基于RFID的智能仓储管理系统的设计与实现

郑均辉,甘 泉

（平顶山学院 计算机科学与技术学院，河南 平顶山467002）

基于RFID的智能仓储管理系统的设计与实现

郑均辉,甘 泉

（平顶山学院 计算机科学与技术学院，河南 平顶山467002）

传统的仓储管理系统使用的是人工记录单据的方式，这种方式不但费时费力，还容易造成人为损失，而且劳动力成本高。针对以上问题，采用基于RFID技术的智能仓储系统的架构方案，设计了一套智能仓储系统。通过管理系统与RFID技术的结合，实现了对货物进行出库入库，货物浏览，人员管理，单品搜索等功能。从而完成了对商品的分类管理，提高了仓储能力。

RFID;智能仓储;管理系统;数据库

近年来，随着我国仓储行业的不断发展，仓储管理作业变得多样化和复杂化。采用条码技术和人工识别的传统仓库管理方式，人工成本比较高，工作效率不理想。随着RFID技术的不断成熟，可以利用RFID技术较好地解决目前存在的问题。本文主要介绍了一套基于RFID的智能仓储管理系统设计与实现。

1 主要技术简介

1.1 RFID简介

RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别[1]。它可以方的便对物品进行非接触式识别。一套RFID系统由阅读器与转发器组成，由阅读器发射一特定频率的无线电波能量给转发器，用以驱动转发器电路将其内部ID Code[2]送出，此时阅读器便接收此ID Code,从而对物品批量的进行快速有效识别。

1.2 Zigbee简介

Zigbee作为一种近年来新兴的无线网络技术，主要用于近距离的无线连接[3]。它利用自己的协议标准，在只需要很少能量的情况下，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，其通信效率非常高。

2 整体架构设计

本智能仓储管理系统主要由上位机与RFID手持读卡器两部分组成，其通信采用Zigbee协议。上位机程序包括上位机前台程序、后台程序两部分。前台程序可运行于多个PC，后台程序运行在服务器。整体架构如图1所示。

图1 系统整体架构图Fig.1 Overall system architecture

2.1 上位机前台程序

界面由入库操作与出库操作组成。管理员界面由标签注册、写入数据和读取数据等组成。

2.2 上位机后台程序

手持读卡器非接触式读取物品RFID标签后，把所读数据发送给后台程序，经过后台解析将物品的详细信息实时回传到手持读卡器的液晶屏上。数据采用GB2312编码，后台程序采用串口与各Zigbee节点通信。上位机工作流程如图2所示。

图2 上位机工作流程图Fig.2 PC workflow

2.3 Zigbee通信协议

Zigbee节点主要负责数据的转发，包括上位机与固定节点和上位机与手持读卡器数据的转发。

2.4 手持读卡器

手持读卡器主要利用RFID技术负责对仓库内商品的出入库查询，其具有两个功能：单品识别和多品识别。单品识别不采用防碰撞机制一次只能识别一个商品上的RFID标签，多品识别采用防碰撞机制可以同时识别上千个RFID标签，识别的标签存储在队列中。手持读卡器在对仓库内的商品进行查询时首先进行标签识别和解析，解析标签的数据后获得标签的UII(唯一物品识别码)。通过标签的UII将数据库中的数据显示在手持读卡器上，以便仓库管理员能够方便地进行商品查询。

3 系统功能设计

3.1 手持读卡器系统设计

本系统手持读卡器采用ARM公司的STM32F103嵌入式处理器[4]作为控制单元的主控制器，中软吉大JX200E系列的UHF 900M超高频阅读器[5]芯片作为射频收发模块的核心，将uC/OS-II实时操作系统和FATfs文件系统[6]移植到ARM处理器上，完成任务调度，并在此基础上控制高频阅读器芯片读取每个商品唯一的的RFID标签数据。使手持机读卡器与上位机通信，获取数据库中存储物品的详细信息，实时显示在其液晶屏上，进而实现基于RFID的智能仓储管理。手持读卡器系统结构如图3所示。

图3 手持读卡器系统结构图Fig.3 Handheld reader system structure

3.2 管理系统设计

仓储管理系统功能结构如图4所示，主要包括信息浏览，商品管理，人员管理。其中，信息浏览主要包括查看商品信息，注册信息，人员信息，入库信息，出库信息的功能。商品管理主要具有增加商品，删除商品及更新数据的功能。人员管理主要具有增加人员，删除人员及更新数据的功能。

图4 管理系统结构功能图Fig.4 Management system structure and function diagram

4 系统功能实现

本系统采用Microsoft Visual Studio 2012的VC++6.0作为开发工具，以Microsoft SQL Server 2012作为数据库管理系统实现，以下是对其主要功能的介绍。

4.1 用户登录

打开仓储管理系统进入登录页面，数据库用户信息表中有管理员和普通用户权限。其中用UserPermission字段用来存储是否有管理员权限，其数据类型为bit。如果判断为true则具有管理员权限，如果为false则为普通用户。数据库中主要涉及管理员对数据库中商品信息的浏览和查看。

4.2 系统管理操作

管理员直接面对的就是管理界面中的数据，通过对管理界面中商品信息的浏览进而有效管理仓库商品信息。首先是管理界面中的信息浏览，该界面包括商品信息，注册信息，人员信息，入库信息，出库信息等。在商品信息中可查看商品的编号，商品的名称，能够直观的了解商品，在所在商品行单击可查看商品的描述。在注册信息中可查看商品标签的UII，商品的名称，以便第一时间掌握商品注册信息。人员信息中包括用户名和密码等信息，其中用户可分为管理员和普通用户。入出库信息包含商品UII，入出库时间，商品名称，操作员等。系统管理界面如图5所示。

图5 系统管理Fig.5 System management

4.3 商品管理界面

商品管理是整个上位机操作的核心。为了获得数据库中的数据来填充数据集以显示具体信息，需在数据访问类StorageDB中构建成员函数，实现对各个表的调用从而显示表中的具体信息。这里入库出库信息的显示就是在成员函数中对入库出库表的调用，从而显示入库出库信息的目的。商品管理界面包含商品编号以及对应的商品名称。同时具有添加商品和删除商品的功能。

当库存货物中没有该商品时，可对该商品进行添加操作。当不再需要该商品时，可对该商品进行删除操作，及时更新数据。这里为了及时更新数据库中的数据，同样在StorageDB中构建了函数BooleanUpdateTable。

通过SqlCommandBuilder GoodsTableBuilder=new Sql-CommandBuilder(adapter)来实现对数据的更新。DataGrid控件绑定数据访问类GoodsTable属性，并实现增加商品，删除商品功能，其具体实现也是调用数据访问类中函数来实现。

应用双向数据绑定，从StorageDB对象中提取信息供界面显示、操作。减少后台代码复杂的操作，方便了数据的更新和多界面间数据的同步。各文本框分别绑定。

在相关文本框中进行修改后点击更新调用数据访问类中的更新函数，即可更新到数据库中。如图6所示。在管理界面左上角显示的UII单品搜索文本框中输入标签的UII即可查询单个UII的详细记录。其详细记录包括商品的注册信息，入库信息和出库信息等。

5 结束语

本文主要介绍了一套RFID与计算机终端管理软件相结合的智能仓储管理系统。实现了货物智能化的入库出库，完整的货物信息浏览，对商品的分类管理和动态盘点，可以有效提高仓储效率，具有一定的应用价值。

图6 商品管理Fig.6 Commodity Management

[1]米志强.射频识别（RFID）技术与应用[M].电子工业出版社，2011.

[2]曹乃森，孙亚伟.无线射频卡的原理与应用[J]，电子技术，2009(1)：31-33.

CAO Nai-sen,SUN Ya-wei.Principles and application of radio frequency card[J],Electronics Technology,2009(1):31-33.

[3]无线龙.ZigBee无线网络原理[M].北京：冶金工业出版社,2011:56-58.

[4]卢有亮.嵌入式实时操作系统μC/OS原理与实践[M].北京：电子工业出版社,2012.

[5]孟琨泰.基于ARM的915MHZ射频识别读卡器研究 [D].天津：天津大学,2008.

[6]智林.FatFS移植过程分析 [EB/OL].(2012-11-14).http://www.pudn.com.

Design and implementation of intelligent warehouse management system based on RFID

ZHENG Jun-hui GAN Quan
（School of Computer Science and Technology，Pingdingshan University ，Pingdingshan 467002，China）

Traditional warehouse management system uses a manual recording documents the way,this approach is not only time consuming,but also likely to cause human losses,and high labor costs.This paper describes a specific architecture and functionality of intelligent warehouse management system based on RFID,introduces the design of the system.RFID technology combined with intelligent warehouse management system implements not only browsing basic cargo information,add and delete products,add product descriptions,but also has the right personnel management functions.It realizes the merchandise category management,achieves a dynamic inventory,and improves the storage capacity of warehouse.

RFID;intelligent warehouse;management system;database

TN392

A

1674-6236（2014）13-0008-03

上位机前台程序包括操作界面与管理员界面。操作

2014-04-09 稿件编号：201403196

2012河南省教育厅科学技术研究重点项目（12B520046）

郑均辉（1981—），男，四川叙永人，硕士，讲师。研究方向：人工智能等。