智能化仓储物流系统

基于物联网技术的智能棉花仓储物流信息系统解决方案2011年6月1综述1.1建设背景市场竞争日益激烈，提高生产效率、降低运营成本,对于企业来说至关重要。

仓储管理广泛应用于各个行业，设计及建立整套的仓储管理流程，提高仓储周转率，减少运营资金的占用，使冻结的资产变成现金，减少由于仓储淘汰所造成的成本，是为企业提高生产效率的重要环节。

目前，仓储管理系统通常使用条码标签或是人工仓储管理单据等方式支持自有的仓储管理。

但是条码的易复制、不防污、不防潮等特点，和人工书写单据的繁琐性，容易造成人为损失，使得现在国内的仓储管理始终存在着缺陷。

随着无线射频电子标签这一最新科技产品的投入应用，可以从根本上解决上述的问题。

本系统基于射频识别（RFID）技术，根据仓储管理中的实际情况和需求，开发了《RFID仓储管理系统》。

本系统应用中，将电子标签封成卡状，贴在每个货物的包装上或托盘上，在标签中写入货物的具体资料、存放位置等信息。

同时在货物进出仓库时可写入送达方的详细资料，在仓库和各经销管道设置固定式或手提式卡片阅读机，以辨识、侦测货物流通。

1.2建设目标1.3方案特点将整个仓库管理与射频识别技术相结合，能够高效地完成各种业务操作，改进仓储管理，提升效率及价值；提高物品出入库过程中的识别率，可不开箱检查，并同时识别多个物品，提高出入库效率；缩减盘点周期，提高数据实时性，实时动态掌握库存情况，实现对库存物品的可视化管理；采用射频技术能大大提高拣选与分发过程的效率与准确率，并加快配送的速度，减少人工、降低配送成本；精确掌握物资情况，优化合理库存。

1.4方案创新2系统总体设计方案2.1基本思路●在物品入库时，将其按照规格进行分类，放入相对应种类的仓储地，并为每个仓储地安装一个标识牌，给每一标识牌上贴上电子标签，该标签称为标识标签。

并且给每个标识牌编号，标签中存储能够唯一标识此货架的ID号，通过工作人员手持PDA进行读取标签上的ID号码，可调用后台系统数据库，获取其中的存储信息，信息包括：物品的种类、名称、型号、单位、单价、生产日前、保质期、性能等；●需要货物移库时，登录系统软件终端，系统发移库指令到PDA，移库人员找到指定的货位，从库位上取出指定数量的货物，并把货物运到目的库位，货物送入库位，修改货架标签内容；向现场系统发回移库作业信息。

●作业员手中的PDA对库存标识牌进行扫描，并且将扫描数据实时发送到终端计算机中，监控人员进行盘点统计，做出统计报表。

●在进行库房管理作业时，读取该标签编号，就可判定当前作业的位置是否正确。

此外，只要输入某一货架的ID号即可从网上数据库调取该ID的相关信息，从而实现物资保管功能，并能实现网上浏览查询。

2.2设计原则此方案严格遵循该项目中所涉及的各项技术规范。

最大限度地利用现有计算机的最先进技术。

遵循实时性、整体性、稳定性、先进性和可扩充性的原则，建立经济合理、资源优化的系统设计方案。

（1）实时性：此系统采用目前最先进的高速无线网络技术，使得仓库的所有计划、操作、调度、控制和管理全部具有实时性，大大提高仓库现有设备和人员的效率，实现物流管理的最大效益。

（2）整体性：此系统涉及无线手持设备、无线接收设备、数据库前台以及后台的数据库服务器。

虽然它们之间在物理上是相互分离的，但均有各自的系统支持。

为了使各个部分能够统一协调的工作，在设计时必须确保它们之间整体的一致性。

（3）稳定性：此系统是为仓库管理、现场作业服务的生产信息系统。

为此在系统设计时，加入错误分析模块，对所有可能出现的错误进行校验。

另外在设计中对系统的效率和稳定性进行了优化处理，使系统在保证速度的同时确保了稳定性。

通过以上措施，使得系统在运行过程中，当出现人为的错误或系统一些随机错误时，并不影响其运行。

（4）先进性：此系统是集计算机软硬件技术、无线网络技术、互联网络技术、条码自动识别技术和数据库技术为一体的智能化的系统。

该系统的电子商务子系统采用业界最流行的计算机三层结构体系，采用 Java 语言，提供 XML 接口。

（5）可扩充性和可维护性：根据软件工程原理，系统维护在整个软件的生命周期中所占比重是最大的。

因此提高系统的可扩充性和可维护性是提高此系统性能的必备手段。

此系统采用结构化、模块化结构，可根据需要修改某个模块、增加新的功能，使其具有良好的可维护性。

系统还预留有与其他子系统的接口，使此系统具有较好的可扩充性。

2.4部署架构系统部署架构如图。

系统利用电子标签对每一个需要管理的对象在其管理周期内进行标记管理。

管理人员利用本系统可以实时了解掌控每个被管理对象（物品）的性质、状态、位置、历史变化等信息，并根据这些信息采取相应的管理对策和措施，达到提高使用单位的运营水平和管理质量的目的。

根据需求，系统包含了若干模块：系统管理、标签制作、入库管理、出库管理、盘点管理、调拨管理、退换管理、终端数据采集程序。

2.5.1系统管理系统设置以及系统用户信息和权限。

2.5.2标签制作依据入库单及标签制作申请单录入的货物信息生成每个物品的电子标签，在标签表面上打印标签序号及产品名称、型号规格，在芯片内记录产品的详细信息。

2.5.3入库管理入库时，仓库管理员根据订货清单清点检查每一件货品，检查合格后交给仓库保管员送入库房。

仓库保管员持手持机扫描货架库位标签和入库物品上的标签并输入物品数量进行入库登记，数据记入手持机内的入库操作数据表，然后将物品放置到指定库位上。

如果需要将物品装入包装箱内存放，还需要扫描箱标签以更新手持机内箱明细表。

全部物品入库完毕后，将手持机交给管理员，由管理员将入库数据导入后台管理数据库内，完成入库操作。

经过这一流程后，仓库中每一种物品的位置、数量、规格型号等都可以在仓储管理软件中一目了然的查找出来，实现了仓储状态的可视化。

2.5.4出库管理出库时，仓库管理员根据根据领料申请查询仓储状态，然后做出预出库单；保管员根据预出库单将指定库位的物品取出，使用手持机扫描库位标签和物品标签将出库信息进行登记，数据记入手持机出库数据表；全部出库物品取出后将出库信息上传到主机，与预出库单作比较，并根据实出数量进行登帐。

2.5.5库存管理（预警）为了即时获取库存数量，公式：库存量=原始库存量+入库量-出库量。

对入库表、出库表添加触发器，一旦有插入操作，并且入库量不为0，即不为空托时，会启动一个触发器，对产品的库存量进行修改。

给出一定警示。

2.5.6盘点管理使用手持数据采集终端进行数据的采集，如物品标签、摆放货架、物品数量等。

系统可根据事先设定的产品分类，自动产生或人工选择产生盘点任务表，进行盘点作业，盘点作业主要扫描产品标签和相应的库位信息。

数据上传后，系统会自动列出已盘产品与未盘产品，并根据需求进行盘盈、盘亏等操作。

2.5.7调拨管理出现调拨情况时，根据调拨情况选择不同的调拨流程。

2.5.8退换货管理客户退货的时候，通过读取产品标签可以查询的该产品是否是属于此客户，销售时间等信息，并且方便查询当时的销售信息，进行有效的监督和管理。

对于确认需要退货的产品，手持机在读取标签时会将当前时间写入标签中的退货时间字段。

2.6作业流程2.7数据传输方式仓库管理员无论进行入库、出库、盘库、移库等哪种操作，都需要通过手持PDA与系统数据库后台进行数据的传输，传输方式如下：通过手持PDA读取电子标签数据，PDA接收信号后通过GPRS将数据发送到数据接收器，此接收器通过485/232接口与系统终端连接，并将接收信号传送给数据库，完成数据的相应更新操作。

3RFID设备3.1RFID标签3.1.1标签使用位置●货架●托盘●商品3.1.2标签使用形式3.1.2.1货架上使用鉴于货架上标签长期使用。

可设计定做一部分金属标签。

可更换，回收。

货架上标识有货区、货位等工作人员肉眼识别信息。

3.1.2.2托盘上使用使用标签打印机打印标签，为不干胶纸。

并在上边打印出相关信息可人工识别。

3.1.2.3商品上使用使用标签打印机打印标签，为不干胶纸。

并在上边打印出相关信息可人工识别。

3.1.2.4标签编码（EPC）制定标准分别针对不同载体指定一套完善的编码规则，是系统能更好的识别，过滤信息。

3.2 读写器（手持机）用于识读及写入标签数据，分为固定式读写器和手持移动式读写器两类。

固定式读写器支持四天线并联同时工作，其强大的防冲撞算法允许每秒扫描多达40个标签；手持式读写器集成条码和RFID读取功能，适用于室外和恶劣工作环境。

两类读写器均支持RS232、以太网和无线局域网等多种通信方式。

其主要功能是：查阅RFID电子标签中当前贮存的数据信息；向空白RFID电子标签中写入欲贮存的数据信息；修改（重新写入）RFID 电子标签中的数据信息；与后台管理计算机进行信息交互。

3.3 固定式天线天线是标签与阅读器之间传输数据的发射、接收装置。

在实际应用中，除了系统功率，天线的形状和相对位置也会影响数据的发射和接收，需要专业人员对系统的天线进行设计、安装。

包括超高频全向平板、垂直平板和水平平板天线，能够适应多路径高散射的复杂环境，能够增强接收信号；尺寸较小，构造出无盲区的局域网络。

3.4 RFID中间件系统（通讯方式）是整个系统的运营支撑平台，具有数据采集、过滤、排序、封装和转发等功能。

并提供数据流、文件和XML等多种数据交换方式，可以实现与管理信息系统和仿真系统等的平滑连接。

使各不同功能包或流程包的数据在整个平台上平滑流动。

它既可以作为单独实施的功能包的数据采集支持平台，也可以作为多个功能包同时运转的支撑平台，也是与仿真系统、信息管理系统和ERP系统等外界系统连接和数据交换的平台。

RFID中间件是消息中间件的一种，它的消息传递模式支持点对点模式和发布/订阅模式。

代理和设备之间多用点对点模式，例如启动和关闭一个读写器时，使用套接字来处理点对点操作。