射頻識別技術（RFID）在農(nóng)業(yè)機械用具存放管理中的應用

摘要：本文為實現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對機械用具防丟失管理，通過單片機最小系統(tǒng)與RFID模塊相結合，實現(xiàn)對工器具的監(jiān)控防丟失系統(tǒng)。系統(tǒng)中通過一個STM32單片機作為控制系統(tǒng)連接一個RC522讀卡器模塊與報警模塊，實現(xiàn)對工器具進行計數(shù)，防工器具遺落或丟失。

關鍵詞：RFID；防丟失；報警；機械用具

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對大型機械用具的維修需要用到的的工具逐漸增多，形狀也呈現(xiàn)出多樣化，有些不便于攜帶，也不便于統(tǒng)一存放，使用完還容易遺落或丟失。因此，本文對機械用具的存放管理方法進行設計，希望能為實現(xiàn)智能化存放管理提供思路。

系統(tǒng)從整體分為存放系統(tǒng)、智能監(jiān)測系統(tǒng)和RFID模塊三部分，存放系統(tǒng)為工具箱整體，用于存放各類工器具，智能監(jiān)測系統(tǒng)安置于存放系統(tǒng)的頂部，對存放到箱里的工器具進行計數(shù)，統(tǒng)計是否將使用的工器具全部收回，若沒有全部收回，系統(tǒng)會通過報警來進行提示。RFID模塊安裝于工機具可固定凹槽內(nèi)，通過讀卡器感應進行計數(shù)。

2.1 存放系統(tǒng)設計

存放系統(tǒng)為工器具儲存的工具箱，對應設計需求在箱體的底部安裝有可充電式蓄電池，箱體內(nèi)殼與外殼之間進行電路鋪設，箱體頂部為讀卡器安裝位置以及顯示屏、計數(shù)按鍵，箱體與箱蓋之間的鎖閉裝置為開關，當箱蓋閉合時，內(nèi)部電路導通。

2.2 智能監(jiān)測系統(tǒng)設計

智能監(jiān)測系統(tǒng)包括單片機最小系統(tǒng)、讀卡器、報警模塊、計數(shù)模塊、顯示模塊，實現(xiàn)對工器具的數(shù)量統(tǒng)計與檢測功能。

元器件選擇：單片機最小系統(tǒng)選用的是STM32F103C8T6單片機，需要的電壓在2～3.6V，本系統(tǒng)選用的電壓為3.3V電壓，適用的溫度在-40～85℃，適用范圍較廣，性能穩(wěn)定。通過與RC522模塊、報警模塊、計數(shù)模塊、顯示模塊連接，實現(xiàn)智能監(jiān)測控制。

顯示模塊選用的是LCD12864模塊，選用該模塊可以對列車的運行狀態(tài)、位置信息進行實時監(jiān)控，并用屏幕顯示信息，同時可以用特殊文字對工器具數(shù)量狀態(tài)做出提示。

RFID模塊選用的是RC522射頻模塊，應用于13.56MHz非接觸式通信中高集成度讀寫卡系列芯片，具有電壓低、低成本、體積小的非接觸式讀寫芯片。

計數(shù)模塊用調節(jié)工具數(shù)量，選用的元件為6×6輕觸開關，四腳耐高溫切片微動按鍵開關，該元件體積小、耐高溫、使用效果好，質量好。

報警模塊元件選用的是蜂鳴器，蜂鳴器的供電電壓為5V，蜂鳴器的優(yōu)點主要是產(chǎn)品合格率高、經(jīng)濟實惠、體積小、便于放置。其適用的工作環(huán)境在-20～70℃內(nèi)。

電路設計：單片機最小系統(tǒng)中包含晶振電路與復位電路，引腳分別與讀卡器模塊、顯示模塊、報警模塊、按鍵模塊連接，其中按鍵模塊用于加減工器具數(shù)量。

RC522讀卡器電路連接：NSS接口與單片機的PB12引腳連接用于數(shù)據(jù)傳輸；SCK為時鐘引腳與單片機PB13引腳連接；MOSI為SPI接口的主出從入輸入信號引腳，接單片機的PB15引腳；MISO引腳為SPI接口主入從出輸出信號引腳，與單片機的PB14引腳連接；IRQ、PRQ引腳懸空；GND引腳接地；RST引腳傳輸復位信號空置；3.3V引腳外接3.3V驅動電壓。

報警模塊中選用蜂鳴器作為發(fā)聲元件，外接5V電壓驅動模塊工作，報警模塊與單片機的PA0引腳連接，通過單片機傳遞信號給報警模塊，使報警模塊工作。

顯示模塊選用的LCD12864模塊，其中GND引腳、PSB引腳、LED-K引腳進行接地，VCC引腳、RS引腳、LED-A引腳接+5V電源進行模塊驅動，對于模塊的信息顯示通過與單片機的連接實現(xiàn)信息交互，R/W引腳接PA4引腳，E引腳接PA5引腳，其余引腳空置。

2.3 RFID模塊

RFID模塊安裝于每個工具的把手凹槽內(nèi)，當取出工器具后系統(tǒng)設定工器具數(shù)量，當使用完工具后，通過工器具上的RFID與RC522觸碰進行感應計數(shù)。

該系統(tǒng)的設計可實現(xiàn)防止工器具遺漏，有效實現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場工器具出清，可使用范圍較廣，可在多種工業(yè)、機械等作業(yè)場所使用，便于攜帶，智能監(jiān)管。

作者簡介：王懷增（1999-），男。研究方向：工業(yè)工程。