基于RFID数据采集的自动化仓库管理系统

仪
器 仪
表 学 报
第２卷 ８
仓库管理系统反馈分拣完成信息， 后者指派叉车将分
拣托盘运出。至此完成托盘出库分拣作业。 ３托盘出／ 人库作业确认。人库确认过程： 、 托盘行 进到巷道货贺起始端， 此时埋设在此处输送带下方的 ＲＩ ＦＤ读写器读取托盘标签， 并将标签信息反馈至立库 管理软件， 管理软件根据收到的标签信息与人库任务 中托盘信息进行匹配， 匹配成功则完成人库确认 ， 否则
第４ 期增 刊
田景贺 等 基于 Ｒ Ｉ 数据采集的自动化仓库管理系统 Ｆ Ｄ
频链路， 驱动 Ｒ Ｉ ＦＤ标签响应各种读写命令， 完成 ＲＩ ＦＤ标签的原始数据采集或读写。中间层由 Ｒ Ｉ ＦＤ 事件管理器和信息服务器构成， 运行在仓库作业现场 的数据采集终端上， 实现读写器的管理与协调， 进行 ＲＩ ＦＤ标签数据的处理， 并为上层应用系统提供接 口。 业务层即仓储管理系统的应用软件， 它实现仓储作业 的计划编排管理、 调度、 跟踪以 及综合查询与统计等功 能， 并提供与其他系统的集成接口。
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层 ｝ 线｝ ｝ 线Ｉ 天 天
图１ ＦＤ在仓库管理中的应用架构 Ｒ Ｉ
图１ 的 Ｒ Ｉ 所示 ＦＤ应 用架构 在 中间层引人 了 ＲＩ ＦＤ事件管理器及信息服务器， 目的在于将标签数据 处理功能下放到数据采集终端， 减小数据采集系统与 上层系统之间的网络负载， 提高数据处理的效率。 ２２ ＦＤ事件管理器和信息服务器 ． ＲＩ
（ 中国科学院沈阳自动化研究所先进制造技术研究室 沈阳 １０１） １ １０６
（ 中 国科学 院研究牛 院 北 京 １ ０ ３ ） ２ ０ ０９
摘 要：本文提出了一种 Ｒ Ｉ ＦＤ技术在仓库管理中的三层应用架构， 并按此架构开发了基于 Ｒ Ｉ ＦＤ技术的仓库管理系统， 实 现了立体仓库 Ｒ Ｉ ＦＤ全过程自动化管理。实践证明该系统显著提升了仓库作业管理的准确性和效率， 是一种实时、 准确的立 体仓库自动化管理解决方案。
业 务 层
格是 ７ ｍＸ２ ｍＸ１ ｍ， ２ ０ ２ 库前区设有理货区、 分拣区。
仓库管理应用软件
企业内名 限
中 间 层
Ｒ ＨＤ事件管理器
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认为发生人库错误。出库确认过程与入库确认过程
类似。
４盘点作业。库存盘点由安装有 Ｒ Ｉ ， ＦＤ手持式读
写器的堆垛机在仓库管理软件的控制下 自动进行， 无
需人工干预。堆垛机在既定轨道上完成一次运行操作 的同时， 其所携带Ｒ Ｉ ＦＤ读写器完成对各个货架及货 位托盘标签的读取， 并将所获得标签信息通过无线局 域网送至管理终端， 完成一次库存盘点。 ５叉车作业。叉车将托盘叉起后， 、 车载的 Ｒ Ｉ ＦＤ 读写器读取托盘标签信息， 读取到的标签信息通过无 线局域网通讯上传至叉车管理终端， 终端根据叉车收 到的托盘标签信息生成操作任务传回叉车并在车载 Ｌ Ｄ上显示， Ｃ 叉车司机按照 Ｌ Ｌ上的指示进行相应操 Ｃ〕 作， 操作完成后反馈叉车操作完成信息。
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针对仓储管理的特点及功能需求， 建立了Ｒ Ｉ ＦＤ 技术在仓库管理系统中的应用架构， 如图 １ 所示。该 架构自 底向上包括采集层、 中间层和业务层。采集层 由阅读器、 天线以 及电子标签构成， 其功能主要是基于
各类数据协议 ， 通过藕合单元， 构建与 Ｒ Ｉ 标签的射 Ｆ Ｄ
圣 基金项目： 国家科技重大支撑计划（０６ Ａ－２ Ｏ） ２０Ｂ Ｉ Ａ ９中科院先进制造基地创新项目 ＯＦ０ＯＯ） Ｉ ０ （６ ２６２１
３ 基于 Ｒ Ｉ ＦＤ技术的仓库管理系统的实施
系统的应用对象是某物流中心立体仓库， 仓库规
立体仓库采用横梁式组合货架， ３ 有 个巷道， 排货 ６ 架， １４ 共２ 个货位。托盘的人库、 ８ 出库操作由计算机 控制传送带、 堆垛机等设备自 动完成口 ３１ ＦＤ系统选型 ． Ｒ Ｉ ｌ应用频段选择。Ｒ Ｉ ， ＦＤ系统选用的频段关系到 系统的识别距离、 信号衰减程度以及读写速度等系统 性能指标。Ｕ Ｆ Ｈ 标签作用距离远， 适应物体运动性能 好， 读写速度快， 作用距离为 １ ｍ， ￣ 技术相对成熟。 １ ５ 根据系统需求， ＵＨ 频段无源标签。 选用 Ｆ ２读写设备。选用 Ａ Ｄ公司的固定式读写器 、 ＷＩ ＭＲ ３１ 用于托盘人库和出库识别； Ｐ０４ 选用 Ｉ Ｔ Ｒ Ｎ Ｅ－ ＭＥ 公司的Ｉ５ ７０ Ｃ Ｆ＋Ｖ ０ 型手持式读写器， 由管理人员 携带以及安装在叉车及堆垛机上。 ３２ 理货作业与分拣作业区设置 ． 理货作业与分拣作业区分为理货暂存区、 分拣暂 存区。理货暂存区和分拣暂存区各配置 ２ 台固定式读 写器、 一台出人（ 库管理终端和 Ｌ Ｉ显示器， 出） Ｃ〕 同时 设置若干个工位， 每个工位设置一个天线。每个分拣 工位设置一个分拣托盘用于存放拣出的货品， 该托盘 上的标签用于标识该托盘应该存放的货品信息。 ３３ 主要作业流程 ． Ｉ托盘理货人库作业。托盘人库有两种情况： 、 货 物进空托盘人库及货物进非空托盘人库。此处以前者 为例说明托盘人库过程： 托盘人库前， 理货人库任务下 达到人库管理终端， 当叉车将贴有 Ｒ Ｉ ＦＤ标签的空托 盘经过规定路线送人理货货物暂存区时， 人库作业区 域的 Ｒ Ｉ ＦＤ读写器读取托盘标签信息并上传至人库管 理终端， 终端根据标签信息查询理货人库任务队列， 得 到该托盘的理货人库操作任务描述并在 Ｌ Ｄ显示屏 Ｃ 上显示， 理货人员按照显示屏提示完成货品装盘工作 后， 通过人库管理终端反馈装人工作完成状态， 并指派 叉车将理货完毕的托盘送至某个巷道的输送机上， 至 此空托盘人库过程完成。 ２托盘出库分拣作业。托盘出库前， 、 出库分拣任 务下达到分拣作业管理终端， 当叉车将贴有 Ｒ Ｉ ＦＤ标 签的托盘经过规定路线送人分拣货品暂存区时， 出库 作业区域的读写器读取托盘标签， 并上传分拣作业管 理终端， 终端根据标签代码查询出库分拣任务队列， 得 到该托盘的出库分拣操作信息并在 Ｌ Ｄ显示屏上显 Ｃ 示。 工位上的 分拣人员按显 示屏提示进行分拣操作并 将货物投放到各分拣托盘， 出库人员利用手持 Ｒ Ｄ Ｅ 读写器读各分拣托盘标签并复核结果， 检查无误后向
标 签数据， 然后生成包 含时间戳和事件源（ 即读取标签的 读写器和天线） 的事件数据。 过滤器的功能是过滤事件 数据， 丢弃先前已检测的重复冗余信息。 连接器的功能 是将过滤后的事件数据存人到信息服务器。
Ｒ Ｉ 信息服务器包括数据转换模块和消息传输模 ＦＩ 〕
块。 它的主要功能是将低级别的 来自Ｒ Ｄ 事件管理器 Ｆ） 的 标签事 件数据转换并映射成更高级别的业务数据， 通 过Ｈ Ｔ 或Ｊ Ｓ Ｔ Ｐ Ｍ 进行消息传输， 为仓库 管理软件或其它 应用系统提供 Ｒ Ｄ标签相关数据的服务。 Ｆ
第 ２ 卷第Байду номын сангаас ８ 期增刊
２０ 年 ４ ０７ 月
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器
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报
． Ｖ门 Ｌ２ Ｎｏ ４
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基于 Ｒ Ｉ ＦＤ数据采集的自动化仓库管理系统 ‘
田景贺１，朱云龙‘ 南 琳‘ ， ２ ， ，张 磊１ １ ２
Ｉ 引
言
仓库管理是企业物流系统 中非常重要的组成部
分。目 前， 国内物流企业大多采用的是条形码作为仓 库管理中货物流和信息流同步的主要载体。尽管条形 码技术无论在技术上还是标准上都趋于成熟， 但是随 着仓库管理信息化要求的不断提高， 条码技术在仓储
２ ＦＤ在仓库管理中的应用架构 ＲＩ
ＲＩ Ｆ Ｄ事件管理器同 时执行 多个代 理程序， 个代理 每 程序与一个Ｒ Ｄ读写器通信， Ｆ 并从读写器收集信息。每 个代理程序由 三类功 能模块构成： 适配器、 过滤器和连接
器。 适配器是类似于驱动器的」ｖ 代码段， ａ旧 连接现场 Ｒ Ｄ读写器， Ｆ 适配器的功能是接收Ｒ Ｄ读写器上传的 Ｆ
关键词：无线射频识别 ；仓库管理系统 ； 标签
Ａ ｔ ｔ Ｗａｅｏ ｓ ｇ ｎ ｇｍｅ ｔ ｔｍ ｓｄ Ｒ Ｉ ｄ ｔ ａｑ ｉｔ ｎ ｕｏ ｉ ｍａ ｃ ｒｈ ｕｉ Ｍａ ａｅ ｎ Ｓ ｓ ｂ ｅ ｏ ＦＤ ａ ｕｓ ｉ ｎ ｙｅ ａ ｎ ａ ｃ ｉｏ
Ｔａ Ｊ ｇｅｚ Ｚ ｕ ｎ ｎ＇ ａ Ｌｎ，Ｚａｇ ｉ ｉ ｉ ｈｔ， Ｙ ｌ ｇ，Ｎ ｎ ｔ ｈｎ Ｉ ＇ ｎ ｎ ＇ ｈ ｕｏ ｉ ＿， ｅ２
２ １ 体系结构 ．
应 还 在 多 局限 川 用中 存 很 的 性 。
无线射频识别（ ＦＤ 是一种先进的 自动识别技 Ｒ Ｉ） 术， 它通过射频信号 自动识别目 标对象并获取相关的 数据， 它可以实现多目 运动目 标、 标的非接触式自动识 别［２ Ｒ Ｉ ［ ］ ＦＤ技术应用于现代物流管理， １ ． ， 可以突破数 据录人和数据采集的“ 瓶颈” 问题， 降低库存水平， 提高