基于RFID电子标签的物联网物流管理系统

文/谢茂南

1.硬件设计

1.1 ARM 11处理器。ARM 11处理器是ARM 企业近些年发布的新一代处理器，都是基于ARMV6的指令架构设计研发的，ARM 11具有很高的解决性能与相对较低的功能损耗。基于RFID电子标签的物联网物流管理系统就采用了ARM 11处理器，并且还采用了ARM 11处理器中的MCU芯片。是一款16/32位微处理器，它的工作质量稳定，这是一款功能损耗低、特性强的微控制器。S3C6410采用了32/64位内部结构系统总线架构设计，另外还具备非常强的硬件加速器，能够很好地适用于视频处理、实际操作及其缩小放大。它有着丰富的外场插口，十分适用于非固定类嵌入式设备中[1]。选用ARM 11处理器可以降低系统设计成本，同时可以使系统的CPIO配置更加灵敏，使系统的操作更顺利。

1.2 基于RFID的电子标签。基于RFID的电子标签又被称为非接触式微波射频IC卡，由IC芯片和无线电磁线圈构成。读卡器读写电子标签时，传输信号有两个部分，分别为开关电源信号和指令数据信息信号。开关电源信号是读卡器向电子标签上传的无线电波。接纳同频率无线电波鼓励后，标识里的LC并联谐振电源电路根据共振充电电路里给其电容器充电，即电子标签的工作电源。指令数据信息信号是电子标签发送给读卡器的信号，赋予电子标签的ID和指令信息。唯一的ID号保存在无源电子标签中，有利于标识并记录产品信息。除此之外，它还采用无线通信技术，克服了非接触式有源全面识别的问题。该系统所选用的电子标签为S60型号感应卡。FM 1108处理芯片是感应卡内部结构的芯片，其频率为13.4MHz，鉴别距离为10到15cm，达到设计方案的标准。除此之外，标识体形小，重量轻，有利于附着在货运物流产品表层[2]。采用FM 1108芯片的电子标签的EEPROM 拥有8KB，其储存容量很高，可以分为16层，系统数据以块存取，电子标签的内部设有电线，其电线的运行频率为13.5MHz，电子标签内拥有着加密逻辑的电线、电路等，可以有效防止系统内部产生冲突，并且电子标签可以多卡读写。

2.软件设计

2.1 构建物流管理数据库。在RFID读写器过程中需要储存的数据信息有许多，主要包含使用者本人的信息、产品订单信息、收信人和发货人的信息等。那么多数据存储需要使用高性能关系型数据库，在嵌入式平台上可以应用的数据库有许多，比如Berkeley DB，M ySQL，SQLite等，本系统选择应用SQLite数据库[3]。SQLite是一款轻型数据库系统，使用方便、使用网络资源少，适配各个平台，被广泛应用于嵌入式操作系统中。需要在数据库中记录物流中的产品信息，收件人的具体信息，发件人的具体信息。产品信息包含订单号、电子标签号、产品名称、快递公司情况等；收件人与发件人的具体信息包含收件人和发件人的名字、联系方式、某国某省某市某区某街道某小区等信息。在数据库中，要将数据的信息与数据库的物流管理模式结合在一起。

2.2 设置物流管理应用权限。在物流管理系统中根据用户类型设置不同的权限，对于不同的系统使用者赋予不同的管理权限，系统使用者类型主要分为系统管理者、领导者、销售人员、财务、会计五种用户类型[5]，每一个使用者类型都有自己的操作权限，其中管理员负责管理其他使用者，并且要在管理人员时进行对系统信息的管理。管理员负责对系统的所有信息进行检查、监督、修改、维护等工作，使管理员可以对所有信息进行查找，修改，添加，删除等。用户在使用系统时必须通过密码进行验证，验证成功后方可进入系统，否则就没有操作系统功能的权利。用户的登录密码要求长度在8位以上，分为数字和字母两部分构成[6]。业务员负责调配物品，进行物流方面的管理，财务与会计对物流的财务信息等进行管理与计算，随时将财务信息上传到系统当中。基于RFID电子标签的物联网物流管理系统对已存在的角色用户分配操作权限。不同的角色用户得到不同的操作权限，即使相同角色的用户也可以分配不同的权限，增加了系统使用的灵活性。

2.3 实现物联网物流管理。将物流订单录入到系统当中，订单输入主要是将承运人、收件人和产品信息输入订单中，供调度员调度。销售人员在订单管理对话框中挑选新订单。进到订单信息输入对话框后，销售人员应输入承运人和收件人的信息；随后输入完整的产品信息，主要包含产品名称和托运量；最终，完成对配电线路信息的输入和运费单价的设定。输入的信息来源于RFID读写器上传数据信息。该系统支持追踪订单情况，包含已经完成、没完成和撤销三种状态，销售人员能够实时查看订单情况[7]。订单输入结束后，使用者可以在订单管理页面中查询和调整订单信息，并且以EXCEL的方式导出来订单信息。随后销售员在调度配送管理对话框挑选待调度订单，重新建立调度派送订单。进到调度派送订单信息输入对话框后，销售员首先依据订单中托运的物品数量以及货车载货量的方式来分辨订单是不是全部拆除。假如拖运量超过单火车载货量，销售员将负责对订单分为好几个子订单开展调度和派送；进行实际操作结束后，销售人员挑选车牌号，为订单分配小轿车托运，系统提供车辆状况实际，使销售人员挑选更方便；最终，分配驾驶员，可以一同挑选好几名驾驶员。在调度派送输入对话框中，将于显示栏正中间显示待调度订单。显示栏上边是车子和司机的挑选栏，下边标明已经完成调度的订单信息。当等候调度的订单数量众多时，销售人员能通过承运人或收件人的信息快速查询，提高效率。与此同时，系统软件还提供了一个短信提醒服务平台，还可以在调度派送结束后告知承运人和收件人商品的出发时间和预估预计到达时间。货运物流出行前，销售员必须核查商品的具体传出量与调度量是否一致[8]。假如不一致，销售员必须改动具体传出量。运输队进行物流运输任务返回后，销售员要进行系统备案，记录商品的收支明细和实付量。

3.实验对比分析

为了证明运用本文的基于RFID电子标签的物联网物流管理系统的物品在配送中的损坏程度低，引入传统的物流管理系统和基于LORA的物流管理系统作为参照组进行对比。

3.1 实验准备。在实验开始之前，先对配送中的物品损坏情况进行等级划分，分别分为三个等级。如表1所示。将相同质量、材质、数量的物品采用三种物流系统进行分拣与配送，发往5个收货地点。

表1 物流等级划分表

3.2 实验对比。将本文的基于RFID电子标签的物联网物流管理系统与传统的物流管理系统和基于LORA的物流管理系统进行实验，将配送物品到达收货地点的保存情况进行物流等级的评定，进行记录。实验对比结果如表2所示。由表2可知，本文的基于RFID电子标签的物联网物流管理系统在五个收货地点的配送物品的物流等级都为一级，而基于LORA的物流管理系统的配送物品情况出现了二级和三级的物流等级，物品产生了损坏。传统的物流管理系统甚至没有物品的物流等级为一级的情况，均为二级和三级，物品在此系统的物流管理下物品损坏严重。所以证明了本文的基于RFID电子标签的物联网物流管理系统在保证了其可用性的同时，有效降低了物品在配送中的损坏程度。

表2 实验对比结果

4.结束语

随着网络的发展，物流行业也被人们更加重视，在网络上的购买，邮寄等操作都需要物流行业的介入。在其发展的背后，对于物流管理的要求也越来越高，当物流管理需要管理的物品数量太多时，难免会出现纰漏，就导致许多物品在配送过程中都会受到不同程度的损坏。而现有的物流管理系统并不能完全解决这个问题，为此本文提出了基于RFID电子标签的物联网物流管理系统。通过实验证明了本文提出的体统的运行可靠性很高，并且可以有效降低物品在配送中的损坏程度，使物品完好地到达收货地点。