揀選系統是現代化物流配送的核心，物流配送中心現代化程度的高低取決于揀選技術和揀選工作方式。常見的揀選信息傳送方式有傳票揀選、揀選單揀選、電子標簽輔助揀選、RF輔助揀選、IC卡揀選和自動揀選等。對于品種繁多、占用空間不大的小貨品，采用電子揀選輔助設備可以實現無差錯的手工揀選操作。電子標簽輔助揀選是當前倡導的自動化物流系統無紙化作業的基礎技術，其原理是在每一個貨位安裝電子標簽，計算機通過總線網絡將訂單信息傳輸到電子標簽，揀貨人員根據電子標簽顯示的貨品數量進行揀選，揀完貨后按確認鈕即完成工作。本文介紹了一種CAN總線在電子揀選系統網絡技術中的應用，使大范圍地安設布置電子標簽、大規模地增加貨品揀選種類、提高信息傳輸速率、降低電子揀選系統的成本變為現實。 
　　2   背景技術
　　2.1 電子標簽
　　一種電子揀選輔助設備，可以顯示貨物庫位、貨物品種、揀選數量，按鍵可以對完成情況進行確認。它通過總線網絡傳輸數據，是電子揀選系統的主要組成部分。
　　2.2 CAN總線
　　CAN全稱為“Controller  Area  Network  ”，即控制器局域網，是一種有效支持分布式控制或實時控制的全數字化、多主方式串行通訊網絡，也是國際上應用最廣泛的現場總線之一。CAN總線數據通信具有很高的可靠性、實時性和靈活性，越來越廣泛地應用于各種工業現場。其基本設計規范要求具有極高的總線利用率，較遠的傳輸距離（可達10Km），高速的傳輸速率（可達1Mbits ），高抗電磁干擾性，可靠的錯誤處理和檢錯機制。CAN總線可以根據報文的ID決定接收或屏蔽該報文，發送的信息遭到破壞后還可自動重發，節點在錯誤嚴重的情況下具有自動退出總線的功能。
　　3  系統設計
　　3.1 總體要求
　　在自動化物流電子揀選系統中，遠距離集群式電子標簽的分散控制問題一直存在許多技術難點。當分散的距離越來越遠時，通訊的延遲、環境的干擾等，造成了信息傳輸時實時性和可靠性的降低。另外，伴隨電子標簽數量和相互之間分散距離的變化，其供電方式和技術成本也隨之變化。因此，采用什么樣的通訊方式和信息傳輸模式就成為至關重要的問題。本文介紹的基于CAN總線技術的電子揀選輔助系統，可以最大限度地滿足大規模、遠距離、高速率和低成本的實際應用要求。
　　3.2 供電設計
　　在電子標簽遠距離分散控制的諸多技術難點中，其供電方式是主要問題之一。一種方案是所有電子標簽均采用交流供電，這樣能夠滿足長距離、低能耗的技術要求，然而每個電子標簽都需要單獨的AC-DC 轉換電路。使用AC-DC 電源模塊，電路簡單，占用體積不大，但是電源模塊的價格會占到電子標簽整個成本的近一半，這對于大規模地使用電子標簽來說是一個障礙；采用變壓器的傳統方式，增加的成本可以接受，但是電源轉換電路相對復雜，變壓器占用空間過大。交流供電方式會增加工頻干擾，而且對電子標簽外殼的絕緣性能、安全性能提出更加嚴格的要求，尤其在電氣防爆技術等級要求較高的場所，交流供電方式會受到限制。
　　另外一種方案是所有電子標簽均采用直流集中供電，這樣能夠避免工頻電源帶來的干擾，電源轉換電路成本低廉，對電子標簽的外殼要求不高，適合在電氣防爆技術等級要求較高的場所使用。然而，直流供電方式受最大工作電流限制，掛接電子標簽的個數相對較少，而且因線路壓降的問題，也無法滿足長距離供電的技術要求。
　　本文介紹的方案采用直流分散供電方式。在電子標簽分布密集的區域使用24V直流電源集中供電，電源功率由其負載的電子標簽數量決定。如果相鄰區域之間跨度較遠，則另外使用一個電源。24V直流電源的數量與電子標簽的分布密切相關，電子標簽分布密集，供電電源相對較少；電子標簽分布稀疏，則供電電源相對較多。這樣，就可以根據實際需求靈活布置供電電源，既能滿足供電要求，又盡可能地降低了供電成本。電子標簽的元件需要5V直流供電，因此每個電子標簽還需要單獨的DC-DC 轉換電路。使用DC-DC 隔離電源模塊，轉換效率在80% 以上，抗干擾性能較強，但價格偏高；使用線性降壓電路成本最低，但轉換效率低于30% ；使用開關電源轉換電路成本也很低，轉換效率可以達到60% ，但不具備隔離性能。具體采用哪種DC-DC 轉換方式，要從現場環境和對成本的要求綜合考慮。總線驅動元件可以擁有各自獨立的供電電源，但是卻一定要共地。否則不共地的兩個總線驅動元件之間存在著地電位差。那么，驅動元件接收器輸入端的共模電壓就會達到很大幅度（十幾伏甚至數十伏），并可能伴有強干擾信號，致使接收器共模輸入超出正常范圍，并在信號線上產生干擾電流，輕則影響正常通信，重則損壞驅動元件接口。
　　3.3 結構組成
　　基于CAN總線技術的電子揀選輔助系統，主要由三類設備（內置CAN卡的管理類計算機、CAN－485總線控制器、電子標簽類顯示報警設備）和三層網絡（管理以太網、CAN總線網絡、485總線網絡）組成。計算機通過以太網接口可以與其它管理系統連接，其內置CAN卡通過CAN總線與CAN－485總線控制器連接；由于電子標簽類設備數量龐大，基于成本角度考慮，其間采用485總線結構，CAN－485總線控制器作為主機采用查詢方式巡檢電子標簽類分機，協調485總線的分時共用。電子標簽類顯示報警設備主要包括電子標簽、區域完成確認標簽、區域指示燈控制器、區域任務顯示屏等。
　　3.4 工作流程
　　 管理計算機通過網絡將訂單信息傳輸到電子標簽，電子標簽所屬的區域指示燈和需要撿貨操作的任務標簽點亮閃爍，提示撿貨人員該處有業務。撿貨人員根據電子標簽顯示的貨品數量進行揀選，揀完貨后按電子標簽確認鍵。當一個區域的所有任務標簽完成撿貨確認后，區域完成確認標簽點亮閃爍，按區域標簽的確認鍵結束本區域的撿貨操作。
　　3.5 容量計算
　　現在市場上通用的計算機內置CAN卡，每塊具有2路獨立的CAN接口。受CAN總線收發器件驅動能力的限制，每路CAN總線上最多可以掛接110個CAN節點。由于系統設計中使用的485總線器件的驅動能力可以掛接256個節點，因此管理計算機內置１塊CAN卡時，最多掛接2 ×109 ×255 ＝55590  個電子標簽類設備，能夠滿足絕大多數物流中心揀選的需要。
　　4  結語
　　 隨著用戶需求向小批量多品種方向的發展，物流中心配送貨品的種類和數量將急劇增加。揀選流程是最耗費人力和時間的作業，成為物流配送中心的核心工序，并直接影響配送中心的作業效率和經營效益。然而，當前國內物流中心的揀選系統，絕大部分仍然沿用傳統的人工對照貨單的方式。這種分揀方式，既要求分揀人員必須十分熟悉分揀的貨品及其庫位分布，更需要分揀人員花費大量的時間和精力用于貨品核對和庫位尋找。本文介紹的這種基于CAN總線技術的電子揀選輔助系統，已經成為高效的物流環節中必不可少的標準配置。其自主的技術、優越的性能和低廉的成本，為在現代化物流配送中大規模地應用打下了堅實的基礎。