關(guān)鍵詞： 雙碳 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 制造業(yè) 智能倉儲管理

中圖分類號： TP393 文獻標識碼： A 文章編號： 1672-3791（2023）16-0249-04

在社會經(jīng)濟不斷發(fā)展的過程中，科學(xué)技術(shù)和計算機工業(yè)也在不斷發(fā)展，人們對于工作條件和生活質(zhì)量的要求越來越高[1]。另外，在倉庫數(shù)量激增時，爆炸性增長的貨物也越來越難管理。所以，設(shè)計新型倉庫管理系統(tǒng)尤為重要。傳統(tǒng)倉庫管理是根據(jù)紙張對進出貨物進行跟蹤和記錄，但是由于此倉庫管理是手動執(zhí)行，管理效率較低。所以，要結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使倉庫操作速度和準確性得到提高，降低由于倉庫管理不當導(dǎo)致的非法進出庫問題和存儲成本，對倉庫中物料安全性進行保證。

1 智能倉儲管理系統(tǒng)的架構(gòu)

本文所設(shè)計的智能倉儲管理系統(tǒng)通過RFID 手持讀卡器和上位機構(gòu)成，利用ZigBee 協(xié)議實現(xiàn)通信。上位機程序主要包括前后臺程序，前臺程序運行多個PC，后臺程序在服務(wù)器中運行。

1.1 上位機前臺程序

通過管理員和操作界面構(gòu)成，操作界面通過出入庫操作構(gòu)成，管理員界面通過讀取數(shù)據(jù)、寫入數(shù)據(jù)構(gòu)成。

1.2 上位機后臺程序

手持讀卡器非接觸式在對物品RFID 標簽讀取之后，在后臺程序發(fā)送數(shù)據(jù)，通過后臺解析使物品詳細信息在液晶屏中實時回傳。數(shù)據(jù)利用GB2312 編碼，后臺程序通過Zigbee 節(jié)點和串口通信。

1.3 Zigbee 通信協(xié)議

Zigbee 節(jié)點能夠轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，包括固定節(jié)點、上位機和手持讀卡器的數(shù)據(jù)。

1.4 手持讀卡器

通過RFID 技術(shù)實現(xiàn)倉庫商品的出入庫查詢，包括多品識別和單品識別[2]。單品識別不適用防碰撞機制就能夠?qū)ι唐返腞FID 標簽進行識別，多品識別使用防碰撞機制對上千個RFID 標簽識別，在隊列匯總存儲識別的標簽。手持讀卡器在查詢倉庫中商品時，要先識別標簽，并且對標簽解析，得出標簽唯一物品識別碼UII。利用標簽UII 使數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)在手持讀卡器中顯示，方便管理人員對商品進行查詢。

2 智能倉儲管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集終端

2.1 方案說明

主控制處理器使用LPC11C14，基于ARM Cortex-M0 內(nèi)核，低成本、低功耗，工作頻率為50 MHz[3]。不管是功耗、數(shù)據(jù)處理速度和防干擾能力，都能夠滿足收集終端數(shù)據(jù)的需求。終端對當前環(huán)境信息進行收集，首先對數(shù)據(jù)處理并且打包，之后利用無線通信設(shè)備Zig‐Bee 發(fā)送到Cortex-A8 中。服務(wù)處理端子命令并且響應(yīng)，倉庫管理系統(tǒng)信息包括光敏度、溫濕度、風(fēng)扇、三軸加速度、蜂鳴器、數(shù)字管顯示、LED 等。在服務(wù)器和終端設(shè)置Zigbee 實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，此設(shè)備的成本低、低速、低功耗，網(wǎng)絡(luò)拓撲和網(wǎng)絡(luò)路由功能強大[4]。

Cortex-M0 數(shù)采集終端能夠?qū)崿F(xiàn)服務(wù)器的交互，從而提供穩(wěn)定、可靠的兼容性，Cortex-M0 核心處理器的主頻要低，充分考慮為終端設(shè)備重要性能指標，本文系統(tǒng)要求保證功能的條件下降低功耗。

2.2 功耗分析

系統(tǒng)每秒收集一次環(huán)境信息，包括RFID 標識、光線、濕度、溫度等；收集補充信息，在打包處理之后對信息收集，在服務(wù)器中發(fā)送，服務(wù)器生成指令后在終端發(fā)送[5]。除了基本信息，在終端中還能夠顯示簡單數(shù)據(jù)。充分考慮終端和服務(wù)器交互的安全性，通過服務(wù)器對終端進行控制。假如出現(xiàn)事故，服務(wù)器因為環(huán)境警報無法對終端控制，終端就能夠在30 s 之后切換。通過自制模式，終端能夠檢測環(huán)境異常。假如環(huán)境異常，就會打開蜂鳴器警報。假如溫度過高，風(fēng)扇設(shè)備對溫度值自動調(diào)節(jié)，直到溫度正常才能夠停止。管理系統(tǒng)使附加Axis_33 軸加速度報告，在出現(xiàn)地震時會因為不平衡觸發(fā)Axis_33 軸加速度蜂鳴器警報。

3 智能倉儲管理系統(tǒng)的模塊設(shè)計

3.1 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)設(shè)置包括組織、員工、部門、用戶、角色和班組等管理，點擊相應(yīng)創(chuàng)建按鈕之后就能夠彈出對話框使管理人員將信息填寫進去。例如：組織管理中要求管理人員根據(jù)實際工作需求填寫上級組織和組織的編碼、名稱、類別等?；蛘吒鶕?jù)順序排序，如一級組織不需要填寫上級組織，在組織類別能夠通過實體組織、虛擬組織、實體部門和虛擬部門進行選擇。在對員工管理過程中，管理人員要填寫員工所在部門、組織和班組和個人信息等，必填項為員工編碼、姓名、啟用狀態(tài)等，選填項為手機號、性別、郵箱等，在完成填寫之后點擊確定[6]。在內(nèi)部系統(tǒng)管理過程中，管理人員能夠調(diào)用操作日志、數(shù)據(jù)源監(jiān)控、繪制流程圖。

3.2 物資管理分系統(tǒng)

在倉庫管理系統(tǒng)中的每箱器材中設(shè)置RFID 標簽，將RFID 閱讀器設(shè)置在倉庫出入口的通道處。物資通過閱讀器時，利用器材中的電子標簽得到器材信息，系統(tǒng)能夠自動錄入信息，實現(xiàn)器材的精準出庫入庫，并且自動收集器材庫中各作業(yè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，精準掌握倉庫庫存數(shù)據(jù)，對倉庫庫存合理控制。

3.2.1 入庫模塊

在倉庫中配送物資后，在電子標簽中寫入物資的屬性信息，包括編號、數(shù)量、型號、名稱等；之后在物資外包裝中粘貼電子標簽，在倉庫入口安裝讀寫器對物資進行識別。在帶有電子標簽的物資進入到讀寫器工作區(qū)域時，激活電子標簽并且使存儲器的信息在讀寫器接口連接計算機中存儲，管理員能夠?qū)π畔⑦M行修正，通過檢驗后根據(jù)要求處理數(shù)據(jù)，計算機將物資信息在數(shù)據(jù)庫中寫入后存儲在相應(yīng)位置。

3.2.2 出庫流程

倉庫管理人員根據(jù)物資請領(lǐng)單設(shè)置出庫物資為合法出庫，將讀寫器安裝在倉庫出口，在物資出庫過程中，讀寫器對物資附帶電子標簽信息進行讀取，并且使信息在倉庫管理系統(tǒng)中傳輸，系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫的信息查詢并且核對。在系統(tǒng)終端將電子標簽對應(yīng)物資信息進行顯示，并且對出庫物資的合法性進行判斷。假如合法，允許出庫，要不然系統(tǒng)自動報警，并且自動保存不合法物資出庫信息。在對出庫合法確認之后，取下物資電子標簽，并且刪除電子標簽的信息。另外，系統(tǒng)對物資出庫具體時間、屬性、責任人等信息進行自動記錄。

3.2.3 物資查詢

主要包括出入庫歷史信息的查詢與統(tǒng)計、倉庫存放物資的統(tǒng)計等，通過數(shù)據(jù)管理實現(xiàn)系統(tǒng)中物資、人員、附屬設(shè)備的刪除、添加、修改和查看，方便系統(tǒng)的功能實現(xiàn)。

3.3 倉庫管理模塊

此模塊充分展現(xiàn)了RFID 技術(shù)在收集信息方面的優(yōu)勢，能夠展示倉庫中貨架隨影貨位物資存儲信息。倉庫中物資都設(shè)置相應(yīng)的信息RFID 電子標簽，此標簽在物資存儲過程中附著在包裝外部。再者，利用安裝RFID 閱讀器能夠設(shè)計倉庫貨架位置，和固定程序設(shè)計結(jié)合。在此過程中，閱讀器能夠瀏覽范圍中的電子標簽，通過連接的位置和網(wǎng)絡(luò)信息對應(yīng)的物資數(shù)據(jù)，在智能倉儲管理系統(tǒng)中上傳。系統(tǒng)能夠監(jiān)聽信息數(shù)據(jù)，此時要實時更新數(shù)據(jù)庫所存儲的數(shù)據(jù)。在對數(shù)據(jù)接收時，要求分析數(shù)據(jù)通信協(xié)議概念，并且傳輸?shù)綌?shù)據(jù)表中存儲。在頁面設(shè)計過程中，可以使用數(shù)據(jù)和圖形結(jié)合的可視化模式，針對頁面具體請求對某倉庫中貨架物資的存儲信息進行調(diào)查，之后系統(tǒng)就能夠顯示最新的信息。

3.4 物流管理模塊

3.4.1 物流跟蹤

物流跟蹤能夠全程跟蹤已經(jīng)出庫的物資車輛，包括車輛位置、車輛物資的跟蹤。車載物資跟蹤能夠?qū)⒊鰩靻巫鳛閱挝?，用戶在查詢過程中的基本查詢條件為出庫單。車輛位置跟蹤和車輛定位相關(guān)，對車輛位置經(jīng)緯度進行確定。一般使用以下方法解決：其一，使用GPS 模塊收集經(jīng)緯度信息；其二，使用Android 客戶端確認經(jīng)緯度信息。

3.4.2 管理物流信息

在管理物流信息的過程中，將出庫單作為單位，提供物資接收信息管理的功能，包括收貨處理、確認貨物接收數(shù)量、調(diào)取出庫單等。入庫信息管理處理的流程能夠簡化處理，物流信息管理包括物資在到接收現(xiàn)場后，工作人員在系統(tǒng)中對出庫單調(diào)取后得到物資清單。現(xiàn)場工作人員進行確認之后，使物資的實際到達數(shù)量在系統(tǒng)中輸入后確認，和物資實際打到情況結(jié)合并且確認。然后通過系統(tǒng)自動判斷，針對物資到達后進行提示信息。

3.5 庫內(nèi)作業(yè)

主要包括入庫、收貨、出庫任務(wù)單和庫存管理，在收貨管理過程中，通過內(nèi)部市場化得出收貨單數(shù)據(jù)，在ERP 領(lǐng)退料清單管理時，管理人員點擊入庫，根據(jù)物資編碼對物資是否為智能化倉庫進行確定，如果屬于，就在收貨管理中同步。新增收貨管理時，選擇智能化倉庫，在通過清單審批之后放到收貨管理中。在確認收貨單信息準確無誤之后點擊收貨，增加物資庫存，在智能化倉庫入庫中同步，從而生成入庫清單。但是，不能更改來自內(nèi)部市場化單據(jù)信息。在入庫任務(wù)單管理過程中，管理人員要管理收貨管理環(huán)節(jié)的入庫單，針對待入庫任務(wù)單，要對入庫庫位進行查看。根據(jù)上架策略對推薦入庫庫位進行選擇，還能夠點擊編輯按鈕修改入庫庫位，最后保存。在任務(wù)中尋找相應(yīng)盤點單，啟動任務(wù)之后就要啟動相應(yīng)貨位電子標簽，指示燈閃爍。在盤點貨物之后手動關(guān)閉指示燈，如果任務(wù)需要手動暫?；蛘呓Y(jié)束，就要點擊相應(yīng)按鈕取消任務(wù)。

4 系統(tǒng)的功能實現(xiàn)

4.1 系統(tǒng)管理操作

管理人員直接面對管理界面數(shù)據(jù)，瀏覽管理界面物料信息后對倉庫物料進行管理，主界面下方有圖標的為操作選項，主要包括車輛位置、產(chǎn)線位置、成品出庫、當前庫存、出庫記錄和入庫記錄等。管理員對每個選項瀏覽后都會有數(shù)據(jù)信息，從而實現(xiàn)管理工作。數(shù)據(jù)信息包括產(chǎn)品或者原料的名稱、編號、操作時間、物料類型和RFID 編號，從而使管理人員掌握倉儲信息和產(chǎn)線。

界面和數(shù)據(jù)庫利用數(shù)據(jù)接口層相互連接，程序在開始運行時表示成功連接。每隔1 s 系統(tǒng)就會調(diào)用函數(shù)對MySQL 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)表進行查詢，使表中特定字段在界面DataGridView 空間綁定，程序查詢之后數(shù)據(jù)就能夠在界面中實時顯示。

4.2 當前庫存管理

點擊主界面上方的菜單欄當前庫存情況，就能夠進入到庫存界面對當前倉儲情況查看并且管理。此界面能夠?qū)Π氤善?、原材料、成品庫存情況實時動態(tài)的展現(xiàn)出來，將成品庫存位置、原材料和貨物RFID 展示出來，主要代碼為

{

\"base\"： [

\"/Users/libowen/Desktop/Code\"

]，

\"hooks\"： {

\"postadd\"： \"projj_git_config_user\"，

}，

\"postadd\"： {

\"github.com\"： {

\"name\"： \"ProfBramble\"，

\"email\"： \"1207107376@qq.com\"

}，

\"gitlab.prod.dtstack.cn\"： {

\"name\"： \"chenfeng\"，

\"email\"： \"chenfeng@dtstack.com\"

}

}

}

4.3 入庫管理

對主界面上方菜單欄的入庫記錄點擊，就能夠進入到入庫管理界面，對入庫記錄查看并且管理。入庫管理主要包括入庫單查詢、錄入、修改、打印和入庫物料等，并且將成品庫存和原材料的情況實時展現(xiàn)出來，以多種分類方法對庫存進行查詢，展示內(nèi)容包括占用數(shù)量、批次數(shù)量、庫存批次等：

'use strict';

const fs = require（'fs'）;

const path = require（'path'）;

const cwd = process.cwd（）;

const gitConfig = path.join（cwd， '.git/config'）;

if （！fs.existsSync（gitConfig）） {

return;

}

if （cwd. indexOf（'gitlab. com'） gt; -1 || cwd. indexOf（'github.com'） gt; -1） {

fs.appendFileSync（gitConfig， '[user]＼n name = 名字＼nemail = 郵箱＼n'）;

}

4.4 商品管理界面

商品管理為上位機操作核心，為了得到數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)集填充，從而將具體信息展現(xiàn)出來，要求在數(shù)據(jù)訪問類中創(chuàng)建成員函數(shù)，實現(xiàn)各表調(diào)用，對具體信息進行展現(xiàn)。入庫出庫信息顯示能夠調(diào)用成員函數(shù)的入庫出庫表，商品管理包括商品名稱和編號，并且還能夠?qū)ι唐愤M行刪除和添加。

如果庫存中沒有此商品，就需要添加商品。在不需要此商品時就要對商品刪除，對數(shù)據(jù)進行更新。為了對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進行更新，在StorageDB 中創(chuàng)建BooleanUpdate Table 函數(shù)。利用SqlCommandBuilderGoodsTableBuilder=new SqlCommandBuilder（adapter）更新數(shù)據(jù)，DataGrid 控件對數(shù)據(jù)訪問類的GoodsTable 屬性進行綁定，使商品增加和刪除。

使用雙向數(shù)據(jù)綁定，通過StorageDB 對象將信息提取后使界面顯示。避免后臺代碼操作復(fù)雜化，使數(shù)據(jù)更新更加方便，文本框綁定：

Text=”{Binding Path=GoodsNumber}”

Text=”{Binding Path=GoodsName}”

Text=”{Binding Path=GoodsDescroptopn}”

在修改文本框之后對數(shù)據(jù)訪問類更新函數(shù)進行調(diào)用，在數(shù)據(jù)庫中更新。通過管理界面左上角的顯示UII單品搜索文本框輸入標簽就能夠?qū)Φ膯蝹€UII 詳細記錄進行搜索，包括商品注冊、出庫和入庫的信息。

5 結(jié)語

在社會發(fā)展和科學(xué)不斷進步的背景下，促進了智能物流和電子商務(wù)的發(fā)展，并且也實現(xiàn)倉儲管理的智能化。傳統(tǒng)倉儲管理已經(jīng)無法使電商企業(yè)需求得到滿足，那么在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的倉儲管理根據(jù)科學(xué)技術(shù)提高整體倉儲管理效率，節(jié)約人力成本。以此，本文基于智能倉儲系統(tǒng)的需求，分析系統(tǒng)基本功能，提出了系統(tǒng)設(shè)計架構(gòu)，并且分析系統(tǒng)軟件模塊設(shè)計，詳細闡述模塊功能和方案。