本實(shí)用新型屬于生產(chǎn)制造領(lǐng)域，涉及一種基于ARM-Cortex A9與RFID的手持式生產(chǎn)過程跟蹤終端系統(tǒng)。

技術(shù)背景

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，制造業(yè)企業(yè)面臨越來越激烈的競(jìng)爭(zhēng)。如何降低成本顯得尤為重要。當(dāng)前，原材料的成本已經(jīng)沒有更大的下降空間，許多企業(yè)都意識(shí)到了如何降低物流成本，以及如何運(yùn)用信息化物流管理的重要性。然而，目前生產(chǎn)物流過程采用的是人工統(tǒng)計(jì)，難免會(huì)發(fā)生一些諸如錯(cuò)記、漏記、多記、單據(jù)丟失等一些錯(cuò)誤，這就導(dǎo)致了數(shù)據(jù)采集的不準(zhǔn)確，信息的反饋效率極其低下，其次是企業(yè)中原有的車間管理系統(tǒng)只是一個(gè)靜態(tài)的、需要人工輸入的物料管理系統(tǒng)，待錄入的數(shù)據(jù)量太大，容易出錯(cuò)，而且工作效率極其低下。因此，要提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力就必須使得企業(yè)物流信息化，而RFID無線射頻識(shí)別技術(shù)作為制造業(yè)物流中不可缺少的一項(xiàng)技術(shù)更是得到了廣泛的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種生產(chǎn)過程跟蹤系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)成本較高且效率較低的問題。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提出的技術(shù)方案為：

一種生產(chǎn)過程跟蹤系統(tǒng)，包括RFID標(biāo)簽、生產(chǎn)過程跟蹤裝置、數(shù)據(jù)采集裝置和后臺(tái)服務(wù)器，生產(chǎn)過程跟蹤終端射頻讀取RFID標(biāo)簽，生產(chǎn)過程跟蹤裝置和數(shù)據(jù)采集裝置通過有線或無線通信方式與后臺(tái)服務(wù)器連接；

所述RFID標(biāo)簽設(shè)置在產(chǎn)品上；

所述數(shù)據(jù)采集裝置由用于監(jiān)測(cè)加工設(shè)備運(yùn)行狀況的傳感器組成；

所述生產(chǎn)過程跟蹤終端設(shè)置在每一道工序的開始處，用于監(jiān)測(cè)產(chǎn)品在每一道工序的生產(chǎn)狀況；

所述后臺(tái)服務(wù)器包括，加工任務(wù)管理模塊、產(chǎn)品位置信息管理模塊、加工數(shù)據(jù)采集模塊、加工質(zhì)量評(píng)估模塊和可視化監(jiān)控與報(bào)警模塊；

所述加工任務(wù)管理模塊內(nèi)存儲(chǔ)有每個(gè)產(chǎn)品的標(biāo)識(shí)號(hào)和生產(chǎn)信息，以及產(chǎn)品加工標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)；

所述產(chǎn)品位置信息管理模塊,包括標(biāo)簽綁定單元和位置信息采集單元，標(biāo)簽綁定單元讀取加工任務(wù)管理模塊的每個(gè)產(chǎn)品的標(biāo)識(shí)號(hào)和生產(chǎn)信息，在RFID系統(tǒng)中，將每個(gè)產(chǎn)品的標(biāo)識(shí)號(hào)與一個(gè)RFID標(biāo)簽號(hào)關(guān)聯(lián)綁定，位置信息采集單元通過RFID讀寫器實(shí)時(shí)采集每個(gè)標(biāo)簽的位置信息，并根據(jù)標(biāo)簽號(hào)與產(chǎn)品標(biāo)識(shí)號(hào)的關(guān)系，記錄下每個(gè)標(biāo)簽相應(yīng)產(chǎn)品的位置信息，同時(shí)將產(chǎn)品位置信息發(fā)送至可視化監(jiān)控與報(bào)警模塊；

加工數(shù)據(jù)采集模塊包括生產(chǎn)設(shè)備信息單元和加工數(shù)據(jù)采集單元，生產(chǎn)設(shè)備信息單元記錄了每臺(tái)生產(chǎn)設(shè)備編號(hào)及其位置信息，加工數(shù)據(jù)采集單元接收數(shù)據(jù)采集裝置采集的工作中的生產(chǎn)設(shè)備加工數(shù)據(jù)，同時(shí)讀取產(chǎn)品位置信息管理模塊中的產(chǎn)品位置信息，通過查找和生產(chǎn)設(shè)備位置信息相同的產(chǎn)品，將生產(chǎn)設(shè)備對(duì)該產(chǎn)品的加工數(shù)據(jù)信息關(guān)聯(lián)到產(chǎn)品上，并將產(chǎn)品的標(biāo)識(shí)號(hào)及其加工數(shù)據(jù)信息發(fā)送至加工質(zhì)量評(píng)估模塊；

所述加工質(zhì)量評(píng)估模塊包括加工數(shù)據(jù)對(duì)比單元和加工異常報(bào)警單元，加工數(shù)據(jù)對(duì)比單元讀取加工數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送來的產(chǎn)品加工數(shù)據(jù)，同時(shí)讀取加工任務(wù)管理模塊中的產(chǎn)品加工標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，對(duì)二者進(jìn)行比對(duì)分析，如果二者差距超出正常范圍則生成報(bào)警信息，將對(duì)比信息和報(bào)警信息發(fā)送至可視化監(jiān)控與報(bào)警模塊；

所述可視化監(jiān)控與報(bào)警模塊包括產(chǎn)品位置展示單元、加工對(duì)比展示單元和報(bào)警提示單元，產(chǎn)品位置展示單元接收產(chǎn)品位置信息管理模塊的產(chǎn)品位置信息，并實(shí)時(shí)顯示在車間平面地圖上，加工對(duì)比展示單元接收加工質(zhì)量評(píng)估模塊的輸出的對(duì)比信息，并通過圖表的形式實(shí)時(shí)顯示，報(bào)警提示單元接收加工質(zhì)量評(píng)估模塊的報(bào)警信息，并向用戶發(fā)出報(bào)警。

所述生產(chǎn)過程跟蹤終端設(shè)置包括微處理器、RFID模塊、電源模塊、存儲(chǔ)模塊、指示燈、WiFi模塊、以太網(wǎng)接入模塊；所述電源模塊為微處理器提供工作電壓；所述RFID模塊、存儲(chǔ)模塊、指示燈、WiFi模塊和以太網(wǎng)接入模塊與微處理器通過數(shù)據(jù)線連接。

優(yōu)選的，所述的微處理器為采用ARM-Cortex A9微微處理器。

優(yōu)選的，RFID采用RC522芯片。

優(yōu)選的，所述的以太網(wǎng)接入模塊包括RJ45接口芯片，以及與RJ45接口芯片連接的驅(qū)動(dòng)電路。

優(yōu)選的，存儲(chǔ)模塊采用支持 SD 模式和 SPI 模式兩種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的SD 卡。

優(yōu)選的，所述的指示燈采用發(fā)光二極管。

所述生產(chǎn)過程跟蹤終端設(shè)置為手持式，并配設(shè)有顯示屏，方便即時(shí)、直觀獲取產(chǎn)品生產(chǎn)過程信息。

所述數(shù)據(jù)采集裝置還可以包括產(chǎn)品數(shù)據(jù)采集裝置，由安裝在各工序的攝像機(jī)、紅外傳感器以及壓力傳感器組成，用于監(jiān)測(cè)產(chǎn)品在每道工序的產(chǎn)品外觀、尺寸、重量等信息，進(jìn)一步判斷產(chǎn)品是否合格。

生產(chǎn)線的物品上的RFID 標(biāo)簽，放置在生產(chǎn)線作業(yè)區(qū)域并能讀RFID卡的RFID讀寫設(shè)備，RFID 讀寫設(shè)備讀取標(biāo)簽信息后通過網(wǎng)關(guān)連接到后臺(tái)服務(wù)器，使后臺(tái)服務(wù)器通過RFID 讀寫設(shè)備與RFID 標(biāo)簽連接到一起。本技術(shù)方案中，在流水線生產(chǎn)過程中通過起始端的RFID 讀寫設(shè)備在產(chǎn)品剛進(jìn)入流水線時(shí)綁定一對(duì)一的RFID 標(biāo)簽，通過生產(chǎn)線上的RFID讀寫設(shè)備跟蹤產(chǎn)品在流水線上的生產(chǎn)時(shí)間，隨時(shí)監(jiān)控產(chǎn)品生產(chǎn)所用時(shí)間，保證當(dāng)產(chǎn)品在某個(gè)工序產(chǎn)生延誤時(shí)可以隨時(shí)調(diào)整生產(chǎn)線的相應(yīng)生產(chǎn)步驟。

本實(shí)用新型的有益效果是: 提高了識(shí)別的準(zhǔn)確度，提高了生產(chǎn)管理效率、具有功耗低、安全可靠的特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)車間。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是生產(chǎn)過程跟蹤終端結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是生產(chǎn)過程跟蹤系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品的跟蹤管理示意圖。

圖中，1.產(chǎn)品，2.生產(chǎn)過程跟蹤終端，21.微處理器，22.RFID模塊，23.電源模塊，24.存儲(chǔ)模塊，25.指示燈，26.WiFi模塊，27.以太網(wǎng)接入模塊，3.生產(chǎn)設(shè)備，4.后臺(tái)服務(wù)器，41.加工任務(wù)管理模塊，42.產(chǎn)品位置信息管理模塊，43.加工數(shù)據(jù)采集模塊，44. 加工質(zhì)量評(píng)估模塊，45.可視化監(jiān)控與報(bào)警模塊，5.RFID標(biāo)簽，6.數(shù)據(jù)采集裝置，7.手持式生產(chǎn)過程跟蹤終端。

具體實(shí)施方式

如附圖1和2所示，一種生產(chǎn)過程跟蹤系統(tǒng)，包括RFID標(biāo)簽5、生產(chǎn)過程跟蹤裝置2、數(shù)據(jù)采集裝置6和后臺(tái)服務(wù)器4，生產(chǎn)過程跟蹤終端2射頻讀取RFID標(biāo)簽5，生產(chǎn)過程跟蹤裝置2和數(shù)據(jù)采集裝置6通過有線或無線通信方式與后臺(tái)服務(wù)器4連接；

所述RFID標(biāo)簽5設(shè)置在產(chǎn)品1上；

所述數(shù)據(jù)采集裝置6由用于監(jiān)測(cè)加工設(shè)備運(yùn)行狀況的傳感器組成；

所述生產(chǎn)過程跟蹤終端2設(shè)置在每一道工序的開始處，用于監(jiān)測(cè)產(chǎn)品1在每一道工序的生產(chǎn)狀況；

所述后臺(tái)服務(wù)器4包括，加工任務(wù)管理模塊41、產(chǎn)品位置信息管理模塊42、加工數(shù)據(jù)采集模塊43、加工質(zhì)量評(píng)估模塊44和可視化監(jiān)控與報(bào)警模塊45；

所述加工任務(wù)管理模塊41內(nèi)存儲(chǔ)有每個(gè)產(chǎn)品的標(biāo)識(shí)號(hào)和生產(chǎn)信息，以及產(chǎn)品加工標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)；

所述產(chǎn)品位置信息管理模塊42,包括標(biāo)簽綁定單元和位置信息采集單元，標(biāo)簽綁定單元讀取加工任務(wù)管理模塊41的每個(gè)產(chǎn)品的標(biāo)識(shí)號(hào)和生產(chǎn)信息，在RFID系統(tǒng)中，將每個(gè)產(chǎn)品的標(biāo)識(shí)號(hào)與一個(gè)RFID標(biāo)簽號(hào)關(guān)聯(lián)綁定，位置信息采集單元通過RFID讀寫器實(shí)時(shí)采集每個(gè)標(biāo)簽的位置信息，并根據(jù)標(biāo)簽號(hào)與產(chǎn)品標(biāo)識(shí)號(hào)的關(guān)系，記錄下每個(gè)標(biāo)簽相應(yīng)產(chǎn)品的位置信息，同時(shí)將產(chǎn)品位置信息發(fā)送至可視化監(jiān)控與報(bào)警模塊45；

所述加工數(shù)據(jù)采集模塊43包括生產(chǎn)設(shè)備信息單元和加工數(shù)據(jù)采集單元，生產(chǎn)設(shè)備信息單元記錄了每臺(tái)生產(chǎn)設(shè)備編號(hào)及其位置信息，加工數(shù)據(jù)采集單元接收數(shù)據(jù)采集裝置采集的工作中的生產(chǎn)設(shè)備加工數(shù)據(jù)，同時(shí)讀取產(chǎn)品位置信息管理模塊42中的產(chǎn)品位置信息，通過查找和生產(chǎn)設(shè)備位置信息相同的產(chǎn)品，將生產(chǎn)設(shè)備3對(duì)該產(chǎn)品1的加工數(shù)據(jù)信息關(guān)聯(lián)到產(chǎn)品1上，并將產(chǎn)品1的標(biāo)識(shí)號(hào)及其加工數(shù)據(jù)信息發(fā)送至加工質(zhì)量評(píng)估模塊44；

所述加工質(zhì)量評(píng)估模塊44包括加工數(shù)據(jù)對(duì)比單元和加工異常報(bào)警單元，加工數(shù)據(jù)對(duì)比單元讀取加工數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送來的產(chǎn)品加工數(shù)據(jù)，同時(shí)讀取加工任務(wù)管理模塊41中的產(chǎn)品加工標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，對(duì)二者進(jìn)行比對(duì)分析，如果二者差距超出正常范圍則生成報(bào)警信息，將對(duì)比信息和報(bào)警信息發(fā)送至可視化監(jiān)控與報(bào)警模塊45；

所述可視化監(jiān)控與報(bào)警模塊45包括產(chǎn)品位置展示單元、加工對(duì)比展示單元和報(bào)警提示單元，產(chǎn)品位置展示單元接收產(chǎn)品位置信息管理模塊的產(chǎn)品位置信息，并實(shí)時(shí)顯示在車間平面地圖上，加工對(duì)比展示單元接收加工質(zhì)量評(píng)估模塊的輸出的對(duì)比信息，并通過圖表的形式實(shí)時(shí)顯示，報(bào)警提示單元接收加工質(zhì)量評(píng)估模塊44的報(bào)警信息，并向用戶發(fā)出報(bào)警。

如附圖3所示，所述生產(chǎn)過程跟蹤終端2設(shè)置包括微處理器21、RFID模塊22、電源模塊23、存儲(chǔ)模塊24、指示燈25、WiFi模塊26、以太網(wǎng)接入模塊27；所述電源模塊23為微處理器21提供工作電壓；所述RFID模塊22、存儲(chǔ)模塊24、指示燈25、WiFi模塊26和以太網(wǎng)接入模塊27與微處理器21通過數(shù)據(jù)線連接。

優(yōu)選的，所述的微處理器21為采用ARM-Cortex A9微處理器。

優(yōu)選的，RFID模塊22采用RC522芯片。

優(yōu)選的，所述的以太網(wǎng)接入模塊27包括RJ45接口芯片，以及與RJ45接口芯片連接的驅(qū)動(dòng)電路。

優(yōu)選的，存儲(chǔ)模塊24采用支持 SD 模式和 SPI 模式兩種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的SD 卡。

優(yōu)選的，所述的指示燈25采用發(fā)光二極管。

所述生產(chǎn)過程跟蹤系統(tǒng)還配設(shè)有手持式生產(chǎn)過程跟蹤終端7，并配設(shè)有顯示屏，方便即時(shí)、直觀獲取產(chǎn)品生產(chǎn)過程信息。

所述數(shù)據(jù)采集裝置6還可以包括產(chǎn)品數(shù)據(jù)采集裝置，由安裝在各工序的攝像機(jī)、紅外傳感器以及壓力傳感器組成，用于監(jiān)測(cè)產(chǎn)品1在每道工序的產(chǎn)品外觀、尺寸、重量等信息，進(jìn)一步判斷產(chǎn)品1是否合格。

所述生產(chǎn)過程跟蹤終端2以及服務(wù)器均設(shè)有顯示器。

RC522 利用了先進(jìn)的調(diào)制和解調(diào)概念，完全集成了在13.56MHz 下所有類型的被動(dòng)非接觸式通信方式和協(xié)議。支持 ISO14443A 的多層應(yīng)用。其內(nèi)部發(fā)送器部分可驅(qū)動(dòng)讀寫器天線與ISO 14443A/MIFARE卡和應(yīng)答機(jī)的通信，無需其它的電路。接收器部分提供一個(gè)堅(jiān)固而有效的解調(diào)和解碼電路，用于處理ISO14443A 兼容的應(yīng)答器信號(hào)。數(shù)字部分處理ISO14443A 幀和錯(cuò)誤檢測(cè)（奇偶 &CRC）。此外，它還支持快速CRYPTO1加密算法，用于驗(yàn)證MIFARE 系列產(chǎn)品。MFRC522 支持MIFARE更高速的非接觸式通信，雙向數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)424kbit/s。

所述存儲(chǔ)模塊24采用SD 卡，支持 SD 模式和 SPI 模式兩種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的，支持 FAT16 和 FAT32 文件格式。SD 模式采用 4 根數(shù)據(jù)線傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸快（最大數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)100 Mbps），但協(xié)議相對(duì)復(fù)雜。SPI 模式采用 1 根數(shù)據(jù)線傳輸數(shù)據(jù)，速度傳輸相對(duì)慢 (最大數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)25Mbps)，但傳輸協(xié)議與操作比較簡(jiǎn)單，本系統(tǒng)采用SPI模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

所述ARM-Cortex A9微處理器自帶的存儲(chǔ)器flash和SRAM，用來裝程序、裝芯片配置、芯片ID、自舉程序等等。

本實(shí)用新型所記載的一種生產(chǎn)過程跟蹤系統(tǒng)，適用尤其適用于機(jī)械和電子生產(chǎn)加工車間，結(jié)合附圖4可以看出，在生產(chǎn)過程中，帶有RFID 標(biāo)簽的產(chǎn)品從進(jìn)入第一道工序開始即進(jìn)入整個(gè)跟蹤系統(tǒng)的跟蹤范圍之內(nèi)，并通過對(duì)產(chǎn)品加工過程中對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的監(jiān)測(cè)和對(duì)產(chǎn)品的監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的監(jiān)測(cè)，并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至后臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行處理比較，判斷出產(chǎn)品是否合格，將不合格品篩選出來，實(shí)現(xiàn)不合格品和成品的管理。

工人還可以用手持式生產(chǎn)過程跟蹤終端7進(jìn)行操作，在進(jìn)入一個(gè)工位時(shí)，帶有RFID 標(biāo)簽的產(chǎn)品1在經(jīng)過工人時(shí)，工人手持手持式生產(chǎn)過程跟蹤終端7進(jìn)行讀取信息，并將相關(guān)信息通過網(wǎng)絡(luò)傳送到后臺(tái)服務(wù)器，當(dāng)工人在完成該環(huán)節(jié)后進(jìn)入下一個(gè)工位，在進(jìn)入下一個(gè)工序時(shí)，工人再用手持式生產(chǎn)過程跟蹤終端7讀取一次RFID 標(biāo)簽，班組長就可以實(shí)時(shí)掌握產(chǎn)品在每個(gè)工位的時(shí)間，發(fā)現(xiàn)瓶頸及時(shí)調(diào)整，從而在生產(chǎn)過程中及時(shí)解決瓶頸工序，提升生產(chǎn)效率。

以上所述，以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。