0 引 言

隨著互聯(lián)網(wǎng)和電子商務(wù)的發(fā)展，消費者對服裝產(chǎn)品的要求越來越高，個性化、差異化愈發(fā)顯著，傳統(tǒng)的服裝生產(chǎn)工藝已經(jīng)越來越無法滿足服裝產(chǎn)品的快速迭代以及消費者的個性化需求。近年來，我國服裝制造業(yè)在電商渠道和國外服裝品牌的雙面夾擊下，一直難以擺脫產(chǎn)業(yè)低迷的困境，破產(chǎn)、倒閉、兼并成為近年服裝產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵詞。

由此可見，傳統(tǒng)服裝企業(yè)亟需從勞動密集型向高科技型轉(zhuǎn)變，利用智能制造實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級，既保證傳統(tǒng)制造時代大規(guī)模標準化生產(chǎn)的產(chǎn)能和效率，又能夠解決互聯(lián)網(wǎng)時代服裝消費者的個性化需求。本文通過對智能工位終端在智能制造行業(yè)的應(yīng)用研究分析，期望對行業(yè)的發(fā)展提供借鑒和參考。

1 智能工位終端系統(tǒng)

1.1 智能工位終端系統(tǒng)組成

智能工位終端外形如圖 1 所 示。 該智能工位終端采 用 Android 6.0.1+Qt 5.8 系 統(tǒng)， 選 用 A33 四 核 CPU，4GB/8GB/16 GB EMMC 存儲，1 GB 內(nèi)存。核心模組集成以太網(wǎng)功能，以及一轉(zhuǎn)四 USB-HUB 芯片。

1.2 智能工位終端系統(tǒng)功能

時鐘校準服務(wù)器 NTP 可通過設(shè)置選項選擇不同的服務(wù)器地址和校時超時時間。LCD 顯示可通過設(shè)置選項選擇默認顯示方向 0°，90°，180°，270°，不用安裝第三方軟件就可實現(xiàn)獲取系統(tǒng) root 權(quán)限，可通過設(shè)置選項強制所有應(yīng)用程序與系統(tǒng)默認的顯示方向一致，不會在程序啟動時切換橫豎屏。支持客戶應(yīng)用程序為系統(tǒng)唯一桌面 Launcher，并且不會彈出選擇框，終端使用者無法運行其支持 WiFi 網(wǎng)絡(luò)定位。集成科大訊飛 TTS 語音引擎支持 9 bit 串口通信和 POE 供電，通過 CAN 接口與主板進行交互。

2 控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成

智能工位終端控制系統(tǒng)電路原理如圖 2 所示，主要由主控制 CPU、電源模塊、以太網(wǎng)通信接口、WiFi 模塊、4G 無線傳輸模塊、RS 485 通信接口、RS 232 通信接口、CAN 通信接口、USB 接口、存儲模塊、音頻模塊、LCD 觸摸屏以及用于 RFID 的 MCU，RFID 模塊等組成。該終端系統(tǒng)負責大規(guī)模個性化定制服裝的生產(chǎn)工藝展示與指導(dǎo)，并通過采集 RFID 卡信息進行服裝計件和員工考勤，同時還可接入各種傳感器。其中，主控制 CPU 采用全志 A33 處理器，該處理器基于四核 CortexTM-A7 架構(gòu)，搭載 Mali400MP2 圖形處理單元，支持 1080P 高清視頻處理及播放，最高頻率可達1.2 GHz，是目前最具性價比的超低功耗四核平板處理器 ；電源模塊支持 9 ～ 24 V 的寬輸入電壓，減小了電壓波動對整個電路系統(tǒng)的影響，提高了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ；智能工位終端同時支持 4G 無線傳輸、WiFi 以及以太網(wǎng)有線傳輸三種通信方式，可以比較靈活地與平臺進行數(shù)據(jù)通信 ；預(yù)留RS 485，RS 232，CAN 等通信接口，可以接入各類傳感器來采集數(shù)據(jù) ；通過 USB 接口可以和 PC，U 盤等通信，用以傳輸文件 ；儲存模塊使用 SD 卡，它具有體積小、數(shù)據(jù)傳輸速度快、可熱插拔等優(yōu)良的特性，方便智能工位終端數(shù)據(jù)的存儲 ；音頻模塊通過 LM4871 功率放大器驅(qū)動喇叭播放智能工位終端中的工藝指導(dǎo)音頻信息 ；LCD 觸摸屏極大地方便了工作人員的操作，提高了智能工位終端的用戶友好性，同時LCD 屏還能夠以圖文的方式展示工序文字、工序圖片以及播放高清工序指導(dǎo)視頻，可對工作人員進行快速培訓(xùn)，提高生產(chǎn)效率 ；RFID 模塊可以采集低頻卡以及高頻卡信息，最終通過串口與主控制 CPU 通信，該模塊的控制采用 STM32 系列的 32 位 MCU，該處理器基于 ARM Cortex-M 架構(gòu)，具有高性能、低成本、低功耗等特點，節(jié)約了主控制 CPU 的資源。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

系統(tǒng)的軟件設(shè)計模塊如圖 3 所示，主要分為 4 個模塊 ：吊掛程序模塊、用戶交互程序進程模塊、Web 端服務(wù)模塊和系統(tǒng)模塊。其中系統(tǒng)模塊是本文設(shè)計的核心，因為其他模塊都要與該模塊進行數(shù)據(jù)的交互。系統(tǒng)模塊與其他模塊的交互方式也各不相同，與吊掛程序是通過 WebSocket 進行通信、 與 Web 端服務(wù)是通過 HTTP 進行通信、與用戶界面是通過Socket 進行通信。

3.1 系統(tǒng)模塊

智能工位終端的系統(tǒng)模塊主要分為 5 個部分 ：用戶設(shè)置界面、普通產(chǎn)線界面、裁床界面、產(chǎn)線組檢界面和產(chǎn)線總檢界面。其中，用戶設(shè)置界面主要用于設(shè)置網(wǎng)絡(luò)信息，如設(shè)備號、WiFi 登錄、員工登錄和靜態(tài) IP 設(shè)置等 ；普通產(chǎn)線界面則包含該工位正在生產(chǎn)的款式工藝信息，如員工號、工序名稱、款號、顏色、尺碼、訂單號、產(chǎn)量和工藝圖片等，如圖 4 所 示 ；裁床界面主要是一些裁片以及裁剪的信息數(shù)據(jù)，如圖 5所示 ；產(chǎn)線組檢界面主要包含該流水線的每個工位的完成情況信息，如果某個工位的工序有誤可以進行返修操作 ；產(chǎn)線總檢界面則包含所有流水線的完成信息，如果某條流水線的某個工位的工序有誤可以進行返修操作，如圖 6 所示。

3.2 吊掛數(shù)據(jù)交互

考慮到智能終端與服裝生產(chǎn)流水線的數(shù)據(jù)交互比較頻繁，本系統(tǒng)采用 WebSocket 進行通信。WebSocket 是一種基于 TCP 的持久化協(xié)議，它不僅可以保持服務(wù)端和客戶端的雙向通信，還能保持長連接且支持多種語言和多種平臺。在數(shù)據(jù)協(xié)議方面，為了保證數(shù)據(jù)的有效傳輸，本系統(tǒng)采用 JSON協(xié)議對數(shù)據(jù)包進行定義和封裝。

3.3 RFID 卡讀取系統(tǒng)

由于服裝生產(chǎn)流水線的運行機制是通過讀取衣架上RFID 卡的信息進行出站和進站，所以在智能工位終端內(nèi)嵌有一個 RFID 讀卡器，用于讀取該衣架上的卡號信息從而在系統(tǒng)服務(wù)器申請訂單號、款號、路線圖、工藝路線和工藝視頻等信息。當智能工位終端啟動后即啟動讀卡程序，該程序可以保證讀卡器一直處于讀卡狀態(tài)，當衣架落下流水線的站位后會經(jīng)過該智能工位終端即完成讀卡操作。這種讀卡機制可以準確無誤地讀取衣架上的卡號信息，從而保證款式工藝的準確下發(fā)。

3.4 Web 端服務(wù)模塊

Web 端的服務(wù)器根據(jù)款式工藝存有不同的工藝圖片，智能工位終端通過 HTTP 協(xié)議讀取 Web 端服務(wù)器的緩存來讀取工藝圖片，HTTP 是客戶端瀏覽器或其他程序與 Web 服務(wù)器之間的應(yīng)用層通信協(xié)議。在 Internet 的 Web 服務(wù)器上存放的都是超文本信息，客戶機需要通過 HTTP 協(xié)議傳輸所要訪問的超文本信息。由于流水線的站位比較多且刷卡比較頻繁，為了解決數(shù)據(jù)的高并發(fā)以及圖片加載過慢的問題，本系統(tǒng)采用 HTTP 協(xié)議進行圖片的傳輸，當界面有數(shù)據(jù)刷新時，通過 QT 里的信號與槽的機制可以觸發(fā)從服務(wù)器讀取圖片的事件。

4 結(jié) 語

本文在大規(guī)模服裝個性化定制生產(chǎn)中，針對常見的服裝生產(chǎn)流水線的不足，將智能工位終端應(yīng)用于服裝生產(chǎn)過程，設(shè)計一整套軟硬件系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)服裝生產(chǎn)過程中諸如訂單工藝的下發(fā)、產(chǎn)量同步、視頻傳輸等功能，較大地提高了服裝生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)效率與信息化管理水平。