基于RFID的智能倉儲管理系統(tǒng).doc

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)綜合設(shè)計報告物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)綜合設(shè)計報告 題題 目目 智能倉儲系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)智能倉儲系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 考生姓名 郭守昊郭守昊 考 號 048614206001 單 位常州紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院 專 業(yè) 物聯(lián)網(wǎng)工程 二 一六年三月一日二 一六年三月一日 1 15 目 錄 1 緒論 1 1 1 WMS 國內(nèi)外研究及發(fā)展動態(tài)分析 2 1 1 1 國外研究動態(tài) 2 1 1 2 國內(nèi)發(fā)展動態(tài) 2 1 2 WMS 的發(fā)展趨勢 3 2 系統(tǒng)總體設(shè)計 4 2 1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 4 2 2 系統(tǒng)流程 4 2 3 系統(tǒng)組成 4 3 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計 5 3 1 基于 RFID 技術(shù)的庫存管理流程設(shè)計 5 3 1 1 總體流程 5 3 1 2 收貨入庫流程 6 3 1 3 庫存盤點流程 7 3 1 4 出庫流程 8 4 系統(tǒng)的實現(xiàn) 10 4 1 RFID 標(biāo)簽及讀寫器 10 4 2 RFID 中間件及數(shù)據(jù)過濾 10 4 3 傳感器 微處理器 通信芯片及協(xié)議 11 5 總結(jié)與思考 11 參考文獻(xiàn) 12 1 緒論 智能倉儲是物流過程中的一個環(huán)節(jié) 確保貨物倉庫管理各個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)輸入的速度和準(zhǔn)確 性 也可以保證企業(yè)能夠及時的掌握庫存的真實數(shù)據(jù) 通過科學(xué)的編碼 對庫存貨物的批次 保質(zhì)期等信息進(jìn)行管理 建立一個智能倉儲系統(tǒng)需要物聯(lián)網(wǎng)的鼎力支持 現(xiàn)代倉儲系統(tǒng)內(nèi)部不僅物品復(fù)雜 形態(tài) 各異 性能各異 而且作業(yè)流程復(fù)雜 既有存儲 又有移動 既有分揀 也有組合 因此 以倉儲為核心的智能物流中心 2 15 目前倉儲業(yè)智能終端技術(shù)有機(jī)器人技術(shù) RF手持終端 語音提示終端 視頻監(jiān)控終端 無人搬運(yùn)車等技術(shù) 借助這些技術(shù) 實現(xiàn)了物品的自動搬運(yùn) 機(jī)器人自動堆碼跺 物品自動 識別 智能輔助人工揀選等作業(yè) 在智能倉儲管控系統(tǒng)中 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與WMS技術(shù)相結(jié)合 實現(xiàn)了倉儲也智能化與自動化 能夠?qū)崿F(xiàn)對物流過程智能控制與管理的還不多 物聯(lián)網(wǎng)及物 流信息化還僅僅停留在對物品自動識別 自動感知 自動定位 過程追溯 在線追蹤 在線 調(diào)度等一般的應(yīng)用 1 1 WMS 國內(nèi)外研究及發(fā)展動態(tài)分析 倉儲管理是指通過倉庫對商品進(jìn)行儲存和保管 倉儲管理系統(tǒng)是倉儲管理信息化的具體形 式 是一個實時的計算機(jī)軟件系統(tǒng) 它能夠按照運(yùn)作的業(yè)務(wù)規(guī)則和運(yùn)算法則 對信息 資源 行為 存貨和分銷運(yùn)作進(jìn)行更完美地管理 使其最大化滿足有效產(chǎn)出和精確性的要求 倉儲 管理系統(tǒng)是企業(yè)物流系統(tǒng)中不可缺少的子系統(tǒng) 物流系統(tǒng)的整體目標(biāo)是以最低成本提供令客 戶滿意的服務(wù) 而倉儲管理系統(tǒng)在其中發(fā)揮著重要作用 1 1 1 國外研究動態(tài) 國外的WMS軟件處于領(lǐng)先地位的是美國SAP公司的ERP軟件 該ERP軟件提供分布式倉儲及 庫存控制模塊 在制造業(yè)企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用 1 此外專家系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)化分布式倉儲管理 及庫存控制領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用 如美國空軍物流部門研發(fā)了針對倉儲管理和庫存控制問題的 專家系統(tǒng) 存貨管理輔助系統(tǒng) 用于存貨計劃的專家系統(tǒng)IVAN 收集和掃描零售數(shù)據(jù) 誤差的專家系統(tǒng)Infoscan等 此外 IBM推出的在SOA的基礎(chǔ)上WMS也比較典型 其基本結(jié)構(gòu) 標(biāo)準(zhǔn)模塊和數(shù)據(jù)交換接口標(biāo)準(zhǔn)等方面的研究正在深入 20世紀(jì)90年代以來 國外開始結(jié)合現(xiàn) 代制造技術(shù)例如FMS CIMS RF ERP SCM和現(xiàn)代管理技術(shù)JIT等進(jìn)行備件搬運(yùn)和平面布置的 研究 對倉儲管理系統(tǒng)的研究也擴(kuò)大到產(chǎn)品訂貨到銷售的整個過程 至今 已經(jīng)有很多基于 XML 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) ARM 立體倉庫等類型的WMS軟件問世 1 1 2 國內(nèi)發(fā)展動態(tài) 國外的WMS軟件處于領(lǐng)先地位的是美國SAP公司的ERP軟件 該ERP軟件提供分布式倉儲 及庫存控制模塊 在制造業(yè)企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用 此外專家系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)化分布式倉儲管理及 庫存控制領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用 如美國空軍物流部門研發(fā)了針對倉儲管理和庫存控制問題的專 家系統(tǒng) 存貨管理輔助系統(tǒng) 用于存貨計劃的專家系統(tǒng)IVAN 收集和掃描零售數(shù)據(jù)誤 差的專家系統(tǒng)Infoscan等 此外 IBM推出的在SOA的基礎(chǔ)上WMS也比較典型 其基本結(jié)構(gòu) 標(biāo)準(zhǔn)模塊和數(shù)據(jù)交換接口標(biāo)準(zhǔn)等方面的研究正在深入 20世紀(jì)90年代以來 國外開始結(jié)合現(xiàn) 代制造技術(shù)例如FMS CIMS RF ERP SCM和現(xiàn)代管理技術(shù)JIT等進(jìn)行備件搬運(yùn)和平面布置的 研究 對倉儲管理系統(tǒng)的研究也擴(kuò)大到產(chǎn)品訂貨到銷售的整個過程 至今 已經(jīng)有很多基于 XML 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) ARM 立體倉庫等類型的WMS軟件問世 我國的WMS研究在起步上比較晚 技術(shù)上相對落后 在應(yīng)用系統(tǒng)方面 主要有昆船自 動化工程公司的TIMMS2 0軟件 該軟件提供從自動化立體倉庫 AS RS 到人工倉庫多管理模 式 具有規(guī)范和統(tǒng)一的物流控制接口 并已跟Hair公司的ERP軟件相結(jié)合 現(xiàn)有按訂單收貨 3 15 轉(zhuǎn)儲 成品B2B發(fā)貨等功能 重慶奧林電子技術(shù)有限公司研制開發(fā)WMS2 0軟件 支持IC卡 條形碼讀入等多種控制接口 具有配送管理功能 匯驛EVIN WAREHOUSE軟件 它面向第三方 物流企業(yè)現(xiàn)代倉儲管理的設(shè)計 能接收來自倉儲管理設(shè)備如手持終端 RF 無線射口與大型 ERP系統(tǒng)如SAP進(jìn)行數(shù)據(jù)交換 我國市場上WMS的應(yīng)用呈現(xiàn)出二元結(jié)構(gòu) 以跨國公司或國內(nèi)少 數(shù)先進(jìn)企業(yè)為代表的高端市場 其應(yīng)用WMS的比例較高 采用的系統(tǒng)也集中在國外基本成熟 的主流品牌 以國內(nèi)企業(yè)為代表的中低端市場 主要應(yīng)用國內(nèi)開發(fā)的WMS產(chǎn)品 我國物流需 求還不是很成熟 倉儲管理相對落后 目前在市場占有主流的仍然是傳統(tǒng)的WMS 而傳統(tǒng)的 WMS在過程設(shè)計方面 還不能實現(xiàn)統(tǒng)一配置企業(yè)內(nèi)部資源 從應(yīng)用角度而言 國內(nèi)企業(yè)WMS 應(yīng)用系統(tǒng)主要分為以下幾類 第一類是基于典型的配送中心業(yè)務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng) 該類系統(tǒng)多用 于制造業(yè)或分銷業(yè)的供應(yīng)鏈管理中 如北京醫(yī)藥股份有限公司的現(xiàn)代物流中心就是這樣的一 個典型 在銷售物流和供應(yīng)物流中也存在典型的應(yīng)用系統(tǒng) 如連鎖超市的配送中心 生產(chǎn)企 業(yè)的零配件配送中心等 第二類是以倉儲作業(yè)技術(shù)的整合為主要目標(biāo)的系統(tǒng) 解決各種自 動化設(shè)備的信息系統(tǒng)之間整合與優(yōu)化的問題 如武鋼第二熱軋廠的生產(chǎn)物流信息系統(tǒng)即屬于 此類 此類系統(tǒng)涉及的流程相對規(guī)范 專業(yè)化 多出現(xiàn)在大型ERP系統(tǒng)之中 成為一個重要 組成部分 第三類是以倉儲業(yè)的經(jīng)營決策為重點的應(yīng)用系統(tǒng) 其鮮明的特點是具有非常靈 活的計費(fèi)系統(tǒng) 準(zhǔn)確及時的核算系統(tǒng)和功能完善的客戶管理系統(tǒng) 為倉儲業(yè)經(jīng)營提供決策支 持信息 華潤物流有限公司的潤發(fā)倉庫管理系統(tǒng)就是這樣的一個案例 此類系統(tǒng)多用于一些 提供公共倉倉儲服務(wù)的企業(yè)中 其流程管理 倉儲作業(yè)的技術(shù)共性多 特性少 所以要求不 高 適合對多數(shù)客戶提供通用的服務(wù) 1 2 WMS 的發(fā)展趨勢 隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展 制造企業(yè)對庫存的要求越來越高 對倉儲管理系統(tǒng)的要求也 十分復(fù)雜 不僅希望能夠達(dá)到對生產(chǎn)過程的實時控制 實現(xiàn)計算機(jī)分與網(wǎng)絡(luò)化管理 而且倉 儲管理系統(tǒng)還需要能夠同時處理上千份訂單并隨時應(yīng)付緊急訂單 同時還要把社會的庫存設(shè) 施 各相關(guān)供應(yīng)商 零售商 批發(fā)商 制造商甚至客戶的庫存管理設(shè)施整合起來實行企業(yè)庫 存管理的優(yōu)化 即在供應(yīng)鏈管理的體制下實行庫存管理 因此WMS趨向于倉儲管理電子化 管理信息化 生產(chǎn)即時化 故與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的物流設(shè)備RFID加上商品的條形碼可能是未來一 個時期在WMS中探索應(yīng)用推廣的一條實用之路 與此同時 配送需求的專業(yè)化市場細(xì)分化正 在深入 要求WMS更加支持JIT配送的專業(yè)化 將生產(chǎn)企業(yè)的庫存轉(zhuǎn)移給其上游 供應(yīng)商 或 下游 零售商 以期實現(xiàn)生產(chǎn)企業(yè)的 零庫存 而WMS中庫存管理模塊則將成為一個越 來越重要的組成部分 它促進(jìn)了WMS的建模理論和方法的研究 以及優(yōu)化方法和算法的研究 庫存管理與控制是現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)動作中的一個核心問題 2 系統(tǒng)總體設(shè)計 對系統(tǒng)的總體設(shè)計 首先要有網(wǎng)絡(luò)框架 系統(tǒng)流程和系統(tǒng)組成 4 15 2 1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 針對倉儲管理中存在的物流信息處理效率低以及出入庫盤點不準(zhǔn)確等問題 提出一種基 于物聯(lián)網(wǎng)的倉儲管理系統(tǒng)設(shè)計方案 方案中的倉儲管理物聯(lián)網(wǎng)通過RFID 電子標(biāo)簽實現(xiàn)物品 的自動識別和出入庫 利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對倉儲車間進(jìn)行實時監(jiān)控 從而極大地提高了倉 儲管理的智能化水平 其系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示 圖1 智能倉儲物聯(lián)網(wǎng)總體結(jié)構(gòu) 2 2 系統(tǒng)流程 倉儲管理系統(tǒng)的工作流程包括入庫 出庫 移庫 盤點 揀選與分發(fā)等環(huán)節(jié) 系統(tǒng)采用 國際上最先進(jìn)的無線射頻身份識別技術(shù) RFID 為每件物品提供一個惟一標(biāo)志碼 EPC 代 碼 并在服務(wù)器中存儲貨物的相關(guān)屬性信息 從而使系統(tǒng)能夠自動識別物品 可以對物品 進(jìn)行跟蹤和監(jiān)控 另外 倉儲車間還安裝多個攝像頭或視頻傳感器以及溫度傳感器 濕度傳 感器 煙霧傳感器等構(gòu)成無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 并使其基本覆蓋所有盲區(qū) 這樣工作人員可以在 監(jiān)控中心隨時了解倉儲車間的情況 并及時處理 這樣就在高效 準(zhǔn)確 快捷的基礎(chǔ)上 進(jìn) 一步提高了倉儲管理的安全性 2 3 系統(tǒng)組成 結(jié)合上述分析 智能倉儲物聯(lián)網(wǎng)主要由倉儲物品識別 信息采集處理 倉儲物品監(jiān)控 后臺信息服務(wù)器 本地數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 業(yè)務(wù)系統(tǒng)六大模塊組成 在倉儲物品識別模塊 系統(tǒng) 采用EPC 代碼作為物品的惟一標(biāo)志碼 為每個物品貼上一個具有EPC 的RFID 標(biāo)簽 標(biāo)簽由 存入EPC 的硅芯片和天線組成 附在被標(biāo)志物品上 EPC 代碼內(nèi)含一串?dāng)?shù)字代表物品ID 類 別 名稱 供應(yīng)商 生產(chǎn)日期 產(chǎn)地 入庫時間 貨架號等信息 信息存儲在后臺EPC IS 服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中 同時 隨著物品在倉庫內(nèi)外的轉(zhuǎn)移或變化 這些數(shù)據(jù)可以得到實時地 更新 在信息采集處理模塊 通過RFID 數(shù)據(jù)采集接口獲取物品的詳細(xì)信息從而進(jìn)行處理 當(dāng)物品通過倉儲車間入口時 由設(shè)置在倉庫入口的物品標(biāo)簽讀寫器讀取物品的EPC 代碼 然 5 15 后根據(jù)物品的EPC 代碼訪問后臺EPC IS 服務(wù)器 獲得物品的詳細(xì)信息 并將相關(guān)信息保存 到本地數(shù)據(jù)庫 最后交由信息處理模塊進(jìn)行處理 倉儲車間入口處可以安裝多部讀寫器進(jìn)行 分類處理 還應(yīng)為不可讀標(biāo)簽提供手動編碼區(qū) 在倉儲物品監(jiān)控模塊 通過在倉儲車間內(nèi)外 布置一系列的傳感器 包括視頻傳感器 溫度傳感器 濕度傳感器 煙霧傳感器等 使其基 本覆蓋所有盲區(qū) 自組織構(gòu)成一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 通過該網(wǎng)絡(luò)與Internet 及業(yè)務(wù)系統(tǒng)互 聯(lián) 使工作人員可以在監(jiān)控中心隨時了解倉儲車間內(nèi)外的各類情況 以便及時處理 后臺信 息服務(wù)器用于存儲物品的詳細(xì)信息 如物品ID 類別 名稱 入庫時間等 并能實時地響應(yīng) 遠(yuǎn)程應(yīng)用程序的請求 允許通過物品的EPC 碼對物品信息進(jìn)行查詢 本地數(shù)據(jù)庫服務(wù)器用于 存儲信息采集處理模塊所獲得的物品信息 以便在業(yè)務(wù)系統(tǒng)中查詢和維護(hù) 倉儲工作人員可 以通過無線設(shè)備或Web 客戶端隨時隨地查詢物品的當(dāng)前狀態(tài) 業(yè)務(wù)系統(tǒng)的功能除了出入庫管 理外主要就是在庫管理 在庫管理包括在庫物品保管 在庫物品查詢 在庫物品盤點等作業(yè) 在庫物品查詢 在庫物品盤點作業(yè)過程中均采用RFID 技術(shù) 3 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計 3 1 基于 RFID 技術(shù)的庫存管理流程設(shè)計 汽車將物料送至倉庫門口 一般情況下 貸架上擺放多件箱體 每個貨架和箱體都應(yīng)該 有自己的RFID標(biāo)簽 實際上現(xiàn)在很多低附加值的物品并沒能完全做到 部分也是因為客廣隱 私的原因 RFID閱讀器則放置在倉庫大門 傳送帶 堆放點和叉車臂上 通過閱讀器讀取 到的標(biāo)簽信息 貨架和架上箱體 container 在供應(yīng)鏈上活動的一系列信息都可以被跟蹤采 集到 3 1 1 總體流程 現(xiàn)代庫存營理的主要業(yè)務(wù)流程是基礎(chǔ)資料管理 收貨入庫管理 庫存盤點管理和揀貨出 庫管理 系統(tǒng)流程圖如圖2所示 6 15 圖2 倉儲管理整體業(yè)務(wù)流程圖 供應(yīng)商接到采購部門發(fā)送來的訂單后安排發(fā)貨 經(jīng)過一系列收驗貨程序 倉儲部門安排入 庫 同時將入庫單據(jù)發(fā)往財務(wù)部門 倉儲部門需要定期盤點庫存 將信息向財務(wù)部門報告 在銷售過程中 銷售部門將審核完畢的客戶訂單傳往倉儲部門 倉儲部門根據(jù)訂單安排貨物 出庫配送 3 1 2 收貨入庫流程 收貨入庫流程如圖 3 所示 1 倉儲部門接收并核實供應(yīng)商的發(fā)貨通知單 2 根據(jù)入庫貨物的類型和數(shù)量 倉儲管理系統(tǒng)對該批貨物的存儲區(qū)域和存儲位置進(jìn)行分配 3 倉庫入口處 RFID 閱讀器通過電子標(biāo)簽采集貨物信息 并將信息與貨單比對 4 倉庫管理系統(tǒng)發(fā)出貨位安排及相關(guān)指令 檢測出空閏叉車供裝載使用 5 叉車搬運(yùn)貨物 入庫設(shè)備根據(jù)貨住安排將貨物上架 入庫操作關(guān)鍵部分是讀取標(biāo)簽信息 首先判斷閱讀器是否正常 如果正常則讀取標(biāo)簽信息 讀取標(biāo)簽信息正常時將閱讀器讀取代 碼等相關(guān)內(nèi)容顯示出來 簡單的實現(xiàn)代碼如下 private void getID TagInfo t new TagInfo String strTagList int i boo ean bParseResult if Reader IsConnected strTagList Reader TagList bParseResult Reader ParseTagList strTagList t if bParseResult txtField 0 t 0 tagID else 7 15 JOptionPane showMessageDialog null No Tags 提示信息 JOptionPane ERROR MESSAGE else JOptionPane showMessageDialog null not connected 提示信 息 JOptionPane ERROR MESSAGE 圖 3 收貨入庫業(yè)務(wù)流程圖 3 1 3 庫存盤點流程 庫存盤點是指對現(xiàn)有庫存進(jìn)行清點 并將實際庫存狀況與賬面統(tǒng)計予以比對 業(yè)務(wù)流程 如圖4所示 8 15 圖 4 庫存清點業(yè)務(wù)流程圖 1 選擇所要盤點的倉庫及具體庫區(qū) 2 生成盤點清單和盤點表 3 管理系統(tǒng)通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送指令 堆垛機(jī)定位庫區(qū) 接受系統(tǒng)指令控制閱讀器讀取數(shù)據(jù) 4 閱讀器將盤點數(shù)據(jù)傳送到后臺管理系統(tǒng) 5 系統(tǒng)進(jìn)行后期數(shù)據(jù)處理 核對統(tǒng)計倉庫實際溢損數(shù)量 3 1 4 出庫流程 出庫流程主要根據(jù)貨物出庫單信息 對所需貨物進(jìn)行分揀處理 并進(jìn)行出庫管理 業(yè)務(wù) 流程如圖5所示 9 15 圖 5 出庫業(yè)務(wù)流程圖 1 倉儲系統(tǒng)接收來自銷售部門的客戶訂單及發(fā)貨通知 2 庫存控制系統(tǒng)計算出出庫數(shù)據(jù)并發(fā)出出庫指令 3 叉車或者堆垛機(jī)接到指令 到制定庫位依次取貨 4 手持閱讀器或固定閱讀器將操作結(jié)果傳送至庫存管理系統(tǒng) 5 分揀出的貨物由分揀系統(tǒng)執(zhí)行出庫操作 6 在貨物運(yùn)動過程中 安裝在自動分揀系統(tǒng)上的RFID自動識別裝置閱讀RFID標(biāo)簽 識別貨物 隸屬于哪個訂單 7 包裝 封口 出庫過程中 系統(tǒng)根據(jù)輸入在倉庫查找商品 自動查詢對應(yīng)的倉庫號和庫位 ID 供工作人員進(jìn)行出庫操作安排 關(guān)鍵查找過程如下 public void loadPosList ResultSet rs statement executeQuery sql while rs next CombolPos AddItem rs getString WarehouseName rs close private void addCombolPos 10 15 String sql select warehousePosIDWarehouseName from WarehouseTable Where Status GoodsID ResultSet rs statement executeQuery sql txtFields Text rs getString WarehousePosID rs close 4 系統(tǒng)的實現(xiàn) 4 1 RFID 標(biāo)簽及讀寫器 在智能倉儲物聯(lián)網(wǎng)中 針對倉儲物品識別和信息采集處理兩個模塊的應(yīng)用需求 建議采 用西門子研發(fā)的適用于物流 倉儲和配送的智能無線射頻識別系統(tǒng) SIMATIC RFID 系統(tǒng) 該系統(tǒng)可以將數(shù)據(jù)直接存儲到附在產(chǎn)品上的標(biāo)簽中 能夠可靠 快速 經(jīng)濟(jì)地讀寫數(shù)據(jù) 而 且MOBY 系列標(biāo)簽通信速率快 抗干擾性強(qiáng) 具有不同存儲容量 不同環(huán)境耐受條件的移動 存儲單元 有不同的讀 寫距離和數(shù)據(jù)傳輸速率 根據(jù)具體應(yīng)用需求可選擇配合不同的接口 模塊使用 可以以不同的通信方式和業(yè)務(wù)控制系統(tǒng)進(jìn)行通信 具體應(yīng)用中可以在倉庫入口和 出口處各定點安裝2 4 套SIMATIC RF 系列讀寫器 用于實現(xiàn)入 出庫操作 在倉庫內(nèi)部再配 置2 4 套移動讀寫器 用于倉儲盤點和物品揀選 4 2 RFID 中間件及數(shù)據(jù)過濾 西門子SIMATIC RF MANAGER 中間件為SIMATIC RF600 提供了一體化的軟件解決方案 但并不適用于本系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)的物流倉儲管理應(yīng)用 因此需要設(shè)計一種針對系統(tǒng)實用的RFID 中間件 中間件的功能模塊包括 RFID 讀寫器接口模塊 邏輯讀寫器映射模塊 RFID 數(shù)據(jù) 過濾模塊 設(shè)備管理模塊 業(yè)務(wù)系統(tǒng)接口模塊 如圖6 所示 其中 RFID讀寫器接口用于中 間件與RFID 讀寫器的數(shù)據(jù)通信 主要有獲取RFID 數(shù)據(jù)以及下達(dá)設(shè)備管理模塊的讀寫器指令 設(shè)備管理模塊用于調(diào)整RFID 讀寫設(shè)備的工作狀態(tài) 配置相應(yīng)的接口參數(shù)等 邏輯讀寫器映 射模塊用于將多個物理讀寫器或者讀寫器的多條天線映射成為一個邏輯讀寫器 一個邏輯讀 寫器代表了一個有具體含義的數(shù)據(jù)采集點 而不管該采集點在物理上由多少個讀寫器和天線 組成 它屏蔽了數(shù)據(jù)采集點的具體實現(xiàn)方式 減少了數(shù)據(jù)過濾等上層模塊與下層數(shù)據(jù)采集部 分的軟件耦合度 對于上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)來說 可見的只有邏輯讀寫器 所以邏輯讀寫器映射模 塊對RFID 數(shù)據(jù)有初步過濾的功能 11 15 圖 6 RFID 中間件設(shè)計 RFID 采集的原始數(shù)據(jù)量非常大 在實際應(yīng)用中 根據(jù)具體的配置不同 每臺讀寫器每 秒可以上報數(shù)個至數(shù)十個不等的電子標(biāo)簽數(shù)據(jù) 如重復(fù)多次掃描同一個電子標(biāo)簽 但其中只 有少部分是對用戶有意義的 非重復(fù)性的數(shù)據(jù) 這樣大量的數(shù)據(jù)如果不經(jīng)過去冗等處理而直 接上傳 將會給整個RFID 系統(tǒng)帶來很大的負(fù)擔(dān) 因此 系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)采集事件編碼的方法 對RFID 采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾處理 首先對電子標(biāo)簽狀態(tài)的改變進(jìn)行編碼 定義標(biāo)簽出現(xiàn)的 狀態(tài)編碼為0 標(biāo)簽狀態(tài)消失的編碼為1 然后加入計時器機(jī)制 對計時器有效時間內(nèi)的同一 標(biāo)簽的狀態(tài)跳變進(jìn)行忽略 從而在狀態(tài)定義和時間維度兩個方面對數(shù)據(jù)進(jìn)行去重化 該方法 能夠很好地消除冗余數(shù)據(jù) 減少上層系統(tǒng)的負(fù)荷 4 3 傳感器 微處理器 通信芯片及協(xié)議 在智能倉儲物聯(lián)網(wǎng)中 針對倉儲物品監(jiān)控模塊的應(yīng)用需求 采用Zigbee 無線傳感器網(wǎng) 絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合并與局域網(wǎng) 互聯(lián)網(wǎng)相連的設(shè)計思路實現(xiàn)整個倉儲車間的物品監(jiān)控 Zigbee 技術(shù)具有功耗極低 系統(tǒng)簡單 組網(wǎng)方式靈活 成本低 低等待時間等性質(zhì) 適用 于此類監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計 出于節(jié)能的考慮 倉儲物品監(jiān)控模塊的數(shù)據(jù)采集應(yīng)要求傳感器體積 小 低功耗 外圍電路簡單 最好采用不需要信號調(diào)理電路的數(shù)字式傳感器 主控單元建議 采用Atmel 公司的Atmega16L 單片機(jī) 無線通信模塊建議采用CC1000 芯片與微控器及一些 外圍無源元件一起構(gòu)成 5 總結(jié)與思考 智能倉儲物聯(lián)網(wǎng)解決了傳統(tǒng)倉儲管理過程中物流信息處理效率低以及出入庫盤點不準(zhǔn)確 等問題 系統(tǒng)在出入庫 監(jiān)控 盤點 揀貨等方面具有快速 便捷 準(zhǔn)確 高效及高度自動 化等優(yōu)點 在現(xiàn)代物流領(lǐng)域 物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)體現(xiàn)出其積極的促進(jìn)作用 通過該系統(tǒng)的分析與實 現(xiàn) 形成一種利用物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行物流倉儲管理的新型實用的設(shè)計方法 可以結(jié)合本文的部分基 礎(chǔ)理論知識和具體系統(tǒng)架構(gòu)方法進(jìn)行深入研究和探討 在切實理解物聯(lián)網(wǎng)原理和技術(shù)特點的 基礎(chǔ)上 進(jìn)一步促進(jìn)其在諸多領(lǐng)域的更廣應(yīng)用和更大發(fā)展 隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和 12 15 應(yīng)用系統(tǒng)的推廣普及 未來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在性能等各個方面都會有較大的提高 展望未來 物 聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展將呈現(xiàn)如下趨勢 1 標(biāo)簽產(chǎn)品多樣化 未來用戶個性化需求較強(qiáng) 單一產(chǎn)品不能適應(yīng)未來發(fā)展和市場需 求 芯片頻率 容量 天線 封裝材料等組合形成產(chǎn)品系列化 與其他高科技融合 如與傳 感器 GPS 生物識別結(jié)合將由單一識別向多功能識別發(fā)展 2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化 當(dāng)RFID系統(tǒng)應(yīng)用普及到一定程度時 每件產(chǎn)品通過電子標(biāo)簽賦予身份 標(biāo)識 與互聯(lián)網(wǎng) 電子商務(wù)結(jié)合將是必然趨勢 也必將改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的生活 工作和學(xué)習(xí)方 式 3 系統(tǒng)的兼容性更好 隨著標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一 系統(tǒng)的兼容性將會得到更好的發(fā)揮 產(chǎn)品替 代性更強(qiáng) 4 與其他產(chǎn)業(yè)融合 與其他IT產(chǎn)業(yè)一樣 當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)鍵技術(shù)解決和突破之后 與其他 產(chǎn)業(yè)如3C 3G網(wǎng)等融合將形成更大的產(chǎn)業(yè)集群 并得到更加廣泛的應(yīng)用 實現(xiàn)跨地區(qū) 跨行 業(yè)應(yīng)用 但是物聯(lián)網(wǎng)RFID目前標(biāo)準(zhǔn)亟待統(tǒng)一 包括空中接口規(guī)范 物理特性 讀寫器協(xié)議 編碼體系 測試規(guī)范 應(yīng)用規(guī)范 數(shù)據(jù)管理 信息安全等 由于產(chǎn)業(yè)界對于RFID的應(yīng)用前景 大都持樂觀的期待 最理想的情況是借由標(biāo)準(zhǔn)的制定與技術(shù)的突破 加速降低成本 提升技 術(shù)成熟度 滿足各種應(yīng)用環(huán)境的需求 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1 SONG H SH WANG G Q The high performance car license plate recognition system and its core techniques C Proceedings of IEEE International Conference on Vehicular Electronics and Safety 2005 42 45 2 ZHENG D N ZHAO Y N WANG J X An efficient method of license plate location J Pattern Recognition 3 International Telecommunication Union Internet Reports 2005 The Internet of things Geneva ITU 2005 4 ITU NGN GSI Rapporteur Group Requirements for support of USN applications and services in NGN environment Geneva International Telecommunication Union ITU 2007 5 袁寶明 于萬波 魏小鵬 汽車牌照定位綜述 J 大連大學(xué)學(xué)報 2002 23 2 6 12 6 曾麗華 李超 熊璋 基于邊緣與顏色信息的車牌精確定位算法 J 北京航空航天大學(xué)學(xué)報 2007 33 9 3110 3115 7 趙兵 魯敏 匡綱要 于慧穎 基于混合特征的車牌定位算法 J 計算機(jī)工程與設(shè)計 2007 28 23 5668 5670 13 15 8 李慶慶 張燕平 基于模