摘要:基于軟總線技術(shù)設(shè)計了一種交互適配器和協(xié)議轉(zhuǎn)換方式，適用于多異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、多交互系統(tǒng)的智能化倉儲物流信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互平臺．將倉儲系統(tǒng)、銷售系統(tǒng)、資產(chǎn)識別系統(tǒng)、物流系統(tǒng)等相關(guān)系統(tǒng)有機結(jié)合在一起，實現(xiàn)了多系統(tǒng)的信息交互、數(shù)據(jù)共享、功能復(fù)用．

    關(guān)鍵詞:軟總線;智能化倉儲物流信息系統(tǒng);交互適配器;協(xié)議轉(zhuǎn)換

 

    目前物流產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了以系統(tǒng)技術(shù)為核心，以信息技術(shù)、運輸技術(shù)、配送技術(shù)、裝卸搬運技術(shù)、自動化倉儲技術(shù)、庫存控制技術(shù)、包裝技術(shù)等專業(yè)技術(shù)為支撐的現(xiàn)代化物流裝備技術(shù)格局．采用無線互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、射頻標識技術(shù)等技術(shù)實現(xiàn)信息化;采用自動導(dǎo)引小車技術(shù)、搬運機器人技術(shù)等技術(shù)實現(xiàn)自動化;采用電子識別、電子跟蹤技術(shù)、智能運輸系統(tǒng)等技術(shù)實現(xiàn)智能化是今后發(fā)展的方向［1］．一個現(xiàn)代化的智能化倉儲物流系統(tǒng)，需要與各種軟硬件系統(tǒng)進行交互，同時其交互方式包含SOCKET，WEB服務(wù)、OPC，Profibus-DP，RS232，無線，中間數(shù)據(jù)庫等方式．交互對象包括信息系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)、無線設(shè)備、電控信息板卡等．但目前國內(nèi)的倉儲物流信息系統(tǒng)沒有統(tǒng)一的信息平臺，管理相對比較分散．如庫房內(nèi)部有自成體系的底層管理系統(tǒng)、物流運輸有GIS、業(yè)務(wù)方面有銷售系統(tǒng)、訂貨系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等．這些系統(tǒng)之間交互十分困難、用戶使用過程中存在大量重復(fù)勞動，同時容易出錯［2］．本研究以XML為基礎(chǔ)，采用軟總線方式并輔以協(xié)議轉(zhuǎn)換適配器，將各個交互應(yīng)用系統(tǒng)通過公開的交互適配器掛接在信息交互總線上［3］，使各個交互系統(tǒng)透明有序的進行交互，解決了多交互系統(tǒng)的信息傳遞、提高了用戶的管理水平．

 

    1智能化倉儲物流信息系統(tǒng)架構(gòu)

 

    硬件總線一般分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等，分別傳輸數(shù)據(jù)信息、地址信息和控制指令．但隨著計算機系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序的發(fā)展，出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下數(shù)據(jù)處理和跨平臺計算、多用戶數(shù)據(jù)的同步處理、異構(gòu)系統(tǒng)的互操作、多級分布式系統(tǒng)協(xié)同工作等多種應(yīng)用．為滿足這些多層次、多樣化信息應(yīng)用的需求，出現(xiàn)了不同階段的軟件集成的即插即用的軟件集成方式．本研究基于軟總線配合交互適配器、協(xié)議轉(zhuǎn)換、異常處理、WebService等技術(shù)，實現(xiàn)了適用于多異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、多交互系統(tǒng)的智能化倉儲物流信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互平臺［4，5］．

 

    智能化倉儲物流信息系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，需要與供應(yīng)商、分銷商、倉儲分中心進行數(shù)據(jù)交互，同時需要進行智能化倉儲硬件設(shè)備的協(xié)調(diào)調(diào)度，保證整個生產(chǎn)過程的順利、流暢、可靠運轉(zhuǎn)．其交互方式多樣，交互數(shù)據(jù)繁多．如與供應(yīng)商、分銷商采用WebService進行訂單、送貨單的數(shù)據(jù)交互，主要包括物料類型、貨物數(shù)量、交貨時間、訂單類型、物料參數(shù)信息等．倉儲硬件設(shè)備采用OPC，Profibus-DP總線進行二進制數(shù)據(jù)交互，主要包括貨物位置信息、任務(wù)數(shù)量信息、任務(wù)物料信息等;車輛狀態(tài)監(jiān)控采用GPRS無線交互方式實時將車輛路線信息、車輛狀況反饋到智能化倉儲物流信息平臺;資產(chǎn)識別系統(tǒng)由于交互數(shù)量大、頻率高則采用SOCKET進行二進制交互，實時將識別到的物料信息傳遞給信息平臺．

 

    由于交互系統(tǒng)多，交互數(shù)據(jù)格式多樣，異常處理十分復(fù)雜．尤其是硬件調(diào)度時，一旦系統(tǒng)交互出現(xiàn)異常，導(dǎo)致其信息流和實物流出現(xiàn)偏差，從而需要信息、實物、操作的回滾是一件基本上無法完成的任務(wù)．同時隨著物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，其外部接入系統(tǒng)數(shù)量、方式會越來越多樣化，如果不采用一種標準化、總線式設(shè)計，保證這些系統(tǒng)能夠靈活、方便的接入/退出，其后期的維護、更新工作也十分艱巨．

 

    2軟總線設(shè)計

 

    為解決該智能化倉儲物流系統(tǒng)的互操作，本研究采用XML語言定義了一種交互適配器，同時采用面向?qū)ο蠓绞郊胺瓷碛成浼夹g(shù)，將各個交互應(yīng)用系統(tǒng)通過公開的交互適配器有機的掛接在信息交互總線上，使各個交互系統(tǒng)透明有序的進行交互．其實現(xiàn)技術(shù)架構(gòu)，包括信息請求、交互適配器、總線管理中心、消息處理中心、信息服務(wù)．信息請求方通過交互適配器組裝交互信息，并發(fā)送至消息處理中心，消息處理中心進行消息解析后，經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換，并通過交互適配器將相應(yīng)信息發(fā)布給對應(yīng)的處理方［6～8］．

 

    軟總線實現(xiàn)結(jié)構(gòu)見圖2．各交互系統(tǒng)通過交互適配器透明的掛接在軟總線上．而軟總線主要負責(zé)消息的處理、各交互系統(tǒng)適配器的配置、各交互系統(tǒng)交互異常的處理．各交互系統(tǒng)對等，在軟總線的統(tǒng)一調(diào)度下進行通信．當(dāng)交互系統(tǒng)需要交互時，如倉儲系統(tǒng)需要與資產(chǎn)識別系統(tǒng)進行交互請求時，倉儲系統(tǒng)首先向軟總線請求交互，軟總線根據(jù)交互適配器的配置，自動尋址到資產(chǎn)識別系統(tǒng)，并經(jīng)過消息中心、協(xié)議轉(zhuǎn)換調(diào)用其相關(guān)服務(wù)，服務(wù)返回結(jié)果會在軟總線的調(diào)度下自動沿逆交互通道返回．同時軟總線調(diào)度中心進行操作日志記錄和交互過程監(jiān)控，一旦出現(xiàn)異常，及時傳給相關(guān)處理系統(tǒng)進行處理．

 

    圖2軟總線實現(xiàn)結(jié)構(gòu)

 

    Fig．2Soft-busactualizingstructure

 

    第2期閭素紅等:軟總線技術(shù)在智能化物流倉儲信息系統(tǒng)的應(yīng)用205

 

    通過軟總線與交互適配器相結(jié)合的方式，智能化倉儲物流信息系統(tǒng)中相關(guān)交互系統(tǒng)有機結(jié)合在一起，各交互系統(tǒng)只需要處理系統(tǒng)內(nèi)部的相關(guān)信息，所有外部交互都透明的傳遞給軟總線進行處理．如倉儲系統(tǒng)只需要進行底層堆垛機、傳輸帶的運轉(zhuǎn)、高層貨位分配、貨物出入庫，而對應(yīng)的訂單信息、資產(chǎn)識別信息則由其他系統(tǒng)進行處理，并通過軟總線透明的交互給倉儲系統(tǒng)，真正實現(xiàn)高內(nèi)聚、低耦合，避免目前有些倉儲信息系統(tǒng)越做越大、內(nèi)容越來越多的弊端．

 

    圖3系統(tǒng)交互序列圖

 

    Fig．3Systemsequencediagram

 

    系統(tǒng)交換序列見圖3．各交互系統(tǒng)在通過軟總線與其他系統(tǒng)交互時主要分為2個階段．階段1主要進行系統(tǒng)服務(wù)的注冊，服務(wù)請求方提出申請，軟總線與服務(wù)提供方進行交互后，選擇協(xié)議轉(zhuǎn)換方式、源、目的系統(tǒng)地址等信息，形成正式的適配器配置文件注冊在軟總線信息交互中心，等待激活．階段2主要進行系統(tǒng)的服務(wù)交互，服務(wù)請求方提出請求申請，軟總線激活對應(yīng)的交互適配器，并依據(jù)配置規(guī)則進行協(xié)議轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)提供方，按照配置將反饋數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)請求方［9，10］．

 

    在這種系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)中，各集成系統(tǒng)就像是硬件的“插件”，通過交互適配器可以隨意的添加和刪減，系統(tǒng)的靈活性和可靠性都大大提高，雖然基于總線的系統(tǒng)模型還是一種面向?qū)ο蟮慕Y(jié)構(gòu)．但系統(tǒng)中的對象是按照規(guī)范設(shè)計的模塊，這些定義良好的模塊在各個系統(tǒng)中共存，并且基于中間件相互作用，從而可以將若干模塊組合起來，同時具有工程開放性和對所依賴環(huán)境的自我調(diào)整能力．

 

    3交互服務(wù)定義

 

    整個系統(tǒng)架構(gòu)采用服務(wù)(SOA理念)的方式提供數(shù)據(jù)交互;接口交互技術(shù)采用WebService方式;交換數(shù)據(jù)內(nèi)容組織格式統(tǒng)一采用XML方式，字符編碼格式采用UTF-8．

 

    在接口交互過程服務(wù)提供方需要對允許進行數(shù)據(jù)交換的對端服務(wù)器IP地址進行驗證和限制，以此驗證接口調(diào)用雙方身份的合法性，增強系統(tǒng)的安全．接口調(diào)用的客戶端以及服務(wù)提供的服務(wù)端，都需要對異常進行處理，并需要將在接口調(diào)用過程中產(chǎn)生的異常信息通過異常信息中心提供的異常接收服務(wù)提交給異常信息中心．

 

    在WebService接口服務(wù)中，只定義了一個接口方法:sysService，以供對方調(diào)用．在系統(tǒng)間接口利用WebService交互過程中，客戶端(Client)發(fā)起數(shù)據(jù)交互請求，調(diào)用服務(wù)器(Server)提供WebService接口方法，服務(wù)端處理請求并應(yīng)答客戶端請求，交互流程圖如圖4所示．

 

    異常處理流程見圖5．各交互業(yè)務(wù)系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生異常時，在業(yè)務(wù)系統(tǒng)內(nèi)部不但要進行正常的異常處理操作，同時還需要將該異常的詳細信息通過WebService發(fā)送給異常信息中心．異常信息中心在接收到該異常信息后，通過各種形式的信息展示;同時需要根據(jù)系統(tǒng)定義的異常規(guī)，則將(Fig．5)此異常(Exception)常相(handling)關(guān)的其(process)他業(yè)務(wù)系統(tǒng)在接收到該異常后根據(jù)系信息通知給與此異常相關(guān)的其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)，與此異統(tǒng)內(nèi)定義的異常處理規(guī)則進行相應(yīng)的異常操作處理［11，12］．

 

    4結(jié)語

 

    本研究分析了多種軟件集成方式，并根據(jù)實際需要，基于軟總線技術(shù)，設(shè)計出一種實用的交互適配器，采用協(xié)議轉(zhuǎn)換方式．實現(xiàn)了多系統(tǒng)的信息交互、數(shù)據(jù)共享、功能復(fù)用．實現(xiàn)硬件電氣轉(zhuǎn)換與軟件數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換的分離，降低了異構(gòu)通信方式交互的維護成本，降低了異構(gòu)通信方式交互的難度、提高了異構(gòu)通信方式交互可靠性．

 

    通過軟總線與交互適配器相結(jié)合的方式，智能化倉儲物流信息系統(tǒng)中相關(guān)交互系統(tǒng)有機的結(jié)合在一起，從上游供應(yīng)商MIS開始進行訂貨，軟總線會及時將訂貨信息反饋至倉儲系統(tǒng)，倉儲系統(tǒng)會根據(jù)訂貨信息進行貨位安排、庫存整理等相關(guān)工作．當(dāng)供應(yīng)商到貨后，軟總線協(xié)調(diào)倉儲系統(tǒng)、資產(chǎn)識別系統(tǒng)進行貨物接收、入庫．當(dāng)需要進行銷售時，軟總線協(xié)調(diào)倉儲系統(tǒng)、資產(chǎn)識別系統(tǒng)、銷售系統(tǒng)進行貨物出庫，同時實時跟蹤物流情況，將貨物的運輸信息實時反饋到信息處理中心．基于軟總線的智能化物流倉儲信息系統(tǒng)可為企業(yè)現(xiàn)場工作人員提供實時的工作指導(dǎo)，為管理人員提供各工作環(huán)節(jié)的瓶頸分析、節(jié)拍計算，提供輔助決策，滿足倉儲物流企業(yè)的實際需求．

 

    參考文獻:

 

    ［1］李忠成．智能倉儲物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計與實現(xiàn)［J］．計算機系統(tǒng)應(yīng)用，2011，20(7):11－15．

    ［2］胥軍，李金，湛志勇．智能物流系統(tǒng)的相關(guān)理論及技術(shù)與應(yīng)用研究［J］．科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力，2011(4):13－18．

    ［3］袁占亭，張秋余，翟志萬．基于軟件總線技術(shù)的軟件工程方法［J］．計算機工程與應(yīng)用，2003，39(15):137－139．

    ［4］胡志遠，顧君忠．中間件的體系結(jié)構(gòu)研究［J］．小型微型計算機系統(tǒng)，2003，24(8):1466－1469．

    ［5］王瓊，杜承烈．中間件體系結(jié)構(gòu)的集成研究［J］．計算機工程，2010，36(12):279－281．

    ［6］王昌寶．基于軟總線的軟件開發(fā)與集成方法研究［J］．無線電工程，2006，36(1):1－3．

    ［7］趙革科，常炳國．一種面向服務(wù)的異步消息中間件的設(shè)計［J］．計算機應(yīng)用，2009，29(8):2312－2314．

    ［8］張明寶，夏安邦．基于面向服務(wù)體系架構(gòu)的敏捷虛擬企業(yè)信息系統(tǒng)框架［J］計算機集成制造系統(tǒng)，2004，10(8):985－990．

    ［9］黃潤才．基于XML的消息隊列［J］．上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報，2002，16(3):186－191．

    ［10］郝穎，丁月華，文貴華．基于XML的InternetEDI［J］．華南理工大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2001，29(6):77－80．

    ［11］劉敬強．基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的軟總線設(shè)計與實現(xiàn)［D］．北京:北京大學(xué)，2006．

    ［12］白建社，江秀臣，薛鈞義．變電站自動化系統(tǒng)通用數(shù)據(jù)服務(wù)軟件平臺研究［J］．電力系統(tǒng)及其自動化學(xué) 報，2004，16(3):5－8．