TCP/IP的以太網LCD電子標簽系統設計

近年來，由于電子商務的發展，物流業呈現出JIT運送普及化、小批量、多品種、高頻率的貨物運輸等特點。在實際的生產作業中，對小批量、多品種、高頻率貨物的處理始終是一個難題。現有電子標簽系統在控制上都是采用現場總線技術。但這種技術在信息集成方面存在許多不足，如：

　　① 已有的現場總線標準過多，僅IEC國際標準就包含了8個類型，未能統一到單一標準上來，多種現場總線并存已成定局。

　　② 不同類型的現場總線設備均配有專用的通信協議，互相之間不能兼容，無法實現互操作，無法協同工作，也無法實現信息的無縫集成。

　　為了解決同一控制系統中多種現場總線的集成問題，在一些工程中通常是利用某種標準技術(如OPC技術等)開發能夠連接其現場總線的接口。但各現場總線標準沒有完全統一，需要開發大量的接口才能滿足不同工控對象的需要。因此，我們提出了基于TCWIP的以太網LCD電子標簽系統。

　　1、基于TCP/IP的以太網LCD 電子標簽輔助揀貨系統

　　基于TCP/IP的以太網LCD電子標簽是一套安裝在儲位上的液晶顯示裝置。它顯示待揀物品的型號、數量等有效參數，籍此來引導揀貨工作人員正確、快速、輕松地完成揀貨工作。圖1為實際生產中的LED電子標簽揀貨系統。

　　圖1 電子標簽揀貨系統

　　在我們的系統中，采用的Ethernet/IP是一種既支持I/0又支持數據交換的開放式工業網絡，采用以太網交換機實現各設備間的點對點連接，能同時支持lOMb/s和100 Mb/s以太網商用產品，便于實現大量數據的高速傳輸，如圖2所示。

　　圖2 基于TCPIP的以太網LCD電子標簽系統結構圖

　　這樣整個系統具有以下優點：

　　① 標準化。標準化的底層通信協議，標準化的元器件，如：集線器或交換機。

　　② 結構簡單，穩定性、可靠性高。

　　③ 結構開放、帶寬高、互換性好。

　　④ 布線簡單、管理方便。

　　⑤ 成本低。

　　2、基于TCP/IP的以太網LCD電子標簽軟件設計

　　軟件復用一直是軟件程序員夢寐以求的技術。設計模式在某種程度上替我們解決了這個問題，因為它描述了一個在我們周圍不斷重復發生的問題，以及該問題的解決方案的核心。從圖2的網絡結構上可以看出，整個基于TCP/IP的以太網電子標簽系統，直接由計算機通過網卡點對點地控制各個LCD電子標簽單元，因此，具有全開放、成本低、帶寬高、穩定性和可靠性高、布線簡單，運行效率高，管理方便，成本較低的特點。在物流分揀系統中，準確、迅速、及時地顯示諸如物品種類、名稱、數量以及系統的工作狀態等信息，是保證物流系統正常工作，提高系統作業效率的基本條件。因此，穩定可靠是我們設計的基本原則。

　　系統在控制上的功能可以簡化為：

　　主控計算機：

　　(1) 對上接收從各個LCD電子標簽單元返回的數據;

　　(2) 對下向各個LCD電子標簽單元發送主控數據信息。

　　LCD電子標簽：

　　(1) 顯示待分揀物品的種類、名稱、數量、圖形或其他相關信息等;

　　(2) 與主控計算機的網卡通信，上傳和接收數據;

　　(3) 通信沖突檢測(CSMA—CD);

　　(4) 輸入裝置產生相應的輸入，如按鈕、鍵盤等;

　　(5) 輸出裝置產生相應的輸出，如揚聲器，四色燈等。

　　圖3 基于TCPIP的LCD電子標簽結構圖

　　圖3為基于TCP/IP的以太網LCD電子標簽的硬件結構，主要由LCD顯示單元、TCP/IP通信芯片、輸入設備(如：按鈕、鍵盤)、輸出設備(如：揚聲器、四色燈等)以及其他外設和單片機DSP以及其他服務電路組成。整個系統的用例圖如圖4所示。