胶带输送机的传送装置及外文翻译-基于rfid技术的卷烟分拣系统的设计

机械设计课程设计说明书设计题目：胶带输送机的传送装置院系：专业：班级：学号：设计人：指导老师：完成日期：目录设计任务书……………………1联连轴器的选择…………………3传动方案的拟定及说明………3电动机的选择…………………4计算传动装置的运动和动力参数……………7传动件的设计计算……………8轴的设计计算…………………16滚动轴承的选择及计算………20键联接的选择及校核计算……23箱体的设计……………………23减速器附件的选择………25润滑与密封………………25设计小结…………………26参考资料目录……………27一、机械设计课程设计任务书题目：设计胶带运输机传动装置中的展开式二级圆柱齿轮减速器1.1总体布置简图1—电动机；2—联轴器；3—齿轮减速器；4—带式运输机；5—滚轮；6—联轴器1.2工作条件：工作年限（年）：15工作制度（班/日）：1工作环境：灰尘较少载荷性质：轻微冲击生产批量：单件1.3技术数据：滚筒圆周力F（N）：14000运输带速度V（m/s）：0.28滚筒的直径D（mm）：500带速允许偏差（％）：3—51.4设计内容：电动机的选择与运动参数计算；直齿圆柱齿轮传动设计计算轴的设计滚动轴承的选择键和连轴器的选择与校核；装配图、零件图的绘制设计计算说明书的编写1.5设计任务：1）减速器总装配图、箱体图各一张2）齿轮、轴零件图各一张3）设计说明书一份1.6设计进度：1）第一阶段：总体计算和传动件参数计算2）第二阶段：轴与轴系零件的设计3）第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制4）第四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写二、联轴器的设计先初步估计轴的最小直径，轴选用45钢，取C=112.由轴的设计公式得：；；。由于在轴1和轴3的最输入和输出端开键槽，连接联轴器，故轴1最小直径取22mm，轴3的最小直径取50mm。联轴器1：因为滚筒的载荷变化不大,选弹性套注销联轴器。1.联轴器的计算转矩。由工作要求，查表后取K=1.5。则计算转矩2.由联轴器的计算与轴的计算选用GⅡCL2的联轴器。采用其许用最大扭矩为630N·m，许用最高转速为4000r/min，轴孔直径取22mm，轴孔长度=38mm。联轴器2：因为滚筒的载荷变化不大,选用缓冲性能较好,同时具有可移性的弹性柱销联轴器。1.联轴器的计算转矩。由工作要求，查表后取K=1.5。则计算转矩2.由联轴器的计算与轴的计算选用HL4的联轴器，其许用最大扭矩1250N·m，许用最高转速[n]=2800r/min，轴孔直径取50mm，轴孔长度=84mm。三、传动方案的拟定及说明由题目所知传动机构类型为：展开式二级圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。本传动机构的特点是：结构简单，但齿轮相对于轴承的位置不对称，因此要求轴又较大的刚度。高速级齿轮布置在远离转矩输入端，这样轴在转矩的作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的变形可部分地互相抵消，以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象。用于载荷比较平稳的场合。高速级一般做成斜齿，低速级可做成直齿。四、电动机的选择电动机类型和结构的选择因为本传动的工作状况是：载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式Y（IP44）系列的电动机。电动机容量的选择工作机所需功率PwPw＝FV/1000＝14000×0.28/1000＝3.92ｋＷ电动机的输出功率Pd＝Pw/η3）传动装置的总效率η＝η１２η２４η３２η４η５按表1—2（《机械设计指导》P9）确定各部分效率为：弹性联轴器效率η１=0.99滚动轴承传动效率（一对）η２=0.99闭式圆柱齿轮传动效率η３=0.97开式圆柱齿轮传动效率η４=0.95卷筒轴滑动轴承效率η５=0.96，代入得η＝0.992×0.994×0.972×0.95×0.96=0.808Pd＝3.36/0.808＝4.85kW电动机转速的选择nd＝（i1·i2…in）nw方案电动机型号额定功率电动机转速r/minkw同步转速满载转速1Y160M2-85.57507202Y132M2-65.510009603Y132S-45.5150014404Y132S1-25.530002920初选为同步转速为1000r/min的电动机。4．电动机型号的确定输送机卷筒的转速为nw=60×1000V/∏D=60×1000×0.28/（3.14×500）=10.7（r/min）通常，单级圆柱齿轮传动i1=3～6，两级圆柱齿轮减速器i2=8～60，故电动机转速的范围为nd’=i’.nw=(3×8～6×60)×10.7=259.6～3852（r/min）由表１４－1（《机械设计指导》P237）查出电动机型号为Y132M２-6,其额定功率为5.5kW，满载转速960r/min。基本符合题目所需的要求。五、计算传动装置的运动和动力参数一）、传动装置的总传动比及其分配计算总传动比由电动机的满载转速nm和工作机主动轴转速nw可确定传动装置应有的总传动比为：i＝nm/nwnw＝10.7r/mini＝89.72合理分配各级传动比表1—2（《机械设计指导》P10）选单级直齿轮传动比i01=5，则减速箱的传动比为i12=i总/i01=17.94由于减速箱是展开式布置，所以i1≈1.4i2。因为i＝17.94，取i1=5.01，i2=3.581速度偏差为0.5%<5%，所以可行。二）、计算传动装置的运动参数和动力参数0轴——电动机轴P0=Pd=4.85kWn0=nm=960r/minT0=9550P0/n0=48.25N·m1轴——高速轴P1=P0×η0=4.85×0.99=4.8015kWn1=n0=960r/minT1=9550P1/n1=47.765N·m2轴——中间轴P2=P1×η2×η3=4.85×0.99×0.97=4.61kWn2=n1/i1=960/5.01=191.62r/minT2=9550P2/n2=229.8N·m3轴——低速轴P3=P2×η2×η3=4.61×0.99×0.97=4.43kWn3=n2/i2=191.2/3.581=53.5r/minT3=9550P3/n3=790.776N·m4轴P4=P3×η1×η2=4.43×0.99×0.99=4.342kWn4=n3=53.5r/minT4=9550P4/n4=775.04N·m5轴——滚筒轴P5=P4×η2×η4=4.343×0.99×0.95=4.084kWn5=nw=10.7r/minT5=9550P5/n5=3645.06N·m轴名功率p/kw转矩T/N·m转速n/（r/min）传动比i输入输出输入输出电动机轴1轴2轴3轴4轴滚筒轴4.8548.2596015.013.58114.80154.7547.76547.299604.6114.56229.8227.5191.24.434.38790.78782.8753.54.3424.3775.04767.2953.54.0843.923645.063499.310.7六、传动件设计计算（一）高速级齿轮传动的设计计算1、选精度等级、材料及齿数1.按图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。2.运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。3.材料选择。查表10-1(《机械设计》P191)选择小齿轮材料40Cr钢，调质处理，硬度为241~286HBS，取硬度为280HBS；大齿轮材料45钢，调质处理，硬度为190~240HBS，取硬度为240HBS；二者硬度差为40HBS。4.选小齿轮齿数z1=20,大齿轮的齿数z2=20×5.01=100.2,取z2=100。按齿面接触强度设计由设计计算公式（10—9a）(《机械设计》P203)进行试算，即确定公式内的各计算数值试选载荷系数=1.5.小齿轮的转矩=47765N.mm。由表10-7(《机械设计》P205)，软齿面齿轮，两支撑相对于小齿轮做非对称安装，取齿宽系数=1.0。由表10-6(《机械设计》P201)查的材料的弹性影响系数=189.8.由图10-21d(《机械设计》P209)按齿面硬度查取小齿轮的接触疲劳极限应力=600Mpa，大齿轮的接触疲劳极限应力=550Mpa由式10-13(《机械设计》P206)计算应力循环次数。=60г=60×960×1×（8×300×15）=2.074×=/=2.07×/5.01=0.4139×7)由图10-19(《机械设计》P207)取接触疲劳强度寿命系数：=0.88，=0.91，8)计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数=1,由式（10-12）得==0.88×600=528=0.91×550=500.5计算1)==53.64mm2)计算圆周速度m/s3）计算齿宽4）计算齿宽与齿高之比模数==53.64/20=2.682mm齿高=2.25=6.0345mm=8.895)计算载荷系数根据v=2.969m/s，7级精度，由图10-8(《机械设计》P194)试取动载系数=1.11。直齿轮，==1。查表10-2(《机械设计》P193)得使用系数=1.25。由表10-4(《机械设计》P196)，按齿轮在两轴承中间非对称布置，取=1.423。由=8.89，=1.423查图10-13(《机械设计》P198)得=1.3；故载荷系数K==1.25×1.11×1×1.423=1.974按实际的载荷系数校正所算得到分度圆直径，由式（10-10a）得==58.78计算模数=圆整取m=3mm。=m=320=60mm=m=3100=300mm8）计算齿轮宽度取=60mm,=65mm9）按计算结果校核前面的假设是否正确：′=/=300/60=5(′-)/=-0.002<1%所以齿轮疲劳接触强度安全按齿根弯曲疲劳强度校核1)计算公式按式10-4(《机械设计》P200)=2)查取齿形系数由表10-5(《机械设计》P200)得，小齿轮齿形系数=2.18，大齿轮齿形系数=2.80。3）查取应力校正系数小齿轮应力修正系数=1.79，大齿轮应力修正系数=1.55。4）弯曲疲劳许用应力=5）按图10-20c(《机械设计》P208)，查取小齿轮的弯曲疲劳极限应力=500Mpa，大齿轮的弯曲疲劳极限应力=380Mpa。6）由表计算弯曲强度计算的寿命系数=0.88，=0.827）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳强度安全系数=1.4同理的=238.86Mpa比较，和的大小的到<,所以应该按大齿轮校核齿轮弯曲疲劳强度==75.78Mpa<=238.86Mpa,弯曲疲劳强度足够。几何尺寸计算计算大、小齿轮的分度圆直径=m=320=60mm=m=3100=300mm计算中心距a=mm计算齿轮宽度取=60mm,=65mm结构设计以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径大于160mm，而又小于500mm，故以选用腹板式为宜。齿轮传动几何尺寸计算见下表：名称小齿轮大齿轮模数m/m33齿数z20100压力角α200200分度圆直径d/mm60300齿顶高ha/mm33齿根高hf/mm3.753.75齿全高h/mm6.756.75齿顶圆直径da/mm66306齿根圆直径df/mm53.5293.5基圆直径db/mm56.38281.9齿距P/mm9.42基圆齿距Pb/mm8.852齿厚s/mm4.71齿槽宽e/mm4.71顶隙c/mm0.75标准中心距a/mm180节圆直径d’/mm60300传动比i5.01（二）低速级齿轮传动的设计计算1、选精度等级、材料及齿数1.按图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。2.运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。3.材料选择。查表10-1(《机械设计》P191)选择小齿轮材料40Cr钢，调质处理，硬度为241~286HBS，取硬度为280HBS；大齿轮材料45钢，调质处理，硬度为190~240HBS，取硬度为240HBS；二者硬度差为40HBS。4.选小齿轮齿数z1=27,大齿轮的齿数z2=27×3.581=96.687,取z2=97。按齿面接触强度设计由设计计算公式（10—9a）(《机械设计》P203)进行试算，即确定公式内的各计算数值试选载荷系数=1.5.小齿轮的转矩=227300N.mm。由表10-7(《机械设计》P205)，软齿面齿轮，两支撑相对于小齿轮做非对称安装，取齿宽系数=1。由表10-6(《机械设计》P201)查的材料的弹性影响系数=189.8.由图10-21d(《机械设计》P209)按齿面硬度查取小齿轮的接触疲劳极限应力=600Mpa，大齿轮的接触疲劳极限应力=550Mpa由式10-13(《机械设计》P206)计算应力循环次数。=60г=60×191.2×1×（8×300×15）=4.139×=/=1.156×7)由图10-19(《机械设计》P207)取接触疲劳强度寿命系数：=0.91，=0.93，8)计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数=1,由式（10-12）得==0.91×600=546=0.93×550=558计算1)==86.98mm2)计算圆周速度3）计算齿宽4）计算齿宽与齿高之比模数==86.98/27=3.22148mm齿高=2.25=7.248mm=12.015)计算载荷系数根据v=0.873m/s，7级精度，由图10-8(《机械设计》P194)试取动载系数=1.05。直齿轮，==1。查表10-2(《机械设计》P193)得使用系数=1.25。由表10-4(《机械设计》P196)，按齿轮在两轴承中间非对称布置，取=1.434。由=12.01，=1.434查图10-13(《机械设计》P198)得=1.35；故载荷系数K==1.25×1.05×1×1.4434=1.882按实际的载荷系数校正所算得到分度圆直径，由式（10-10a）得==93.81计算模数=圆整取m=4mm。强度有些不足，为了提高强度采用正变位齿轮提高齿轮强度以满足强度要求。=m=427=108mm=m=497=388mm变位前中心距a=mm应中心距有标准，前一中心距取的是180mm，则该对齿轮的中心距应该取250mm.因为中心距引起的转速误差为2/250=0.8%<1%，故无需采用高度变位齿轮。8）计算齿轮宽度取=108,=1139）按计算结果校核前面的假设是否正确：′=′/′=388/108=3.59(′-)/=0.0032<1%所以齿轮疲劳接触强度安全按齿根弯曲疲劳强度校核1)计算公式按式10-4(《机械设计》P200)=2)查取齿形系数由表10-5(《机械设计》P200)得，小齿轮齿形系数=2.57，大齿轮齿形系数=2.194。3）查取应力校正系数小齿轮应力修正系数=1.60，大齿轮应力修正系数=1.783。4）弯曲疲劳许用应力=5）按图10-20c(《机械设计》P208)，查取小齿轮的弯曲疲劳极限应力=500Mpa，大齿轮的弯曲疲劳极限应力=380Mpa。6）由表计算弯曲强度计算的寿命系数=0.88，=0.97）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳强度安全系数=1.4同理的=244.3Mpa比较，和的大小的到<,所以应该按大齿轮校核齿轮弯曲疲劳强度==77.54Mpa<=244.3Mpa,弯曲疲劳强度足够。几何尺寸计算结构设计以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径大于160mm，而又小于500mm，故以选用腹板式为宜。2）齿轮传动几何尺寸计算见下表：名称小齿轮大齿轮模数m/m44齿数z2797压力角α200200分度圆直径d/mm108388齿顶高ha/mm44齿根高hf/mm55齿全高h/mm99齿顶圆直径da/mm116396齿根圆直径df/mm98378基圆直径db/mm101.5364.6齿距P/mm12.57基圆齿距Pb/mm11.81齿厚s/mm6.285齿槽宽e/mm6.285顶隙c/mm1标准中心距a/mm250节圆直径d’/mm108388传动比i3.581附录B参考英文文献DesignofaCigaretteSortingSystemBasedonRFIDTechnologyLeizhang,WeixingSu,KunyuanHu,LianboMaKeyLaboratoryofIndustrialInformaticsShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofSciencesShenyang110016,ChinaAbstractThispaperpresentsadesignmethodtosolvetheproblemsofhighfailurerateandsortinginefficienceinthecurrentcigarettesortingsystembyintegratingRFIDtechnologywithCANBUS.Basedonthefeaturesofhighspeedofdatatransmission,real-timeandhighreliability,CANBUSintelligentnodeisdesigned.RFIDtechnologyenhancesthespeedandefficiencyofcigaretteidentification.Meanwhile,usingtheLCDtouch-screenandMCGSconfigurationsoftware,theHMIoperationispromotedandthevisualizationofmonitoringprocessingcanalsobeaccomplished.KeywordsRFID;CANBUS;configurationsoftware;AVRMCUI.INTRODUCTIONThecigarettesortingsystemisthecoreofthelogisticsanddistribution.Everymodernlogisticsdistributioncenterdependsonthesortingtechnologyandit’smethod.Constructinganadvancedsortingsystemwitheffectivethroughputcannotonlysavetens,hundredsoreventensofmillionsofcost,butalsoimproveefficiency,significantlyreducingthelaborintensityoftheworkers.Traditionalcigarettesortingsystemcollectsdatabybarcodewithalow-cost,easytoreadandreproduce.However,thebarcodeandopticalscanningareeasilyaffectedbydust,oilandotherpollutionsinthesortingfield,andtraditionaldatatransmissionofsortingsystemisuseofRS485buswiththeadvantageofmulti-nodesupport,fardistanceandhighlyreceivingsensitivity.RS485busconstitutesthenetworkofsinglemaster.Theequipmentmutualcommunicationcanbeachievedbythemasternode.Thustherearethelowerthroughput,poorreal-timeandhighlydifficultiesofcommunicationsbetweenslavernodes.Inourwork,weintroduceRFIDtechnologytoreplacebarcodeidentification.RFIDsystemisnotinfluencedbydust,humidity,oil,coolant,miningandtoxicgasesintheproductionenvironment.Comparedwithbarcodeidentification,RFIDisacontactlesstechnologythatallowsobjectstobescannedandidentifiedwithoutvisualorphysical.Moreimportantly,thetagdataisnotonlyreadbyRFIDreaders,butalsocanbewrittentimeandagain.CurrentlythecostofRFIDtagisgraduallyreduced,andthetagwhichtiesupwiththecigaretteboxcanbereused.Itfurtherreducesthecostofsystem.Furthermore,thetraditionalRS485busisreplacedbyHigh-speedCANbuswhichprovidesamulti-masterhierarchy,broadcastcommunication,sophisticatederrordetectingmechanismsandre-transmissionoffaultymessages.Thesefeathersallowbuildingintelligentandredundantsystems,whichguaranteedataintegrityandreal-timedatatransmission.WiththedeploymentofRFIDmiddlewareandERP/SCMsoftwareplatform,theultimategoalofintegrationofthetobaccosupplychainlogisticsenterprisesystemwillbeachieved.II.SYSTEMARCHITECTUREDESIGNThereare50sortingpositionsinoursystem.Asadistributionunit,eachpositioncorrespondstoacigarettebrand.TheRFtagisattachedtoatray,whichhasauniqueIDtodescriptsomeinformationofcigaretteindetails.Whenthetraymovestoasortingposition,RFantennareadsRFtagsandcollectsinformationtodisplayonLCD.TheworkerthensuppliesthecigarettesundertheguidanceofLCD.Thesystemiscomposedoftheuppermachineandlowermachine.Inuppermachinesystem,MCGSconfigurationsoftwareconfigurestheCANBUSdevices,RFIDreadersandPLCetc.MCGSisakindofgeneralsoftwareforindustrialprocesscontrolandreal-timemonitoringservice,characterizedbyimprovedfunctions,easytooperateandgood.RFIDreadersretrievetheinformationfromtheRFtagbyantennaarrayneartheconveyer.RFIDmiddleware/drivercompletesthedataprocessingandsendsdatatoMCGSmonitoringplatform.ZLG_PCI9810intelligentCANcardwithstandardPCIinterface,implementingCAN2.0Bprotocol,establishestheconnectionswithMCGSconfigurationsoftwarebyZOPC_Server(BasedonCAN-BUSgeneralOPCServer.ZOPC_ServerisakindofOPCserverthatsupportsallkindsofZLGCANcards.Anyclient(e.g.KingView,MCGS,Intouch,etc)thatsupportsOPCprotocolcanconnectZOPC_Server.ItisabridgethatimplementsthedatatransmissionbetweenCANcardandconfigurationsoftware.LowermachinesystemisconstitutedofCANintelligentnodesandLCDtouchscreens.CANintelligentnodesreceivethetagdatafromCANbusanddisplayitonLCD.TheworkerscheckagainstandsendcommandsbytouchingLCDscreen.SystemarchitectureisshowninFig.1.Figure1Systemarchitecture=3\*ROMANIIIDESIGNOFSOFTWARECommunicationprotocolTheCANspecificationconsistsoftwoparts,CAN2.0AandCAN2.0B.Stand-aloneCANcontrollerSJA1000supportsbothprotocols.CAN2.0Bprovidesmorepowerfulerrorhandlingcapabilities,enhancedacceptancefilterandflexiblehandlingofdatapackage.CAN2.0Bincludestwodifferentframes:standardframeandextended.Theformerisdefinedby11identifierbitsandthelatterisdefinedby29identifierbits.Extendedframeis2bytesmorethanstandardframe,soitwilladvantagetheflexibilityofprotocol,reliabilityaswellasexpansion.Asdataneedstobesentfromthecorrespondingantennatothecorrespondingworkposition,theallocationof29identifierbitsismostimportant.Identifiercanonlyidentifythenetworkequipmentandit’slocationintheCANbus.Ontherequirementsofourcommunication,wedesigntheprotocolbelow,andeachnodeintheCANbustransmitsinformationaccordingtotheprotocol.Theprotocolisdefinedas“ID+commands+data”.IDistheidentifierofthenetworknodes,definedasID18-ID0(19bits).ID28isfordirection(DIR),ID27-ID24identifiesRFIDreaders,ID23-ID22identifiesantenna,ID21-ID19identifiesdatatype.ID28-ID19doesn’tparticipateintheacceptancefilter.Dataindicatesthespecificcontentofcommunications.TheframeformatofprotocolisshowninTable1.TABLEI.THEFRAMEFORMATOFCOMMUNICATIONPROTOCOLSID28ID27-ID24ID23-ID22ID21-ID19ID18-ID0RTRDIRRFIDReaderAntennaDataTypeAddress0(dataframe)DLC3DLC2DLC1DLC0DatalengthData7Data6Data5Data4Data3Data2Data1Data0Dataframe(8Bytes)◎DIR:DIRdecidesahalfofmessagepriorityduringbusaccess,andtheremainingpriorityisdefinedbynodesaddress.Theloweraddresshashigherpriority.WhenDIRis“1”,addressfieldistargetnodeaddress(frommastertoslaver);whenDIRis“0”,addressfieldissourcenodeaddress(fromslavertomaster).◎RFIDReader/Antenna:EachSense1824readerequips4antennas.Thereareabout13readersinoursystem.So4bitsisusedtoidentifyRFIDreadersand2bitsisusedtoidentifyantennas.◎DataType:TheformatofdatatypeisshowninTable2.TABLE2.FUNCTIONALDEFINITIONOFDATATYPEBit2Bit1Bit0Description001Nameofcigarette010Numberofcigarette011distributingdestination100Requestretransmissionwhenanerroroccurred(slavernode)111Finishedsignature◎Address:ID18-ID0participatesintheacceptancefilter,whichidentifies50workingpositions.◎DLC:Datalength(1-8).◎Data:thecontentsofpackages.B.DevelopmentofRFIDreader’sdriverMCGSimplementsthedevicedriverbyActiveDLL,integratingwiththestandardOLEinterface.BecausethedevicedriverandMCGSarerunninginthesameprocess,thedevicemoduleachievesthegoodrunningandhigherreliability,andavoidssluggishdataflowandtransmissionbyDDE(DynamicDataExchange).Meanwhile,OLEisanexpandablestandardforachievinginteroperability,regardlessofwhatprogramminglanguageis.Therefore,solongasitcomplianceswiththestandardofMCGSinterface,VB,VC,Delphi,etc.canimplementMCGSdevicedriver.MCGSdividestheactualequipmentinto3parts:independentequipment,fatherequipmentandsonequipment.IndependentequipmentworksindependentlyandaccomplishesspecificdataI/Ofunctions;fatherequipmentitselfdoesn’thandledataI/O,butmanagesotherequipment,suchasserialequipment,IDCN-893communicationcard,etc;sonequipmenthasthefunctionofhandlingdataI/O,butworksdependingoncorrespondingfatherequipment.RFIDreader,Sense-1824,asasonequipment,communicateswithMCGSconfigurationsoftwarethroughtheserialcommunicationfatherequipment.OurmainworkfocusesontheoperatingtheserialportwhendevelopingtheRFIDreaderdriver.MCGSencapsulesthecomplexserialportsetup,initializationandoperationofreading/writingintotheserialcommunicationfatherequipment,therefore,wecanevokestandardserialfunctionsprovidedbyfatherequipmenttodevelopthesonequipmentdriver.TheflowchatthatRFIDreadercollectsmoretagsdataisgiveninFig.2.TheAPIfunctionsaredescribedasfollows:ScsAntennaReceive：Selectareceivingantenna.ScsAntennaTransmit：Selectasendingantenna.SaharaListStart：Startthereadingtagprocess.SaharaListReport：Gettag’sdatafromreaders.SaharaListEnd：Endthereadtagprocessandturnmicrowavepoweroff.Figure2RFIDreaderflowchatC.TheinterfaceofuppermachinesoftwareUppermachinesoftwarehasbeenimplementedbyMCGS5.5,VisualBasic6.0andSQLServer2000.Theinterfaceofuppermachinesoftwareisshowninfig.3.Itconsistsofequipmentdrivermodule,dataaccessmodule,dataanalysisandprocessingmodule,frontmonitormoduleanddatabasemodule.MCGSconfigurationsoftwaremanageshardware,scheduleprocessingandalsocontrolsthedatastream.DependingontheabundantresourcesofMCGS,somecomplexfunctions,suchasstatistics,reportsandphonicwarning,etc.canbeeasilyachieved.Figure3TheinterfaceofuppermachinesoftwareIV.HARDWAREDESIGNOFCANINTELLIGENTNODEATMEGA128fromATMELcompanyisadoptedasMCU.SJA1000,P82C250constitutetheCANcommunicationinterface.Stand-aloneCANcontrollerSJA1000hastwokindsofmode:BasicCANand.P82C250isakindofCANbustransceiver,withaslowas5Kbpstoworktomeettherequirementsoflongdistanttransmission.ThehardwaredesignofnodeisshowninFig.4.Figure4HardwaredesignofCANintelligentnodeRFIDantennaarrayisemployedinthefieldenvironment.Therefore,thereares7rongelectromagneticinterferences.Toenhancetheanti-jammingofCANbus,thepinTX0andRX0connecttheP82C250throughthehigh-speedopticalcouplers6N137.Inthisway,electricalisolationbetweennodescanbeachieved.Itimprovesthestabilityandsecurityofthenodeatalowrisktoincreasethecomplexity.YD-811ARMcolordisplay,built-invectorfonts,latticefontsandstandardinstructionssets,connectstheMCUbyparallelports.Usingcommandsetsavoidsthecumbersomelatticeoperation.Four-linetouchingscreencommunicatestheCANnodebyRS232.V.CONCLUSIONThispaperpresentsanewdesignstrategyofcigarettesortingsystemwithlargedatathroughput,stronganti-interferenceandtolerantcapabilitybycombiningRFIDtechnologywithCANbus.WiththefunctionofmonitoringanderrordiagnosisofMCGS,itmakesconfigurationmoreflexibleandeasytomaintain.ThroughtheuseofLCDtouchscreen,itsimplestheoperationprocessesandenhancessortingefficiencyandaccuracy.Experimentsshowthedesignissatisfiedwiththesortingaccuracyrequirementsandthereal-timeperformance.ACKNOWLEDGMENTThisworkissupportedbyFoundationsofNational“863”HighTechnologyProjectofChina(NO.2006AA04A117,NO.2006AA04A124).REFERENCES[1]Zhuang,Y.,Gui,X.,Wang,B.,Ba,Y..AnalysisandDesigningoftheSupplyChainSystemoftheTebaccoSalesEnterprises,JournalofKunmingUniversityofScienceandTechnology(ScienceandTechnology),29(03)(2004)114-118.[2]Fan,H.ComparingtheApplicationofBusRS485withthatofBusCAN,JournalofShanghaiDianjiuniversity,8(05)(2005)54-56.[3]You,Z.TheLayoutandimplementofRFIDTechnology,Beijing:ElectronicsPress,2005.[4]Wu,K.CANBusPrinciplesandDesignofApplications,Beijing:BeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsPress,1996.[5]Liu,J.ANewControlSoftwareMCGSandit’sApplication,NewTechnologiesandProcesses,06(2000)10-11.[6]Fu,C.,Duan,J.TheResearchofOPCServeranditsRealizationintheCANFieldbus,Control&Automation,(11)(2003).[7]CANSpecificationVersion2.0,RobertBosch,1991.[8]Yang,Y.DesignofDriverforSerialCommunicationinNetFormedbyIntellectualFlowTotalizersBasedonMCGS,InstrumentTechniqueandSensor,(9)(2004).[9]SJA1000Stand_aloneCANController.,PHILIPSDATASHEET,2000.附录C英文参考文献（翻译）基于RFID技术的卷烟分拣系统的设计张磊，苏卫星，胡坤元，马连播

工业信息重点实验室

沈阳自动化研究所，中国科学院

沈阳110016，中国摘要本文介绍的设计方法解决了基于结合了CAN智能节点设计的RFID技术的卷烟分拣系统的高失败率和排序无效的问题。基于高速数据的特点传输，实时性和高可靠性对CAN总线智能节点进行了设计。RFID技术提高了卷烟鉴定的速度和效率。同时通过使用液晶触摸屏和MCGS组态软件，人机界面操作得以在可视化的监控处理下快速完成。关键词RFID;CANBUS;组态软件;AVR单片机一、导言卷烟分拣系统是物流配送的核心。每一个现代物流配送中心分拣技术依赖于它的方法。构建一个有效吞吐量先进的分拣系统不仅可以节省几十，几百甚至上千万的成本，而且可以提高效率，大大降低了工人的劳动强度。传统的卷烟分拣系统通过条形码收集的低成本代码数据，便于阅读和复制。然而，条形码和光学扫描很容易被灰尘、油污和其他污染的排序字段影响，而且传统的数据传输是利用分拣系统的RS485总线的多节点支持获得距离远和高接收灵敏度的优势的。RS485总线构成的单一主机的网络。该设备可以实现相互沟通的主节点。因此，在渴望得到通信的节点之间出现了较低的吞吐量，实时性差，时间和高度的通信困难等问题。在本文中，我们介绍了RFID技术以取代条码识别。RFID系统在工作花镜中是不会受没有防尘，防潮油，冷却液等防护措施和有毒气体的影响的。与条形码识别相比，RFID是一种非接触式技术，允许对象进行扫描，并没有视觉或身体接确定。更重要的是，标签数据不仅RFID阅读器读取，也可以写一次又一次。目前RFID标签的成本逐渐降低，标签，它绑在香烟盒可重复使用。它进一步降低了系统成本。此外，取代传统的RS485总线的是提供了一个多层次的，广播通讯的，拥有精密的错误检测机制，并可以重新传输错误信息的高速CAN总线。这些进一步的措施使智能化的、保证数据的完整性和实时数据传输的冗余系统的构建得以实现。随着RFID中间件和ERP/SCM软件平台的部署，在烟草供应链的物流企业系统整合的最终目标将得以实现。二、系统构架设计在我们的系统中有50个分类位置。作为经销单位，每个位置对应一个香烟品牌。该射频标签附加到一个托盘，它有一个唯一的ID来描述一些卷烟的细节信息。当托盘位置移动到一个设定的位置时射频天线读取射频标签，并收集资料，显示在液晶显示屏上。然后工人根据这些指示信息对香烟进行相关操作。该系统由上位机系统和下位机系统构成。在上位机系统，MCGS组态软件配置的电控系统设备，RFID读取器和PLC等MCGS组态软件是为工业过程控制和实时监控服务的。MCGS是一种操作更加方便和具有良好的可视化的通用软。RFID读写器检索来自附近的天线阵列输送机射频标签的信息。RFID中间件/驱动程序完成数据处理和数据发送到MCGS的监控平台。配置有标准PCI接口的ZLG_PCI9810智能CAN卡借助CAN2.0B协议，建立与基于MCGS组态软件的ZOPC_Server（基于CAN总线的OPC服务器的一般计算的连接。ZOPC_Server是一种支持所有CAN卡的OPC服务器。任何客户端（如KingView，MCGS，Intouch，等等）只要支持OPC协议即可连接ZOPC_Server。它是一座桥，它实现了CAN卡之间的数据传输和配置软件。下位机系统由CAN智能节点和液晶触摸屏组成。CAN智能节点的CAN总线接收来自标签的数据并显示在LCD上它。工人核对和发送通过触摸液晶屏的命令。系统架构如图1所示。图1系统架构三、软件设计A.通讯协议CAN规范由两部分组成，CAN2.0A和CAN2.0B。独立CAN控制器SJA1000支持这两种协议。CAN2.0B通过增强接收过滤器和灵活的数据包处理来提供更强大的错误处理功能。CAN2.0B包括两个不同的框架：标准帧和扩展。前者是指由11位标识符，而后者则是由29位定义的标识符。扩展帧为2个字节，比标准帧要高，因此它将在协议灵活性，可靠性以及扩充方面更具优势。当数据需要从相应的天线发送到相应的工作岗位，29位标识符的分配是最重要的。标识符只能识别网络设备和它在CAN总线上的位置。根据我国通信的要求，我们设计了以下协议，并根据该议定书为CAN总线上的每个节点的传输信息。该协议被定义为“身份证+命令+数据”。ID是标识的网络节点，定义为ID18-ID0（19位）。ID28为方向（DIR），ID27-ID24识别RFID读写器，ID23-ID22识别天线，ID21-ID19标识数据type.ID28-ID19不参加验收滤波器。数据显示了通信的具体内容。该协议的帧格式见表1表一通信协议的帧格式ID28ID27-ID24ID23-ID22ID21-ID19ID18-ID0RTRDIRRFIDReaderAntennaDa