RFID智能電表倉儲管理系統

設

計

方

案

2012年3月

杭州中瑞思創科技股份有限公司

目錄

1概述

刖g

為響應國資委提出的利用RFID技術，高效合理的利用和管理國有資產，防止國有資產的流

失和浪費的號召，目前電力、通訊、鐵路、鋼鐵等行業國有大中型企業都在積極嘗試使用RFID

技術進行管理技術的革新。

現代倉儲管理已經轉變成履行中心，它的功能包括：傳統的倉庫管理、交叉轉運/在途今并、

增值服務流程、退貨、質量保證和動態客戶服務。

RFID智能電表倉儲管理系統是一個實時的計算機軟件系統，它能夠按照運作的業務規則和

運算法則，對信息、資源、行為、存貨和分銷運作進行更完美地管理，使其最大化滿足有效產出

和精確性的要求。這里所稱的〃倉儲〃包括生產和供應領域中各種類型的儲存倉庫和配送中心。

傳統的倉儲管理運作包括：收貨、上架、補貨、揀貨、包裝、發貨。在目前的競爭環境下，

企業必須不斷改進以適應供應鏈競爭的需要。

倉儲管理系統按照常規和用戶自行確定的優先原則，米優化倉庫的空間利用和全部倉儲作

業。對上，它通過電子數據交換(EDI)等電子媒介，與企業的局域網聯網，由主機下達收貨和定

單的原始數據。對下它通過無線網絡、手提終端、條碼系統和射頻數據通信(RFID)等信息技術與

倉庫的員工聯系。上下相互作用，傳達指令、反饋信息并更新數據庫，同時，生成所需的條碼標

簽和單據文件。

關于RF1D技術

RFID技術是21世紀發展最快的一項高科技技術，隨著與傳統網絡的結合，RFID技術展現出

巨大的市場應用潛力,被稱為“物聯網”和“第二代Internet”。無線射頻識別(RFID)技術

是一種非接觸式自動識別技術,是英文RadioFrequency二dentification的縮寫。它通過射頻

信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無需可視及人工干預，并可工作于各種工作環

境。

無線射頻識別系統由電子標簽(Tag)、讀寫器(Reader)和天線(Antenna)三部分組成。

具體的工作原理如下圖所示：上位機發送指令使讀寫器工作，讀寫通過天線發送射頻信號，電子

標簽接收到射頻信號后，轉化為電流，供芯片工作，讀出內部所儲存的數據，經調制后發送出去；

天線接收標簽反饋的信息并送至讀寫器，經解調后還原出標簽數據，發送給上位機進行處理。

RFID系統工作原理圖

需要指出，電子標簽不含有電池，它接收到閱讀器的電磁信號后經整流為直流電供芯片工作，

可做到免維護。每個電子標簽都有全球唯一的ID號，且有用戶數據區可供用戶寫入信息，它的

重量輕、體枳小，壽命非常長、價格便宜，通過合理的加工工藝可以實現大規模批量生產,

RFID技術將為數據采集的應用帶來重大的變革，射頻識別技術優勢在于：

1.可長距離讀取數據。

2.無需可視，環境適應性好，穿透力強；

3.識讀準確率高，近平100%,沅沅高于條形碼的識讀率：

4.識讀速度快，最快每秒可同時讀取數百個電子標簽；

5.可識別高速運動物為；

6.可重復讀、寫數據：

7.使用壽命長（10萬次讀寫），信息存儲量大，耐用性強，不易損壞。

作為一種在迅速發展并具有廣闊應用前景的先進識別技術，RFID技術在讀取數量、讀取距

離和讀取正確率等諸多方面均強化許多，且在應用層面上也更為廣泛，是?項將取代條碼且具有

廣泛應用領域的技術，勢必成為下一代識別技術的主流。對推動RFID技術的應用最有影響的是

最近美國國防部（D0D）和全球最大的連鎖超市WAL-MART全面采用符合EPC標準的無源式超高頻

（UHF）RFID電子標簽，以提高其物流管理效率和降低成本。因此，RFID技術被列為本世紀十大

重要技術項目之一，世界各國無不全力發展。

2智能電表RFID與條碼管理功能對比

條碼掃描出入庫

目前，電力公司的原始倉庫管理系統使用條形碼技術進行電表數據采集。使用條形碼技術采

集數據需要倉庫工作人員對每只需要出入庫的電表進行單獨掃描，而且掃描的時候條碼槍光束必

須對準電表標簽條形碼衣面，條形碼表面必須保持清潔、整齊，這樣就導致了電衣在倉庫出入庫

的時間、工作效率非常低。由于電表是雙層放置電表周轉箱，所以在掃描電表條碼的時候工作人

員需要把底層電表翻出來這行掃描操作，這樣給工作人員帶來很大的不便，而且大大的降低了倉

庫管理人員的工作效率，增加工作量。電表掃描的時候不停的翻動對電表的外觀將會有磨損，影

響了電表的質量。有時候不小心電表跌落在地將會導致電表的直接報廢，給倉庫管理增加了成本。

倉庫管理人員每掃描一只電表條形碼數據就需要實時上傳到數據中心同時進行數據校驗,在網絡

狀態不好的情況下出入庫工作將無法正常進行下去或者T.作進度非常緩慢。由此可以看出條形碼

技術越來越不滿足現代化倉庫的高效率管理，對倉庫管理中的數據采集技術到了升級的時候了。

條形碼的載體是紙張，因此容易受到水、油漬、灰塵等污染，容易受到折損。條形碼技術基

本沒有穿透性，條形碼掃描機必須在近距離而且沒有物體阻擋的情況下，才可以辨讀條形碼數據,

而且條形碼技術一次只能掃描一個條形碼，對于大批量的電表出入庫倉庫，條形碼技術根本滿足

不了。條形碼技術滿足不了現代化倉庫的工作需求，由此造成了倉庫管理環節中的?個短板，使

得倉庫管理工作效率始終提小高。

電子標簽數據采集出入庫

使用RFID技術對電表電子標簽進行掃描時，電表可以隨意擺放，對電表標簽表面的灰塵要

求可以不嚴格。RFID技術可以同時掃描整箱電表電子標簽數據，掃描完畢后才把數據整體上傳

和校驗。數據整體上傳和校驗在網絡不正常的情況下可以先保存在本地計算機上，等到網絡正常

的時候再進行上傳和校驗工作，這樣就可以到達不影響出入庫的工作進度。由于RFID數據采集

技術可以做到整箱數據采集所以大大節省了電表出入庫的工作時間，最大程度上提高倉庫管理工

作的效率。

RFID掃描設備可同時承取多個RFID電子標簽，理想效果可以同時掃描百個以上電子標簽。

RFID技術在讀取上并不受尺寸大小與形狀限制，不需要為了讀取精確度而配合紙張的固定

尺寸和卬刷品質。

RF1D電子標簽對水滴、油和化學藥品等物質具有很強抵抗性，對標簽數據的讀取環境要求

不是很苛刻。

在被覆蓋的情況下，RFID技術能夠穿透紙張、木材和塑料等非金屬或非透明的材質，并能

夠進行穿透性通信。

由于RFID承載的是電子式信息、，具數據內容可以有密碼保護，使其內容不易被偽造及變更。

近年來，RFID因其所具備的遠距離讀取、高儲存量等特性而備受矚目。它不僅可以幫助一

個企業大幅提高貨物、資產信息管理的效率，還可以讓銷售企業和制造企業互聯，從而更加準確

地接收反饋信息，控制需求信息，優化整個信息系統管理流程。

下面為RFID設備掃描電表電子標簽現場操作圖：

RFID出入庫

RFID移動掃描設備使的工作人員操作起來工作量減少了很多，不需要在電表周轉箱翻動電

表，只要把電表以箱為單位放入RFID掃描器就可以完成數據采集工作了。

技術優勢

RFID技術相比條碼技術的優勢在于數據采集時間縮短，讀取精度提高，對電表表面的清潔

程度要求不是很嚴格。RFID技術可以每秒讀取多達20只申表電子標簽，而II.RFID技術可以穿

透電表讀取底層電表電子標簽的數據信息。

下面以10箱（24只一箱）電表入庫來進行條碼技術和RFID技術的工作時間、強度比較。

一箱電表共24只，10箱電表則240只。條碼掃描槍掃描一只電表的條形碼需要約2秒鐘，

掃描240只電表則需要約480秒鐘，力口上電表的移動、搬箱、數據上傳、校驗時間使用條四槍入

庫240只電表總共需要約980秒鐘（約16分鐘），而且這樣的工作強度會使倉庫工作人員容易疲

勞。

使用RFID技術掃描一箱電表（24只電表）需要約2妙，掃描10箱則需要20秒鐘，加上搬箱、

數據上傳、校驗的時間，使用RFID技術掃描240只電表總共需要的時間約200秒鐘（約3分鐘）,

而且這種工作模式的強度不容易使倉庫工作人員疲勞，工人連續工作的時間加長。條形碼打描技

術在工作時間上是RFID技術的5倍左右，工作強度約5倍以上。由以上計算比較可以看出RFID

技術相比條形碼技術在工作強度、工作時間上都有非常大的優勢。

下面為統計列表：

項目RFID技術條形碼技術

掃描一個電表時間2秒2秒

一次掃描電表數量24個1個

掃描電表所需時間2()秒480秒

搬運、校對時間180秒500秒

總耗費時間200秒980秒

3系統方案

設計目標

采用RFID技術結合網絡、數據庫和信息管理等技犬，為倉庫管理者提供基于RFID技

術的新型的倉庫信息化管理。最大程度上提高倉庫的出入庫效率。

系統實施的目標：

1、建立完整的電表倉庫計算機管理系統，實現電表電子標簽打印、信息寫入、電子標

簽張貼、數據采集、數據匯總統計、信息分析、查詢、艱表等整個流程的管理。

2、高速防沖撞機制能同時百分百讀取24只電表電子標簽，提高電表出入庫的效率。

箱標簽完成對電表標簽進行捆綁，以便電表的多種出庫模式。

3、電表出庫實現條碼掃描槍、批量RFID采集、以箱為單位數據采集、直接箱號輸入

等出庫模式。

4、可以快速完成倉庫盤點，及時掌握倉庫庫存。

系統設計

1、系統組成

本系統是集成RFID自動識別技術、計算機軟件及控制技術、網絡技術為一體的創新型

項目。

系統大致應包括數據中心、RFID打印機、電表供應商電子標簽粘貼、電表入庫、盤點、

電表出庫、統計查詢，等幾大功能模塊，具體見下圖：

系統功能圖

2、系統網絡結構

該系統主要有前端標簽編碼分配、電子標簽打印、信息寫入，電子標簽粘貼，電網公司

倉庫電表倉儲管理，電網公司倉庫管理系統數據中心三人主要功能模塊組成。這三個功能模

塊的分布可以集中也可以分散在不同的單位。

工作流程

主管部門根據銷售需求分配指定電表序列號碼。電表序列弓碼由主管部門分配給電子標簽供

應商。供應商根據編碼進行標簽打印和信息寫入。打印好的電子標簽由電表生產廠家在生產線進

行粘貼。粘貼好電子標簽的電表配送給相應的供電局倉庫。由此就進入了電網公司的RFID倉儲

管理信息系統。對需要出入庫的電表可以通過RFID設備進行出入庫數據采集。

當粘貼有電子標簽的電表通過掃描設備時，天線以微波通訊的方式與電了?標簽進行雙向數據

交換，從電子標簽上讀取相關信息（讀取與現有條形碼內容相同的信息），并把數據信息實時的

傳送到數據中心。

1、編碼分配

電表電子標簽的編碼需主管上級部門進行按需分配。主管上級部門把規劃好的電表電子標簽

編碼發送給電子標簽打印部門。開始了倉庫RFID管理的第-步。

2、電子標簽打印、信息寫入

電表電子標簽的打印、信息寫入工作可以由RFID標簽供應商完成，以保證標簽信息的正確。

也可以由電表生產工廠完成打印工作，這樣節省了電子標簽的流通環節減少系統運營成本。電子

標簽打印需要由專業的RFID打印機完成，在打印的同時把電表編碼寫入電子標簽數據存儲區。

電子標簽表面可以根據需要選擇字體和圖標。除/電表需要粘貼電子標簽以外，電網公司的電表

周轉箱也需要粘貼一個箱電子標簽，該項工作需要由電網公司自己負責完成。箱電子標簽主要是

負責捆綁電表數據信息，為管理系統后面的工作環節增加方便，提供操作效率。

3、電子標簽粘貼

電表電子標簽粘貼工作必須由電表廠家完成比較方便。電子標簽供應商把打印好的發送到相

應的電表廠家，電表廠家在電表生產線末端對電表進行電子標簽粘貼工作。電子標簽粘貼工作一

定要保證編碼的正確配對，以免造成電網的倉儲管理混亂。電表生產廠家把粘貼好電子標簽的電

表運送到電網公司倉庫進行入庫、校驗等工作。

4、電表入庫

電網公司倉庫接收到生產廠家的電表需要進行倉庫管理的正常工作流程。粘貼由電子標簽的

電表入庫需要通過RFID專業掃描設備進行數據采集作為管理系統的唯一數據源。電表入庫可以

有兩種模式選擇：一、批量入庫：二、單箱入庫。

批量入庫首先把需要入庫的電表以箱為單位，通過RFR移動掃描設備，當所有需要入庫的

電表全部掃描完成后，再進行數據上傳、校驗工作。批量入庫模式操作方便、工作速度快，但是

批量入庫模式沒有了箱標簽捆綁的保證，所有批量入庫的電表默認為存放在1號電表箱。批量入

庫有可能造成不合格的電表出現在倉庫難以辨認、排查，只有在出庫的嚴格檢查才可以把不合格

的電表清除進行重新入庫。對于批量入庫的電表:則必須要進行批量出庫操作。

單箱入庫相比較批量入庫在速度上稍慢，操作也比較簡便。單箱入庫的最大優勢在于可以把

電表和箱號捆綁入庫，這樣操作就保證了電表入庫的精確操作，把不合格的電表在入庫環節排查

出來，禁止進入倉庫，以此保證倉庫的電表全部為合格電表。在入庫環節嚴格把關就可以最大程

度上減少出庫環節的工作量，減少出庫操作錯誤，提高出庫效率。

5、電表盤點

電表盤點主要是查看電表的數量和在倉庫的電表編碼。電表盤點只需要使用RFID手持設備

掃描電表箱號就可以查看電表是否在庫，數量是否齊全。

6、電表出庫

電表出庫可以有多種模式選擇，是操作最方便的環節。對于批量入庫的電表必須的選擇批量

出庫模式。批量出庫時查找不合格電表稍微麻煩一些，這樣有點增加現場工作人員的工作量。一

般建議盡量少用批量出庫模式。

對于以單箱捆綁入庫的電表就可以選擇兩種模式出庫極為方便快捷。首先對于單箱入庫的電

表可以采用RFID手持機掃描箱號進行單箱出庫，這樣操作非常簡單。RFID手持機掃描箱電子標

簽號碼需要工作人員進入倉庫對箱標簽進行掃描操作,這樣操作就可以對倉庫的電表出庫進行有

效的出庫規劃。

第三種出庫方式就是在營銷系統界面直接輸入箱電子標簽號碼也可以直接進行出庫操作。直

接輸入箱號碼出庫只需要把出庫的電表箱號按順序排列好就可以在辦公室直接操作出庫不需要

工作人員去倉庫掃描，但是這種操作方式需要工作人員對倉庫的電表擺放和電表位置非常熟悉才

不會給倉庫管理帶來麻煩和錯誤。綜合以上的情況可以看出，使用RFID管理技術在電表出入庫

管理上大大的減少工作量，極大的提高倉庫管理工作效率，減少錯誤操作的可能。

7、電表查詢

電表的一些相關的詳細信息查詢可以在電網公司營銷系統上而完成。營銷系統可以把倉庫內

每只電表的詳細信息顯示給工作人員，為工作人員的下一步操作做出正確的判斷。

8、數據中心

該管理系統的數據中心由營銷系統開發人員創建、維護、管理。RF1D倉庫管理系統只需要

把重要的電表數據發送給數據中心即可。數據中心負責倉庫電表數據的安全保護工作。

9、接口軟件

接口軟件在該項目里面也承擔了很大的作用，接口軟件是RFID掃描設備和電網公司營銷系

統結合的橋梁。接口軟件主要負責把通過RFTD掃描設備的電表電子標簽信息全部發送到數據中

心進行記錄保存。這個接口軟件具有批量出入庫、單箱出入庫兩種模式供倉庫管理人員選攔。接

口軟件啟動的時候默認為是單箱出入庫模式，如果用戶需要批量出入庫的話則需要進行模式選

擇。該軟件界面友好?、操作簡單容易掌握軟件的操作技巧。

4系統實施

項目建設內容

將電表采用周轉箱存放，電表和周轉箱安裝有電子標簽，出入庫環節輸送帶上安裝RFID讀

寫裝置，讀寫電表和周轉箱的電子標簽信息，工作人員就可根據讀寫電子標簽信息進行出入庫。

讀寫系統由光電傳感器控制讀卡，通過以太網和數據庫服務器進行數據交換。

安裝部署

1、入庫環節

在此環節部署RFID固定式讀寫設備、電表和周轉箱標簽信息讀寫關聯軟件。

具體內容包括：

>RFID固定式讀寫沒備安裝調試

>電腦操作臺安裝調試

2、出庫環節

此環節部署RFTD固定式讀寫設備、操作電腦、批量出庫讀寫軟件。

具體內容包括：

>RFID固定式設備安裝調試

>電腦操作臺安裝調試

設備部署方案

1、入庫讀寫裝置

入庫讀寫裝置：

2、出庫讀寫裝置

出庫讀寫裝置：

3、設備總體分布

序號設備名稱數量分布位置備注

固定設備構成：

RFID固定式倉庫出入庫各1套，備用1

12（讀寫器、側裝天線、頂裝

讀寫器套

天線、射頻電纜）。

2光電傳感器8固定式讀寫器旁邊開關機讀卡控制

3天線罩4出入庫各2個定制

4RFID手持機2盤點

5電子標簽若干粘貼「智能電表及包裝箱體