一种流水线RFID接口控制器与上位机的通讯方法技术

本发明专利技术公开了一种流水线ＲＦＩＤ接口控制器与上位机的通讯方法，流水线每个工位装一台ＲＦＩＤ接口控制器，接口控制器通过ＣＡＮ总线接口和上位机通讯。流水线运行前，上位机软件先对接口控制器进行初始化，设定其工作状态。流水线运行时，接口控制器采集流水线上贴有ＲＦＩＤ标签的物料信息、人机交互终端相关操作信息以及设备故障诊断信息，以一定协议格式将所采信息通过ＣＡＮ总线发送给上位机。上位机监控软件根据接收到信息进行处理后，控制执行机构相应动作，实现对流水线物料配送的优化调度，同时实现流水线状态信息在人机交互终端上本地显示。本发明专利技术为ＲＦＩＤ技术在流水线上应用，进行物料和操作信息的采集、监视和配送调度，为生产的高效、信息化管理提供了一种手段。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纺织、服装、电子、玩具、食品、汽车制造等离散型制造业加工领域，特别是涉及一种用于加工流水线的RFID接口控制器和 上位机的通讯方法。
技术介绍
众所周知，我国是制造加工业的大国，但是传统制造加工业较发达 国家能耗高效率低。随着全球能源的日趋紧张、劳动力成本的日益上涨， 制造加工业面临着成本提高利润下降的严峻考验。如果能将信息技术和 现代化的管理手段用于传统制造加工业，特别是对于离散型制造业更多 采用智能物料配送及监控系统，可以提高生产效率降低能源和劳动力消 耗，从而增强企业的整体竞争力。在离散型制造业的加工流水线应用中， 现场物料信息的采集和传输是智能物料配送及监控系统的基础，采用 RFID (无线射频识别)技术结合现场总线通讯技术，能有效解决上述问 题。RFID技术是一种非接触式自动识别技术。自从上世纪九十年代以 来，RFID技术在身份识别、物流追踪、仓库管理、汽车制造等领域得到 了广泛应用。于此同时，国内外也涌现出很多生产RFID读写器的厂家， 不过这些厂家的RFID读写器接口方式不一，应用时都需要搭建与其品相匹配的专有系统，并开发专门针对其读写器的上位机控制软件，这 就为RFID技术的应用带来的困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种实现上位机对流水线上贴有RFID标签的物料信息以及工位上人机交互终端工艺流程相关操作信息的采集，并 基于采集信息实现物料配送状态的实时监视和优化调度，同时实现流水线状态信息在人机交互终端上的本地显示的流水线RFID接口控制器和 上位机的通讯方法。本专利技术的技术解决方案是一种流水线RFID接口控制器与上位机的通讯方法，其特征是流 水线每个工位装一台RFID接口控制器，接口控制器通过CAN总线接口和上位机通讯；流水线运行前，上位机软件先对接口控制器进行初始化， 设定其工作状态；流水线运行时，接口控制器对其相连接的RFID读写 器和人机交互终端操作状态进行控制，并采集流水线上贴有RFID标签 的物料信息、人机交互终端相关操作信息以及设备故障诊断信息，以一 定协议格式将所采信息通过CAN总线发送给上位机，上位机监控软件根 据接收到信息进行处理后，控制执行机构相应动作，实现对流水线物料 配送的优化调度，同时实现流水线状态信息在人机交互终端上本地显 示。CAN总线通讯协议的物理层遵循CAN总线标准规范IS011898,通讯 协议的数据链路层符合CAN2.0协议规范的定义，通讯协议的应用层则根据流水线的实际应用来定义。每条通讯信号利用一个CAN数据帧来实现，信号结构组成包括两个 字节的信号的目的地址，两个字节的信号源地址， 一个字节的命令类型， 以及一至七个字节的命令内容。所述上位机的CAN总线接口，采用在上位机加装PCI-CAN接口协议 转换卡来实现，插入上位机的PCI插槽，引出标准的DB9针CAN总线接卩。所述上位机软件对接口控制器进行状态初始化，包括下列步骤第 一步，设备检测信号及应答；第二步，设备合法性认证信号及应答；第 三步，站点信息同步信号及应答；第四步，站点角色类型设定信号及应 答；其中第一步和第二步操作顺序可以互换，第三步和第四步操作顺序 可以互换。所述的设备故障诊断信息可以是站点一个或多个RFID读写器和接 口控制器的连接状态异常，也可以是站点人机交互终端和接口控制器的 连接状态异常。制器与上位机通讯，是通过aN总线接口来实现。在加工流水线每 个生产工位(以下称站点)上都安装一台控制器，流水线上全部的控制 器和上位机都通过CAN总线接口接入同一条CAN总线，通过该条CAN总 线上位机可以和流水线上每个站点的控制器进行通讯。控制器除了具备CAN总线接口，还具备RFID读写器(以下简称读写器)接口和人机交互终端(以下简称终端)接口。读写器的功能是对 加工流水线上传送的物料所贴RFID标签，进行加工工艺相关信息的读 取或写入操作。终端的功能是允许流水线操作人员通过键盘进行加工工 艺相关状态反馈或参数设定，并将该站点相应状态由液晶屏本地显示。在流水线开始运行加工任务之前，要先由上位机监控软件对流水线 每个站点的控制器进行初始化操作，设定控制器的状态，只有正确完成 初始化操作的控制器才能运行正常加工任务。控制器完成初始化操作后，流水线开始运行加工任务。流水线的操 作人员通过终端向上位机进行登录请求，登录成功后可以通过终端进行 与生产工艺流程控制相关的操作。操作人员对终端的全部操作信息，都 由控制器按照一定格式的通讯信号发送给上位机，并根据上位机应答信 号决定该站点的工作状态。控制器的工作状态决定该站点读写器的操作 状态，也决定终端相应信息的显示。在流水线运行加工任务的过程中，轨道上传送的物料都贴有RFID标签，物料由轨道传送经过某一站点的读写器天线识别区域时，读写器会根据控制器的状态设定对物料RFID标签信息进行读取或写入操作。 读写器所读取的标签信息或信息写入结果会通过控制器以一定的数据格式发送给上位机。上位机监控软件根据读写器采集的物料RFID标签 信息，结合流水线运行状态以及该站点的工作状态，对物料配送流向进 行调度控制。流水线运行时，控制器会实时检测该站点安装的读写器和终端连接状态是否正确， 一旦发现读写器或终端连接状态不正确，则实时通过CAN总线接口向上位机发送相应出错提示信号，通知上位机该站点的控制器设备连接状态异常，不能继续工作；同时该站点终端液晶屏也会显示相 应的出错提示。本专利技术针对现有技术的问题，采用一种RFID读写器和上位机控制 软件之间的硬件中间件设备——RFID接口控制器，可以实现离散制造业 流水线现场RFID设备管理、协调，并通过标准的现场总线通讯接口和 上位机控制软件进行通讯。RFID接口控制器会给RFID技术在离散制造 业推广应用、提高行业信息化管理带来帮助。针对离散制造业的行业应 用特点，RFID接口控制器和上位机之间的通讯需要约定一种有效的通讯 方法，以实现上位机软件对流水线物料数据和操作信息的实时采集、监 视和配送调度。本专利技术可以有效解决控制器在流水线应用时与上位机监控软件的 通讯交互问题，进而实现上位机监控软件对流水线每个站点读写器连接 状态监测、终端连接状态监测、流水线所传送物料RFID标签的读取和 写入、总线通讯状态监视、终端键盘操作信息获取。上位机监控软件根 据控制器发送的信息进行处理后，驱动执行机构进行相应动作，对流水 线物料配送的优化调度控制，实现加工流水线高效、信息化管理。附图说明-下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。 图1为RFID接口控制器的结构示意图。图2为一条加工流水线RFID接口控制器和上位机连接的网络拓扑示意图。图3为RFID接口控制器和上位机通讯协议帧格式。 具体实施例方式本专利技术中控制器与上位机通讯交互，是通过CAN总线接口来实现。 在加工流水线每个站点都装有一台控制器，每个控制器具有一个CAN总 线接口。对于上位机来说，要想和流水线上的控制器接入同一条CAN总 线和控制器进行通讯交互，可以通过加装接口协议转换卡，将上位机原 有的通讯接口转换成CAN总线接口来实现。实际应用中优先地，接口协 议转换卡采用PCI-CAN卡，插入上位机的PCI插槽，引出标准的DB9针 和CAN总线相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流水线ＲＦＩＤ接口控制器与上位机的通讯方法，其特征是：流水线每个工位装一台ＲＦＩＤ接口控制器，接口控制器通过ＣＡＮ总线接口和上位机通讯；流水线运行前，上位机软件先对接口控制器进行初始化，设定其工作状态；流水线运行时，接口控制器对其相连接的ＲＦＩＤ读写器和人机交互终端操作状态进行控制，并采集流水线上贴有ＲＦＩＤ标签的物料信息、人机交互终端相关操作信息以及设备故障诊断信息，以一定协议格式将所采信息通过ＣＡＮ总线发送给上位机，上位机监控软件根据接收到信息进行处理后，控制执行机构相应动作，实现对流水线物料配送的优化调度，同时实现流水线状态信息在人机交互终端上本地显示。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：俞明，何伟，赵昼辰，张晓华，
申请(专利权)人：北京三博中自科技有限公司，南通明兴科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]