基于RFID的仓储系统设计(硬件)摘要射频识别技术(RFID),即利用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递并通过所 传递的信息达到识别目的的技术，是从20世纪80年代发展起来的一项自动识别技术， 是无线电技术在自动识别领域中的具体运用近年来，RFID技术的研究和应用在世界 范围内得到了快速发展本设计采用了 Nordic公司最新的低功耗无线射频收发芯片nRF24LEl,该芯片在 一个极小圭寸装(5mmX5mm)中集成了包括2.4GHz无线收发天线、增强型51高 速单片机、丰富的外设接口 SOC芯片，性价比高，适合于各种2.4GHz无线应用 产品的开发设计本文的主要研究工作基于RFID技术的仓库管理系统的硬件部分的具体设计 以及软件部分的简要介绍系统的硬件电路主要分为电源、电子标签电路、阅读 器电路、串口转换电路该硬件系统在室内的传输距离可达30〜40米，室外的传 输距离可达100〜200米关键词：nRF24LEl,射频识别技术，阅读器，电子标签The Design of Storage System Based on RFIDABSTRACTRadio Frequency Identification (RFID), using radio frequency signal to implement non-contact information transmission through Spatial coupling and pass the message to identify the purpose of technology, 80 years from the 20th century, developed an automatic identification technology, radio technology in the field of automatic identification of the specific application. In recent years, research and application of RFID technology in the world has been rapid development.This design uses the nRF24LEl of Nordic^ latest low-power wireless RF transceiver chip, integrated in a small package(5mmx5mm), including 2.4GHz wireless transmission antenna, enhanced high-speed 51 MCU, rich peripherals and the interface of the SOC chip, Cost-effective, it is suitable for a variety of 2.4GHz product design and development.This paper describes the RFID-based warehouse management system, the specific design of hardware and software parts of the brief. The system hardware consists of power supply, electronic label circuit, reader circuit, serial conversion circuit. The hardware system in the transmission range of up to 30 ~ 40 meters, outdoor transmission range of up to 100 〜200 meters.KEY WORDS: nRF24LEl, radio frequency identification technology, reader, electronic tags摘要 IABSTRACT II1绪论 11. 1研究目的和意义 11.2课题的研究背景 11. 3国内外的发展现状 11. 4本课题的主要内容 32基于RFID仓库管理系统 42. 1基于RFID技术的实际仓库管理系统 42. 1. 1入库流程 42. 1. 2出货流程 42. 1. 3移库移仓流程 52. 1. 4盘点流程 52.2功能设计 52. 2. 1 入库 52. 2. 2 出库 72. 2. 3 盘点 92. 2. 4移库移仓流程 102.3实施方案 102. 3. 1仓库作业管理系统架构 102. 3.2仓库作业管理软件系统结构 112. 3. 3中间件系统 122. 3.4 SCM 系统与 WCS 接口 132.4该系统的设计方案 142. 4. 1基于RFID仓库管理系统的工作原理 152. 4. 2系统各部分介绍 152. 4.3无源电子标签和有源电子标签的区别 173基于RFID仓库管理系统硬件设计 193. 1 nRF24LEl的系统结构特点 203. 1. 1 nRF24LEl 封装 203. 1. 2 nRF24LEl功能和技术特点 223.2基于RFID仓库管理系统的电路设计 233. 2. 1系统供电电源 233. 2.2标签和阅读器主要电路 283. 2. 3串口转换电路 323. 2.4天线选型及匹配电路 343. 2. 5软件基本框图 36致谢 37参考文献 38附录总体电路图 391绪论1 ■ 1研究目的和意义有源射频RFID是近年来兴起的热门技术，即利用射频信号通过空间耦合实现无接 触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。
该技术应用于仓库管理，能够大 大提高货物入库出库的管理效率，节约人力物力随着单片机技术、互联网技术、物联网技术和芯片制造技术的快速发展，产品朝着 网络化、小型化、多功能化的方向发展，便携性强、体积小、多功能的RFID阅读器必 然是今后RFID技术研究的重点和热点伴随着物联网技术的不断成熟和发展，RFID人 员检测在物联网中的应用会有一个更好的前景并不断得到体现我国目前也正在大力发展RFID技术，但是，和国外发达国家还有很大的差距，正 处于起步阶段，特别在芯片研制、电子标签、阅读器系统上面还没有形成真正具有竞争 力的自主产权的核心技术本课题通过对RFID阅读器和标签的深入研究，寻求研制出 性能和价格上都比较好的产品，并可以很方便的和物联网相融合1.2课题的研究背景现阶段，在仓库系统的内部，企业一般依赖于一个非自动化的、以纸张文件为基础 的系统来记录、追踪进出的货物，以人为记忆实施仓库内部的管理对于整个仓库区而 言，人为因素的不确定性，导致劳动率低下，人力资源严重浪费同时随着货物数量的 增加以及出入库频率的剧增，这种模式会严重影响了正常的运行工作效率而现有已经 建立的计算机管理的仓库管理系统，随着商品流通的加剧，也难以满足仓库管理实时性 的要求。
无线通讯网络的解决方案开始为越来越多的企业所关注，无线通信技术在解决 了仓库管理操作人员的流动性问题的同时，实现了数据的实时传输因此，我们把越来 越多的目光集中在无线仓库管理系统的研究与开发上来1.3国内外的发展现状目前，欧美的RFID技术比较成熟，美国的TI、Intel等集成电路厂商都在该领域 投入资本进行芯片开发，Symbel研发出同时可以扫描条形码和RFID的扫描器，IBM、 Microsoft、HP、Oracle和Sun等巨头都在积极开发相应的软件及系统，并各自推出具 有竞争力的产品欧洲的Ph订ips、STMicroelectronics等公司积极开发廉价RFID芯 片,在相应的软件系统的开发上Checkpoint、SAP和Nokia等欧洲公司都投入了极大的 热情另外，亚洲的日本和韩国也在积极发展RFID技术并已有较大的成果RFID技术在全球掀起了浪潮，但美中不足的是其标准也是种类繁多、互不兼容 目前全球主要有三大标准成三足鼎立的局面：欧美的EPC Global规范；日本的UID规 范；ISO/IEC系列标准我国的RFID标准的制定工作已经进入实质阶段，部分标准已 经完成，目前在UHF频段的国家标准尚有待规划。
作为全球的制造中心，中国将成为世界上最大的RFID应用市场，我国的RFID产业 和应用虽然起步晚，但是经过几年的努力，现在芯片的设计已经国产化，我们已经具备 自主开发低频、高频的RFID产品和各种读写设备的能力，目前与国外产品的区别主要 在于RFID核心芯片、天线设计和应用经验等方面目前，国内相关行业的RFID的试点 已全面启动，如我国铁道部应用的中国铁路车号自动识别系统是目前亚洲最大规模的 RFID系统，我国的第二代身份证技术将是当今全球最重要的RFIDI程，江苏省推行的 2008年全省高速公路全面实现不停车收费等等与国际先进水平相比，中国在RFID芯片设计及应用方面的主要差距如下：（1） 国外在RFID芯片设计方面起步较早，并申请了许多技术专利，而国内起步相对 较晚，尤其在UHF及微波频段的RFID芯片设计方面的基础比较薄弱，取得的自主知识 产权较少；同时，一些目前广泛采用的RFID标准中包含了国外的技术要求及专利，在 实现这些标准过程中有可能触及一些国外已有的技术及专利；（2） 在存储器方面，发达国家已经开始采用标准CMOS工艺设计非挥发存储器，使得 RFID标签芯片的所有模块有可能在标准CMOS工艺下制作完成，以降低生产成本，而 国内目前仍主要采用传统的OTP工艺或EEPROM工艺，关于标准CMOSI艺下的非挥发 存储器的研究刚刚开始；（3） 在超低功耗模拟电路研究方面，国内研究较少，而这方面的设计将直接影响到芯 片的阅读距离和整体性能；（4） RFID标签对成本比较敏感，芯片设计需要在模拟电路和数模混合电路设计方面具 有丰富经验的专业人才，而国内目前从事射频识别芯片设计的人才较少，技术力量相对 薄弱。
现在国内外对此类系统的开发与研究也是很有实用性的，基本上能满足各企业的自 身特点，来进行仓库方面的管理，同时，改类系统又都在不断地深入与发展，来适用更 多的企业，一般都能运用于各个企业的仓库管理，但是都没有针对大众的广泛应用，只 能运用某个企业或单位，这一点还有待于今后的进一步开发与实践今后此类软件将会向条码仓库管理系统发展，现阶段，伴随物流及管理信息化、网 络化的发展，应用条码技术进行仓库管理、实现仓库作业自动化，将是一个必然的发展 趋势，也是需要迫切解决的一个现实问题随着信息化技术的不断提高和应用的日 渐普及，更多的商品拥有自己的条码，而且使用条码化工作代替传统作业模式， 减少了手工输入，这样不但提高了作业效率，还能确保资料正确，并减少因人为 失误所造成的损失国内外建立仓库管理系统的几大好处：C1）技术应用于仓库管理是实现仓库管理自动化的有效途径仓库品种多，数量大因此，要实现收发作业的快速、准确、高效，仓储管理自动 化势在必行而实现管理自动化的“瓶颈”则是产品信息的采集、输入传统手工作业 方式，在信息采集量加大的情形下，半因信息不能及时的反馈，给收发作业造成一定的 困难利用仓库管理系统，使用仓库信息管理系统进行作业，不仅可提高效率，降低作 业强度，也将大大提高产品收发作业准确率，进而实现仓库管理的全面自动化。
2） 技术应用于仓库管理对提高仓库作业效率有重要作用使用仓库管理信息系统，用于产品收、。