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健永RFID模塊在電池化成/分容/檢測柜上的應(yīng)用方案

——基于RFID的氫鎳電池-deltaV檢測系統(tǒng) 

? 本方案適用于各大電池化成/分容/檢測柜廠家，應(yīng)用前提是設(shè)備廠家在電池化成/分容/檢測柜主板上集成RFID讀卡模塊JY-LS6930，同時(shí)將RFID電子標(biāo)簽JY-T301嵌入到電池夾具中，通過RFID電子標(biāo)簽對(duì)電池化成、分容、檢測等過程信息記錄到數(shù)據(jù)庫中，以此實(shí)現(xiàn)電池?cái)?shù)據(jù)的完整追溯和使用。對(duì)這些數(shù)據(jù)的典型應(yīng)用包括：數(shù)據(jù)的查詢和分析自動(dòng)報(bào)表，根據(jù)報(bào)表模板自動(dòng)生成數(shù)據(jù)報(bào)表，根據(jù)條件進(jìn)行電池的分選、配組。

 氫鎳電池由于自身的能量損耗，會(huì)在一定的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生電壓負(fù)增長即-deltaV，因此可以利用氫鎳電池的這一自身特性，依據(jù)電池電壓下降程度的不同對(duì)電池進(jìn)行品質(zhì)等級(jí)的劃分?，F(xiàn)有的-deltaV的檢測過程需要兩次數(shù)據(jù)的比較才能產(chǎn)生，同時(shí)還需要對(duì)-deltaV進(jìn)行分析對(duì)比，才能得出該電池的質(zhì)量等級(jí)，并且還需要額外的手段才能完成產(chǎn)品的分類存放，不良品的分揀處理。并且在檢測過程中需要依靠人工手動(dòng)測量、記錄數(shù)據(jù)、人工比較，人工分類、分工存儲(chǔ)，而大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工作十分繁瑣，不僅浪費(fèi)時(shí)間還容易出錯(cuò)，造成了大量人力、物理的浪費(fèi)，還使得生產(chǎn)效率極為低下。因此健永RFID在電池化成/分容/檢測柜上的應(yīng)用方案，基于射頻識(shí)別技術(shù)的電池-deltaV的自動(dòng)檢測系統(tǒng)也就應(yīng)運(yùn)而生。

 一、RFID電子標(biāo)簽概述  

 電子標(biāo)簽JY-T301作為數(shù)據(jù)載體，能起到標(biāo)識(shí)識(shí)別、物品跟蹤、信息采集的作用。在國外，電子標(biāo)簽已經(jīng)在廣泛的領(lǐng)域內(nèi)得以應(yīng)用。電子標(biāo)簽、讀寫器、天線和應(yīng)用軟件構(gòu)成的RFID系統(tǒng)直接與相應(yīng)的管理信息系統(tǒng)相連。每一件物品都可以被準(zhǔn)確地跟蹤，這種全面的信息管理系統(tǒng)能為客戶帶來諸多的利益，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、安全的數(shù)據(jù)存取通道、離線狀態(tài)下就可以獲得所有產(chǎn)品信息等等。同傳統(tǒng)條形碼技術(shù)相比，RFID技術(shù)在識(shí)別速度、識(shí)別距離、存儲(chǔ)容量、讀寫能力和環(huán)境適應(yīng)性等方面具有明顯優(yōu)勢，因此被逐步應(yīng)用于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和國防等眾多領(lǐng)域。

 二、基于RFID的氫鎳電池-deltaV檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

 1、檢測系統(tǒng)的組成      

 RFID電子標(biāo)簽-deltaV電池自動(dòng)測試系統(tǒng)硬件包括：主機(jī)、射頻識(shí)別卡讀取模塊（型號(hào)：JY-LS6930）、電池-deltaV電壓檢測設(shè)備、不良品自動(dòng)抓取設(shè)備、RS485接口卡等。其中主機(jī)安裝了管理軟件，通過將 RS485接口卡與-deltaV檢測設(shè)備、不良品自動(dòng)抓取設(shè)備及RFID電子標(biāo)簽讀取器相連接并對(duì)他們進(jìn)行控制，如設(shè)置權(quán)限、讀取記錄及統(tǒng)計(jì)查詢等；RFID電子標(biāo)簽讀取器用于寫入第一次讀取電壓的相關(guān)信息，并在第二次讀取電壓時(shí)提取相關(guān)的信息記錄等。本系統(tǒng)使用射頻識(shí)別卡作為物品的標(biāo)識(shí)，存儲(chǔ)其批次、日期、位置及每盒夾具中電池?cái)?shù)量等信息。

 2、檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

 該系統(tǒng)管理軟件是在windows 2000環(huán)境下，采用VB 6.0開發(fā)的，主要包括系統(tǒng)設(shè)置、電壓數(shù)據(jù)管理、不良品數(shù)據(jù)管理、物資管理等五大模塊。

 主機(jī)通過RS232串行口或RS485串行接口卡與RFID讀寫設(shè)備進(jìn)行相連。

（1）讀寫器接口協(xié)議：命令/應(yīng)答格式：“長度-命令字-地址-參數(shù)-校驗(yàn)數(shù)”，其中長度為從“命令字”到“校驗(yàn)數(shù)”的字節(jié)地址分配如下：主機(jī)地址為００Ｈ，RFID讀寫器地址為００Ｆ，校驗(yàn)為偶校驗(yàn)。ＦＦＨ串口參數(shù)波特率為9600，8位，1位停止位，無校驗(yàn)。

（2）接口函數(shù)：系統(tǒng)采用Windows API通訊接口函數(shù)來實(shí)現(xiàn)主機(jī)與讀寫器之間的數(shù)據(jù)通信。windows系統(tǒng)API函數(shù)包括了通訊支持中斷功能。windows 2000系統(tǒng)為每個(gè)通訊設(shè)備開辟了用戶定義的輸入輸出緩沖區(qū)（即讀/寫緩沖區(qū)），數(shù)據(jù)進(jìn)出通訊口均由系統(tǒng)后臺(tái)來完成。

 系統(tǒng)設(shè)置包括密碼修改，讀寫器地址、串口、兩次電壓讀取時(shí)間間隔、不良品規(guī)則等設(shè)置；電壓數(shù)據(jù)管理包含讀、寫RFID電子標(biāo)簽，添加、刪除電池電壓記錄，數(shù)據(jù)的查詢、排列、兩次電壓數(shù)據(jù)-deltaV計(jì)算，生成報(bào)表等模塊；不良品數(shù)據(jù)管理等主要功能是對(duì)不良品的位置、數(shù)據(jù)等信息的記錄分析并控制設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)抓取等程序模塊；電池物資管理內(nèi)有電池定位、統(tǒng)計(jì)及生成報(bào)表等功能。

 3、檢測系統(tǒng)主要功能及如何實(shí)現(xiàn)

（1）-deltaV電壓數(shù)據(jù)管理

 電池出入庫的兩次電壓記錄是的-deltaV自動(dòng)檢測設(shè)備系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)。一旦物品種類、數(shù)量過多，工作量就很大，而且容易出錯(cuò)，可能造成企業(yè)財(cái)產(chǎn)的損失。系統(tǒng)本著謹(jǐn)慎小心的原則，采用自動(dòng)化辦公和人工檢測雙重管理。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是電池的兩次電壓數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫的添加刪除同步，并自動(dòng)生成報(bào)表，大大減少了管理人員的工作量。該系統(tǒng)中的RFID讀取器安裝在-deltaV自動(dòng)檢測設(shè)備上，當(dāng)放置電池的夾具入庫讀取第一次的電壓時(shí)，需要經(jīng)過-deltaV設(shè)備讀取電壓，并把相關(guān)的電池信息寫入到存放在電池夾具中RFID電子標(biāo)簽中，當(dāng)出庫需要第二次讀取電壓時(shí)，經(jīng)過射頻讀取器讀取相關(guān)的電池信息，并從數(shù)據(jù)庫中提取第一次的相關(guān)電池電壓的信息，通過-deltaV計(jì)算模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得出電池的-deltaV，并對(duì)電池進(jìn)行性能分析。

（2）不良品管理

 當(dāng)電池-deltaV計(jì)算完成后，篩選出來的不良品需要通過不良品自動(dòng)抓取設(shè)備把不良品電池從夾具盒中抓取出來，并通過主機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新，記相關(guān)的信息。然后通過射頻讀取器把相應(yīng)的不良信息寫入到相應(yīng)電池夾具中的RFID電子標(biāo)簽中。以備后續(xù)進(jìn)行分析處理。

（3）定期數(shù)據(jù)分析

 在電池放置區(qū)中，定期進(jìn)行電池的性能分析是必不可少的工作。工作人員可將需要分析的整個(gè)夾具中的電池放置到-deltaV設(shè)備上進(jìn)行信息的分析處理。通過系統(tǒng)設(shè)置把程序調(diào)節(jié)為數(shù)據(jù)分析模式，即可隨時(shí)提取相關(guān)電池的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，并自動(dòng)生成報(bào)表。

 4、系統(tǒng)安全性分析    

 隨著射頻識(shí)別技術(shù)的迅速發(fā)展，各射頻識(shí)別卡生產(chǎn)廠家為用戶提供的安全體系也越來越完善。首先每張卡的序列號(hào)都是唯一的，在生產(chǎn)過程中已被固化，不可以更改。在通訊安全上采用符合ISO 9798國際標(biāo)準(zhǔn)三次互感校驗(yàn)技術(shù)，以對(duì)卡和讀寫器的合法性進(jìn)行相互校驗(yàn)；在數(shù)據(jù)通訊上采用 ＤＳＡ 算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，確保數(shù)據(jù)不被非法修改。在讀寫控制上采用授權(quán)方式，即讀寫設(shè)備必須先獲得“設(shè)備授權(quán)卡”的授權(quán)后才能讀寫本系統(tǒng)的RFID電子標(biāo)簽，RFID電子標(biāo)簽的初始化又必須經(jīng)過上級(jí)授權(quán)卡的授權(quán)，并且只能在指定的授權(quán)設(shè)備上進(jìn)行。因此授權(quán)方式不存在密碼被破解的問題，只要保證授權(quán)RFID電子標(biāo)簽不被盜用即可保證系統(tǒng)的安全性。

 因此，正確規(guī)范RFID電子標(biāo)簽的管制制度，妥善保存和使用各授權(quán)RFID電子標(biāo)簽，將確保本系統(tǒng)的高安全性。

 5、存在的問題  

（1）由于RFID電子標(biāo)簽的讀寫距離較短，所以需要規(guī)范存放MH-Ni電池的夾具規(guī)格及電池-deltaV自動(dòng)檢測設(shè)備在讀取電池電壓時(shí)夾具的擺放方式等問題，并規(guī)范管理人員的操作，以保證數(shù)據(jù)讀寫的有效；

（2）RFID電子標(biāo)簽的價(jià)格較貴，電池的數(shù)量及種類眾多，因此要求合理配置RFID電子標(biāo)簽，以使系統(tǒng)的性價(jià)比最佳。

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 三、結(jié)束語  ?      

 本文闡述了基于射頻識(shí)別技術(shù)的MH-Ni電池-deltaV檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在大批量、多種類氫鎳電池進(jìn)行-deltaV自動(dòng)檢測過程中，有效地解決信息快速、精確查找，該信息包括電池的放置時(shí)間、電池初始電壓、實(shí)時(shí)環(huán)境、電池種類等，大大提高了工作的效率。?