一种用于物品自动标识及追溯的系统
技术领域
本发明属于物品标识及追溯领域，具体涉及一种用于物品自动标识及追溯的系统。
背景技术
目前，传统物品标识及追溯系统架构大多基于工控机，且通讯要么采用非总线方式例如RS232C，要么采用中低速工业总线方式例如MODBUS-RTU、PROFIBUS-DP等，这些方式存在控制实时性不强、抗干扰性和系统扩展性差，且系统硬件占地面积较大。随着工业发展全面进入4.0时代，生产现场需要对物品进行自动标识和追溯采集的应用场景越来越多，传统的系统构架已经无法满足新应用场景的对于系统设备尺寸、控制实时性、抗干扰性、灵活扩展性等方面的技术需求，而随着PLC技术和工业以太网技术的发展，以太网通讯的实时性得到较大的改善，使得基于PLC为数据采集中心、各标识设备和(条码、二维码、RFID)数据采集设备使用百兆/千兆普通以太网或者工业以太网协议(PROFINET等)和数据采集中心进行通讯的技术架构系统相比传统系统，体现出非常明显的优势。
发明内容
本发明针对以上所述的不足，提供一种数据通讯实时性强、抗干扰性强、方便进行系统扩展、工作稳定可靠的用于物品自动标识及追溯的系统。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于物品自动标识及追溯的系统,包括标识与采集子系统、数据储存单元；标识与采集子系统包括采集单元、标识单元、触屏处理单元、通讯控制单元、数据处理单元、数据交换单元；采集单元、标识单元、触屏处理单元、通讯控制单元、数据处理单元、数据储存单元分别于数据交换单元电性连接；
所述采集单元，用于将采集的物品信息发送至所述数据交换单元，并从所述数据交换单元接收标识指令对物品进行标识；
所述标识单元，用于将从所述数据交换单元接收标识指令对物品进行标识；
所述触屏处理单元，用于接收触屏信息，并将触屏指令发送至所述数据交换单元；
所述通讯控制单元，用于执行所述数据交换单元传输出的执行指令；
所述数据处理单元，用于从所述数据交换单元中获取触屏指令和物品信息进行分析，并向所述数据交换单元发送执行指令和储存信息；
所述数据交换单元，用于对所述采集单元、标识单元、触屏处理单元、数据处理单元、通讯控制单元、数据储存单元之间的数据信息进行交换通信；
所述数据储存单元，用于存所述数据处理单元处理发送给所述数据交换单元的储存信息。
优选的，所述触屏处理单元还包括储存单元，用于暂存所述储存信息。
优选的，所述采集单元包括条形码扫描器、二维码读取器和RFID读写器；所述标识单元包括激光打码机、普通油墨喷码机和热转印打码机；所述触屏处理单元包括工业触摸屏；所述通讯控制单元包括伺服控制器、变频器和总线IO单元；所述数据处理单元包括PLC控制器；所述数据交换单元包括工业以太网交换机；所述数据储存单元包括电脑或PC机。
优选的，所述数据处理单元还包括弱电单元；所述弱电单元包括电磁阀、电缸和报警灯。
优选的，所述数据交换单元还包括普通以太网交换机。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明通过采集单元、标识单元、触屏处理单元、通讯控制单元、数据处理单元、数据交换单元和数据储存单元采用以太网的组网形式组成标识与采集子系统，以数据处理单元中的PLC控制器作为数据采集和控制中心相比采用工控机作为数据采集和控制中心，节省现场设备尺寸和系统功耗，标识与采集子系统工作稳定可靠，同时避免工控机操作系统任务分时调度带来的不确定延迟，标识与采集子系统运行的实时性更高；通过标识与采集子系统的PLC采用标准的以太网接口进行数据上传，并开放通讯协议，方便第三方进行系统集成；通过触屏处理单元中设置储存单元，在数据处理单元经数据交换单元上传给数据库单元的链路失效时，对储存信息进行暂存，待链路恢复后触屏处理单元及时将储存信息上传给数据库单元，避免了储存信息的流失，系统抗干扰性强。
附图说明
图1为本发明的方框示意图。
图2为本发明中标识与采集子系统的方框示意图。
图中：1、采集单元；2、标识单元；3、触屏处理单元；4、通讯控制单元；5、数据处理单元；6、数据交换单元；10、标识与采集子系统；20、数据储存单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明中各实施例的技术方案可进行组合，实施例中的技术特征亦可进行组合形成新的技术方案。
请参阅图1至图2所示，本发明提供如下技术方案：一种用于物品自动标识及追溯的系统，包括标识与采集子系统10、数据储存单元20；标识与采集子系统10包括采集单元1、标识单元2、触屏处理单元3、通讯控制单元4、数据处理单元5、数据交换单元6；采集单元1、标识单元2、触屏处理单元3、通讯控制单元4、数据处理单元5、数据储存单元20分别于数据交换单元6电性连接；采集单元1、标识单元2、触屏处理单元3、通讯控制单元4、数据处理单元5、数据交换单元6采用以太网的方式进行连接；也可以将采集单元1和标识单元2通过数据交换单元6以以太网的方式连接数据处理单元5，触屏处理单元3和通讯控制单元4以通讯控制的方式连接数据处理单元5，数据储存单元20通过数据交换单元6以以太网的方式连接数据处理单元5。
采集单元1，用于将采集的物品信息发送至数据交换单元，并从数据交换单元接收标识指令对物品进行标识；
标识单元2，用于将从数据交换单元6接收标识指令对物品进行标识；
触屏处理单元3，用于接收触屏信息，并将触屏指令发送至数据交换单元6；
通讯控制单元4，用于执行数据交换单元6传输出的执行指令；
数据处理单元5，用于从数据交换单元6中获取触屏指令和物品信息进行分析，并向数据交换单元6发送执行指令和储存信息；
数据交换单元6，用于对采集单元1、标识单元2、触屏处理单元3、数据处理单元5、通讯控制单元4、数据储存单元20之间的数据信息进行交换通信；
数据储存单元20，用于存数据处理单元5处理发送给数据交换单元6的储存信息。
触屏处理单元3还包括储存单元，用于暂存储存信息。当标识与采集子系统10中的数据处理单元5与数据储存单元20的上传链路失效时，触屏处理单元3对数据处理单元5发送的储存信息进行储存，待上传链路畅通后，触屏处理单元3会自动上传暂存储存信息至数据储存单元20；触屏处理单元3采用Windows操作系统，内嵌了多种轻量级数据库(MySQL，SQLite，MongoDB等)。
采集单元1包括条形码扫描器、二维码读取器和RFID读写器；标识单元2包括激光打码机、普通油墨喷码机和热转印打码机；触屏处理单元3包括工业触摸屏；通讯控制单元4包括伺服控制器、变频器和总线IO单元,总线IO单元包括通过IO总线连接的控制设备；数据处理单元5包括PLC控制器，PLC控制器作为系统数据采集控制中心，各标识设备和(条码、二维码、RFID)数据采集、过程控制设备使用百兆/千兆普通以太网或者工业以太网协议(MODBUS/TCP、PROFINET、EtherCAT、Ethernet/IP等)和数据采集控制中心进行通讯，具有实时性好、通讯速率快、通讯抗干扰能力强、系统扩展性强、系统硬件设备占地面积小等特点；数据交换单元6包括工业以太网交换机；数据储存单元20包括电脑或PC机，也可以选择云端服务器，也可以为历史数据库服务器。
数据处理单元5还包括弱电单元；弱电单元可直接连接PLC控制器，弱电单元包括电磁阀、电缸和报警灯等。
数据交换单元6还包括普通以太网交换机。
工业以太网交换机设有网口管理和工业总线接口。工业以太网交换机使用带网口管理的交换机，使得标识与采集子系统10内不需要进入上传链路的数据只在子系统内流通，优化了上传链路数据的负荷，易于进行多子系统的扩展。
实施例1：
本发明的工作原理：
标识与采集子系统10中采集单元1、标识单元2、触屏处理单元3、通讯控制单元4、数据处理单元5、数据交换单元6采用以太网的方式进行组网连接，以数据处理单元5作为系统数据采集控制中心，数据处理单元5通过数据交换单元6读取采集单元1所采集的物品信息和触屏处理单元3的触屏信息，从而控制通讯控制单元4和标识单元2相应的工作，同时将相应的控制信息转换为储存信息通过数据交换单元6储存于数据储存单元20中；
当数据交换单元6与数据储存单元20之间的通讯出现通讯链路出现故障时，数据储存单元20可将储存信息暂存于触屏处理单元3中的工业触摸屏中。数据处理单元5中的PLC控制器的数据通过以太网方式上传至本地的历史数据库服务器进行存储，因为上传数据的实时性一般没有生产现场数据通讯的实时性强，PLC控制器与历史数据库服务器之间通常可使用普通以太网交换机进行连接以降低系统硬件成本。
标识与采集子系统10中采集单元1、标识单元2、触屏处理单元3、通讯控制单元4、数据处理单元5通过数据交换单元6进行数据交换，数据处理单元5中的PLC控制器采用数据向上层进行集中转发的机制，且使用带网口管理的交换机，使得标识与采集子系统10内不需要进入上传链路的数据只在子系统内流通，优化了上传链路数据的负荷，易于进行多个子系统的扩展。
标识与采集子系统10不采用工控机作为数据采集和控制中心，节省现场设备尺寸和系统功耗，且PLC控制器比工控机更稳定可靠，没有工控机操作系统任务分时调度带来的不确定延迟，所以现场设备控制实时性更高。
数据处理单元5中的PLC控制器采用标准的以太网接口进行数据上传，并开放通讯协议，方便第三方进行系统集成。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
