基于CAN总线的PC与RFID读写器通信实现

基于CAN总线的PC与RFID读写器通信实现
作者：王启刚， 谭杰， WANG Qigang， TAN Jie
作者单位：中国科学院自动化所,北京,100080
刊名：
计算机工程
英文刊名：COMPUTER ENGINEERING
年，卷(期)：2007，33(11)
被引用次数：1次
1.游战清.李苏剑无线射频识别技术(RFID)理论与应用 2004
2.史久根.陈真勇CAN现场总路线系统设计技术 2004
3.王伟杰.赵龙军.赵学增基于CAN总线的工业测控系统的构建[会议论文] 2002
4.广州周立功单片机发展有限公司USBCAN用户手册V1.2 2003
5.广州周立功单片机发展有限公司CAN-bus通用测试软件及接口函数库使用手册 2003
1.学位论文田景贺超高频RFID系统防冲突技术研究及在离散制造业中的应用2008
无线射频识别技术(RFID)已经成为21世纪最热门的技术之一。

RFID技术与网络、通讯等技术相结合，可实现全球范围内物品跟踪与信息共享。

RFID技术应用于离散制造业，可大幅提高生产活动的自动化水平、管理与运作效率，降低生产成本。

本文以离散制造业为应用背景，对RFID系统防冲突技术和应用集成技术进行了深入研究，具体研究内容如下：<br>
首先，进行了RFID标签防冲突识别算法的研究。

根据标签在时隙中分布的概率统计性质对动态帧时隙Aloha(DFSA)算法的帧时隙调整策略进行了理论分析，给出了帧时隙数应近似等于待读标签数的帧时隙调整规则；详细分析了EPCGEN2中的DFSA算法及其性能，提出了基于帧内时隙调整策略的改进型GEN2协议，采用积极策略主动应对帧内的标签冲突情况，通过主动地调整时隙来提高冲突标签在当前帧中被识别的概率，避免过于盲目的帧调整操作。

仿真实验结果表明，与原防冲突协议相比，改进后的GEN2协议的标签吞吐率提高了约20％、帧效率提高几乎达到2倍。

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其次，进行了RFID读写器冲突问题研究。

对密集读写器环境下的读写器冲突问题进行了数学描述，分别对读写器冲突中的标签干扰和频率干扰问题进行了图论分析与建模，提出了一种读写器防冲突的集中式控制方法，其基本思想是采取标签干扰支配频率干扰、时分-频分多址通讯的方式避免读写器冲突。

针对标签干扰问题与平面图着色问题的相似性，确定了通过四个时隙的分配解决标签干扰问题，建立了四时隙分配问题的Hopfield神经网络模型，并引入了混沌机制与模拟退火策略进行求解。

仿真结果表明，本文提出的集中式时分-频分控制的读写器防冲突方法与分布式方法相比，可以明显提高读写器的时间利用率，具有更好的实时性：采用混沌神经网络方法进行时隙分配问题求解是可靠、高效的。

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再次，进行了基于RFID的在制品实时跟踪与监控技术研究。

在分析了在制品跟踪与监控对RFID的技术需求的基础上，提出了基于RFID的在制品跟踪与控制系统架构；通过RFID生成带有时间戳的跟踪向量实现对在制品生产过程活动的跟踪与监控；给出了基于RFID数据采集的在制品与制造资源的时空定位方法以及转移与工艺路径跟踪方法；提出了基于RFID数据采集在制品加工过程分析模型和加工进度分析模型，通过两种模型分别实时地分析在制品加工过程中可能出现的问题、加工过程进度及其变化信息，为车间实时生产调度提供依据。

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最后，研究了RFID与生产控制系统的集成方法。

分析了现有的RFID在离散制造业生产控制中的应用模式的局限性，指出了RFID在生产控制中的集成应用趋势。

在此基础上，提出了基于现场总线的RFID集成控制方法，分析了集成应用的关键技术；然后以CAN总线为例，设计并开发了具有CAN总线接口的RFID集成控制单元，建立了基于CAN总线的RFID生产线集成控制实验系统，通过MCGS软件进行系统组态，并在实验室环境中进行了实验。

与传统的应用模式相比，基于现场总线的RFID生产集成控制模式简化了网络结构，标签承载信息更加丰富，信息交互更加透明、快捷，使RFID系统得以深入到现场设备层直接参与生产控制，从而实现与自动化生产线控制系统的高效集成。

2.学位论文梁焕兵基于RFID和超声波传感器的移动机器人研制及导航研究2009
智能移动机器人能够通过传感器感知外界环境和自身状态，实现在有障碍物环境中面向目标的自主运动，是一种具有高度自规划、自组织、自适应能力的机器人。

本文以教育部博士基金项目为依托，研制了基于RFID和超声波传感器的自治移动机器人小车，并基于研制的小车开展了导航问题研究。

本文首先概述了国内外移动机器人领域研究的成果，并对移动机器人领域研究的热点问题进行了分析。

提出利用超声波传感器进行移动机器人的周围物体距离、形状等参量的测量。

同时在已知环境地图的关键位置放置电子标签，结合RFID技术及其标签的唯一性，对装有RFID读写器和超声波传感器的移动机器人实现导航。

结合实际情况，在完成移动机器人总体方案设计后，采用前两轮为驱动轮、后两轮为导向轮，完成了四轮移动机器人小车实验平台的设计。

考虑到超声波导航技术和RFID技术的应用及系统实时性要求，采用DSP2812为主控单元，C8051F040为辅助控制单元，并基于这两个控制单元实现该机器人控制系统的硬件电路的设计和软件算法的开发。

硬件电路设计主要包括各种传感器接口电路的设计、通信电路设计、液晶显示界面的设计、以及电机驱动电路的设计。

软件算法采用的是模糊自适应PID算法实现移动机器人的运动控制。

主控单元DSP2812负责接收由辅助单元C8051F040通过CAN总线传送过来的各种传感器信息变量，进行传感器信息融合并用模糊自适应PID算法实现移动机器人的导航。

辅助单元C8051F040负责传感器信号采集，具有多路超声波信号发射、接收和分析处理、RFID阅读器的读写控制以及速度控制等的现实，同时该移动机器人具备与上位PC机进行无线通信的接口。

该四轮移动机器人为后续实验室研究提供了实验平台。

在完成系统的整体设计后，对基于RFID和超声波的移动机器人导航系统性能进行了实验，在室内建立一个已知环境地图，开展了移动机器人在室内已知环境下的导航实验，通过分析实验过程和结果，证实了本文研制的移动机器人的有效性。

1.程英凯.樊超基于CAN总线的电力参数测量系统设计[期刊论文]-科技信息 2010(3)
本文链接：/Periodical_jsjgc200711088.aspx
下载时间：2011年3月13日。