1、? 1994-2010 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. http:/射頻識別的倉儲信息采集及管理系統設計宋雪樺 , 陳麗蓮 , 陳景柱 , 夏鵬(江蘇大學計算機與通信工程學院,鎮江212013)摘要 :射頻識別技術(radio frequency identification , rf i d ) ,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據,并可根據不同的場景使用低頻、 高頻 、 超高頻 、 微波等不同的頻率 ,發揮它們各自的優點,實現信息快速采集的目的,此外rfi

2、 d 標簽還具有不怕臟污與可重復使用等優點, rf i d 技術應用越來越廣泛。本文根據倉儲管理信息模型,設計了基于rf i d 技術的倉儲管理系統,并對其子系統進行詳細分析,根據實際的倉儲環境確定閱讀器、 天線以及射頻標簽的選用原則。通過在倉儲管理中引入rf i d 技術 ,解決原有倉庫盤點工作作業量大 ,周期長 ,效率低下等不足,最后達到簡化作業流程、 改善盤點質量、 降低運作成本的效果 。測試表明本系統既提高了倉儲信息的精度,又實現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 ;倉儲管理中圖分類號 : tp315文獻標識碼: a文章編

3、號 : 10032 8329(2010) 02200522 05design of rfid warehousi ng informati on collecti on and management syste ms o ng xue2 hua, chen l i2lian, chenj ing2zhu, x ia peng( depart m ent of com puterscience and telecomm un ication s eng in eer ing, j iangsu un iversity, zhen jiang 212013, ch ina)abstract: ra

4、dio frequency identification, is a non - contact automatic identification technol ogy .ittrans mits data by using wireless electronic magnetic wave which uses low - frequency, high - fre2quency, ultra - frequency, microwave etc under different condition, taking the advantagesof the m,acco mp lishing

5、 them ission of rapid data - collection. moreover, as it is dirty - resistible and reus 2able, rf i d technology is seen to bemore andmore popular.the thesisbasedon themodel of ware2housemanage ment information, designs thewarehousemanage ment syste m basedon rf i d and con2ducts a detailed analysis

6、 of its subsyste m s . based on actual warehousing environment to deter minethe rules of choosingreader, antennaandrf tags .in thispaper, by introducingrf i d technol ogy inthewarehousemanage ment technology to s olve thework of a large quantity of inventory operations,cycle length, and extre mely l

7、ow efficiency in the existing warehouse,and to achieve the results ofsi mplifying work processes, improving inventory quality and reducingoperation costs . the test showsthat this systemnot only improved theprecision of the st orage information, but also realized the realtime automatic warehousemana

8、ge ment.it is very suitable for medium and s mall warehousemanage2ment.key words: rf i d; tag; automatic identification; warehousemanage ment25無線通信技術2010年第2期3基金項目:鎮江市08年雙新基金項目支助( zj mj2008335 )。作者簡介:宋雪樺( 1971 - ) ,女,江蘇無錫人,副教授,研究方向:數字信號處理。? 1994-2010 china academic journal electronic publishing house

9、. all rights reserved. http:/1 引 言從 1994年首次在國內得到應用至今十余年來,rf i d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,信息實時動態更新,高度真實可靠等優點廣泛應用于門禁、 物流 、 跟蹤 、 監控 、 防偽 、 身份識別、 安全 、 軍事 、 醫療等各個領域,具有廣闊的發展前景 1, 2 。倉儲管理系統 3是一個實時的計算機軟件系統 ,它能按照物流運作的規則和運算法則,對信息 、資源 、 行為 、 存貨和分銷運作進行優化,使其最大化滿足有效產出和精確管理的要求。 wms提供了企業級采購 、 制造計劃 、 制造

10、執行、 客戶服務系統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流程的支持,倉庫管理系統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企業,運送成品到批發商、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 ,大大提高了倉儲物流作業效率,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rf i d 技術的倉儲管理系統總體設計及其各子系統的功能設計,以及后臺控制服務和相關函數的設計說明。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

11、理系統的整體設計思路是,采用rf i d花型標簽、 alr - 9800閱讀器 、 alr - 9610天線及相關網絡設備作為硬件基礎,以達到快速識別物資信息 ,實時更新管理系統記錄。所有設備通過無線局域網在倉庫內部實現互聯,如圖1所示 。基本工作流程如圖2所示 5。2. 2 系統設計原則系統按照實用性原則、 安全性原則、 可擴展性原則和先進性原則進行設計 6。實用性原則: 本項目研發的全方位射頻識別智能倉儲管理信息系統,針對江蘇捷誠車載電子信息工程有限公司庫存材料/產品種類多 、 庫存管理困難的現狀 ,引入rf i d 技術改善管理效率,具有出/入35無線通信技術2010年第2期? 1994

12、-2010 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. http:/庫產品品質管理、 快速產品查找、 快速產品統計等特點 ,不僅可在電子行業相關企業推廣,也可在同類型具有多種類產品的企業推廣。安全性原則:通過rf i d 加密技術,本系統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,保證數據安全、 準確 。可擴展性原則:采用模塊化設計,便于系統升級和擴展 。先進性原則:采用先進 、 成熟的數據編碼與時隙aloha 防沖

13、突技術 7和方案 ,保證系統的先進性和穩定性 。2. 3 硬件支持根據以上設計思路和捷誠車載倉庫的具體要求 ,分別對rfi d 閱讀器 、 電子標簽和天線進行選型 。本智能倉儲管理系統采用型號alr - 9800的閱讀器 。 alr - 9800是一款應用于供應鏈管理的高性能rf i d 讀寫設備,基于改進的dsp處理器及第二代配套軟件使產品更具優越性。主要特點有多協議讀寫器,支持epc gen2;高性能的rf i d 能力 ;企業級的伸縮能力,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;本系統采用的協議是is o 18000 - 6c;有 4個端口接天線

14、;最大功率45w;通信接口: rs - 232; lan 接口 :lan tcpi/ 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 alr -9610 - 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 - 96

15、10 - 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- 960 mhz, 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,托盤的可重用資產管理等; 2x2英寸標簽主要針對航空包裹和服裝行業;而花型標簽是高性價比epc class 1 gen 2標簽 ,是 rf i d 包裝的通用解決方案,在大多數包裝(包括

16、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品主要為金屬配件的實際環境,本系統最后選定花型標簽 。2 . 4 軟件支持與功能實現智能倉儲管理系統的主要功能模塊為:閱讀器控制 、 出庫管理設備控制、 入庫管理設備控制、 數據采集設備控制、 外部接口模塊、 數據分析瀏覽模塊和系統監視模塊。如圖3所示 。閱讀器控制模塊主要包括rf i d 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45無線通信技術2010年第2期? 1994-2010 china academic journal electronic publishing house. all rights reserv

17、ed. http:/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入庫過程中的業務邏輯功能,數據采集設備控制模塊主要提供數據采集設備控制、信息接收 、 信息顯示等功能,外部接口模塊主要提供與生產管理系統和庫存管理系統的功能接口,數據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,系統監視模塊主要提供倉庫中各種設備的狀態檢查、 監視功能 。數據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等 。連接參數里面首先包括連接方式,有以太網和串口

18、兩種:若是選擇以太網,就必須設定ip和網 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 ,本模塊還有查看數據,修改數據,刪除數據,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據庫的連接實現。 (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據記錄都要列出。 (3) 報表

19、打印本系統具有報表打印功能。根據需要,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 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,主要是維護測試產品的型號及判定是否合格的條件,維護產品測試人員的名單 ,對需要作特殊修改的測試數據進行修改,對需要作校準的測試項目進行校準。在 產品型號/判定條件庫中記錄了各種常用的產品型號及其相對應的判定條件。與本系統使用通常的數據庫一樣,對此庫中的記錄可以實現上頁、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,

20、以滿足連機檢測的需要 。連機之后 ,在 運行檢測數據框中顯示的就是實時測量的產品數據。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后臺控制服務系統采用vb 語言編程,通過調用my project.res ources . designer . vb. dll 動態庫文件實現管理系統與閱讀器的通訊,其中的主要接口函數功能如表1所示 。表1 主要接口函數功能表操作函數參數返回值連接數據庫sqlcon .connectionstringip地址,網關,u ser id:用戶i d號,pass word:用戶密碼無連接并登陸閱讀器m_reader.connecta ndloginip地址,

21、網關,u ser id:用戶i d號,pass word:用戶密碼無讀標簽m_reader.tagl ist()tag_id:標簽id數組斷開連接m_reader.d isconnect( )無無打開數據庫sqlcon. open( )無無關閉數據庫sqlcon. close ( )無無填充數據庫sqladapter.fill ( )dr:數據表數組數據庫更新sqladapter.update ( )ds:商品信息數組4系統測試智能倉儲管理系統選取的測試環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

22、統在該倉庫的測試結果。系統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:已連接 ;頻率為902. 75mhz - 927 . 25mhz; 最大功率為45 w ;連接方式選擇以太網; ip: 192 . 168. 0. 23;網關 : 192. 168 . 0. 11。 datagridview 中顯示的表是本系統檢測到的一部分產品信息,包括i d 號 ,名稱 ,分類 ,相關信息以及讀取次數等。55無線通信技術2010年第2期? 1994-2010 china academic journal electronic publishing hou

23、se. all rights reserved. http:/圖5測試結果5 結 論本系統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rf i d 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rf i d +wlan 設備的使用,處理的數據能夠實時與后臺數據庫同步,確保了操作的準確性。采用rf i d 實現實時盤點,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工作作業量大,周期長 ,每次全庫盤點都需要停止收發業務十天左右,效率極其低下等不足。大量的自動化設備的采用代替了原有的手工作業,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。參考文獻 1 p. bemardi,f. gandino, f. lamberti, and etc. .an anti- counterfeit m echanismforthe applicati on layerinlow - cost rf id device c .proc.ieee iccsc,2006,pp. 227 - 231. 2 yangxiao, xuem in shen, bo sun and l in cai.securityand privacyin rf