[发明专利]一种用于仓储物流环境下虚拟仿真的RFID建模方法

说明书

一种用于仓储物流环境下虚拟仿真的RFID建模方法，在Twinbricks数字仿真平台上对RFID的读写器与电子标签进行数字化建模生成数字孪生体，进行虚拟仿真；在Proteus软件上仿真构建多台嵌入式RFID读写器，与Twinbricks仿真平台读写器孪生体交互数据，实时监控数据，以模拟实际生产现场获得生产线上产品的实时数据；后台系统与仿真控制器交互，实时更新数据库产品状态数据，记录产品历史数据；工作人员通过数据管理控制前台实时查看不同生产线运行状态，人工优化生产状态，系统分析数据进行优化调优，生成最优方案，反馈回仿真平台以优化生产状态。本方法实现了在仓储物流环境下对RFID设备的仿真，完成了在虚拟仿真平台上对生产线的仿真与调优。

技术领域

本发明涉及数字孪生技术、物联网技术领域，具体涉及一种用于仓储物流环境下虚拟仿真的RFID建模方法。

背景技术

随着工业发展，仓储物流系统作为生产供应链的核心环节，其作业效率、服务质量和运营成本是企业的关注重点。高效合理的仓储物流系统可以帮助企业加快生产资料流通速度，降低成本，保障生产顺利进行，并可以实现对资源的高效利用和管理。

与此同时，数字孪生的概念兴起，其旨在对物理对象进行完全数字化重构，从而实现信息映射，并借助模型实现对物理设备生命周期的智能设计、制造、调试和运行维护。数字孪生技术在仓储系统中，结合物联网技术对物料进行识别、定位、跟踪、监管，实现智能化管理；结合AI数据分析，可以指导仓储分拣中心各类业务的优化；结合AR、PDA等设备，可以对作业人员具体作业过程进行指导。

RFID即无线射频识别技术，读写器通过天线进行非接触式双向射频通信，对电子标签进行读写操作，从而达到目标识别和数据交换的目的。与传统纸质标签相比，RFID可以节省人工，极大提高数据存储的信息容量和工作效率。与条码相比，RFID无须直线对准扫描，读写速度更快，可多目标识别、运动识别。

因此，将RFID与数字孪生技术相融合，应用于仓储物流环境下物料的全周期管理，可以实现虚拟仿真平台上对生产线的仿真与调优，保证信息的实时交互与生产环节的高效管理。

发明内容

本发明提出了一种用于仓储物流环境下虚拟仿真的RFID建模方法，将RFID技术与数字孪生技术结合，实现了在仓储物流环境下对RFID设备的仿真，完成了在虚拟仿真平台上对生产线的仿真与调优。

一种用于仓储物流环境下虚拟仿真的RFID建模方法，包括如下步骤：

步骤1：建立嵌入式设备以仿真RFID读写器的控制设备，设备产生物料的唯一序列ID数据，通过其串口对外发送；

步骤2：数据库管理后台通过串口读取到物料唯一ID数据，对物料进行登记注册，记录信息进入数据库中；

步骤3：建立仿真生产线环境，其中设置数字孪生体以仿真电子标签、RFID读写器和搬运控制器，将多组RFID读写器对应作为多条生产线；基于步骤1中的唯一序列ID数据，进行生产线中物料RFID标签数据的写入读取；

步骤4：通过串口，嵌入式设备仿真的RFID读写器控制设备收到步骤3得到的读取数据，处理后进行显示并传输至数据库管理后台；

步骤5：数据库管理后台读取并解析数据，更新数据库内物料信息，同时反馈给仿真生产线环境中的搬运控制器，搬运物料至下一个传送带，模拟现实仓储物流环境的分拣搬运环节；

步骤6：数据控制前台实时显示数据库数据，实时显示生产线状况，并控制生产线进行生产状态的优化调优，反馈回仿真生产线环境。

进一步地，步骤1和4中的嵌入式设备，通过Proteus软件模拟得到。

进一步地，Proteus软件中，基于以STM32F103R6为核心的MCU模块和周围附属模块建立嵌入式设备，作为RFID读写器的控制设备。

进一步地，周围附属模块包括LCD1602模块、UART串口模块和虚拟终端模块。