基于RFID的智能倉儲管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：傳統(tǒng)的倉儲管理系統(tǒng)使用的是人工記錄單據(jù)的方式，這種方式不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還容易造成人為損失，而且勞動力成本高。針對以上問題，采用基于RFID技術(shù)的智能倉儲系統(tǒng)的架構(gòu)方案，設(shè)計(jì)了一套智能倉儲系統(tǒng)。通過管理系統(tǒng)與RFID技術(shù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對貨物進(jìn)行出庫入庫，貨物瀏覽，人員管理，單品搜索等功能。從而完成了對商品的分類管理，提高了倉儲能力。

近年來，隨著我國倉儲行業(yè)的不斷發(fā)展，倉儲管理作業(yè)變得多樣化和復(fù)雜化。采用條碼技術(shù)和人工識別的傳統(tǒng)倉庫管理方式，人工成本比較高，工作效率不理想。隨著RFID技術(shù)的不斷成熟，可以利用RFID技術(shù)較好地解決目前存在的問題。本文主要介紹了一套基于RFID的智能倉儲管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

1 主要技術(shù)簡介

1.1 RFID簡介

RFID是Radio Frequency Identification的縮寫，即射頻識別。它可以方的便對物品進(jìn)行非接觸式識別。一套RFID系統(tǒng)由閱讀器與轉(zhuǎn)發(fā)器組成，由閱讀器發(fā)射一特定頻率的無線電波能量給轉(zhuǎn)發(fā)器，用以驅(qū)動轉(zhuǎn)發(fā)器電路將其內(nèi)部IDCode送出，此時(shí)閱讀器便接收此ID Code，從而對物品批量的進(jìn)行快速有效識別。

1.2 Zigbee簡介

Zigbee作為一種近年來新興的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要用于近距離的無線連接。它利用自己的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，在只需要很少能量的情況下，以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個(gè)傳感器傳到另一個(gè)傳感器，其通信效率非常高。

2 整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

本智能倉儲管理系統(tǒng)主要由上位機(jī)與RFID手持讀卡器兩部分組成，其通信采用Zigbce協(xié)議。上位機(jī)程序包括上位機(jī)前臺程序、后臺程序兩部分。前臺程序可運(yùn)行于多個(gè)PC，后臺程序運(yùn)行在服務(wù)器。整體架構(gòu)如圖1所示。

2.1 上位機(jī)前臺程序

上位機(jī)前臺程序包括操作界面與管理員界面。操作界面由入庫操作與出庫操作組成。管理員界面由標(biāo)簽注冊、寫入數(shù)據(jù)和讀取數(shù)據(jù)等組成。

2.2 上位機(jī)后臺程序

手持讀卡器非接觸式讀取物品RFID標(biāo)簽后，把所讀數(shù)據(jù)發(fā)送給后臺程序，經(jīng)過后臺解析將物品的詳細(xì)信息實(shí)時(shí)回傳到手持讀卡器的液晶屏上。數(shù)據(jù)采用GB2312編碼，后臺程序采用串口與各Zigbee節(jié)點(diǎn)通信。上位機(jī)工作流程如圖2所示。

2.3 Zigbee通信協(xié)議

Zigbee節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，包括上位機(jī)與固定節(jié)點(diǎn)和上位機(jī)與手持讀卡器數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。

2.4 手持讀卡器

手持讀卡器主要利用RFID技術(shù)負(fù)責(zé)對倉庫內(nèi)商品的出入庫查詢，其具有兩個(gè)功能：單品識別和多品識別。單品識別不采用防碰撞機(jī)制一次只能識別一個(gè)商品上的RFID標(biāo)簽，多品識別采用防碰撞機(jī)制可以同時(shí)識別上千個(gè)RFID標(biāo)簽，識別的標(biāo)簽存儲在隊(duì)列中。手持讀卡器在對倉庫內(nèi)的商品進(jìn)行查詢時(shí)首先進(jìn)行標(biāo)簽識別和解析，解析標(biāo)簽的數(shù)據(jù)后獲得標(biāo)簽的UII(唯一物品識別碼)。通過標(biāo)簽的UII將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)顯示在手持讀卡器上，以便倉庫管理員能夠方便地進(jìn)行商品查詢。

3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

3.1 手持讀卡器系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)手持讀卡器采用ARM公司的STM32F103嵌入式處理器作為控制單元的主控制器，中軟吉大JX200E系列的UHF 900M超高頻閱讀器芯片作為射頻收發(fā)模塊的核心，將uC/OS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和FATfs文件系統(tǒng)移植到ARM處理器上，完成任務(wù)調(diào)度，并在此基礎(chǔ)上控制高頻閱讀器芯片讀取每個(gè)商品唯一的的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)。使手持機(jī)讀卡器與上位機(jī)通信，獲取數(shù)據(jù)庫中存儲物品的詳細(xì)信息，實(shí)時(shí)顯示在其液晶屏上，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)基于RFID的智能倉儲管理。手持讀卡器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

3.2 管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

倉儲管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖4所示，主要包括信息瀏覽，商品管理，人員管理。其中，信息瀏覽主要包括查看商品信息，注冊信息，人員信息，入庫信息，出庫信息的功能。商品管理主要具有增加商品，刪除商品及更新數(shù)據(jù)的功能。人員管理主要具有增加人員，刪除人員及更新數(shù)據(jù)的功能。

4 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)采用Microsoft Visual Studio 2012的VC++6.0作為開發(fā)工具，以Microsoft SQL Server2012作為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，以下是對其主要功能的介紹。

4.1 用戶登錄

打開倉儲管理系統(tǒng)進(jìn)入登錄頁面，數(shù)據(jù)庫用戶信息表中有管理員和普通用戶權(quán)限。其中用UserPermission字段用來存儲是否有管理員權(quán)限，其數(shù)據(jù)類型為bit。如果判斷為true則具有管理員權(quán)限，如果為false則為普通用戶。數(shù)據(jù)庫中主要涉及管理員對數(shù)據(jù)庫中商品信息的瀏覽和查看。

4.2 系統(tǒng)管理操作

管理員直接面對的就是管理界面中的數(shù)據(jù)，通過對管理界面中商品信息的瀏覽進(jìn)而有效管理倉庫商品信息。首先是管理界面中的信息瀏覽，該界面包括商品信息，注冊信息，人員信息，入庫信息，出庫信息等。在商品信息中可查看商品的編號，商品的名稱，能夠直觀的了解商品，在所在商品行單擊可查看商品的描述。在注冊信息中可查看商品標(biāo)簽的UII，商品的名稱，以便第一時(shí)間掌握商品注冊信息。人員信息中包括用戶名和密碼等信息，其中用戶可分為管理員和普通用戶。入出庫信息包含商品UII，入出庫時(shí)間，商品名稱，操作員等。系統(tǒng)管理界面如圖5所示。