基于RFID技术的后方仓库管理系统设计

2017-09-03王孟夏程启超刘宇杰

物流技术与应用 2017年7期

关键词：读写器出库盘点

王孟夏程启超刘宇杰/文

基于RFID技术的后方仓库管理系统设计

王孟夏程启超刘宇杰/文

针对部队后方仓库管理中普遍存在的数据采集不准确、信息化程度不高问题，本文以RFID技术为核心，提出了一种基于RFID的后方仓库管理系统，实现后方仓库物资数据采集的实时性、准确性，提高仓库工作人员的工作效率。

RFID、后方仓库、仓库管理系统

随着军事装备物资的使用频率与消耗数量日益增加，部队对于仓库保障工作的要求越来越高，同时也带来仓库管理工作任务的增加。当前，我军大部分后方仓库管理主要采用两种方式：一是人工管理。这种管理主要是靠手工录入，每次盘查库存信息时必须对所有的装备物资进行盘查，效率低且出错率高，大量物资积压，得不到及时的利用，造成极大资源浪费。二是条形码管理。这种管理方式能提高装备物资出库、入库的速度，提高工作效率，节约人力资源，但也存在着条形码易被复制和被化学物品腐蚀、数据易丢失等缺陷。

针对当前部队后方仓库管理手段不丰富、信息化程度不高的问题，本文借鉴国内外RFID技术的应用成果，研究利用基于RFID技术的后方仓库管理系统。

一、RFID技术工作原理

RFID技术是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号方式进行非接触双向通信，达到自动识别目标对象目的并获取相关数据信息。它具有无接触式、大容量、快速、高容错、抗干扰和耐腐蚀、安全可靠等优点，目前已被广泛应用于现代物流管理领域。通常情况下，RFID系统由电子标签、读写器、天线和通信网络系统等四部分组成。其工作原理是，当标签（无源标签或被动标签）进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者标签（有源标签或主动标签）主动发送某一频率的信号，解读器读取并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

RFID技术是一种非接触式的自动识别技术，目前已被广泛应用于现代物流管理领域

RFID在仓储管理中的主要作用是自动采集货物到货、入库、移库、出库时的数据，包括货物名称、规格、种类、型号等等，并自动分析货物的信息，根据数据整合，经过技术手段找到提高仓库管理效率的方案。其基本原理，如图1。

二、系统需求分析

部队后方仓库是为了保证部队战时和平时物资需求而设立的，其核心任务是搞好物资的储备供应。因此，基于RFID的后方仓库管理系统应围绕做好储备物资的管理工作展开。后方仓库具有储存物资多、储存周期长、管理工作困难等特点，基于此，本系统应具有以下三个主要功能。

1.出入库管理功能。后方仓库装备物资种类较多，数量较大，出入库频繁，需要借助RFID技术的特点实现对装备物资进出仓库自动识别，达到精确统计货物信息、减轻管理员工作量的效果。

2.库区盘点功能。对库存物资进行盘点是仓库管理员的工作之一。常规情况下，仓库管理员人工盘点，效率低且准确率不高，需要借助RFID实现库区物资快速盘点。

3.预警功能。后方仓库部分装备物资储存周期较长，长时间存放容易损耗物品的使用价值，要求系统能够对库存物资存放的时间进行预警。同时，部分装备物资的储存对温湿度要求较高，系统也需提供温湿度预警功能。

三、系统方案设计

1.系统的架构设计

本系统面向部队后方仓库装备物资的管理自动化、信息化而设计，主要用于装备物资出入库自动识别管理。系统将RFID技术与管理信息系统相结合，实现对装备物资自动识别和信息化管理，有效、准确地识别、采集、记录和上传进出库房的装备物资信息，实现动态监控存放点的温湿度信息，实现对装备物资存放地点的监控，从而建立起部队后方仓库管理信息系统。系统架构，如图2。

2.系统硬件设计

（1）电子标签

鉴于超高频标签具有传送数据快、阅读距离大、作用范围广、防冲突机制好、数据存储时间长等优点，非常适合应用于仓储管理中，因此RFID标签选用超高频段的电子标签。在储物货架和货位上选用金属标签，减少金属货架带来的识别影响；在物资包装箱上选用普通超高频电子标签，降低成本。

（2）读卡器

读卡器主要包括RFID阅读器、手持终端和定位器三种，通过串行外设接口与S3C44BOX相连。以ARM11为架构的S3C44BOX作为本读卡器的核心控制器和运算器，与RAM和Flash通过地址总线和数据总线进行连接，读卡器的结构如图3。

图1 ：RFID工作原理图

图2 ：基于RFID的后方仓库管理系统架构

图3 ：读卡器结构图

图4 ：RFID中间件架构体系

图5 ：系统功能模块

图6 ：货物入库流程图

图7 ：货物出库流程图

（3）RFID中间件

RFID中间件是射频识别系统与应用系统之间数据传输的中间媒介，从应用程序端使用中间件所提供的一组通用应用程序接口（API），即可连接到RFID读写器，读取RFID标签数据。这样一来，即使存储RFID标签情报的数据库软件或后端应用程序增加或改由其他软件取代，或者读写RFID读写器种类增加等情况发生时，应用端不需修改也能处理，省去多对多连接的维护复杂性问题。本系统可选取主流厂商BEA的RFID中间件产品。其架构体系如图4，可以清晰获知系统信息的数据流程。

3.系统功能模块设计

该系统主要功能包括系统管理、基本信息管理、出入库管理、库存管理以及查询功能等，其功能组成如图5。

该系统的主要功能说明如下：

系统管理和基本信息管理：这两个模块都属于对系统数据的基础管理。可以实现对人员信息、货物信息、货区信息的基础管理，实现对角色权限的变更和系统维护工作。

出入库管理：是本系统的核心功能。其中，入库管理是实现货物的入库操作，包括入库单的录入、修改、删除，入库货位的自动及手动分配等。出库管理主要实现货物出库任务的操作，包括出库单的录入、修改和删除，出库任务的自动及手动生成等。移库管理主要实现移库任务的录入、修改和删除。

库存管理：是对仓库现有装备物资的信息化管理。包括对仓库现有库存的盘点、当前货位的统计，并提供库存预警、过期预警、温湿度预警三大预警功能。

查询功能：仓库管理员通过查询功能，实现入库单、出库单、移库单的查询、货物查询、库位查询、系统日志查询等基础功能。

4.系统关键业务流程设计

基于RFID技术的军用仓库管理系统的核心是：在每套装备或物资的包装箱上附加电子标签，在各个库房的入口、堆垛区附近设置RFID读写器，使得装备物资在通过读写器时，读写器可以通过电子标签获得附带的信息。同时，在库房内挑选适当位置安置温湿度传感器，实时监控仓库的温湿度情况。

（1）入库作业流程

仓库管理系统接收到入库作业指令后，仓库管理员了解相关业务资料信息，做好货物接收准备。当货物准备入库时，RFID读写器自动读取电子标签中的信息，系统自动比较实际入库信息与预入库信息，如信息不符，发出警告并由相关业务部门工作人员解决，如信息无误，系统将按照最佳存储方式自动分配库位，同时生成入库单。入库作业流程，如图6。

（2）出库作业流程

仓库管理员获取出库作业指令，了解相关作业细节，并借助仓库管理系统制定出库计划，编制出库单，工作人员依据出库单上的方案进行出库作业。当货物出库时，RFID阅读器自动读取货物电子标签上的信息，并判断是否为出库单中的货物，货物顺利出库后，仓库管理系统刷新库存清单和出入库记录。出库作业流程，如图7。

（3）库存盘点流程

根据仓库管理系统盘点计划选择要进行盘点的仓库或库区，并生成盘点清单。系统定位到需要盘点的仓库或库区，借助无线网络将盘点指令发送到RFID读写器，读写器根据指令开始读取数据并通过无线网络传输至系统中，仓库系统比较实际盘点信息与盘点清单之间的差异，生成表格。