تطبيق إدارة الرفوف الذكية في السوبر ماركت يعتمد على تقنية RFID

يمكن استخدام التكنولوجيا جنبًا إلى جنب مع تكنولوجيا الإنترنت والاتصالات في العديد من الصناعات مثل الخدمات اللوجستية والتصنيع وخدمات المعلومات العامة. كما تم استخدام RFID على نطاق واسع في صناعة البيع بالتجزئة ويتقدم بشكل أسرع. تم اقتراح نظام ذكي لإدارة الرفوف في السوبر ماركت يعتمد على RFID لإدارة الرفوف في محلات السوبر ماركت الكبيرة. يتم إرفاق بطاقة التردد اللاسلكي بالبضائع، ويتم تخزين جميع معلومات البضائع في الكمبيوتر المركزي للمستودع، ويمكن التحقق من المعلومات المتعلقة بالبضائع في الكمبيوتر. يتم وضع أجهزة القراءة والهوائيات عند مدخل ومخرج المستودع، ويتم ترتيب محطات الترحيل اللاسلكية حسب الحاجة لتشكيل شبكة استشعار لاسلكية. عند دخول البضائع إلى المستودع ومغادرتها، سيقوم القارئ الموجود عند المدخل والخروج بقراءة المعلومات الموجودة على بطاقة الترددات اللاسلكية المرفقة بالبضائع وإرسالها إلى مركز الإدارة عبر شبكة الاستشعار اللاسلكية. وبهذه الطريقة، يمكن لمركز الإدارة فهم دخول وخروج البضائع في الوقت الحقيقي وإتقان البضائع. وفقًا لحالة المبيعات، سيتم تعديل تنوع وكمية البضائع في الوقت المناسب. يساعد في حل مشكلتين من أكبر المشكلات في مجال البيع بالتجزئة: العناصر غير المتوفرة في المخزون والانكماش. وفي الوقت نفسه، يمكن للمستهلكين الخروج مباشرة دون الوقوف في طوابير أمام شباك الخروج، ودفع عربة مليئة بالبضائع، وسيقوم الكمبيوتر الموجود عند الباب بطباعة قائمة التسوق تلقائيًا، مما يحسن بيئة التسوق ويزيد القدرة التنافسية للشركة .

   1

مقدمة في تكنولوجيا تحديد الترددات الراديوية (RFID)

تقنية RFID هي تقنية تحديد هوية تلقائية بدون اتصال تستخدم موجات الراديو للتواصل. تتكون أنظمة تحديد الترددات الراديوية عمومًا من 3 أجزاء: جهاز الإرسال والاستقبال والقارئ وبرنامج تطبيق قاعدة بيانات الخلفية. المبدأ الأساسي هو إجراء اتصالات البيانات من خلال الاقتران الكهرومغناطيسي أو الاقتران الحثي بين رأس القراءة والعلامة المرفقة بالكائن لتحقيق التعرف التلقائي على العناصر ذات العلامات دون الاتصال. يرسل القارئ تعليمات إلى الهوائي، ويرسل الهوائي موجات الراديو "لمسح" علامة تردد الراديو. بعد استقبال الإشارة، تقوم علامة التردد اللاسلكي بإرجاع معلومات البيانات في شكل موجات راديو، والتي يتم استقبالها بعد ذلك بواسطة الهوائي وفك تشفيرها إلى بيانات يمكن استخدامها بواسطة الكمبيوتر.

   2

تصميم الإطار العام للنظام

وبالنظر إلى خصائص إدارة الرفوف الذكية في محلات السوبر ماركت الكبيرة، يتضمن النظام بشكل أساسي ما يلي:

نظام تحديد الهوية بموجات الراديو، وشبكة الاستشعار اللاسلكية، والتفاعل بين نظام تحديد الهوية بموجات الراديو والمحطة اللاسلكية.

2.1 نظام تحديد الترددات الراديوية RFID

تتمثل الوظيفة الرئيسية للقارئ في قراءة البيانات وكتابتها إلى جهاز الإرسال والاستقبال من خلال الهوائي والتواصل مع الكمبيوتر المضيف. يحتوي بشكل عام على وحدة تردد راديوي ووحدة تحكم وعنصر اقتران متصل بجهاز الإرسال والاستقبال. بالإضافة إلى ذلك، يتمتع القارئ بواجهات إضافية لنقل البيانات المكتسبة إلى أنظمة أخرى.

يتكون نظام أجهزة القارئ بشكل أساسي من 4 أجزاء: دائرة الواجهة، ووحدة التحكم، ووحدة التردد اللاسلكي، والهوائي، كما هو موضح في الشكل 1. يتصل الكمبيوتر المضيف بوحدة التحكم الخاصة بالقارئ من خلال دائرة الواجهة، ويرسل بطاقة القراءة/الكتابة وأوامر أخرى لوحدة التحكم. تلقي البيانات وتقارير التشغيل من وحدة التحكم. يتم توصيل وحدة التحكم بوحدة الترددات الراديوية، ويتحكم البرنامج الرئيسي الذي يعمل على وحدة التحكم في تشغيل وحدة الترددات الراديوية وفقًا لشروط محددة. تقوم وحدة التردد اللاسلكي بتعديل البيانات وإرسالها إلى جهاز الإرسال والاستقبال من خلال الهوائي، وإزالة تشكيل إشارة إرجاع جهاز الإرسال والاستقبال المستلمة من الهوائي.

تستخدم وحدة تردد الراديو للقارئ رقاقة بطاقة IC غير التلامسية FM1725 لشركة Fudan Microelectronics، والتي تكمل وظائف تعديل البيانات وإزالة التشكيل، وتصحيح وإرسال إشارات تعديل التردد اللاسلكي. يمكن لجزء المرسل الموجود داخل شريحة FM1725 أن يقود الهوائيات مباشرة على مسافات تشغيل قريبة دون إضافة دوائر نشطة، بينما يوفر جزء المستقبل دائرة موثوقة لإزالة التشكيل وفك التشفير. يقوم قسم المعالجة الرقمية الخاص به بتحويل البيانات المتوازية إلى بيانات تسلسلية، ويدعم التحقق من الإطارات التي تم إنشاؤها، ويولد ويتحقق من التكافؤ وفحص CRC، وترميز البت ومعالجته. بالإضافة إلى ذلك، يوفر FM1725 أيضًا واجهة متوافقة مع SPI، ويمكن توصيل واجهته المتوازية مباشرة بوحدة MCU 8 بت.

تعتمد وحدة التحكم الخاصة بالقارئ وحدة التحكم الدقيقة عالية الأداء 8 بت AT 89S52 التي تنتجها شركة ATMEL. وهي المسؤولة بشكل رئيسي عن تشغيل برنامج قراءة وكتابة البطاقة وتوفير إشارة التحكم لشريحة FM1725 وإكمال اتصال البيانات مع الكمبيوتر المضيف أو الشبكة من خلال RS232

واجهه المستخدم. يحتوي جهاز التحكم الدقيق على ذاكرة برنامج فلاش للقراءة فقط بسعة 8 كيلو بايت، وهي كبيرة بما يكفي لكتابة برنامج القيادة والتحكم في شريحة تردد الراديو FM1725. ليست هناك حاجة لتوصيل أجهزة تخزين خارجية أخرى، مما يبسط تصميم الدائرة ويحسن موثوقية الدائرة.

تستخدم بطاقة الترددات الراديوية بطاقة IC القياسية Mifar e السلبية MF1 IC S50. يوجد EEPROM 8K بت في البطاقة، وهو حامل تخزين البيانات. يمكن قراءة البيانات وكتابتها من خلال هوائي القارئ.

يظهر الشكل 2 تدفق العملية الأساسية. يقوم المستخدم أولاً بكتابة المعلومات في بطاقة MF1 IC S50 من خلال القارئ. عندما تدخل بطاقة MF1IC S50 نطاق عمل هوائي القارئ، يتم تنشيط البطاقة ويرسل القارئ إشارة بيانات القراءة إلى البطاقة. تقوم البطاقة بإرسال البيانات المحددة في وحدة التخزين إلى القارئ من خلال الهوائي وفقا لإشارة بيانات القراءة المستلمة، ثم يقوم القارئ بإرسال البيانات إلى الكمبيوتر المضيف أو الشبكة من خلال واجهة RS232.