概述面向用户的电子标签的设计
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作者: 付丽华
[关键词]电子标签;设计;系统
一、概述
随着中国信息化建设的进一步推进,电子标签在我国有着广阔的发展空间,根据初步测算,未来几年我国电子标签的年应用量会有数十亿元以上的需求,推动电子标签的应用和深入发展将是中国金卡工程的重点工作。目前在我国电子标签主要应用于以下领域:(1)物流管理领域:生产线自动化、仓储管理、铁路运输监控、民航行李/速递包裹管理、图书/文档管理、强制检验产品(如压力容器)管理等;(2)防伪领域:商品防伪、证件防伪等;(3)金融收费领域:公路(不停车)自动收费、电子票证及小额支付、门票证等;(4)其他领域:汽车防盗、物品跟踪等。
电子标签识别工作无须人工干预,作为条形码的无线版本,具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点,未来世界上的所有货物都将通过电子标签技术联系在一起,而且彼此可以互相“对话”,组成一个“物联网”。电子标签的应用,从根本上对传统产品的技术提出了改革的要求,促进传统产业的进步。
目前,市场上的电子标签产品主要是数码管显示或指示灯提示,性能较单一,产品的通用性和信息提示的容量较弱,面对广泛的市场,一款面向用户的终端型电子标签产品,必定受到市场的青睐。
二、系统实现
1.系统简介
在工业控制领域中,往往要由一台主机去控制多台从机或多个智能模块;当上位机和下位机之间距离较远时,就避免不了要进行串行通讯。CAN总线的信息传送采用多主随机发送方式,可实现无冲突。CAN总线具有实时性强,传输距离远,抗电磁干扰能力强,成本低等优点。终端选用运算快、精度高、控制稳定的ARM控制器,并且ARM的外设接口CAN控制器模块是一个完全的CAN控制器,该模块是一个16位的外设模块,完全支持CAN2.0协议。ARM起着双重的作用,既是与上位机进行信息交互的单元,又是采集处理数据的模块。
a.显示部分:显示控制菜单,选用北京顺光公司的LM16080BCW液晶显示模块。该模块采用160×80点阵的液晶显示屏,可显示每行16个普通字符共8行,或显示每行8个汉字共4行,内置T6963C控制器。
b.存储部分:采用Atmel公司的AT45DB041,容量为528KB字节,存储文字及图形数据文件、字库文件。
c.嵌入式数据处理部分:以LM3S2016作为嵌入式核心芯片,主要进行系统控制与数据处理。
d.通讯部分:控制终端采用CAN总线通过CAN转RS232转换卡与PC机通讯。LM3S2016本身集成了CAN控制器,CAN驱动芯片采用MCP2551,最高速率可达20K。
e.其余部分:本控制终端配备一块1.2寸触摸屏,利用LM3S2016单片机的AD口采集按压触摸屏时的模拟量,将其转换为数字量,以识别相关的输入操作,本控制终端还配有一只发光二极管,利用I/O口的高低电平来控制,以达到视觉提示的作用。
2. 系统特点
a.面向用户的设计理念:电子标签的用途、显示的方式、显示的内容等由用户自行定义。
b.广泛的应用领域:不仅用于超市物品配送,还可用于烟草等生产车间的电子标签拣货系统等多种领域。具有广泛的应用性。
c.每个电子标签内核CPU(中央处理器), 为一个独立的工控产品,可独立的进行计算、输入或修改内容等操作,具有广阔的可扩功能空间。
d.液晶显示的内容,采用上位机直接控制的方式,具体的信息由用户自主操作,可在液晶屏幕的任意区域定义显示内容,触摸屏的功能设计也同样任意定义。
e.存储容量为528KB字节,存储文字及图形数据文件、字库文件。满足电子标签接收到的命令、每次进行的操作都进行保存,掉电不丢失,减少系统的操作时间,提高工作效率。
f.通信方式采用CAN总线通信网络。较之目前许多电子标签采用的RS-485分布式控制系统而言,具有通信速率高、容易实现、且性价比高等诸多特点。
g. 加密:每个电子标签的中央处理器在烧写控制程序的过程中,设置唯一的ID号,操作人员只有在有效的时间范围内输入正确的ID号,才能操作电子标签。
三、总结
本系统以ARM单片机为核心的数据控制终端,采用现场CAN总线进行数据传输处理,最终是为了传输速度快,精度高,可靠性高。力争使整个系统性价比高,体积小,用户界面友好,操作简单,维护方便,可在恶劣环境下作业。每种系统有自己的适用范围,随着电子产品的推陈出新,更完善更实用的应用工控产品必将日臻完美。
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