RFID在镍氢电池-deltav检测系统中的应用

摘要:本文介绍了RFID在镍氢电池-deltav自动检测设备系统中的方案设计、系统组成、主要的功能及如何实现，并对系统安全性进行论述。

关键词：RFID、镍氢电池、镍氢电池-deltav、

Abstract: This article describes the design of RFID in the Ni-MH battery-deltav automatic test equipment system, system components, the main features and how to achieve and system security are discussed.

Key words: RFID、Ni-MH、Ni-MH deltav

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

0.引言

镍氢电池由于自身的能量损耗，会在一定的时间内产生电压负增长即-deltav,因此可以利用镍氢电池的这一自身特性，对电池进行品质等级的划分，而-deltav的检测过程需要两次数据的比较才能产生，而大量的数据统计工作十分繁琐，浪费时间，消耗了大量的人力【1】。因此把射频识别卡应用到电池-deltav的自动检测系统中也是RFID技术的一项应用。

1.射频识别技术概述

射频识别（radio frequency identification，RFID）是一种非接触式IC卡，通过无线射频信号的空间耦合传输特性来实现对象的自动识别。RFID系统一般由标签、阅读器、天线和中间件组[2]。而RFID非接触式IC卡的硬件由天线和专用芯片两部分组成。天线是只有几组绕线的线圈，可封装到标准的卡片中；专用的芯片是由1个高速射频接口，1个存取单元和1个E2PROM组成。射频接口用来解调从读取器传输到非接触式IC卡的数据及从非接触式IC卡传输到读取器的数据。控制单元用于密码校验、编程模式检查、数据加密和解密等，并控制对E2PROM的读写操作。同传统条形码技术相比，RFID技术在识别速度、识别距离、存储容量、读写能力和环境适应性等方面具有明显优势，因此被逐步应用于社会、经济和国防等众多领域[3]。

2.射频识别技术的镍氢电池-deltav检测系统

电池-deltav检测系统设计的目的是实现大批量电池在第一次读取电压、放置到仓库中静置一定时间后，在二次取出读取电压并提取电池相对应的第一次电池电压进行deltav计算，以达到方便、快捷、安全、准确、高效等要求。

2.1检测系统的组成

射频识别卡-deltav电池自动测试系统硬件包括：主机、射频识别卡读取设备、电池-deltav电压检测设备、不良品自动抓取设备、RS485接口卡等。其中主机安装了管理软件，通过RS485接口卡与-deltav检测设备、不良品自动抓取设备及射频识别卡读取器相连接并对他们进行控制，如设置权限、读取记录及统计查询等；射频读取器用于写入第一次读取电压的相关信息，并在第二次读取电压时提取相关的信息记录等。本系统使用射频识别卡作为物品的标识，存储其批次、日期、位置及每盒夹具中电池数量等信息[4]。

本系统管理软件是在Windows2000环境下，采用VB6.0开发的，主要包括系统设置、电压数据管理、不良品数据管理、物资管理等五大模块。

系统设置包括密码修改，读写器地址、串口、两次电压读取时间间隔、不良品规则等设置；电压数据管理包含读、写IC卡，添加、删除电池电压记录，数据的查询、排列、两次电压数据-deltav计算，生成报表等模块；不良品数据管理等主要功能是对不良品的位置、数据等信息的记录分析并控制设备进行自动抓取等程序模块；电池物资管理内有电池定位、统计及生成报表等功能。

2.2检测系统主要功能及如何实现

（1）-deltav电压数据管理。电池出入库的两次电压记录是的-deltav自动检测设备系统中的重要环节。一旦物品种类、数量过多，工作量就很大，而且容易出错，可能造成企业财产的损失。系统本着谨慎小心的原则，采用自动化办公和人工检测双重管理。该系统的优点是电池的两次电压数据与数据库的添加删除同步，并自动生成报表，大大减少了管理人员的工作量。该系统中的RFID读取器安装在-deltav自动检测设备上，当放置电池的夹具入库读取第一次的电压时，需要经过-deltav设备读取电压，并把相关的电池信息写入到存放在电池夹具中RFID卡中，当出库需要第二次读取电压时，经过射频读取器读取相关的电池信息，并从数据库中提取第一次的相关电池电压的信息，通过-deltav计算模块对数据进行处理，得出电池的-deltav，并对电池进行性能分析。

（2）不良品管理。当电池-deltav计算完成后，筛选出来的不良品需要通过不良品自动抓取设备把不良品电池从夹具盒中抓取出来，并通过主机对数据库进行更新，记相关的信息。然后通过射频读取器把相应的不良信息写入到相应电池夹具中的RFID卡中。以备后续进行分析处理。

（3）定期数据分析。在电池放置区中，定期进行电池的性能分析是必不可少的工作。工作人员可将需要分析的整个夹具中的电池放置到-deltav设备上进行信息的分析处理。通过系统设置把程序调节为数据分析模式，即可随时提取相关电池的数据信息进行分析，并自动生成报表[5]。

2.3 接口通讯设计

主机通过RS232串行口或RS485串行接口卡与RFID读写设备进行相连。

(1) 读写器接口协议。命令/应答格式：“长度 命令字 地址 参数 校验数”，其中长度为从“命令字”到“校验数”的字节地址分配如下：主机地址为00H ，RFID读写器地址为FFH，校验为偶校验。

串口参数波特率为9600,8位，1位停止位，无校验。

（2）接口函数。系统采用Windows API通讯接口函数来实现主机与读写器之间的数据通信。Windows系统API函数包括了通讯支持中断功能。Wingdows2000系统为每个通讯设备开辟了用户定义的输入输出缓冲区（即读/写缓冲区），数据进出通讯口均由系统后台来完成。应用程序只需完成对输入输出缓冲区操作即可。实际过程是每接收一个字符就产生一个低阶硬件中断，Windows2000系统中的串行驱动程序就取得了控制权，并将接收到的字符放入输入数据缓冲区。然后将控制权返还正在圆形的应用程序。如果输入缓冲区数据已满，串行驱动程序用当前定义的流控制机制通知发送方停止发送数据。队列中的数据按“先进先出”的次序处理。

2.4 系统安全性分析

随着射频识别技术的迅速发展，各射频识别卡生产厂家为用户提供的安全体系也越来越完善。首先每张卡的序列号都是唯一的，在生产过程中已被固化，不可以更改。在通讯安全上采用符合ISO9798国际标准3次互感校验技术，以对卡和读写器的合法性进行相互校验；在数据通讯上采用DSA算法对数据进行加密，确保数据不被非法修改。在读写控制上采用授权方式，即读写设备必须先获得“设备授权卡”的授权后才能读写本系统的IC卡，卡的初始化又必须经过上级授权卡的授权，并且只能在指定的授权设备上进行。因此授权方式不存在密码被破解的问题，只要保证授权卡不被盗用，即可保证系统的安全性。

因此，正确规范射频识别卡的管制制度，妥善保存和使用各授权卡，将确保本系统的高安全性。

2.5 存在的问题

（1）由于射频识别卡的读写距离较短，所以需要规范存放镍氢电池的夹具规格及电池-deltav自动检测设备在读取电池电压时夹具的摆放方式等问题，并规范管理人员的操作，以保证数据读写的有效；

（2）射频识别卡的价格较贵，电池的数量及种类众多，因此要求合理配置IC卡，以使系统的性价比最佳。

3.结束语

本文阐述了射频识别技术的镍氢电池-deltav检测系统中应用，在大批量、多种类镍氢电池进行-deltav自动检测过程中，有效的解决信息快速、精确查找，该信息包括电池的放置时间、电池初始电压、实时环境、电池种类等。

参考文献：

[1] 唐有根.镍氢电池[M].北京：化学工业出版社.2007年5月.34-36

[2] 董丽华.RFID技术与应用[M].北京：电子工业出版社.2008年5月.22-25

[3] 吴永祥.射频识别(RFID)技术研究现状及发展展望[J].微计算机信息.2006年32期

[4]王晓东.射频识别技术在仓库管理中的应用[J].物流技术.2006年第9期.45-46

[5]《deltav控制系统使用手册》.费希尔-罗斯蒙特公司

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。