông minh siêu thị dựa trên RFID được đề xuất để quản lý kệ của các siêu thị lớn. Thẻ tần số vô tuyến được gắn vào hàng hóa, toàn bộ thông tin hàng hóa được lưu trữ tại máy tính trung tâm của kho, các thông tin liên quan đến hàng hóa có thể được kiểm tra trong máy tính. Đầu đọc và ăng-ten được đặt ở lối vào và lối ra của kho, đồng thời các thiết bị đầu cuối chuyển tiếp không dây được bố trí khi cần thiết để tạo thành mạng cảm biến không dây. Khi hàng hóa ra vào kho, đầu đọc đặt ở lối vào và ra sẽ đọc thông tin trên thẻ tần số vô tuyến gắn trên hàng hóa và truyền về trung tâm quản lý thông qua mạng cảm biến không dây. Bằng cách này, trung tâm quản lý có thể hiểu được việc xuất nhập hàng hóa theo thời gian thực và làm chủ được hàng hóa. Tùy theo tình hình bán hàng, chủng loại và số lượng hàng hóa sẽ được điều chỉnh kịp thời. Giúp giải quyết hai vấn đề lớn nhất trong bán lẻ: hết hàng và hao hụt. Đồng thời, người tiêu dùng có thể ra ngoài trực tiếp mà không cần xếp hàng trước quầy tính tiền, đẩy xe đầy hàng hóa, máy tính ở cửa sẽ tự động in danh sách mua sắm, cải thiện môi trường mua sắm và tăng khả năng cạnh tranh của công ty. .

  1

Giới thiệu về Công nghệ nhận dạng qua tần số vô tuyến (RFID)

Công nghệ RFID là công nghệ nhận dạng tự động không tiếp xúc, sử dụng sóng vô tuyến để liên lạc. Hệ thống nhận dạng tần số vô tuyến thường bao gồm 3 phần: bộ phát đáp, đầu đọc và phần mềm ứng dụng cơ sở dữ liệu nền. Nguyên tắc cơ bản là thực hiện giao tiếp dữ liệu thông qua khớp nối điện từ hoặc khớp nối cảm ứng giữa đầu đọc và thẻ được gắn vào đối tượng để đạt được nhận dạng tự động không tiếp xúc đối với các mục được gắn thẻ. Đầu đọc gửi hướng dẫn đến ăng-ten và ăng-ten gửi sóng vô tuyến để "quét" thẻ tần số vô tuyến. Sau khi nhận được tín hiệu, thẻ tần số vô tuyến sẽ trả thông tin dữ liệu về dạng sóng vô tuyến, sau đó được ăng-ten thu nhận và giải mã thành dữ liệu mà máy tính có thể sử dụng.

  2

Thiết kế khung tổng thể của hệ thống

Xét đặc điểm quản lý kệ thông minh trong các siêu thị lớn, hệ thống chủ yếu bao gồm:

Hệ thống nhận dạng RFID, mạng cảm biến không dây, tương tác giữa hệ thống nhận dạng RFID và thiết bị đầu cuối không dây.

2.1 Hệ thống nhận dạng tần số vô tuyến RFID

Chức năng chính của đầu đọc là đọc và ghi dữ liệu vào bộ phát đáp thông qua ăng-ten và liên lạc với máy tính chủ. Nó thường chứa một mô-đun tần số vô tuyến, bộ điều khiển và bộ phận ghép nối được kết nối với bộ phát đáp. Ngoài ra, đầu đọc còn có các giao diện bổ sung để truyền dữ liệu thu được đến các hệ thống khác.

Hệ thống phần cứng đầu đọc chủ yếu bao gồm 4 phần: mạch giao diện, bộ điều khiển, mô-đun tần số vô tuyến và ăng-ten, như trong Hình 1. Máy tính chủ được kết nối với bộ điều khiển của đầu đọc thông qua mạch giao diện và gửi thẻ đọc/ghi và các lệnh khác tới thiết bị điều khiển. Nhận dữ liệu và báo cáo hoạt động từ mô-đun điều khiển. Bộ điều khiển được kết nối với mô-đun tần số vô tuyến và chương trình chính chạy trên bộ điều khiển sẽ điều khiển hoạt động của mô-đun tần số vô tuyến theo các điều kiện cụ thể. Mô-đun tần số vô tuyến điều chế dữ liệu và gửi dữ liệu đến bộ phát đáp thông qua ăng-ten và giải điều chế tín hiệu trả về của bộ phát đáp nhận được từ ăng-ten.

Mô-đun tần số vô tuyến của đầu đọc sử dụng chip thẻ IC không tiếp xúc FM1725 của Công ty Vi điện tử Fudan, hoàn thành các chức năng điều chế và giải điều chế dữ liệu, đồng thời chỉnh lưu và truyền tín hiệu điều chế tần số vô tuyến. Phần phát bên trong chip FM1725 có thể điều khiển trực tiếp ăng-ten ở khoảng cách hoạt động gần mà không cần thêm mạch hoạt động, trong khi phần thu cung cấp mạch giải điều chế và giải mã đáng tin cậy. Phần xử lý Kỹ thuật số của nó chuyển đổi dữ liệu song song thành dữ liệu nối tiếp, hỗ trợ kiểm tra các khung được tạo, tạo và kiểm tra tính chẵn lẻ và kiểm tra CRC cũng như mã hóa và xử lý bit. Ngoài ra, FM1725 còn cung cấp giao diện tương thích SPI và giao diện song song của nó có thể được kết nối trực tiếp vớianh ấy 8-bit MCU.

Bộ điều khiển của đầu đọc sử dụng bộ vi điều khiển 8 bit hiệu suất cao AT 89S52 do Công ty ATMEL sản xuất. Nó chủ yếu chịu trách nhiệm chạy chương trình đọc và ghi thẻ, cung cấp tín hiệu điều khiển của chip FM1725 và hoàn thành giao tiếp dữ liệu với máy tính chủ hoặc mạng thông qua giao diện RS232. Bộ vi điều khiển chứa bộ nhớ chương trình chỉ đọc Flash 8K byte, đủ lớn để ghi chương trình điều khiển và điều khiển chip tần số vô tuyến FM1725. Không cần kết nối các thiết bị lưu trữ bên ngoài khác, đơn giản hóa thiết kế mạch và cải thiện độ tin cậy của mạch.

Thẻ tần số vô tuyến sử dụng thẻ IC thụ động chuẩn Mifar e MF1 IC S50. Có một EEPROM 8K-bit trong thẻ, là nơi lưu trữ dữ liệu. Dữ liệu có thể được đọc và ghi thông qua ăng-ten của đầu đọc.

Luồng hoạt động cơ bản được hiển thị trong Hình 2. Trước tiên, người dùng ghi thông tin vào thẻ MF1 IC S50 thông qua đầu đọc. Khi thẻ MF1IC S50 đi vào phạm vi hoạt động của ăng-ten của đầu đọc, thẻ sẽ được kích hoạt và đầu đọc sẽ gửi tín hiệu đọc dữ liệu đến thẻ. Thẻ gửi dữ liệu được chỉ định trong bộ lưu trữ tới đầu đọc qua ăng-ten theo tín hiệu dữ liệu đã đọc nhận được và sau đó đầu đọc sẽ gửi dữ liệu đến máy tính chủ hoặc mạng thông qua giao diện RS232.