CN205139983U - 一种基于fpga的食品仓库管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于FPGA的食品仓库管理系统，首先FPGA产生复位指令通过UART口发送给射频发射模块，射频发射模块对指令进行编码并通过天线发送给电子标签，电子标签返回复位应答信号，然后微处理器发送读取指令，电子标签收到读取指令后返回携带标签信息，微处理器收到电子标签携带的食品信息进行判断处理，判断食品入库或是出库，如果食品入库则继续判断食品的类型是否需要冷藏以及需要存放的位置，并将位置信息通过协调器发送给终端节点，终端节点驱动点阵屏显示食品存放位置，食品入库口微处理器对入库食品定时，当定时时间到食品并未出库时，微处理器驱动报警信号灯闪烁，如果食品出库则进行扫描出库，并写入仓库相关信息，最后将信息发送给PC机显示。

Description

一种基于FPGA的食品仓库管理系统

【技术领域】

本实用新型属于仓库管理系统领域，具体涉及一种基于FPGA的食品仓库管理系统。

【背景技术】

随着技术的进步，食品种类越来越多，越来越多元化，人们的需求也越来越多，这就大大增加了食品储藏的负担。食品不同于普通的物品，有保质期的限制，即使冷藏存储，也会出现由于冷藏过久导致食品冻坏的问题出现。由于不同的食品的保质期都不相同，当食品的种类过多时又增加了储藏的难度，而且很多非包装食品并没有写明确切的保质期，如果仅靠人工存放、拣货不仅增加了成本而且容易检测不准确，导致食品的变质，不仅造成食品的浪费，人一旦吃了变质食品，对身体健康会有很大的危害。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于FPGA的食品仓库管理系统。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种基于FPGA食品仓库管理系统，包括微处理器以及电源模块；微处理器与射频模块相交互，射频模块通过无线方式与贴在食品包装上的电子标签完成信息传递；微处理器通过串口与PC机进行通信，同时通过I/O口驱动报警信号灯；微处理器与Flashrom相连进行数据的读取与存储。

本实用新型进一步的改进在于：

所述微处理器通过UART口与射频模块相交互。

所述微处理器通过两个异步FIFO向Flashrom进行读写操作。

所述两个异步FIFO完成数据的存储，一个异步FIFO用于数据的读操作，另一个FIFO则用于数据的写操作。

微处理器能够将PC机发送的读取指令翻译成代码并发送给射频模块，当收到射频模块的返回信息时会对信息作出相应的处理，判断电子标签携带的信息类型，判断该食品是否需要入库存储以及是否需要冷藏，当需要入库存储时会设置存储时间开始定时存储，并将信息翻译成具体的命令发送给PC机，同时驱动ZigBee协调器将食品存放的位置发送给ZigBee终端模块，驱动报警信号灯。

ZigBee协调器模块以及ZigBee终端模块用于给叉车发送食品位置信息，ZigBee协调器模块通过串口和微处理器连接，终端模块和LED点阵连接。

报警信号灯为LED点阵屏，LED点阵屏安装在叉车上，用于显示食品存放位置。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的优点是充分利用FPGA的优点解决以往食品仓库管理效率低，食品易变质以及基于ARM读卡器体积大不易升级的缺点。本实用新型中利用先进的射频识别技术，将食品信息分类的速度和准确性进行了大幅提升，还利用ZigBee技术将食品的具体位置信息快速反馈给叉车，让其做出反应，这不仅仅节约了叉车寻找食品的时间，还为大型仓库存储打下了良好的基础。本实用新型可以提高食品仓库管理效率，及时发现即将过期食品，且整体系统易于升级，便于管理。

【附图说明】

图1为实用新型组成框图；

图2为系统流程图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参见图1，本实用新型包括食品储藏室，电子标签，射频模块，微处理器，PC机，报警灯，ZigBee协调器模块，ZigBee终端模块。

食品储藏室用于储藏扫描分类过的食品，其中包括蔬菜类、肉类、水果类、海鲜类等储藏类型，根据食品是否需要冷藏存放又有冷藏储藏室和常温储藏室。

电子标签一方面携带食品信息，其中包括该食品的名称以及所属分类，进库数量，食品来源以及保质期等。另一方面当电子标签处于有效范围外时处于等待状态，当电子标签处于有效范围内时会对射频模块发出的指令进行解码，分析当前工作状态，并作出应答，其中指令包括射频模块发出的复位指令、读、写指令、增加、减少指令等，当收到复位指令时电子标签给出复位应答，射频模块收到复位应答信号表示握手成功；当收到射频模块发出的读指令时，电子标签会返回标签携带的食品信息；当收到写指令，电子标签会写入收到的指令，包括入库、出库、冷藏、常温储存等。

射频模块通过UART口和微处理器连接，射频模块通过天线和电子标签进行通信。射频模块发送的指令有复位指令、读取指令、写指令等，读取指令用于读取电子标签中携带的食品信息，写指令用于向电子标签内写入相关信息，包括出库、入库等，射频模块收到电子标签返回的信息，通过UART口传到FPGA内部SRAM中。RFID所使用的环境是在物流环境中，故要采用有源超高频RFID。可采用超高频电子标签(QStar-35、Higgs^TM4等)。

微处理器为该系统的核心，微处理器芯片采用ALTERA公司的cycloneDE2-115F29C7NFPGA处理器，该模块完成的功能包括对射频模块发送相关指令、存储相关信息、和PC机通信、驱动信号灯闪烁。当电子标签进入有效射频范围内时，微处理器将PC机发送的读取指令翻译成代码并发送给射频模块，当收到射频模块的返回信息时会对信息作出相应的处理，判断电子标签携带的信息类型，判断该食品是否需要入库存储以及是否需要冷藏，当需要入库存储时会设置存储时间开始定时存储，并将信息翻译成具体的命令发送给PC机，同时驱动ZigBee协调器将食品存放的位置发送给ZigBee终端模块，驱动LED点阵屏显示。当食品存储时间接近存储时间最大值时微处理器会驱动信号灯闪烁报警。微处理器通过两个异步FIFO完成数据的存储，一个异步FIFO用于数据的读操作，另一个FIFO则用于数据的写操作。

ZigBee协调器模块以及ZigBee终端模块用于给叉车发送食品位置信息，ZigBee协调器模块通过串口和微处理器连接，终端模块和LED点阵连接。

LED点阵安装在叉车上，用于显示食品存放位置。

PC机用于显示电子标签携带的信息和操作人员发送相关命令。PC机显示的信息包括食品的分类，保存时间，下达的指令包括入库、出库、冷藏存储、常温存储、存放位置信息以及历史信息查询。

本实用新型的结构原理：

参见图1，本实用新型的系统框图，微处理器通过UART口和射频模块连接，射频模块通过天线发射射频信号，利用空间耦合完成信息传递，电子标签贴在食品包装上，PC机通过串口和微处理器通信，微处理器通过I/O口驱动报警信号灯，微处理器通过两个异步FIFO向Flashrom进行读写操作。

参见图2，本实用新型的系统流程图，电子标签进入射频有效范围内，微处理器产生复位指令，通过UART口发送给射频发射模块，射频发射模块对指令进行编码并通过天线发送给电子标签，电子标签返回复位应答信号，微处理器收到复位应答信号后发送读取指令，电子标签收到读取指令后返回携带标签信息，微处理器收到电子标签携带的食品信息进行判断处理，判断食品入库或是出库，并将信息发送给PC机显示，如果食品入库则继续判断食品的类型是否需要冷藏以及需要存放的位置，并将位置信息通过ZigBee协调器发送给ZigBee终端模块，终端模块驱动LED点阵屏显示食品存放位置，食品入库口微处理器对入库食品定时，当定时时间到食品并未出库时，微处理器驱动报警信号灯闪烁，如果食品出库则进行扫描出库，并写入仓库相关信息。

本实用新型不仅减少了食品仓库管理的成本，也避免了食品长时间放置或冷冻导致食品变质的问题，由于本实用新型的处理器采用的是FPGA，具有体积小易升级的特点，比以往的射频读卡器使用起来更加方便。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于FPGA的食品仓库管理系统，其特征在于，包括微处理器以及电源模块；微处理器与射频模块相交互，射频模块通过无线方式与贴在食品包装上的电子标签完成信息传递；微处理器通过串口与PC机进行通信，同时通过I/O口驱动报警信号灯；微处理器与Flashrom相连进行数据的读取与存储。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的食品仓库管理系统，其特征在于，所述微处理器通过UART口与射频模块相交互。

3.根据权利要求1所述的基于FPGA的食品仓库管理系统，其特征在于，所述微处理器通过两个异步FIFO向Flashrom进行读写操作。

4.根据权利要求3所述的基于FPGA的食品仓库管理系统，其特征在于，所述两个异步FIFO完成数据的存储，一个异步FIFO用于数据的读操作，另一个FIFO则用于数据的写操作。

5.根据权利要求1所述的基于FPGA的食品仓库管理系统，其特征在于，ZigBee协调器模块以及ZigBee终端模块用于给叉车发送食品位置信息，ZigBee协调器模块通过串口和微处理器连接，终端模块和LED点阵连接。

6.根据权利要求1所述的基于FPGA的食品仓库管理系统，其特征在于，所述报警信号灯为LED点阵屏，LED点阵屏安装在叉车上，用于显示食品存放位置。