随着物联网的发展，RFID技术在烟草行业的应用越来越多。利用RFID技术对烟叶物流进行动态管理体现了当今物流自动化的发展趋势。在烟叶物流的烟叶烟包的检测中，应用RFID技术可提高检测效率，推动烟叶烟包检测的自动化。目前，RFID技术应用在烟叶烟包烟叶物流方式有：首先制作带有烟叶烟包数据的RFID卡，其次由烟叶收购站把RFID卡置入整包烟叶，随后带有烟叶数据RFID卡的整包烟叶将流入至打叶复烤厂。在复烤厂流入的整包烟叶进入打叶机之前，其RFID卡的数据将被读出，随之RFID卡被取出，不再进入整包烟叶物流的下一流程。在整包烟叶物流过程中，进入打叶机前，如何自动检测出REID卡，确保RFID卡不进入打叶机，阻止RFID卡被打碎而造成的严重恶性杂物事，是解决烟叶烟包检测的核心，也是烟叶打叶工艺中应用RFID技术在烟叶烟包检测的要点。

烟叶打叶工艺

从烟草商业公司调入复烤厂的整包烟叶，经验收后放入原料库。根据卷烟工业企业配方和工艺要求，整包烟叶进入打叶机有三种途径：一是整包烟叶直接进入挑选工段进行挑选，通过理叶台（也称摆把台）及输送带进入打叶机，经打叶后的烟叶成为复烤厂的成品片烟；二是整包烟叶直接从原料库送到理叶台及输送带进入打叶机；三是整包烟叶暂存起来放入中转库，下一步再送到理叶台及输送带进入打叶机。不管通过那种途径，烟叶在最终的环节上都要经过理叶台（输送带）或其后的输送带进入打叶机进行打叶，如图1所示。

在工艺操作过程中，一般情况带有RFID卡的整包烟叶在拆包时由人工拣出，原则上拣出点应设在挑选工段或烟叶上理叶台前。在整包烟叶拆包后，如果RFID卡仍然混杂在拆包后的散叶中，通过输送带进入打叶机将被打碎，RFID卡片的塑料及金属将导致烟叶片中混有杂物的恶性质量事件。因此，如何将卡片拣出成为检测技术的关键点。通常，RFID读卡器只能识别RFID卡信号，向外提供开关量信号，不能进行外部设备的控制。为此，结合实际研制的RFID卡检测报警系统，可以确保正常的RFID卡能够可靠检出和控制，防止RFID卡进入打叶机，有效地保证了烟叶的质量。

技术线路
检测设计思路

在理叶台输送带末端或连接打叶机的前端输送带上布设RFID卡检测点，即安装RFID读卡器及由电气放大驱动电路、连锁控制电路和报警电路形成的检测控制系统，当烟叶烟包通过检测点时，检测判断RFID卡的存在，控制输送带的运停，阻止带有RFID卡烟叶烟包通过。

检测系统设计

RFID卡检测报警系统由检测电路、主控电路、声光报警电路和输送带主电路组成。RFID卡检测报警控制系统原理图如图2所示。

检测电路由天线、带CPU的读卡器和继电器J2构成卡检测及第一级继电器驱动功能。

主控电路由交流接触器C、自锁电路和中间继电器J2的常闭触点构成二级继电器驱动及输送带启停控制功能。

声光报警电路，利用继电器J2的两个常开触点的闭合接通喇叭和红色报警灯，形成声光报警功能。

输送带主电路，通过控制接触器C的主触点的开与闭，实现输送带的运行与停止；图2中K为空开，作为主电路的输入电源控制。

检测控制原理

当输送带主电路中的空开K合上时，按下启动按钮Q，由于继电器J2的常闭触点闭合，接触器C得电，触点C闭合，形成自锁，输送带主电路中的接触器C的主触点闭合，电机M运转，输送带开始运行。

当混杂在散叶中的RFID卡进入天线可读区域时，读写器读到RFID卡信号，驱动内部继电器J1常开触点闭合，中间继电器J2得电，在主控电路中的常闭触点J2断开，接触器C失电，输送带主电路中的接触器C的主触点断开，电机失电停止转动，输送带停止。这时，中间继电器J2在声光报警电路中的常开触点闭合，接通喇叭和报警灯，发出声光报警信号。

如果人工未将RFID卡拣出并脱离读写器天线的可读区域，中间继电器J2将一直得电，以致接触器C不能得电，电机M不能转动，声光报警一直不能消除，输送带将一直停止。

如果人工将RFID卡拣出并脱离读写器天线的可读区域，中间继电器J2失电。要让输送带运行，只需重新按一下启动按钮Q即可。

应用测试

在复烤厂的打叶系统上安装RFID卡检测报警系统，按照烟叶打叶工艺流程，测试检测报警系统应用的可行性。根据实际应用情况，进行了卡与烟叶随机混放测试、叠卡与烟叶随机混放测试。

卡与烟叶随机混放测试

RFID卡与烟叶随机混放是指RFID卡与烟叶混在一起随机摆放在理叶台上不同位置。以模拟人工未拣出RFID卡，测试RFID卡检测报警系统能否检测出RFID卡，并自动让理叶台输送机停止，便于人工拣出RFID卡，防止RFID卡进入打叶机。实际应用测试次数10次，每次测试10张RFID卡。

测试时，按照烟叶打叶工艺流程把混放有RFID卡的烟叶，输送到理叶台，当RFID卡进入天线可读区域时，检测报警系统立即检测RFID卡与烟叶随机混放的情况，控制输送带的运行。从应用测试结果看，每次10张RFID卡依次进入检测点时，系统能准确检测出RFID卡，发出声光报警，并自动关停输送带。10次测试100张RFID卡均能准确检测和控制关停，可靠性达100%。卡与烟叶随机混放测试结果见表1。

叠卡与烟叶随机混放测试

叠卡是指两张以上的RFID卡同时进入天线可读区域。叠卡与烟叶随机混放则指2张以上RFID卡与烟叶混在一起随机摆放在理叶台上不同位置。测试观察，一是天线能否检测到RFID卡；二是只要所有的RFID卡没有全部拣出，输送带就不能进入重启状态。输送带在没有全部检出RFID卡之前，一直处于停止状态，即使再按下启动按钮，也不能运行。应用测试次数5次，每次测试5张RFID卡。

测试时，按照烟叶打叶工艺流程把混放有多张RFID卡的烟叶，输送到理叶台，当RFID卡进入天线可读区域时，检测报警系统立即检测RFID卡与烟叶随机混放的情况，控制输送带的运行，如果多张RFID卡未被清除，输送带将不能重新启动。叠卡与烟叶随机混放测试结果如表2。

从应用测试结果看，每次5张RFID卡同时进入检测点或逐步减少同时进入RFID卡的数量，只要有RFID卡的存在，系统均能准确检测出RFID卡，发出声光报警，并自动关停输送带，将RFID卡全部取出后，输送带能重新启动运行。5次测试25张RFID卡均能准确检测、控制关停和启动，测试可靠性达100%。

应用测试结果表明RFID卡检测报警系统对烟叶中混放RFID卡的检测是可行的，该系统具有检测准确性高、控制可靠性强、实际操作性好。

系统应用

RFID卡检测报警系统主要应用在烟叶打叶工艺中，检测和控制烟叶中混放的RFID卡。在实际应用中，对RFID卡的检测和控制，无论RFID卡从理叶台的任何位置与烟叶混放进入，只要进入天线可读区域，都能被天线读出并使输送带停止运行，同时提供声光报警，提醒操作人员有RFID卡在理叶台上，必须拣出后才能正常运行。如果同时有几张RFID卡进入天线可读区域被天线读到，只要未把RFID卡全部拣出，输送带将一直停运，声光报警一直不能消除。

从技术的角度，该系统可以预防RFID卡进入打叶机，避免造成严重的恶性杂物质量事件。从实用的角度，该系统成功的应用到烟叶打叶工艺中，取到了较好的预防效果，提高了烟叶的处理质量和效率。

RFID卡检测报警系统的主要功能，就是防止RFID卡进入打叶机，保证烟叶的质量。所以，对老式的打叶系统可以通过技术改造，把该系统安装到打叶系统中，实现RFID卡检测报警和控制功能，提高设备的利用效率。对新建打叶系统的可以配装RFID卡检测报警系统，增加功能，完善系统的整体性。对于其他类似的需求，RFID卡检测报警系统稍作调整也可应用，使该系统的应用范围更加广泛。

 （作者单位：王炼劼/贵州省烟草专卖局（公司）；邵建平/中国物品编码中心贵州分中心 ）

2016年《中国自动识别技术》第3期总第60期