摘要:射頻識別技術(RadioFrequencyIdentification,RFID),是一種非接觸式的自動識別技術。它利用無線電磁波傳輸數(shù)據(jù),并可根據(jù)不同的場景使用低頻、高頻、超高頻、微波等不同的頻率,發(fā)揮它們各自的優(yōu)點,實現(xiàn)信息快速采集的目的,此外RFID標簽還具有不怕臟污與可重復使用等優(yōu)點,RFID技術應用越來越廣泛。本文根據(jù)倉儲管理信息模型,設計了基于RFID技術的倉儲管理系統(tǒng),并對其子系統(tǒng)進行詳細分析,根據(jù)實際的倉儲環(huán)境確定閱讀器、天線以及射頻標簽的選用原則。通過在倉儲管理中引入RFID技術,解決原有倉庫盤點工作作業(yè)量大,周期長,效率低下等不足,最后達到簡化作業(yè)流程、改善盤點質量、降低運作成本的效果。測試表明本系統(tǒng)既提高了倉儲信息的精度,又實現(xiàn)了倉儲管理的實時自動化,非常適合應用于中小型倉庫的倉儲管理。

 

    關鍵詞:射頻識別;標簽;自動識別;倉儲管理

 

    1引言

 

    從1994年首次在國內得到應用至今十余年來,RFID技術憑借其可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽,操作快捷方便,無接觸讀取,信息實時動態(tài)更新,高度真實可靠等優(yōu)點廣泛應用于門禁、物流、跟蹤、監(jiān)控、防偽、身份識別、安全、軍事、醫(yī)療等各個領域,具有廣闊的發(fā)展前景[1,2]。

 

    倉儲管理系統(tǒng)[3]是一個實時的計算機軟件系統(tǒng),它能按照物流運作的規(guī)則和運算法則,對信息、資源、行為、存貨和分銷運作進行優(yōu)化,使其最大化滿足有效產(chǎn)出和精確管理的要求。WMS提供了企業(yè)級采購、制造計劃、制造執(zhí)行、客戶服務系統(tǒng)與倉庫或配送中心的橋梁。通過對庫存實時可見性和倉庫作業(yè)流程的支持,倉庫管理系統(tǒng)能夠有效地組織人員、空間和設備進行收貨、存儲、揀貨和運輸;組織運送原材料和部件到生產(chǎn)企業(yè),運送成品到批發(fā)商、分銷商和最終客戶手中。

 

    近年來雖然電子標簽技術在國外已成功應用于物流業(yè),大大提高了倉儲物流作業(yè)效率,但在國內的應用還處于起步階段,目前在倉儲物流還沒有較大規(guī)模的應用案例[4]。本文在分析倉儲管理流程的基礎上,提出了基于RFID技術的倉儲管理系統(tǒng)總體設計及其各子系統(tǒng)的功能設計,以及后臺控制服務和相關函數(shù)的設計說明。

 

    2設計思路、設計原則及軟硬件支持

 

    2.1設計思路

 

    本倉儲管理系統(tǒng)的整體設計思路是,采用RFID花型標簽、ALR-9800閱讀器、ALR-9610天線及相關網(wǎng)絡設備作為硬件基礎,以達到快速識別物資信息,實時更新管理系統(tǒng)記錄。所有設備通過無線局域網(wǎng)在倉庫內部實現(xiàn)互聯(lián),如圖1所示。基本工作流程如圖2所示[5]。

 

    

    2.2系統(tǒng)設計原則

 

    實用性原則:本項目研發(fā)的全方位射頻識別智能倉儲管理信息系統(tǒng),針對江蘇捷誠車載電子信息系統(tǒng)按照實用性原則、安全性原則、可擴展性原工程有限公司庫存材料/產(chǎn)品種類多、庫存管理困難

 

    則和先進性原則進行設計[6]。的現(xiàn)狀,引入RFID技術改善管理效率,具有出/入 庫產(chǎn)品品質管理、快速產(chǎn)品查找、快速產(chǎn)品統(tǒng)計等特點,不僅可在電子行業(yè)相關企業(yè)推廣,也可在同類型具有多種類產(chǎn)品的企業(yè)推廣。

 

    安全性原則:通過RFID加密技術,本系統(tǒng)考慮捷誠車載電子信息工程有限公司的實際情況,采用限制射頻標簽與閱讀器之間傳輸距離的方法,降低非法接近和閱讀射頻標簽的風險,保證數(shù)據(jù)安全、準確。

 

    可擴展性原則:采用模塊化設計,便于系統(tǒng)升級和擴展。

 

    先進性原則:采用先進、成熟的數(shù)據(jù)編碼與時隙ALOHA防沖突技術[7]和方案,保證系統(tǒng)的先進性和穩(wěn)定性。

 

    2.3硬件支持

 

    根據(jù)以上設計思路和捷誠車載倉庫的具體要求,分別對RFID閱讀器、電子標簽和天線進行選型。

 

    本智能倉儲管理系統(tǒng)采用型號ALR-9800的閱讀器。ALR-9800是一款應用于供應鏈管理的高性能RFID讀寫設備,基于改進的DSP處理器及第二代配套軟件使產(chǎn)品更具優(yōu)越性。主要特點有多協(xié)議讀寫器,支持EPCGen2;高性能的RFID能力;企業(yè)級的伸縮能力,可升級的體系結構;密集讀寫器管理和沖突緩解;可與ALR-9780向下兼容;本系統(tǒng)采用的協(xié)議是ISO18000-6c;有4個端口接天線;最大功率45W;通信接口:RS-232;LAN接口:

 

    LANTCPI/IP。

 

    天線是ALR-9610系列的UHF天線(見圖1)。ALR-9610-A系列UHF天線頻率在902MHz

 

    -928MHz范圍內,與頻率是902.75MHz-927.

 

    25MHz的ALR-9800讀寫器配合使用達到最佳效果。ALR-9610又分為ALR-9610-AL和ALR9610-BC兩種:ALR-9610-AL線性極化天線可以集中最大的電波在單一的方向上,使天線有最大的讀取距離和穿透能力;ALR-9610-BC圓形極化的天線使用圓形的極化方式在對稱的方向上均勻分布UHF的能量,降低了標簽讀取時對方向的依賴性。

 

    標簽采用UHF花型標簽(見圖1)。一般系統(tǒng)可選擇三種標簽:花型標簽,M型標簽,2x2英寸標簽。這三種標簽都是全球通用標簽,頻率均為860-960MHz,與ALR-9800讀寫器和ALR-9610-A系列UHF天線頻率匹配,不同之處在于M型標簽特別適合塑料,托盤的可重用資產(chǎn)管理等;2x2英寸標簽主要針對航空包裹和服裝行業(yè);而花型標簽是高性價比EPCClass1Gen2標簽,是RFID包裝的通用解決方案,在大多數(shù)包裝(包括金屬和水的包裝)上具有高性能,考慮到江蘇捷誠車載公司的產(chǎn)品主要為金屬配件的實際環(huán)境,本系統(tǒng)最后選定花型標簽。

 

    2.4軟件支持與功能實現(xiàn)

 

    智能倉儲管理系統(tǒng)的主要功能模塊為:閱讀器控制、出庫管理設備控制、入庫管理設備控制、數(shù)據(jù)采集設備控制、外部接口模塊、數(shù)據(jù)分析瀏覽模塊和系統(tǒng)監(jiān)視模塊。如圖3所示。

 

    閱讀器控制模塊主要包括RFID閱讀器控制、信息接收功能,出庫管理設備控制模塊主要提供出庫管理設備控制、信息接收、信息顯示等功能,入庫管理模塊主要實現(xiàn)入庫過程中的業(yè)務邏輯功能,數(shù)據(jù)采集設備控制模塊主要提供數(shù)據(jù)采集設備控制、信息接收、信息顯示等功能,外部接口模塊主要提供與生產(chǎn)管理系統(tǒng)和庫存管理系統(tǒng)的功能接口,數(shù)據(jù)分析瀏覽模塊主要提供庫存管理中各種信息的記錄查詢、分析以及打印等功能,系統(tǒng)監(jiān)視模塊主要提供倉庫中各種設備的狀態(tài)檢查、監(jiān)視功能。數(shù)據(jù)分析瀏覽模塊包括連機檢測、記錄查詢、報表打印、設置維護等輔助功能模塊。如圖4所示。

 

    (1)連機檢測

 

    此模塊包括閱讀器型號、閱讀器相關屬性和連接參數(shù)等。連接參數(shù)里面首先包括連接方式,有以太網(wǎng)和串口兩種:若是選擇以太網(wǎng),就必須設定IP和網(wǎng)關;若是選擇串口,必須選擇串口COM1/COM2,奇校驗/偶校驗,波特率等。此外,本模塊還有查看數(shù)據(jù),修改數(shù)據(jù),刪除數(shù)據(jù),整體入庫和整體出庫模塊,這些模塊分別借助后臺服務控制以及數(shù)據(jù)庫的連接實現(xiàn)。(2)記錄查詢

 

    這里使用了兩組查詢條件,這兩組查詢條件自

 

    身內部結構相同,但它們兩組之間的關系可以有""、"并且"及"或者"三種情況:第一種情況是"",即僅使用前一組查詢條件,不需要后一組查詢條件;第二種情況是"并且",即必須同時滿足前、后兩組查詢條件;第三種情況是"或者",即滿足這兩組查詢條件的檢測數(shù)據(jù)記錄都要列出。

 

    (3)報表打印

 

    本系統(tǒng)具有報表打印功能。根據(jù)需要,可以打印某日、某型號的倉儲管理綜合性能測試記錄。

 

    (4)設置維護

 

    該模塊有"產(chǎn)品型號/判定條件"、"測試人員"、"記錄維護"和"檢測校準"四個菜單項。有管理權限的用戶進入該模塊后,主要是維護測試產(chǎn)品的型號及判定是否合格的條件,維護產(chǎn)品測試人員的名單,對需要作特殊修改的測試數(shù)據(jù)進行修改,對需要作校準的測試項目進行校準。

 

    在"產(chǎn)品型號/判定條件"庫中記錄了各種常用的產(chǎn)品型號及其相對應的判定條件。與本系統(tǒng)使用通常的數(shù)據(jù)庫一樣,對此庫中的記錄可以實現(xiàn)上頁、下頁、首頁、末頁以及轉到某一頁的功能,并且可以進行添加、刪除、修改等操作,以滿足連機檢測的需要。連機之后,在"運行檢測數(shù)據(jù)"框中顯示的就是實時測量的產(chǎn)品數(shù)據(jù)。對照標準測量值,如果這里的某一示值有偏差,則需要校準。

 

    3后臺控制服務

 

    系統(tǒng)采用VB語言編程,通過調用MyProjec.tResources.Designer.vb.dll動態(tài)庫文件實現(xiàn)管理系統(tǒng)與閱讀器的通訊,其中的主要接口函數(shù)功能如表

 

    1所示。

 

    表1主要接口函數(shù)功能表

 

    操作函數(shù)參數(shù)返回值

 

    IP地址,網(wǎng)關,

 

    連接sqlcon.

 

    UserID:用戶ID號,

 

    數(shù)據(jù)庫ConnectionString

 

    Password:用戶密碼無

 

    連接并IP地址,網(wǎng)關,

 

    m_Reader.

 

    登陸UserID:用戶ID號,

 

    ConnectAndLogin

 

    閱讀器Password:用戶密碼無

 

    讀標簽m_Reader.

 

    TagList()Tag_ID:標簽ID數(shù)組

 

    斷開連接m_Reader.

 

    Disconnect()無無

 

    打開數(shù)據(jù)庫sqlcon.Open()無無

 

    關閉數(shù)據(jù)庫sqlcon.Close()無無

 

    填充數(shù)據(jù)庫sqladapte.r

 

    Fill()dr:數(shù)據(jù)表數(shù)組

 

    數(shù)據(jù)庫更新sqladapte.r

 

    Update()ds:商品信息數(shù)組

 

    4系統(tǒng)測試

 

    智能倉儲管理系統(tǒng)選取的測試環(huán)境是江蘇捷誠車載電子信息工程有限公司的倉庫,此倉庫庫存材料/產(chǎn)品種類多、庫存管理困難(入庫/出庫/盤點均采用手工操作),圖5是系統(tǒng)在該倉庫的測試結果。系統(tǒng)選取的閱讀器型號為ALR-9800;從圖5中可以看出,此時處于連機檢測模塊,當前連接狀態(tài):已連接;頻率為902.75MHz-927.25MHz;最大功率為45W;連接方式選擇以太網(wǎng);IP:192.168.0.23;網(wǎng)關:192.168.0.11。DataGridView中顯示的表是本系統(tǒng)檢測到的一部分產(chǎn)品信息,包括ID號,名稱,分類,相關信息以及讀取次數(shù)等。動化設備的采用代替了原有的手工作業(yè),不僅提高了捷誠車載電子信息工程有限公司倉庫管理效率,還能夠有效地降低倉庫人力資源成本。

 

    圖5測試結果

 

    5結論

 

    本系統(tǒng)通過在江蘇捷誠車載電子信息工程有限公司倉儲管理中引入RFID技術,閱讀器讀取標簽的速度可達人工登記速度的100倍以上,條碼掃描的20倍以上,同時由于RFID+WLAN設備的使用,處理的數(shù)據(jù)能夠實時與后臺數(shù)據(jù)庫同步,確保了操作的準確性。采用RFID實現(xiàn)實時盤點,提高了庫存信息的準確性和可靠性,解決該倉庫原有的盤點[5]工作作業(yè)量大,周期長,每次全庫盤點都需要停止收發(fā)業(yè)務十天左右,效率極其低下等不足。

    參考文獻：

    [1]   “射頻識別(RFID)技術與應用”規(guī)劃研討會在京召開[J]. 信息與電腦. 2006(05)

  
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