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        射頻識別技術(shù)(RFID)在口岸防控物資倉庫中的設(shè)計與應(yīng)用

        2014-04-19 15:55:36朱志強孫英鄧振宇楊志峰
        物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 2014年4期
        關(guān)鍵詞:設(shè)計與應(yīng)用

        朱志強+孫英+鄧振宇+楊志峰

        摘 要:基于RFID技術(shù)的倉庫管理系統(tǒng)硬件包括主機、接口卡、固定式讀寫器、手持讀寫器、天線、電子標簽等。其中主機安裝有管理軟件,可通過接口卡與讀寫器相連接并對其進行控制(如設(shè)置權(quán)限、讀取記錄及統(tǒng)計查詢等);系統(tǒng)使用RFID電子標簽作為物資的標識,以存儲其型號、生產(chǎn)日期、數(shù)量等資料。并可根據(jù)要求實現(xiàn)倉庫的收料管理、入庫管理、出管理、移庫管理、盤點管理以及用戶管理等功能。用戶通過相應(yīng)的模塊,可對倉庫里物資的基本情況進行更新、刪除和查詢,對物資的收料、入庫、移庫、出庫和盤點進行管理,對各功能模塊明細進行查詢,對使用該系統(tǒng)的用戶進行更新、刪除和查詢,對庫存數(shù)量進行查詢,用戶通過簡單的操作即可輕松的管理倉庫。

        關(guān)鍵詞:射頻識別技術(shù);口岸防控物資倉庫;設(shè)計與應(yīng)用

        中圖法分類號:TP315 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2014)04-0015-03

        0 引 言

        傳統(tǒng)的倉庫管理依賴于以紙張為基礎(chǔ)的系統(tǒng)記錄和追蹤進出的貨物,浪費人力、效率低下。主要存在以下幾個問題:倉儲貨物品種多、數(shù)量大,庫存管理難度大,物資數(shù)量大占用較多存儲空間,不但增加管理成本,而且物資短缺情況還是時有發(fā)生;庫存管理工作粗放,管理方式仍采用較多手工方式,工作量大,且對人員數(shù)量需求較多,容易造成庫存統(tǒng)計錯誤;庫存物資不符現(xiàn)象時有出現(xiàn),但不能及時發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象;倉儲管理中暴露的問題不能及時反映及時解決,例如:物資不準確,缺乏有效手段,進行問題匯報和溝通;協(xié)調(diào)性較差,沒有信息系統(tǒng)的支持。

        在倉庫管理中,隨著基于射頻識別技術(shù)(RFID)的應(yīng)用,可以從根本上解決這個問題?;赗FID技術(shù)的倉庫管理系統(tǒng)設(shè)計的目的是實現(xiàn)物資出/入庫控制、物資存放及數(shù)量統(tǒng)計、信息查詢過程的自動化,方便管理人員進行統(tǒng)計、查詢和掌握物資流動情況。RFID技術(shù)不但免除了跟蹤過程中的人工干預(yù),且在節(jié)省大量人力的同時極大地提高了工作效率[1]。這種系統(tǒng)可以大大簡化物資的庫存管理,滿足信息流量不斷增大和信息處理速度不斷提高的需求。和傳統(tǒng)手寫記錄和條形碼技術(shù)相比,RFID技術(shù)可以大大消減人工成本,使倉儲許多環(huán)節(jié)操作自動化,達到方便、快捷、安全、高效等要求。

        1 系統(tǒng)基本原理

        1.1 RFID技術(shù)含義

        RFID又稱電子標簽、無線射頻識別,是一種通信技術(shù),可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù),而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或光學接觸。RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù),它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù),識別工作無需人工干預(yù),可同時識別多個標簽,操作快捷方便[2]。圖1所示是RFID的實物示意圖。

        圖1 RFID實物示意圖

        1.2 RFID技術(shù)工作原理

        一般說來,RFID的硬件組成主要有四個部分:RFID標簽(Tag)、閱讀器(Reader)、天線(Antenna)、計算機管理系統(tǒng)。閱讀器會通天線發(fā)送一定頻率的射頻信號,當附著在商品表面的電子標簽進入到天線的作用范圍內(nèi),產(chǎn)生的感應(yīng)電流會激活電子標簽,使之獲取一定能量,然后電子標簽會將自身數(shù)據(jù)信息經(jīng)由天線發(fā)送出去;計算機系統(tǒng)接收到天線傳送過來的載波信息后,會將信息通過天線調(diào)節(jié)器傳送至閱讀器;再由閱讀器解碼收到的信號后,將相應(yīng)的信息通過計算機系統(tǒng)傳送到后臺管理信息系統(tǒng)處理[3]。圖2所示是RFID技術(shù)的工作原理圖。

        圖2 RFID技術(shù)的工作原理圖

        1.3 RFID技術(shù)優(yōu)勢

        RFID技術(shù)建立在無線電技術(shù)、計算機軟硬件技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、大規(guī)?;A(chǔ)電路技術(shù)、等多項技術(shù)發(fā)展之上,在自動識別領(lǐng)域,它具有其他識別技術(shù)無可比擬的優(yōu)勢。和條碼技術(shù)等其他識別技術(shù)相比較,RFID主要有以下幾個方面特點優(yōu)勢:讀寫功能、形狀的小型化和多樣化、耐環(huán)境性、可反復(fù)使用性、穿透性能好、數(shù)據(jù)信息記憶存儲容量大[4,5]。

        2 系統(tǒng)總體設(shè)計

        基于RFID的數(shù)字化倉庫是在現(xiàn)有倉庫管理中引入RFID技術(shù),對信息的準確性和流程的自動化要求非常高,需要實現(xiàn)對倉庫各個作業(yè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進行自動采集和保證倉庫管理各個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)輸入的速度和準確性,確保及時準確地掌握庫存的真實數(shù)據(jù),合理保持和控制倉庫庫存[6,7]。

        2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

        系統(tǒng)由硬件設(shè)備及軟件功能模塊兩方面組成,采用分散和串聯(lián)的方式,不同類型的設(shè)備是分散點對點形式的,如:有源RFID直接讀取電子標簽;相同類型的設(shè)備是串聯(lián)點對點形式的,如:無源RFID設(shè)備是串聯(lián)讀取電子標簽。

        2.1.1 系統(tǒng)硬件構(gòu)成

        基于RFID的數(shù)字化倉庫管理系統(tǒng)的體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定系統(tǒng)應(yīng)至少具有主控計算機、出/入庫口的RFID識讀器、手持式RFID讀寫器、電子標簽等硬件設(shè)備。

        2.1.2 系統(tǒng)軟件功能模塊構(gòu)成

        基于RFID的數(shù)字化倉庫管理系統(tǒng)的功能是對傳統(tǒng)倉庫管理系統(tǒng)的功能實現(xiàn)和擴展,包括入庫管理、出庫管理、盤點、查詢及報表和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護等。

        入庫管理主要實現(xiàn)貨物入庫操作,可完成入庫單據(jù)的錄入、修改、刪除等作業(yè);

        出庫管理和入庫管理類似,是實現(xiàn)貨物出庫操作,可完成出庫單據(jù)的錄入、修改、刪除等作業(yè);

        查詢及報表就是倉庫管理員通過查詢及報表對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中庫存盤存狀態(tài)、單據(jù)以及貨物、貨位狀態(tài)進行管理;

        基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護是對本系統(tǒng)中貨物等信息進行查看、添加、刪除和修改等操作,方便其他功能中對數(shù)據(jù)使用。

        2.2 電子標簽

        電子標簽從類型上分為有源和無源兩種,從功能上又分易貼紙標簽、抗金屬標簽等。每種標簽有自己的屬性,如讀寫距離、使用方法等。每個類型的標簽又只能被所對應(yīng)的讀寫器所識別,有一定局限性。圖3所示就是常用的電子標簽。

        圖3 常用的電子標簽

        2.3 讀寫器

        讀寫器負責讀取電子標簽。類型分為有源讀寫器和無源讀寫器。便攜性上分固定式和移動式兩種。不同的讀寫器有自己的屬性,如讀寫距離、使用方法等。讀寫器的任務(wù)不同,移動式讀寫器除了識別標簽外,還能夠進行額外操作:如盤點倉庫、修改庫存等。固定式讀寫器只能夠識別標簽。圖4所示就是實際的讀寫器實物圖。

        圖4 讀寫器

        2.4 計算機應(yīng)用管理系統(tǒng)

        通過對RFID的硬件編程,將RFID發(fā)送數(shù)據(jù)和防控物資智能化管理系統(tǒng)進行接口對接,可實現(xiàn)RFID硬件和防控物資系統(tǒng)軟件的智能化管理。

        3 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

        3.1 有源RIFD技術(shù)

        有源RIFD技術(shù)的實現(xiàn)方式包括“有源讀寫器+有源標簽+通信網(wǎng)線”放置式安裝,可將有源讀寫器安裝在鋼瓶庫房墻壁上方中央位置,每個鋼瓶掛上有源標簽(可拆卸,實現(xiàn)重復(fù)利用),有源讀寫器24小時讀取庫房內(nèi)鋼瓶數(shù)量。數(shù)據(jù)傳輸為固定時間內(nèi)定時發(fā)送給智能軟件系統(tǒng),軟件系統(tǒng)服務(wù)24小時開啟,即時處理發(fā)送過來的數(shù)據(jù),將他們存入數(shù)據(jù)庫。

        3.2 無源RFID技術(shù)

        無源RIFD技術(shù)的實現(xiàn)方式包括“無源讀寫器+無源標簽+通信網(wǎng)線”天花板式(墻內(nèi)式)安裝,即在倉庫的8個門口安裝2臺無源讀寫器,每臺讀寫器帶有4個讀寫天線,共8個天線,對應(yīng)于8個門口,倉庫內(nèi)所有貼有無源標簽的物資,通過門口時,都會被無源天線讀取,并由無源讀取器發(fā)送到防控物資系統(tǒng)軟件。設(shè)備和防控物資系統(tǒng)軟件服務(wù)24小時開啟。數(shù)據(jù)傳輸為固定時間內(nèi)定時發(fā)送給智能軟件系統(tǒng),軟件系統(tǒng)服務(wù)24小時開啟,即時處理發(fā)送過來的數(shù)據(jù),將他們存入數(shù)據(jù)庫。

        3.3 手持RFID技術(shù)

        這種方式包括“RFID手持機+無源標簽”,手持機的操作系統(tǒng)為Windows Phone,在Window Phone內(nèi)安裝RFID服務(wù)軟件,實現(xiàn)將手持機讀寫到的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程服務(wù)端,功能類似于無源讀寫器(都是針對無源標簽的),特點是移動式,還有就是功能比普通無源讀寫器強大,可以實現(xiàn)倉庫盤點,物資進出庫操作等功能。

        3.4 發(fā)卡流程

        每位貨物都需要一張RFID標簽(超高頻標簽、有源標簽)的來標識貨物,RFID標簽中的編碼可以存儲貨物品種、數(shù)量等信息。其對應(yīng)設(shè)備包括:桌面式發(fā)卡器和有源標簽讀寫器(兩種標簽使用不同發(fā)卡器)。具體發(fā)卡流程圖如圖5所示。

        3.5 有源標簽出入庫流程

        有源讀寫器實時的讀取在倉庫中的標簽,并通過讀取到的標簽判斷貨物是否出入庫。有源讀寫器為長時間工作。對應(yīng)設(shè)備包括有源標簽讀寫器,圖6所示是有源標簽出入庫流程圖。

        圖5 具體發(fā)卡流程圖 圖6 有源標簽出入庫流程圖

        3.6 超高頻RFID標簽出入庫

        本模塊包含出入庫信息。按批次一起上傳給服務(wù)器。超高頻RFID標簽出入庫模式:動態(tài)時間判斷出入庫。對應(yīng)設(shè)備有:UHF電子標簽讀寫器(2個讀寫器)、UHF電子標簽讀寫器天線(8個天線),其超高頻RFID標簽的出入庫流程圖如圖7所示。

        3.7 盤點

        根據(jù)設(shè)備類型不同,盤點可分為有源盤點及無源盤點。對應(yīng)設(shè)備有:UHF電子標簽手持機,其盤點流程圖如圖8所示。

        3.8 庫存數(shù)量修改

        倉庫管理員可手動修改庫存數(shù)量。對應(yīng)設(shè)備為UHF電子標簽手持機。圖9所示為庫存數(shù)量的修改流程圖。

        3.9 手持出入庫

        倉庫管理員手動出入庫操作的對應(yīng)設(shè)備為UHF電子標簽手持機,手持機使用的庫存數(shù)量修改流程圖如圖10所示。

        圖7 超高頻RFID標簽出入庫流程圖 圖8 盤點流程圖

        圖9 庫存數(shù)量修改流程圖 圖10 手持機數(shù)據(jù)修改流程圖

        4 系統(tǒng)測試結(jié)果

        RFID軟硬件設(shè)備安裝到位后,可按功能區(qū)分來進行各個項目的分類測試,并正確記錄測試結(jié)果,測試記錄項目如下:

        讀寫器與系統(tǒng)的對接測試:讀寫數(shù)據(jù)速率、讀寫數(shù)據(jù)正確率;

        有源電子標簽(針對鋼瓶的標簽)的讀取測試:有效讀寫距離、讀寫個數(shù)、讀寫數(shù)據(jù)速率、讀寫數(shù)據(jù)的正確率;

        無源電子標簽的讀取測試:有效讀寫距離、讀寫個數(shù)、讀寫數(shù)據(jù)的速率、讀寫數(shù)據(jù)的正確率;

        手持機讀取電子標簽測試:有效讀寫距離、讀寫數(shù)據(jù)的速率、讀寫數(shù)據(jù)的正確率;

        手持機的領(lǐng)用操作測試:掃描RFID是否成功、提交是否成功;

        手持機的歸還操作測試:掃描RFID是否成功、提交是否成功;

        手持機的修改測試:掃描RFID是否成功、修改數(shù)量是否成功、移庫操作是否成功;

        手持機的盤點測試:測試能否獲得指定倉庫下某間房間的物資、能否正確提交報告。

        圖11所示為其具體的測試界面與結(jié)果圖。

        經(jīng)過多次的反復(fù)測試表明,RFID技術(shù)在本系統(tǒng)中的應(yīng)用是成功的,在本系統(tǒng)中,速度、效率、正確率、信息的整合是重點追求的目標,主要在于提高了倉庫管理正確性、管理精度及操作的方便性,減少數(shù)據(jù)誤差及延遲;精確掌握物資情況,優(yōu)化合理庫存;縮減盤點周期,提高數(shù)據(jù)實時性,實時動態(tài)掌握庫存情況,實現(xiàn)對庫存物品的可視化管理;有效區(qū)分實物庫存及列帳庫存,有效管理票、物時間差,方便倉庫倉庫物資對帳。

        圖11 具體的測試界面與結(jié)果

        5 結(jié) 語

        本系統(tǒng)應(yīng)用RFID技術(shù)后取得了較好的效果,對防控物資倉儲操作實行了全方位的監(jiān)控和管理,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(yīng)用于中小型倉庫的倉儲管理,主要表現(xiàn)在:節(jié)省人工成本,入/出庫口RFID有效降低了傳統(tǒng)人工檢查的勞動量;極大地提高對出入庫貨物信息記錄采集的準確性;可隨時顯示當前庫存狀態(tài),對庫存不足的物資可提前申請采購;在辦公室內(nèi)就可實現(xiàn)貨物動態(tài)出入庫管理,入/出庫口RFID可對出入庫口貨物進行實時監(jiān)控,避免人工檢查,節(jié)省核對時間;易操作性的界面設(shè)計將降低庫存管理的難度。

        由于射頻識別卡的讀寫距離較短,所以需要規(guī)范倉庫管理人員的操作,以保證數(shù)據(jù)讀寫有效;射頻識別卡的價格較貴,倉庫內(nèi)物品種類數(shù)量眾多,因此要求合理配置IC卡,以使系統(tǒng)的性價比最佳;含有金屬或液體成份的物品會對RFID產(chǎn)生干擾,數(shù)據(jù)讀取成功率不高;RFID標簽一旦接近到讀寫器,就會無條件的自動發(fā)出訊息,無法確認該RFID讀寫器是否合法;RFID技術(shù)在標簽本身的訪問缺陷、通信鏈路上以及讀寫器內(nèi)部等都有不少的安全風險,在實際應(yīng)用中存在局限性。

        參 考 文 獻

        [1]張革軍.RFID技術(shù)在供應(yīng)鏈管理中的應(yīng)用[J].自動識別技術(shù)與應(yīng)用,2005(2):36-38.

        [2]百度百科.RFID[EB/OL].[2010-03-02].http://baike.baidu.com.

        [3]任永昌.基于射頻識別技術(shù)在嵌入式倉儲物流管理中的研究[J].電腦知識與技術(shù),2010(7):5339-5341.

        [4]Brewer A, Sloan N, Landers T.L. Intelligent Tracking in Manufacturing[J].Journal of Intelligent Manufacturing, 1999,10(3-4):25-28.

        [5]游戰(zhàn)清,李蘇劍.無線射頻識別技術(shù)(RFID)理論與應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2004.

        [6]王小敏.基于RFID技術(shù)的庫存管理系統(tǒng)研究[D].北京:對外經(jīng)濟貿(mào)易大學(碩士論文),2006.

        [7]李鐵克.制造執(zhí)行系統(tǒng)模型綜述與分析[J].冶金自動化,2003(4):13-17.

        圖3 常用的電子標簽

        2.3 讀寫器

        讀寫器負責讀取電子標簽。類型分為有源讀寫器和無源讀寫器。便攜性上分固定式和移動式兩種。不同的讀寫器有自己的屬性,如讀寫距離、使用方法等。讀寫器的任務(wù)不同,移動式讀寫器除了識別標簽外,還能夠進行額外操作:如盤點倉庫、修改庫存等。固定式讀寫器只能夠識別標簽。圖4所示就是實際的讀寫器實物圖。

        圖4 讀寫器

        2.4 計算機應(yīng)用管理系統(tǒng)

        通過對RFID的硬件編程,將RFID發(fā)送數(shù)據(jù)和防控物資智能化管理系統(tǒng)進行接口對接,可實現(xiàn)RFID硬件和防控物資系統(tǒng)軟件的智能化管理。

        3 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

        3.1 有源RIFD技術(shù)

        有源RIFD技術(shù)的實現(xiàn)方式包括“有源讀寫器+有源標簽+通信網(wǎng)線”放置式安裝,可將有源讀寫器安裝在鋼瓶庫房墻壁上方中央位置,每個鋼瓶掛上有源標簽(可拆卸,實現(xiàn)重復(fù)利用),有源讀寫器24小時讀取庫房內(nèi)鋼瓶數(shù)量。數(shù)據(jù)傳輸為固定時間內(nèi)定時發(fā)送給智能軟件系統(tǒng),軟件系統(tǒng)服務(wù)24小時開啟,即時處理發(fā)送過來的數(shù)據(jù),將他們存入數(shù)據(jù)庫。

        3.2 無源RFID技術(shù)

        無源RIFD技術(shù)的實現(xiàn)方式包括“無源讀寫器+無源標簽+通信網(wǎng)線”天花板式(墻內(nèi)式)安裝,即在倉庫的8個門口安裝2臺無源讀寫器,每臺讀寫器帶有4個讀寫天線,共8個天線,對應(yīng)于8個門口,倉庫內(nèi)所有貼有無源標簽的物資,通過門口時,都會被無源天線讀取,并由無源讀取器發(fā)送到防控物資系統(tǒng)軟件。設(shè)備和防控物資系統(tǒng)軟件服務(wù)24小時開啟。數(shù)據(jù)傳輸為固定時間內(nèi)定時發(fā)送給智能軟件系統(tǒng),軟件系統(tǒng)服務(wù)24小時開啟,即時處理發(fā)送過來的數(shù)據(jù),將他們存入數(shù)據(jù)庫。

        3.3 手持RFID技術(shù)

        這種方式包括“RFID手持機+無源標簽”,手持機的操作系統(tǒng)為Windows Phone,在Window Phone內(nèi)安裝RFID服務(wù)軟件,實現(xiàn)將手持機讀寫到的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程服務(wù)端,功能類似于無源讀寫器(都是針對無源標簽的),特點是移動式,還有就是功能比普通無源讀寫器強大,可以實現(xiàn)倉庫盤點,物資進出庫操作等功能。

        3.4 發(fā)卡流程

        每位貨物都需要一張RFID標簽(超高頻標簽、有源標簽)的來標識貨物,RFID標簽中的編碼可以存儲貨物品種、數(shù)量等信息。其對應(yīng)設(shè)備包括:桌面式發(fā)卡器和有源標簽讀寫器(兩種標簽使用不同發(fā)卡器)。具體發(fā)卡流程圖如圖5所示。

        3.5 有源標簽出入庫流程

        有源讀寫器實時的讀取在倉庫中的標簽,并通過讀取到的標簽判斷貨物是否出入庫。有源讀寫器為長時間工作。對應(yīng)設(shè)備包括有源標簽讀寫器,圖6所示是有源標簽出入庫流程圖。

        圖5 具體發(fā)卡流程圖 圖6 有源標簽出入庫流程圖

        3.6 超高頻RFID標簽出入庫

        本模塊包含出入庫信息。按批次一起上傳給服務(wù)器。超高頻RFID標簽出入庫模式:動態(tài)時間判斷出入庫。對應(yīng)設(shè)備有:UHF電子標簽讀寫器(2個讀寫器)、UHF電子標簽讀寫器天線(8個天線),其超高頻RFID標簽的出入庫流程圖如圖7所示。

        3.7 盤點

        根據(jù)設(shè)備類型不同,盤點可分為有源盤點及無源盤點。對應(yīng)設(shè)備有:UHF電子標簽手持機,其盤點流程圖如圖8所示。

        3.8 庫存數(shù)量修改

        倉庫管理員可手動修改庫存數(shù)量。對應(yīng)設(shè)備為UHF電子標簽手持機。圖9所示為庫存數(shù)量的修改流程圖。

        3.9 手持出入庫

        倉庫管理員手動出入庫操作的對應(yīng)設(shè)備為UHF電子標簽手持機,手持機使用的庫存數(shù)量修改流程圖如圖10所示。

        圖7 超高頻RFID標簽出入庫流程圖 圖8 盤點流程圖

        圖9 庫存數(shù)量修改流程圖 圖10 手持機數(shù)據(jù)修改流程圖

        4 系統(tǒng)測試結(jié)果

        RFID軟硬件設(shè)備安裝到位后,可按功能區(qū)分來進行各個項目的分類測試,并正確記錄測試結(jié)果,測試記錄項目如下:

        讀寫器與系統(tǒng)的對接測試:讀寫數(shù)據(jù)速率、讀寫數(shù)據(jù)正確率;

        有源電子標簽(針對鋼瓶的標簽)的讀取測試:有效讀寫距離、讀寫個數(shù)、讀寫數(shù)據(jù)速率、讀寫數(shù)據(jù)的正確率;

        無源電子標簽的讀取測試:有效讀寫距離、讀寫個數(shù)、讀寫數(shù)據(jù)的速率、讀寫數(shù)據(jù)的正確率;

        手持機讀取電子標簽測試:有效讀寫距離、讀寫數(shù)據(jù)的速率、讀寫數(shù)據(jù)的正確率;

        手持機的領(lǐng)用操作測試:掃描RFID是否成功、提交是否成功;

        手持機的歸還操作測試:掃描RFID是否成功、提交是否成功;

        手持機的修改測試:掃描RFID是否成功、修改數(shù)量是否成功、移庫操作是否成功;

        手持機的盤點測試:測試能否獲得指定倉庫下某間房間的物資、能否正確提交報告。

        圖11所示為其具體的測試界面與結(jié)果圖。

        經(jīng)過多次的反復(fù)測試表明,RFID技術(shù)在本系統(tǒng)中的應(yīng)用是成功的,在本系統(tǒng)中,速度、效率、正確率、信息的整合是重點追求的目標,主要在于提高了倉庫管理正確性、管理精度及操作的方便性,減少數(shù)據(jù)誤差及延遲;精確掌握物資情況,優(yōu)化合理庫存;縮減盤點周期,提高數(shù)據(jù)實時性,實時動態(tài)掌握庫存情況,實現(xiàn)對庫存物品的可視化管理;有效區(qū)分實物庫存及列帳庫存,有效管理票、物時間差,方便倉庫倉庫物資對帳。

        圖11 具體的測試界面與結(jié)果

        5 結(jié) 語

        本系統(tǒng)應(yīng)用RFID技術(shù)后取得了較好的效果,對防控物資倉儲操作實行了全方位的監(jiān)控和管理,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(yīng)用于中小型倉庫的倉儲管理,主要表現(xiàn)在:節(jié)省人工成本,入/出庫口RFID有效降低了傳統(tǒng)人工檢查的勞動量;極大地提高對出入庫貨物信息記錄采集的準確性;可隨時顯示當前庫存狀態(tài),對庫存不足的物資可提前申請采購;在辦公室內(nèi)就可實現(xiàn)貨物動態(tài)出入庫管理,入/出庫口RFID可對出入庫口貨物進行實時監(jiān)控,避免人工檢查,節(jié)省核對時間;易操作性的界面設(shè)計將降低庫存管理的難度。

        由于射頻識別卡的讀寫距離較短,所以需要規(guī)范倉庫管理人員的操作,以保證數(shù)據(jù)讀寫有效;射頻識別卡的價格較貴,倉庫內(nèi)物品種類數(shù)量眾多,因此要求合理配置IC卡,以使系統(tǒng)的性價比最佳;含有金屬或液體成份的物品會對RFID產(chǎn)生干擾,數(shù)據(jù)讀取成功率不高;RFID標簽一旦接近到讀寫器,就會無條件的自動發(fā)出訊息,無法確認該RFID讀寫器是否合法;RFID技術(shù)在標簽本身的訪問缺陷、通信鏈路上以及讀寫器內(nèi)部等都有不少的安全風險,在實際應(yīng)用中存在局限性。

        參 考 文 獻

        [1]張革軍.RFID技術(shù)在供應(yīng)鏈管理中的應(yīng)用[J].自動識別技術(shù)與應(yīng)用,2005(2):36-38.

        [2]百度百科.RFID[EB/OL].[2010-03-02].http://baike.baidu.com.

        [3]任永昌.基于射頻識別技術(shù)在嵌入式倉儲物流管理中的研究[J].電腦知識與技術(shù),2010(7):5339-5341.

        [4]Brewer A, Sloan N, Landers T.L. Intelligent Tracking in Manufacturing[J].Journal of Intelligent Manufacturing, 1999,10(3-4):25-28.

        [5]游戰(zhàn)清,李蘇劍.無線射頻識別技術(shù)(RFID)理論與應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2004.

        [6]王小敏.基于RFID技術(shù)的庫存管理系統(tǒng)研究[D].北京:對外經(jīng)濟貿(mào)易大學(碩士論文),2006.

        [7]李鐵克.制造執(zhí)行系統(tǒng)模型綜述與分析[J].冶金自動化,2003(4):13-17.

        圖3 常用的電子標簽

        2.3 讀寫器

        讀寫器負責讀取電子標簽。類型分為有源讀寫器和無源讀寫器。便攜性上分固定式和移動式兩種。不同的讀寫器有自己的屬性,如讀寫距離、使用方法等。讀寫器的任務(wù)不同,移動式讀寫器除了識別標簽外,還能夠進行額外操作:如盤點倉庫、修改庫存等。固定式讀寫器只能夠識別標簽。圖4所示就是實際的讀寫器實物圖。

        圖4 讀寫器

        2.4 計算機應(yīng)用管理系統(tǒng)

        通過對RFID的硬件編程,將RFID發(fā)送數(shù)據(jù)和防控物資智能化管理系統(tǒng)進行接口對接,可實現(xiàn)RFID硬件和防控物資系統(tǒng)軟件的智能化管理。

        3 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

        3.1 有源RIFD技術(shù)

        有源RIFD技術(shù)的實現(xiàn)方式包括“有源讀寫器+有源標簽+通信網(wǎng)線”放置式安裝,可將有源讀寫器安裝在鋼瓶庫房墻壁上方中央位置,每個鋼瓶掛上有源標簽(可拆卸,實現(xiàn)重復(fù)利用),有源讀寫器24小時讀取庫房內(nèi)鋼瓶數(shù)量。數(shù)據(jù)傳輸為固定時間內(nèi)定時發(fā)送給智能軟件系統(tǒng),軟件系統(tǒng)服務(wù)24小時開啟,即時處理發(fā)送過來的數(shù)據(jù),將他們存入數(shù)據(jù)庫。

        3.2 無源RFID技術(shù)

        無源RIFD技術(shù)的實現(xiàn)方式包括“無源讀寫器+無源標簽+通信網(wǎng)線”天花板式(墻內(nèi)式)安裝,即在倉庫的8個門口安裝2臺無源讀寫器,每臺讀寫器帶有4個讀寫天線,共8個天線,對應(yīng)于8個門口,倉庫內(nèi)所有貼有無源標簽的物資,通過門口時,都會被無源天線讀取,并由無源讀取器發(fā)送到防控物資系統(tǒng)軟件。設(shè)備和防控物資系統(tǒng)軟件服務(wù)24小時開啟。數(shù)據(jù)傳輸為固定時間內(nèi)定時發(fā)送給智能軟件系統(tǒng),軟件系統(tǒng)服務(wù)24小時開啟,即時處理發(fā)送過來的數(shù)據(jù),將他們存入數(shù)據(jù)庫。

        3.3 手持RFID技術(shù)

        這種方式包括“RFID手持機+無源標簽”,手持機的操作系統(tǒng)為Windows Phone,在Window Phone內(nèi)安裝RFID服務(wù)軟件,實現(xiàn)將手持機讀寫到的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程服務(wù)端,功能類似于無源讀寫器(都是針對無源標簽的),特點是移動式,還有就是功能比普通無源讀寫器強大,可以實現(xiàn)倉庫盤點,物資進出庫操作等功能。

        3.4 發(fā)卡流程

        每位貨物都需要一張RFID標簽(超高頻標簽、有源標簽)的來標識貨物,RFID標簽中的編碼可以存儲貨物品種、數(shù)量等信息。其對應(yīng)設(shè)備包括:桌面式發(fā)卡器和有源標簽讀寫器(兩種標簽使用不同發(fā)卡器)。具體發(fā)卡流程圖如圖5所示。

        3.5 有源標簽出入庫流程

        有源讀寫器實時的讀取在倉庫中的標簽,并通過讀取到的標簽判斷貨物是否出入庫。有源讀寫器為長時間工作。對應(yīng)設(shè)備包括有源標簽讀寫器,圖6所示是有源標簽出入庫流程圖。

        圖5 具體發(fā)卡流程圖 圖6 有源標簽出入庫流程圖

        3.6 超高頻RFID標簽出入庫

        本模塊包含出入庫信息。按批次一起上傳給服務(wù)器。超高頻RFID標簽出入庫模式:動態(tài)時間判斷出入庫。對應(yīng)設(shè)備有:UHF電子標簽讀寫器(2個讀寫器)、UHF電子標簽讀寫器天線(8個天線),其超高頻RFID標簽的出入庫流程圖如圖7所示。

        3.7 盤點

        根據(jù)設(shè)備類型不同,盤點可分為有源盤點及無源盤點。對應(yīng)設(shè)備有:UHF電子標簽手持機,其盤點流程圖如圖8所示。

        3.8 庫存數(shù)量修改

        倉庫管理員可手動修改庫存數(shù)量。對應(yīng)設(shè)備為UHF電子標簽手持機。圖9所示為庫存數(shù)量的修改流程圖。

        3.9 手持出入庫

        倉庫管理員手動出入庫操作的對應(yīng)設(shè)備為UHF電子標簽手持機,手持機使用的庫存數(shù)量修改流程圖如圖10所示。

        圖7 超高頻RFID標簽出入庫流程圖 圖8 盤點流程圖

        圖9 庫存數(shù)量修改流程圖 圖10 手持機數(shù)據(jù)修改流程圖

        4 系統(tǒng)測試結(jié)果

        RFID軟硬件設(shè)備安裝到位后,可按功能區(qū)分來進行各個項目的分類測試,并正確記錄測試結(jié)果,測試記錄項目如下:

        讀寫器與系統(tǒng)的對接測試:讀寫數(shù)據(jù)速率、讀寫數(shù)據(jù)正確率;

        有源電子標簽(針對鋼瓶的標簽)的讀取測試:有效讀寫距離、讀寫個數(shù)、讀寫數(shù)據(jù)速率、讀寫數(shù)據(jù)的正確率;

        無源電子標簽的讀取測試:有效讀寫距離、讀寫個數(shù)、讀寫數(shù)據(jù)的速率、讀寫數(shù)據(jù)的正確率;

        手持機讀取電子標簽測試:有效讀寫距離、讀寫數(shù)據(jù)的速率、讀寫數(shù)據(jù)的正確率;

        手持機的領(lǐng)用操作測試:掃描RFID是否成功、提交是否成功;

        手持機的歸還操作測試:掃描RFID是否成功、提交是否成功;

        手持機的修改測試:掃描RFID是否成功、修改數(shù)量是否成功、移庫操作是否成功;

        手持機的盤點測試:測試能否獲得指定倉庫下某間房間的物資、能否正確提交報告。

        圖11所示為其具體的測試界面與結(jié)果圖。

        經(jīng)過多次的反復(fù)測試表明,RFID技術(shù)在本系統(tǒng)中的應(yīng)用是成功的,在本系統(tǒng)中,速度、效率、正確率、信息的整合是重點追求的目標,主要在于提高了倉庫管理正確性、管理精度及操作的方便性,減少數(shù)據(jù)誤差及延遲;精確掌握物資情況,優(yōu)化合理庫存;縮減盤點周期,提高數(shù)據(jù)實時性,實時動態(tài)掌握庫存情況,實現(xiàn)對庫存物品的可視化管理;有效區(qū)分實物庫存及列帳庫存,有效管理票、物時間差,方便倉庫倉庫物資對帳。

        圖11 具體的測試界面與結(jié)果

        5 結(jié) 語

        本系統(tǒng)應(yīng)用RFID技術(shù)后取得了較好的效果,對防控物資倉儲操作實行了全方位的監(jiān)控和管理,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(yīng)用于中小型倉庫的倉儲管理,主要表現(xiàn)在:節(jié)省人工成本,入/出庫口RFID有效降低了傳統(tǒng)人工檢查的勞動量;極大地提高對出入庫貨物信息記錄采集的準確性;可隨時顯示當前庫存狀態(tài),對庫存不足的物資可提前申請采購;在辦公室內(nèi)就可實現(xiàn)貨物動態(tài)出入庫管理,入/出庫口RFID可對出入庫口貨物進行實時監(jiān)控,避免人工檢查,節(jié)省核對時間;易操作性的界面設(shè)計將降低庫存管理的難度。

        由于射頻識別卡的讀寫距離較短,所以需要規(guī)范倉庫管理人員的操作,以保證數(shù)據(jù)讀寫有效;射頻識別卡的價格較貴,倉庫內(nèi)物品種類數(shù)量眾多,因此要求合理配置IC卡,以使系統(tǒng)的性價比最佳;含有金屬或液體成份的物品會對RFID產(chǎn)生干擾,數(shù)據(jù)讀取成功率不高;RFID標簽一旦接近到讀寫器,就會無條件的自動發(fā)出訊息,無法確認該RFID讀寫器是否合法;RFID技術(shù)在標簽本身的訪問缺陷、通信鏈路上以及讀寫器內(nèi)部等都有不少的安全風險,在實際應(yīng)用中存在局限性。

        參 考 文 獻

        [1]張革軍.RFID技術(shù)在供應(yīng)鏈管理中的應(yīng)用[J].自動識別技術(shù)與應(yīng)用,2005(2):36-38.

        [2]百度百科.RFID[EB/OL].[2010-03-02].http://baike.baidu.com.

        [3]任永昌.基于射頻識別技術(shù)在嵌入式倉儲物流管理中的研究[J].電腦知識與技術(shù),2010(7):5339-5341.

        [4]Brewer A, Sloan N, Landers T.L. Intelligent Tracking in Manufacturing[J].Journal of Intelligent Manufacturing, 1999,10(3-4):25-28.

        [5]游戰(zhàn)清,李蘇劍.無線射頻識別技術(shù)(RFID)理論與應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2004.

        [6]王小敏.基于RFID技術(shù)的庫存管理系統(tǒng)研究[D].北京:對外經(jīng)濟貿(mào)易大學(碩士論文),2006.

        [7]李鐵克.制造執(zhí)行系統(tǒng)模型綜述與分析[J].冶金自動化,2003(4):13-17.

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