1 引言

現代化生產過程中，信息采集的全面性和及時性在生產組織和實施過程中顯得至關重要。

在塑料模具的保管、運輸、使用、保養等生產環節中，如何快速收集和及時處理塑料模具的實時信息是企業非常關注的問題。本文重點討論物聯網信息科技在塑料模具定位管理中的應用。

2 概論

隨著物聯網時代的到來，各個行業的市場競爭從單臺先進設備、單種工藝技術等的競爭發展到綜合生產信息處理能力的競爭，已不單純是競爭樣式、方式的改變，而是競爭形態的改變，企業內部的信息化程度已成為衡量企業競爭能力高低的首要標志。

利用先進的物聯網信息科技，通過把生產現場的塑料模具在保管、運輸、使用、保養等生產環節中的各種信息收集和處理，將生產進度把握清楚，將塑料模具使用情況、位置信息、運行狀態、維修保養情況等信息利用科技手段收集處理，告知相關人員，可以簡化繁雜的作業流程和大量的統計時間和填寫報表的時間，實現組織信息交流的扁平化，實現以秒為單位的信息時時共享。提高企業的信息反應速度和辦事效率。

3 原理

3.1 工作原理

利用物聯網信息科技的 RFID 技術，通過低頻定位器、標識卡及基站等終端設備，可以及時準確的采集有關塑料模具的實時信息。利用 RFID無線通信技術將相關信息傳輸到采集服務器，并實現上層的各種應用。

3.2 RFID 技術介紹

射頻識別技術 RFID（Radio Frequency Identification Technology）是成熟于 20 世紀末21 世紀初的一種非接觸式的自動識別技術，目前正在全世界的各種行業中得以推廣應用。它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。RFID 是一項易于操控，簡單實用且特別適合用于自動化控制的靈活性應用技術，其所具備的獨特優越性是其它識別技術無法企及的。

識別工作無須人工干預；

它既可支持只讀工作模式也可支持讀寫工作模式，且無需接觸或準確瞄準；

可自由工作在各種惡劣環境下；

可進行高度的數據集成。由于該技術很難被仿冒、侵入，使 RFID 具備了極高的安全防護能力。

射頻識別技術使用的系統終端主要包括低頻定位器、RFID 基站、RFID 標識卡、采集系統。

低頻定位器：主動式發送器，當標識卡進入低頻信號范圍以后，能夠接收到定位器連續發送的 125KHZ 低頻信號，信號包括其自身編號，能夠用于進行不同定位器的區分與識別，識別范圍為 1-8m。RFID 

標識卡：在需要進行監控的塑料模具上安裝，具有編號，可主動接受 125KHz 低頻信號，并通過 2.4G 上傳相關信息，能夠實現身份認證、定位跟蹤和監控等功能。

RFID 基站：主要是作為信息傳輸設備，實現工廠監控區域信號全覆蓋，可接收卡發送的信息，并將信息上傳到采集服務器。

采集系統：對基站上傳的數據進行處理，實現上層的各種應用。

4 功能

4.1 概述

把電子標簽安裝在需要進行監控的塑料模具或塑料模具運輸工具上，對塑料模具或塑料模具運輸工具的位置、維修保養狀態、行走路線等信息進行收集管理，當發生擺放位置錯誤、行走路線異常、配送錯誤等異常情況時，系統會主動彈出報警提示，提醒相關人員跟進處理。

位置信息主要通過標識卡感應預先固定在通道（如門，走廊口）或生產線上的定位器，并將數據傳回到基站再以無線或有線方式傳輸到內部 LAN 網絡后至服務器，最終實現實時管理信息。

4.2 應用功能

4.2.1 實時定位跟蹤

通過對需要監控的塑料模具或塑料模具運輸工具安裝標識卡，使其具有的身份標識，系統能夠根據標識卡的射頻信息，實時顯示塑料模具或塑料模具運輸工具的位置及狀態，并且根據需要可在地圖上進行標注。同時可對指定標識卡進行實時跟蹤，地圖上會動態顯示被跟蹤物品的移動路線。

4.2.2 區域管理

可實時顯示工廠內各個區域被監控物品的分布情況，實時顯示被監控物品的位置及狀態。顯示區域信息，實時更新信息。包括區域歷史信息紀錄查詢。

4.2.3 軌跡記錄和回放

系統可實時記錄每個塑料模具或塑料模具運輸工具的行動軌跡，提供查詢歷史位置記錄數據。同時，可回放任意標識卡的軌跡數據，按時間段在地圖上進行回放（可選擇有軌跡或無軌跡、設置播放速度等）。

4.2.4 信息查詢

可在系統設定查詢區域，當模具或模具包裝盒進入指定區域時，系統自動顯示模具身份信息。工作人員可快速判斷模具是否異常、是否在規定時間入庫、模具位置是否異常等。

4.2.5 報警管理

系統可以對模具進行實時定位和異常報警。一般的報警有以下分類：

?? 路線錯誤報警

系統可設定模具配送線路、到達區域及未在規定時間內到達指定位置報警提示，相關人員可及時進行確認，避免模具未及時到達生產線影響生產。

?? 擺放位置異常報警

對于不同的模具，均有指定的擺放位置，系統能自動識別模具擺放在哪個區域，使工作人員能用最少的時間找到所需的模具。并且當模具回收擺放位置錯誤時，系統彈出報警。

?? 越界、超時報警 

對于相關的模具，均有一定的停留區域，如模具非法離開了生產車間，系統可實時彈出報警；模具未在規定時間內回收，系統會彈出報警提示。

?? 設備故障報警

主要是標識卡、基站等設備的故障進行報警，如信號消失、信號中斷、設備電池電量不足等，提醒相關人員進行檢查。

4.3 拓展功能

4.3.1 視頻聯動管理

視頻聯動功能是通過將基站與視頻監控設備綁定，當發生報警后，系統會及時調用視頻監控設備朝向事件發生場所，記錄報警地點視頻信息，反之亦然，即當監控設備發現監控區域內有可疑情況發生時，系統會及時調用智能管理系統，對監控區域內人員進行定位分析記錄等功能。

系統可直接利用工廠內現有視頻設備，無需額外采購新視頻設備實現視頻聯動功能，減少建設成本

5 總體設計 

5.1 總體布點設計

通過在工廠內的生產車間、樓層、倉庫、通道等地方，按照客戶要求布置定位器，實現人員定位，布設基站實現信號覆蓋，對所需監控的模具配發相應的電子標簽，從而實現智能監控和管理。

布點情況說明： 

?定位器：主動式發送器，當標識卡進入低頻信號范圍以后，能夠接收到定位器連續發送的 125KHZ 低頻信號，分為四路天線和兩路天線兩種，每路天線信號包括其自身編號，能夠用于進行不同定位器號的區分與識別，可以結合工廠現有建筑環境定位到生產車間、生產線，實際環境下信號范圍為 1-8m。

?室外基站：用于覆蓋工廠內非建筑所有空曠環境信號接收。

?室內基站：用于完全覆蓋所有建筑物內部信號的接收。

5.2 總體架構

總體結構主要包括：前端數據采集系統、數據傳輸系統、數據處理服務系統以及Web 上層應用系統四大部分。

前端數據采集系統為 RFID 無線傳輸系統，主要由無線射頻標識卡、低頻定位器、RFID基站、現場總線/局域網組成。其主要作用是以無線方式采集標識卡發送的目標位置數據和其他數據。

數據傳輸系統主要由數據采集計算機、數據服務器和上傳專線組成，主要作用是將采集的數據上傳到數據中心進行存儲處理。

數據處理服務系統主要包括 GIS 系統、應用服務器、系統管理工作站等。該系統設在監控中心，其主要作用是對數據進行分析處理，并為上層應用系統提供各種數據服務。

Web 上層應用系統主要是將采集系統采集的數據通過軟件平臺，實現各種業務功能顯示，給工廠管理方以直觀的效果顯示，并實現各種數據報表統計管理。

綜上所述，現代化生產過程中，在塑料模具的保管、運輸、使用、保養等生產環節中，利用先進的物聯網信息科技，通過把生產現場的塑料模具在保管、運輸、使用、保養等生產環節中的各種信息收集和處理，將生產進度把握清楚，將塑料模具使用情況、位置信息、運行狀態、維修保養情況等信息利用科技手段收集處理，告知相關人員，可以簡化繁雜的作業流程和大量的統計時間和填寫報表的時間，實現組織信息交流的扁平化，實現以秒為單位的信息時時共享。極大的提高企業的信息反應速度和辦事效率。