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摘要：隨著信息化時(shí)代的發(fā)展，智能管理在不同機(jī)構(gòu)、企業(yè)中得到廣泛涉及，在面對(duì)電子元器件管理具有種類(lèi)多、人為管理繁瑣等特點(diǎn)，提出使用RFID技術(shù)對(duì)拿取器件人員身份進(jìn)行認(rèn)證，使用STM32F407作為主控芯片，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫(xiě)與顯示，同時(shí)結(jié)合PID算法，對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)控制，自主設(shè)計(jì)上位機(jī)系統(tǒng)，對(duì)器件庫(kù)信息進(jìn)行存儲(chǔ)、添加、刪除、更換等，同時(shí)也支持對(duì)下位機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。為電子元器件智能化管理提供一種解決方案。
關(guān)鍵詞：RFID；電子元器件；自動(dòng)控制；庫(kù)存管理
0引言
隨著信息化社會(huì)的快速發(fā)展，各種各樣的電子設(shè)備蜂擁而出，電子元器件的消耗日益增加，但是對(duì)于電子元器件的管理卻有許多難點(diǎn)，大多數(shù)企業(yè)還處于使用人工管理階段[1]，而傳統(tǒng)人工的管理方式，存在效率低、保密性差等缺點(diǎn)，長(zhǎng)時(shí)間累計(jì)將會(huì)浪費(fèi)許多紙質(zhì)資源，給器件查找與更新帶來(lái)不少困難[2]。基于此本文提出一種解決方案，可以較好的實(shí)現(xiàn)對(duì)人員身份的識(shí)別、貨物提取、信息更新等功能。
1系統(tǒng)概述
本系統(tǒng)分為上位機(jī)與下位機(jī)兩部分，之間通信使用有線串口通信，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸交換。下位機(jī)中，人員使用RFID卡進(jìn)行刷卡，觸發(fā)系統(tǒng)響應(yīng)，在經(jīng)過(guò)人員權(quán)限認(rèn)定后，可執(zhí)行對(duì)電子器件的選擇，確認(rèn)后，下位機(jī)將選取器件信息傳遞給上位機(jī)，在上位機(jī)的器件存儲(chǔ)庫(kù)中進(jìn)行更新，同時(shí)下位機(jī)給出基于PID算法調(diào)節(jié)的電機(jī)控制PWM波，使電機(jī)保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。上位機(jī)主要實(shí)現(xiàn)：上位機(jī)系統(tǒng)登錄、人員權(quán)限管理、器件庫(kù)存信息管理、器件添加刪減、器件訂購(gòu)以及系統(tǒng)設(shè)置。上位機(jī)接受到下位機(jī)的串口信息后，對(duì)數(shù)據(jù)的進(jìn)行讀取，制定獨(dú)特的通信傳輸內(nèi)容，更新上位機(jī)中的數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)于下位機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)PID參數(shù)的調(diào)節(jié)，可通過(guò)上位機(jī)直接進(jìn)行調(diào)試，從而使整個(gè)系統(tǒng)更加完善與便捷。
2.1硬件設(shè)計(jì)
2.1.1RFID電子標(biāo)簽
RFID電子標(biāo)簽常見(jiàn)結(jié)構(gòu)形式有卡片型、環(huán)形、鑰匙型、條形、盤(pán)型、紐扣型，工作在不同頻段的電子標(biāo)簽具有不同的特點(diǎn)[3]，本系統(tǒng)使用MFRC522高度集成的非接觸式（13�56MHz）讀寫(xiě)卡芯片，通過(guò)將數(shù)據(jù)讀取入嵌入式系統(tǒng)，在系統(tǒng)中進(jìn)行信息讀取相關(guān)信息。
2.1.2主控器
下位機(jī)控制芯片采用意法半導(dǎo)體STM32F4系列單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與處理，對(duì)RFID電子標(biāo)簽卡進(jìn)行信息讀取，將信息特征存儲(chǔ)至ROM中，用于信息保存，在人員信息確認(rèn)后，可進(jìn)行貨物選擇，使用薄膜晶體管液晶顯示器（TFT-LCD）進(jìn)行顯示，支持觸摸選擇功能，確定貨物后，使用USART1進(jìn)行串口通信，在上位機(jī)中更新數(shù)據(jù)，傳輸數(shù)據(jù)格式如表1所示。參數(shù)定義如表2所示。2�1�3電機(jī)控制在下位機(jī)確認(rèn)后器件后，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器件傳輸，由于貨物質(zhì)量不均，電機(jī)帶負(fù)載能力需要進(jìn)行自動(dòng)控制，以獲得較好的傳輸效果，在過(guò)程控制調(diào)節(jié)中，按偏差的比例（P）、積分（I）和微分（D）進(jìn)行控制的PID控制器（亦稱(chēng)PID調(diào)節(jié)器）是應(yīng)用最為廣泛的一種自動(dòng)控制器。它具有原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，適用面廣，控制參數(shù)相互獨(dú)立，參數(shù)的選定比較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)；而且在理論上可以證明，對(duì)于過(guò)程控制的典型對(duì)象──“一階滯后+純滯后”與“二階滯后+純滯后”的控制對(duì)象，PID控制器是一種最優(yōu)控制。
2.2軟件設(shè)計(jì)
2.2.1軟件框架
上位機(jī)的搭建使用微軟基礎(chǔ)庫(kù)類(lèi)（MFC，MicrosoftFoundationClass）對(duì)Windows應(yīng)用程序進(jìn)行開(kāi)發(fā)，由于Windows操作系統(tǒng)以及WindowsAPI函數(shù)的復(fù)雜性，使用MFC可以更加簡(jiǎn)明快捷的實(shí)現(xiàn)對(duì)軟件系統(tǒng)的框架搭建，從而能夠快速搭建上位機(jī)系統(tǒng)，掌握MFC控件的使用方法便可實(shí)現(xiàn)對(duì)界面的布局、系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)，配合使用一定的API函數(shù)，即可實(shí)現(xiàn)一個(gè)性能優(yōu)越的上位機(jī)系統(tǒng)。針對(duì)器件管理的特點(diǎn)，系統(tǒng)功能主要包含人員權(quán)限、庫(kù)存信息查看、器件添加、器件刪除、器件訂購(gòu)、系統(tǒng)設(shè)置幾個(gè)部分，同時(shí)系統(tǒng)設(shè)置登錄功能，非管理員無(wú)法進(jìn)入系統(tǒng)，增強(qiáng)系統(tǒng)的保密性。
2.2.2界面設(shè)計(jì)
在上位機(jī)軟件中，系統(tǒng)能夠在不同情況下進(jìn)行相互切換與信息更新，在左側(cè)基于CTreeView的類(lèi)中，初始化根節(jié)點(diǎn)內(nèi)容，通過(guò)判斷根節(jié)點(diǎn)內(nèi)容，確定鼠標(biāo)坐標(biāo)，經(jīng)過(guò)消息映射機(jī)制，從而在CMainFrame中進(jìn)行消息響應(yīng)，同時(shí)對(duì)于需要顯示的界面進(jìn)行設(shè)計(jì)，需要添加一定的控件，設(shè)置控件的屬性，添加相關(guān)變量與響應(yīng)函數(shù)，程序使用的控件列表如表3所示。
3結(jié)果分析
在RFID卡靠近讀取器時(shí)，下位機(jī)讀取到RFID卡的ID號(hào)，系統(tǒng)將ID號(hào)與庫(kù)內(nèi)ID號(hào)進(jìn)行比對(duì)，合法后人員可在下位機(jī)顯示屏上選取電子元器件，確定好數(shù)量后，下位機(jī)將器件名稱(chēng)、個(gè)數(shù)等信息傳輸至上位機(jī)，上位機(jī)對(duì)庫(kù)內(nèi)信息進(jìn)行更改，從而上位機(jī)管理人員可是查看到庫(kù)內(nèi)器件余量等信息，在經(jīng)過(guò)一系列測(cè)試后，系統(tǒng)具有較好的性能與較快的響應(yīng)速度。
4結(jié)論
使用RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)人員身份的識(shí)別，結(jié)合增量式PID算法對(duì)電機(jī)控制，上位機(jī)可實(shí)現(xiàn)對(duì)電子元器件庫(kù)存信息的存儲(chǔ)與更新，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)下位機(jī)的參數(shù)設(shè)定，整個(gè)系統(tǒng)具有較好的應(yīng)用前景，但是在器件管理貨柜設(shè)計(jì)等方面考慮欠缺，總之，本文給電子元器件管理提出一種解決方案，在后面研究中將繼續(xù)完善系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
作者:崔柏樂(lè) 王水 劉力源 陸武民 單位:蘇州大學(xué)電子信息學(xué)院
