Applicazione di gestione intelligente degli scaffali dei supermercati basata sulla tecnologia RFID

La tecnologia combinata con Internet e la tecnologia delle comunicazioni può essere utilizzata in molti settori come la logistica, la produzione e i servizi di informazione pubblica. L'RFID è stato ampiamente utilizzato anche nel settore della vendita al dettaglio e sta progredendo più rapidamente. Un sistema di gestione intelligente degli scaffali dei supermercati basato sull'RFID è proposto per la gestione degli scaffali dei grandi supermercati. La scheda a radiofrequenza è allegata alla merce e tutte le informazioni sulla merce sono archiviate nel computer centrale del magazzino e le informazioni relative alla merce possono essere controllate nel computer. I lettori e le antenne sono posizionati all'ingresso e all'uscita del magazzino e i terminali relè wireless sono disposti secondo necessità per formare una rete di sensori wireless. Quando la merce entra ed esce dal magazzino, il lettore posizionato all'ingresso e all'uscita leggerà le informazioni sulla scheda a radiofrequenza allegata alla merce e le trasmetterà al centro di gestione tramite la rete di sensori wireless. In questo modo, il centro di gestione può comprendere l'ingresso e l'uscita della merce in tempo reale e padroneggiare la merce. In base alla situazione delle vendite, la varietà e la quantità della merce verranno regolate tempestivamente. Aiuta a risolvere due dei più grandi problemi nel commercio al dettaglio: articoli esauriti e calo. Allo stesso tempo, i consumatori possono uscire direttamente senza fare la coda alla cassa, spingendo un carrello pieno di merci, e il computer alla porta stamperà automaticamente una lista della spesa, migliorando l'ambiente di acquisto e aumentando la competitività dell'azienda.

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Introduzione alla tecnologia di identificazione a radiofrequenza (RFID)

La tecnologia RFID è una tecnologia di identificazione automatica senza contatto che utilizza onde radio per comunicare. I sistemi di identificazione a radiofrequenza sono generalmente costituiti da 3 parti: transponder, lettore e software applicativo del database di background. Il principio di base è quello di eseguire la comunicazione dei dati tramite accoppiamento elettromagnetico o accoppiamento induttivo tra la testina di lettura e il tag attaccato all'oggetto per ottenere l'identificazione automatica senza contatto degli articoli taggati. Il lettore invia istruzioni all'antenna, e l'antenna invia onde radio per "scansionare" il tag a radiofrequenza. Dopo aver ricevuto il segnale, il tag a radiofrequenza restituisce le informazioni dei dati sotto forma di onde radio, che vengono poi ricevute dall'antenna e decodificate in dati che possono essere utilizzati dal computer.

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La progettazione complessiva del sistema

In considerazione delle caratteristiche della gestione intelligente degli scaffali nei grandi supermercati, il sistema include principalmente:

Sistema di identificazione RFID, rete di sensori wireless, interazione tra sistema di identificazione RFID e terminale wireless.

2.1 Sistema di identificazione a radiofrequenza RFID

La funzione principale del lettore è quella di leggere e scrivere dati sul transponder tramite l'antenna e comunicare con il computer host. Generalmente contiene un modulo a radiofrequenza, un'unità di controllo e un elemento di accoppiamento collegato al transponder. Inoltre, il lettore ha interfacce aggiuntive per trasmettere i dati acquisiti ad altri sistemi.

Il sistema hardware del lettore è costituito principalmente da 4 parti: circuito di interfaccia, unità di controllo, modulo a radiofrequenza e antenna, come mostrato nella Figura 1. Il computer host è collegato all'unità di controllo del lettore tramite il circuito di interfaccia e invia la scheda di lettura/scrittura e altri comandi all'unità di controllo. Riceve dati e report operativi dal modulo di controllo. L'unità di controllo è collegata al modulo di radiofrequenza e il programma principale in esecuzione sull'unità di controllo controlla il funzionamento del modulo di radiofrequenza in base a condizioni specifiche. Il modulo di radiofrequenza modula i dati e li invia al transponder tramite l'antenna e demodula il segnale di ritorno del transponder ricevuto dall'antenna.

Il modulo di radiofrequenza del lettore utilizza il chip della scheda IC contactless FM1725 della Fudan Microelectronics Company, che completa le funzioni di modulazione e demodulazione dei dati e rettifica e trasmette segnali di modulazione di radiofrequenza. La parte del trasmettitore all'interno del chip FM1725 può pilotare direttamente le antenne a distanze operative ravvicinate senza aggiungere circuiti attivi, mentre la parte del ricevitore fornisce un circuito di demodulazione e decodifica affidabile. La sua sezione di elaborazione digitale converte i dati paralleli in seriali, supporta il controllo dei frame generati, genera e controlla i controlli di parità e CRC e la codifica e l'elaborazione dei bit. Inoltre, FM1725 fornisce anche un'interfaccia compatibile con SPI e la sua interfaccia parallela può essere collegata direttamente a tMCU a 8 bit.

L'unità di controllo del lettore adotta il microcontrollore a 8 bit ad alte prestazioni AT 89S52 prodotto da ATMEL Company. È principalmente responsabile dell'esecuzione del programma di lettura e scrittura della scheda, della fornitura del segnale di controllo del chip FM1725 e del completamento della comunicazione dati con il computer host o la rete tramite l'interfaccia RS232. Il microcontrollore contiene una memoria di programma Flash di sola lettura da 8 K byte, sufficientemente grande per scrivere il programma per la guida e il controllo del chip a radiofrequenza FM1725. Non è necessario collegare altri dispositivi di archiviazione esterni, semplificando la progettazione del circuito e migliorando l'affidabilità del circuito.

La scheda a radiofrequenza utilizza la scheda IC standard Mifar e passiva MF1 IC S50. Nella scheda è presente una EEPROM da 8 K bit, che è il supporto di archiviazione dei dati. I dati possono essere letti e scritti tramite l'antenna del lettore.

Il flusso operativo di base è illustrato nella Figura 2. L'utente scrive prima le informazioni nella scheda MF1 IC S50 tramite il lettore. Quando una scheda MF1IC S50 entra nel raggio di azione dell'antenna del lettore, la scheda viene attivata e il lettore invia un segnale di lettura dati alla scheda. La scheda invia i dati specificati nell'unità di archiviazione al lettore tramite l'antenna in base al segnale di lettura dati ricevuto, quindi il lettore invia i dati al computer host o alla rete tramite l'interfaccia RS232.