王孟夏，程啟超，劉宇杰 （空軍勤務(wù)學(xué)院，江蘇 徐州 221000）

基于RFID技術(shù)的后方倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王孟夏，程啟超，劉宇杰 （空軍勤務(wù)學(xué)院，江蘇 徐州 221000）

針對(duì)部隊(duì)后方倉(cāng)庫(kù)管理中普遍存在數(shù)據(jù)采集不準(zhǔn)、信息化程度不高的問(wèn)題，以RFID技術(shù)為核心，提出了一種基于RFID的后方倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)后方倉(cāng)庫(kù)物資數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性，提高倉(cāng)庫(kù)工作人員的工作效率。

RFID；后方倉(cāng)庫(kù)；管理系統(tǒng)

0 引 言

隨著軍事斗爭(zhēng)任務(wù)加劇，裝備物資的使用頻率與消耗數(shù)量日益增加，部隊(duì)對(duì)于倉(cāng)庫(kù)保障工作的要求越來(lái)越高，同時(shí)也帶來(lái)倉(cāng)庫(kù)管理工作任務(wù)的增加。當(dāng)前，我軍大部分后方倉(cāng)庫(kù)管理主要采用兩種方式：一是人工管理。這種管理主要是靠手工錄入，每次盤(pán)查庫(kù)存信息時(shí)必須對(duì)所有的裝備物資進(jìn)行盤(pán)查，效率低且出錯(cuò)率高，大量物資積壓，得不到及時(shí)的利用，造成極大資源浪費(fèi)。二是條形碼管理。這種管理方式能提高裝備物資出庫(kù)、入庫(kù)的速度，提高工作效率，節(jié)約人力資源，但也存在著條形碼易被復(fù)制和被化學(xué)物品腐蝕、數(shù)據(jù)易丟失等缺陷。針對(duì)當(dāng)前部隊(duì)后方倉(cāng)庫(kù)管理手段不豐富、信息化程度不高的問(wèn)題，本文借鑒國(guó)內(nèi)外RFID技術(shù)的先進(jìn)成果，研究利用基于RFID技術(shù)的后方倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)。

1 RFID技術(shù)工作原理

RFID技術(shù)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，通過(guò)射頻信號(hào)方式進(jìn)行非接觸雙向通信，達(dá)到自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象目的并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息。它具有無(wú)接觸式、大容量、快速、高容錯(cuò)、抗干擾和耐腐蝕、安全可靠的信息識(shí)別等優(yōu)點(diǎn)，目前已被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代物流管理領(lǐng)域。通常情況下，RFID系統(tǒng)由電子標(biāo)簽、讀寫(xiě)器、天線和通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)四大部分組成。其工作原理是，當(dāng)標(biāo)簽（無(wú)源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽）進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息，或者標(biāo)簽（有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽）主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)，解讀器讀取并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理[1]。

RFID在倉(cāng)儲(chǔ)管理中的主要作用是自動(dòng)采集貨物到貨、入庫(kù)、移庫(kù)、出庫(kù)時(shí)的數(shù)據(jù)，包括貨物名稱、規(guī)格、種類、型號(hào)等，并自動(dòng)分析貨物的信息，根據(jù)數(shù)據(jù)整合，經(jīng)過(guò)技術(shù)手段找到提高倉(cāng)庫(kù)管理效率的方案。其基本原理如圖1所示。

圖1 RFID工作原理圖

2 系統(tǒng)需求分析

部隊(duì)后方倉(cāng)庫(kù)是為了保證部隊(duì)?wèi)?zhàn)時(shí)和平時(shí)物資需求而設(shè)立的，其核心任務(wù)是搞好物資的儲(chǔ)備供應(yīng)。因此，基于RFID的后方倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)應(yīng)圍繞做好儲(chǔ)備物資的管理工作展開(kāi)。后方倉(cāng)庫(kù)具有儲(chǔ)存物資多、儲(chǔ)存周期長(zhǎng)、管理工作困難等特點(diǎn)，基于此，本系統(tǒng)應(yīng)具有以下三個(gè)主要功能。

出入庫(kù)管理功能。后方倉(cāng)庫(kù)裝備物資種類較多，數(shù)量較大，出入庫(kù)頻繁，需要借助RFID技術(shù)的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)裝備物資進(jìn)出倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)識(shí)別，達(dá)到精確統(tǒng)計(jì)貨物信息、減輕管理員工作量的效果。

庫(kù)區(qū)盤(pán)點(diǎn)功能。對(duì)庫(kù)存物資進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)是倉(cāng)庫(kù)管理員的工作之一。常規(guī)情況下，倉(cāng)庫(kù)管理員人工盤(pán)點(diǎn)，效率低且準(zhǔn)確率不高，需要借助RFID實(shí)現(xiàn)庫(kù)區(qū)物資快速盤(pán)點(diǎn)。

預(yù)警功能。后方倉(cāng)庫(kù)部分裝備物資儲(chǔ)存周期較長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間存放容易損耗物品的使用價(jià)值，這便要求系統(tǒng)要能對(duì)庫(kù)存物資存放的時(shí)間進(jìn)行預(yù)警。同時(shí)，部分裝備物資的儲(chǔ)存對(duì)溫濕度要求較高，系統(tǒng)需提供溫濕度預(yù)警功能。

3 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)面向部隊(duì)后方倉(cāng)庫(kù)裝備物資的管理自動(dòng)化、信息化而設(shè)計(jì)，主要用于裝備物資出入庫(kù)自動(dòng)識(shí)別管理。系統(tǒng)將RFID技術(shù)與管理信息系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)裝備物資自動(dòng)識(shí)別和信息化管理，有效、準(zhǔn)確地識(shí)別、采集、記錄和上傳進(jìn)出庫(kù)房的裝備物資信息，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)控存放點(diǎn)的溫濕度信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)裝備物資存放地點(diǎn)的監(jiān)控，從而建立起部隊(duì)后方倉(cāng)庫(kù)管理信息系統(tǒng)。系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 基于RFID的后方倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)架構(gòu)

3.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

（1）電子標(biāo)簽。鑒于超高頻標(biāo)簽具有傳送數(shù)據(jù)快、閱讀距離大、作用范圍廣、防沖突機(jī)制好、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，非常適合應(yīng)用于倉(cāng)儲(chǔ)管理中，因此RFID標(biāo)簽選用超高頻段的電子標(biāo)簽[2]。在儲(chǔ)物貨架和貨位上選用金屬標(biāo)簽，減少金屬貨架帶來(lái)的識(shí)別影響；在物資包裝箱上選用普通超高頻電子標(biāo)簽，降低成本。

（2）讀卡器。讀卡器主要包括RFID閱讀器、手持終端和定位器三種，通過(guò)串行外設(shè)接口與S3C44BOX相連。以ARM11為架構(gòu)的S3C44BOX作為本讀卡器的核心控制器和運(yùn)算器，與RAM和Flash通過(guò)地址總線和數(shù)據(jù)總線進(jìn)行連接，讀卡器的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 讀卡器結(jié)構(gòu)圖

（3）RFID中間件。RFID中間件是射頻識(shí)別系統(tǒng)與應(yīng)用系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹虚g媒介，從應(yīng)用程序端使用中間件所提供的一組通用應(yīng)用程序接口（API），即可連接到RFID讀寫(xiě)器，讀取RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)。這樣一來(lái)，即使存儲(chǔ)RFID標(biāo)簽情報(bào)的數(shù)據(jù)庫(kù)軟件或后端應(yīng)用程序增加或改由其他軟件取代，或者讀寫(xiě)RFID讀寫(xiě)器種類增加等情況發(fā)生時(shí)，應(yīng)用端不需修改也能處理，省去多對(duì)多連接的維護(hù)復(fù)雜性問(wèn)題。本系統(tǒng)可選取主流廠商BEA的RFID中間件產(chǎn)品。其架構(gòu)體系如圖4所示，可以清晰的獲知系統(tǒng)信息的數(shù)據(jù)流程。

圖4 RFID中間件架構(gòu)體系

3.3 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)主要功能包括系統(tǒng)管理、基本信息管理、出入庫(kù)管理、庫(kù)存管理以及查詢功能等，其功能組成如圖5所示。

系統(tǒng)主要功能說(shuō)明如下：

系統(tǒng)管理和基本信息管理：這兩個(gè)模塊都屬于對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)管理?？梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)人員信息、貨物信息、貨區(qū)信息的基礎(chǔ)管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)角色權(quán)限的變更和系統(tǒng)維護(hù)工作。

出入庫(kù)管理：是本系統(tǒng)的核心功能。其中，入庫(kù)管理是實(shí)現(xiàn)貨物的入庫(kù)操作，包括入庫(kù)單的錄入、修改、刪除，入庫(kù)貨位的自動(dòng)及手動(dòng)分配等。出庫(kù)管理主要實(shí)現(xiàn)貨物出庫(kù)任務(wù)的操作，包括出庫(kù)單的錄入、修改和刪除，出庫(kù)任務(wù)的自動(dòng)及手動(dòng)生成等。移庫(kù)管理主要實(shí)現(xiàn)移庫(kù)任務(wù)的錄入、修改和刪除。

庫(kù)存管理：是對(duì)倉(cāng)庫(kù)現(xiàn)有裝備物資的信息化管理。包括對(duì)倉(cāng)庫(kù)現(xiàn)有庫(kù)存的盤(pán)點(diǎn)、當(dāng)前貨位的統(tǒng)計(jì)，并提供庫(kù)存預(yù)警、過(guò)期預(yù)警、溫濕度預(yù)警三大預(yù)警功能。

圖5 系統(tǒng)功能模塊

查詢功能：倉(cāng)庫(kù)管理員通過(guò)查詢功能，實(shí)現(xiàn)入庫(kù)單、出庫(kù)單、移庫(kù)單的查詢和貨物查詢、庫(kù)位查詢、系統(tǒng)日志查詢等基礎(chǔ)功能。

3.4 系統(tǒng)關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)

基于RFID技術(shù)的軍用倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)的核心是：在每套裝備或物資的包裝箱上附加電子標(biāo)簽，在各個(gè)庫(kù)房的入口、堆垛區(qū)附近設(shè)置RFID讀寫(xiě)器，使得裝備物資在通過(guò)讀寫(xiě)器時(shí)，讀寫(xiě)器可以通過(guò)電子標(biāo)簽獲得附帶的信息。同時(shí)，在庫(kù)房?jī)?nèi)挑選適當(dāng)位置安置溫濕度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)控倉(cāng)庫(kù)的溫濕度情況[3]。

3.4.1 入庫(kù)作業(yè)流程

倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)接收到入庫(kù)作業(yè)指令后，倉(cāng)庫(kù)管理員了解相關(guān)業(yè)務(wù)資料信息，做好貨物接收準(zhǔn)備。當(dāng)貨物準(zhǔn)備入庫(kù)時(shí)，RFID讀寫(xiě)器自動(dòng)讀取電子標(biāo)簽中的信息，系統(tǒng)自動(dòng)比較實(shí)際入庫(kù)信息與預(yù)入庫(kù)信息，如信息不符，發(fā)出警告并由相關(guān)業(yè)務(wù)部門(mén)工作人員解決，如信息無(wú)誤，系統(tǒng)將按照最佳存儲(chǔ)方式自動(dòng)分配庫(kù)位，同時(shí)生成入庫(kù)單。入庫(kù)作業(yè)流程如圖6（1）。

3.4.2 出庫(kù)作業(yè)流程

倉(cāng)庫(kù)管理員獲取出庫(kù)作業(yè)指令，了解相關(guān)作業(yè)細(xì)節(jié)，并借助倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)制定出庫(kù)計(jì)劃，編制出庫(kù)單，工作人員依據(jù)出庫(kù)單上的方案進(jìn)行出庫(kù)作業(yè)。當(dāng)貨物出庫(kù)時(shí)，RFID閱讀器自動(dòng)讀取貨物電子標(biāo)簽上的信息，并判斷是否為出庫(kù)單中的貨物，貨物順利出庫(kù)后，倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)刷新庫(kù)存清單和出入庫(kù)記錄。出庫(kù)作業(yè)流程如圖6（2）。

圖6 貨物入庫(kù)及出庫(kù)流程圖

3.4.3 庫(kù)存盤(pán)點(diǎn)流程

根據(jù)倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)盤(pán)點(diǎn)計(jì)劃選擇要進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)的倉(cāng)庫(kù)或庫(kù)區(qū)，并生成盤(pán)點(diǎn)清單。系統(tǒng)定位到需要盤(pán)點(diǎn)的倉(cāng)庫(kù)或庫(kù)區(qū)，借助無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將盤(pán)點(diǎn)指令發(fā)送到RFID讀寫(xiě)器，讀寫(xiě)器根據(jù)指令開(kāi)始讀取數(shù)據(jù)并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸至系統(tǒng)中，倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)比較實(shí)際盤(pán)點(diǎn)信息與盤(pán)點(diǎn)清單之間的差異，生成表格。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文以RFID技術(shù)為核心，將重點(diǎn)放在后方倉(cāng)庫(kù)物資的跟蹤與出入庫(kù)物資信息的收集上，設(shè)計(jì)了一套基于RFID的后方倉(cāng)庫(kù)管理信息系統(tǒng)，提高了后方倉(cāng)庫(kù)的裝備物資儲(chǔ)存能力，提升了作業(yè)效率，實(shí)現(xiàn)了對(duì)儲(chǔ)備物資的信息化管理。

[1] 周曉光，王曉華.射頻識(shí)別技術(shù)原理與應(yīng)用[M].北京：北京人民郵電出版社，2006:26-35.

[2] 司禹，馮鵬,等.基于無(wú)源超高頻RFID溫度標(biāo)簽的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].傳感器與微系統(tǒng)，2017(1):78-80.

[3] 楊業(yè)娟，胡孔法.基于RFID的物流倉(cāng)儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)方案[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2015(7):109-112.

Design of Rear Depots Management System Based on RFID

WANG Mengxia,CHENG Qichao,LIU Yujie (Air Force Logistics College,Xuzhou 221000,China)

Aiming at the problems of data collection and low degree of information in the rear depots management,this paper puts forward a kind of to realize the real-time and accuracy of data collection in the rear depots,improves the efficiency of depots staff.

RFID;rear depots;management system

E243

A

1002-3100(2017)08-0128-03

2017-05-08

王孟夏（1994-），男，山東臨沂人，空軍勤務(wù)學(xué)院學(xué)員一大隊(duì)一隊(duì)碩士研究生，研究方向：軍事后勤指揮控制與技術(shù)；程啟超（1965-），男，安徽宿州人，空軍勤務(wù)學(xué)院飛行保障指揮系，副教授，研究方向：空軍后勤信息化；劉宇杰（1993-），男，山東臨沂人，空軍勤務(wù)學(xué)院學(xué)員一大隊(duì)一隊(duì)碩士研究生，研究方向：軍事后勤指揮控制與技術(shù)。