Автoры: Гришин Владимир Дмитриевич, Кириллoв Николай Петрович, Соколов Бориc Владимирович, Юcупов Рафаэль Мидхатович
Техничеcкое решение отноcитcя к вычиcлительной технике, в чаcтноcти к уcтройcтвам контроля, и может иcпользоватьcя для периодичеcкой проверки и инвентаризации имущеcтва, находящегося в местах хранения (музей, библиотека, база снабжения и т.п.). Техническим результатом является расширение функциональных возможностей и области применения устройства. Устройство содержит ридер с двумя контрольными чипами, блок управления, включающий в себя элементы коммутации и индикации, регистр преобразования последовательного кода сигнала в параллельный, ждущий мультивибратор, компаратор, две схемы ИЛИ, два элемента задержки, три вентиля, сдвиговый регистр, два блока памяти, два триггера и элемент памяти. 1 ил.
В ряде областей применения средств контроля осуществляется переход от использования штрихкодов к внедрению технологии радиочастотной идентификации (RFID). Средства RFID включают в себя [1] электронные ярлычки (чипы), размещаемые на контролируемых предметах, и считыватели кодов ярлычков (ридеры), например RA 900-1-01 (www.aipha1.ru) или RMA 900-9 (www.chirti.ru). Для получения данных о предмете контроля выходной сигнал ридера необходимо обработать. В качестве средства обработки рассматривается универсальная ЭВМ, сопряженная с ридером. Сопряжение обеспечивается проводной линией, что накладывает пространственное ограничение на применение такой системы контроля. Оборудование хранилищ проводной сетью для подключения ридера сопряжено со значительными затратами. Известно также о возможности создания беспроводной связи ридера и ЭВМ, но технические решения реализации такой возможности ограничены дальностью и помехозащищенностью.
Известны устройства [2, 3, 4], обеспечивающие контроль наличия и перемещения материальных ценностей. Недостатком устройства [2] является отсутствие механизма, обеспечивающего синхронизацию процессов считывания и сравнения данных. Наличие множества сканеров и единственного блока сравнения требует последовательного поступления в блок сравнения контрольных данных от сканеров, согласованного с поступлением данных от блока памяти разрешенных значений кодов контролируемых предметов. При одновременном поступлении сигналов от нескольких сканеров блок сравнения не обеспечит реализацию функции сравнения, а само устройство - функции контроля.
Основным недостатком устройства [4] и входящего в него в полном объеме устройства [3] является отсутствие в блоке обработки данных 1 механизма согласования совместной работы генераторов 2 и 3. Но только синхронная и синфазная работа этих генераторов может обеспечить формирование элементом "И" 4 выходного сигнала и, таким образом, работоспособность этих устройств.
Известны также устройства [5, 6]. Каждое из них включает в себя ряд функциональных элементов, аналогичных элементам, включенным в состав заявляемого изобретения. Функциональные возможности устройств [5, 6] ограничены определением оптимальных сроков обслуживания средств технических комплексов.
Наиболее близкими по технической сущности к заявляемому устройству являются устройства [7, 8]. Эти устройства по числу отличительных признаков (функциональных элементов и связей между ними) в сравнении с заявляемым техническим решением равнозначны. В связи с этим в качестве прототипа рассматривается устройство [8], содержащее блок памяти, ключи, элементы задержки, элементы памяти, компараторы, вычитатель, мультивибратор, элемент ИЛИ, блок нелинейности, интегратор, сумматоры, блоки перемножения, блоки деления, триггер и таймер. Недостатком устройства [8], как и устройства [7], являются ограниченные функциональные возможности и область применения.
Целью заявляемого технического решения является расширение функциональных возможностей и области применения устройства. Цель достигается путем введения в состав устройства функциональных элементов, позволяющих идентифицировать предметы контроля и оценивать в автоматизированном режиме соответствие их фактического состава и места хранения учетным данным.
Контроль предметов и мест их хранения основан на применении RFID-технологии. Контролируемые места и предметы хранения оснащаются соответствующими метками - чипами, что обеспечивает формирование адресной и предметной частей данных контроля. Степень детализации адресной части зависит от структуры хранилищ (здание-комната-индивидуальное место и т.п.). Предметы контроля (музейные экспонаты, книги, нераспакованные ящики с известным содержимым и т.п.) оснащены индивидуальными чипами, позволяющими формировать контрольные данные о наличии хранимых предметов. Совокупность адресной и предметной частей данных контроля позволяет выявлять все возможные случаи соответствия и несоответствия их учетным данным.
Контроль может осуществляться аппаратно с помощью предлагаемого устройства, схема которого показана на чертеже. Устройство содержит ридер 1, набор из двух контрольных чипов 2, один из которых соответствует максимально возможному числу (max), а второй - минимально возможному числу (min), не применяемых для обозначения предметов и мест хранения; блок управления 3, включающий в себя тумблер 4, кнопку «Считывание» 5, индикатор «Объект учтен» 6, индикатор «Несоответствие» 7 и индикатор «Конец» 24, регистр 8, мультивибратор 9, работающий в ждущем режиме, компаратор 10, первую схему ИЛИ 11, первый элемент задержки 12, первый 13, второй 14 и третий 15 вентили (эквиваленты ключей прототипа), второй элемент задержки 16, сдвиговый регистр 17, первый блок памяти 18, элемент памяти 19, вторую схему ИЛИ 20 и второй блок памяти 21, первый 22 и второй 23 триггеры.
Подготовка устройства к работе
Перед выходом оператора-контролера на маршрут контроля необходимо выполнить следующее.
- Блоки памяти 18 и 21 обнуляются, сдвиговый регистр 17 устанавливается в нулевое положение. Для этого со второго входа устройства на вторые входы сдвигового регистра 17, первого 18 и второго 21 блоков памяти подается сигнал начальной установки.
- В первый блок памяти 18 с третьего входа устройства из базы данных предприятия, которому принадлежат объекты контроля, заносятся номера чипов мест и предметов хранения, назначенных для проверки, в соответствии с маршрутом контроля.
- В элемент памяти 19 с четвертого входа устройства записывается код символа несоответствия, используемый в качестве метки, когда номер контролируемого предмета не соответствует учетному.
- Тумблер 4 устанавливается в положение «Включено». Контроль осуществляется последовательной проверкой мест и предметов хранения находящихся на маршруте контроля.
Работа устройства аналогична как при проверке адресной, так и предметной части. Поэтому последующее описание его работы ограничено рассмотрением процесса контроля предметов хранения.
Устройство работает следующим образом.
Оператор-контролер, поднеся ридер 1 в зону контроля предмета, нажатием кнопки 5 включает в рабочий режим мультивибратор 9 и ридер 1. Одиночный импульс с выхода мультивибратора 9 поступает непосредственно на второй вход регистра 8, приводя его в готовность к приему от ридера 1 контрольных данных (на вторые входы первого 22 и второго 23 триггеров, переводя их в нулевое состояние), а также на вход сдвигового регистра 17, переключая его на опрос очередной ячейки первого блока памяти 18. Отметим, что каждому из n выходов сдвигового регистра 17 соответствует одна, вполне определенная, ячейка блока памяти 18, а (n+1) выход соединен с индикатором «Конец» 24 блока управления 3. Считанный учетный номер контролируемого предмета из первого блока памяти 18 подается параллельным кодом на второй вход компаратора 10. В то же время сигнал от чипа контролируемого предмета с выхода ридера 1 поступает последовательным кодом на первый вход регистра 8 и на информационные входы вентилей 13, 14, 15. В регистре 8 осуществляется преобразование последовательного кода в параллельный. Выходной сигнал мультивибратора 9, задержанный первым элементом задержки 12, поступает на третий вход регистра 8. По этому сигналу данные контроля из регистра 8 передаются на первый вход компаратора 10. В компараторе 10 реализуется сравнение учетного и контрольного номеров хранимого предмета. При этом возможны следующие варианты.
1. Номера совпали. На первом выходе компаратора 10 появляется управляющий сигнал, который передается на управляющий вход третьего вентиля 15 и на первый вход первого триггера 22, переводя триггер в единичное состояние. Выходной сигнал триггера 22 включает индикатор «Объект учтен» 6. Через открытый вентиль 15 и вторую схему ИЛИ 20 считанный код чипа с выхода ридера 1 поступает на регистрацию во второй блок памяти 21.
2. Номера не совпали. Это соответствует ситуации, когда на данное место хранения случайно или преднамеренно помещен другой, оснащенный чипом предмет. В этом случае управляющий сигнал появится на втором или третьем выходе компаратора 10 в зависимости от соотношения абсолютных значений учетного и контрольного номеров. Выходной сигнал компаратора 10 открывает первый 13 (или второй 14) вентиль, обеспечивая прохождение кода чипа от ридера 1 через вторую схему ИЛИ 20 во второй блок памяти 21. Кроме того, выходной сигнал компаратора 10, пройдя через первую схему ИЛИ 11, приводит второй триггер 23 в единичное состояние, в результате чего включается индикатор «Несоответствие» 7. Выходной сигнал первой схемы ИЛИ 11 через второй элемент задержки 16 передается на второй вход элемента памяти 19, обеспечивая считывание и передачу через вторую схему ИЛИ 20 во второй блок памяти 21 кода символа несоответствия учетных данных фактически имеющемуся предмету.
3. Предмет хранения не оснащен чипом, что соответствует случайному или преднамеренному размещению на данном учтенном месте другого предмета, в частности - замена оригинала неучтенной копией. В таком случае от ридера 1 к компаратору 10 сигнал контроля не поступает, на всех выходах компаратора 10 управляющий сигнал отсутствует, индикаторы 6 и 7 не включаются. Для регистрации наличия данного предмета оператор-контролер переводит тумблер 4 в положение «Выключено», разрывая цепь запуска мультивибратора 9. На втором входе компаратора 10 поддерживается учетный код, установленный по последнему запуску мультивибратора 10. Оператор-контролер, поставив в зону считывания ридера 1 контрольный чип 2 "max", осуществляет считывание его кода. После реализации операции сравнения управляющий сигнал появится на втором выходе компаратора 10 и откроет первый вентиль 13. В связи с этим код контрольного чипа 2 "max" от ридера 1 последовательно через вентиль 13 и вторую схему ИЛИ 20 поступит во второй блок памяти 21. Символ несоответствия, как и во втором рассмотренном случае, из элемента памяти 19 будет передан во второй блок памяти 21. Индикатор 7 отобразит выполнение операции контроля.
4. Предмет хранения отсутствует в результате кражи либо планового изъятия без должного, своевременного внесения соответствующей коррекции в базу данных предприятия. Фиксация этого факта осуществляется так же, как в предыдущем случае. Отличие состоит лишь в том, что для обозначения отсутствия предмета на месте контроля используется контрольный чип 2 "min". Результат сравнения учетного номера с номером чипа "min" отразится появлением управляющего сигнала на третьем выходе компаратора 10, который откроет второй вентиль 14, что обеспечит прохождение кода "min" от ридера 1 в блок памяти 21. Индикация сигнала «несоответствие» и регистрация символа несоответствия осуществляются так же, как в третьем рассмотренном варианте.
По окончании контроля по третьему и четвертому вариантам тумблер 4 необходимо перевести в положение «Включено» для подготовки устройства к проверке очередной позиции и предмета хранения.
При переключении сдвигового регистра 17 в (n+1) разряд его выходной сигнал включает индикатор «Конец» 24 блока управления 3, что означает завершение опроса всех ячеек памяти блока 18, контроль окончен.
На этом работа устройства заканчивается.
Выход второго блока памяти 21 обеспечивает считывание результатов контроля для их анализа и обновления содержания базы данных предприятия.
Положительный эффект, который дает предлагаемое техническое решение, состоит в том, что устройство позволяет контролировать состав и места размещения предметов хранения, оценивать соответствие результатов контроля учетными данным, обнаруживать и регистрировать факты нештатного отсутствия предметов на местах хранения и несанкционированные подмены штатных предметов другими, не соответствующими учетным данным, предметами.
Современная элементная база позволяет создать компактный носимый вариант предлагаемого устройства, не связанный с информационным центром кабельной линией. А использование в качестве второго блока памяти 21 флеш-накопителей обеспечит штатное сопряжение с ЭВМ и возможность мобильного переноса результатов контроля в требуемое место.
Источники информации
1. Р.Уонт. Тотальная автоматизация. Журнал «В мире науки», апрель, 2004.
2. Мальцев А.А. Полезная модель
65668, МПК G06F 19/00, 2007.
3. Мальцев А.А. Полезная модель
66829, МПК G06F 19/00, 2007.
4. Мальцев А.А. Полезная модель
66830, МПК G06F 19/00, 2007.
5. Гришин В.Д., Москвин Б.В., Коллонтай С.С. Патент РФ
2342706, МПК G07C 3/08, G06F 17/00, 2008.
6. Гришин В.Д., Москвин Б.В., Чижевский А.В. Решение о выдаче патента на изобретение от 20.11.2008 г. по заявке
2007106124/09 (006649), МПК G07C 3/08.
7. Гришин В.Д., Павлов А.Н., Михайлов Е.П. Патент РФ
2343544, МПК G07C 3/08, 2009.
8. Гришин В.Д., Кудряшов А.Н., Тимошенко Д.В. Патент РФ
2347272, МПК G07C 3/08, 2009. 
