基于物聯網的自動報告管理系統及其應用研究

摘 要:利用RFID 電子標簽作為報告識別的手段，利用物聯網來獲取入庫報告的詳細信息并自動生成入庫單，從而提出了基于物聯網的自動流轉及入庫管理系統的基本原理，對系統的結構和功能進行了分析。

關鍵詞:電子標簽;物聯網;流轉及入庫管理;入庫單;報告電子代碼

中圖分類號:F253.4;TP393文獻標識碼:A 文章編號:1672-3198(2010)06-0266-03

1 引言

在報告流轉及入庫管理過程中，最重要、最核心的問題是報告的識別和流轉及入庫單信息的獲取，傳統的人工或條碼識別技術雖然得到一定的應用，但都存在一些固有的缺陷。以往的流轉及入庫管理系統在自動化和智能化方面的發展水平較低，主要面臨以下幾個問題:

(1)報告識別困難。條碼識別技術雖有一定的應用，但條碼掃描儀必須“看到”條碼才能讀取，條碼容易撕裂或污損，給報告識別帶來一定困難，而且條碼的識別距離很短，也不能對多個報告進行同時識別，這些缺陷使條碼識別技術在入庫管理方面的應用受到一定限制;

(2)報告信息難以實時獲取。當報告流轉及入庫時，必需對流轉及入庫報告編號、報告的名稱、分類、規格、受檢單位、數量、流轉及入庫時間等信息進行記錄，并生成流轉及入庫清單，以便以后核對、查實。但這些信息的獲取往往比較困難，有時需要報告出具人員的協助，協調難度大，信息實時性也較差;

(3) 流轉及入庫操作自動化程度不高，人工依賴性強。當進流轉及入庫的報告種類繁多且集中流轉及入庫時，更是需要人工清點、登記，遠遠不能滿足快速、準確流轉及入庫的需要。人工清點流轉及入庫不但工作量大，而且十分復雜，非常容易出錯。

電子標簽和物聯網的出現使流轉及入庫管理的局面煥然一新。電子標簽是用來標識各種物品的一種新的識別技術，這種標簽根據無線射頻標識原理(RFID，Radio Frequency IdentificationSystem)而生產，它與讀寫器通過無線射頻信號交換信息，是未來標識技術的首選產品。電子標簽在報告流轉及入庫中最大的優點就在于: ①可以實現非接觸、無視覺識別，因此完成報告識別工作時無須人工干預，便于實現自動化; ② 閱讀距離遠，識別速度快，可實現遠距離監測報告快速流轉及入庫; ③可進行多目標同時讀取，便于監測大量報告快速流轉及入庫; ④電子標簽相對于條碼來說是進行單個產品的標識，因此便于通過物聯網來實時獲取報告的信息。

本文以電子標簽和物聯網為基礎，提出了基于物聯網的自動流轉及入庫管理系統的基本原理，對其結構和功能進行了分析，并根據物聯網利用電子標簽實現了一個典型的自動化流轉及入庫管理系統，大大提高報告流轉及入庫的快速性和準確性，不但提高了工作效率，而且還減少人為的差錯。

2 物聯網的基本工作原理

物聯網是以電子標簽和EPC碼為基礎，建立在計算機互聯網基礎上的實物互聯網絡，其宗旨是實現全球物品信息的實時共享和互通。物聯網的系統結構如圖1所示，它由信息采集系統、PML信息服務器、產品命名服務器(ONS)和應用管理系統四部分組成。它們的功能分別如下:

圖1 物聯網的系統結構(1)信息采集系統。信息采集系統包括產品電子標簽、讀寫器、駐留有信息采集軟件的上位機組成，主要完成產品的識別和產品EPC碼的采集和處理。存儲有EPC碼的電子標簽在經過讀寫器的感應區域時，產品EPC碼會自動被讀寫器捕獲，從而實現自動化EPC信息采集，采集的數據將交由上位機信息采集軟件進行進一步的處理，如數據校對、數據過濾、數據完整性檢查等，這些經過整理的數據可以為上層應用管理系統使用。

(2)PML信息服務器。PML(PhysicalMarkupLanguage，實體描述語言)信息服務器由產品生產商建立并維護，他們根據事先規定的原則對產品進行編碼，并利用標準的XML對產品的詳細信息進行描述。PML服務器在物聯網中的作用在于以通用的格式提供對產品原始信息的描述，便于其它節點的訪問。

(3)產品命名服務器(ONS)。產品命名服務器 (ONS ObjectNameService)在各信息采集節點與PML信息服務器之間建立聯系，實現從產品EPC碼到產品PML描述信息之間的映射。

(4)應用管理系統。應用管理系統通過和信息采集軟件(如Savant)之間的接口獲取產品EPC信息，并通過ONS找到產品的PML信息服務器，從而獲取產品詳細信息以實現諸如入庫管理、產品路徑跟蹤等應用功能。

物聯網通過Internet信息世界的互聯實現物理世界任何產品的互聯，實現在任何地方、任何時間可識別任何產品，使產品成為附有動態信息的“智能產品”，并使產品信息流和物流完全同步，從而為產品信息共享提供了一個高效、快捷的網絡平臺。這也為產品入庫時獲取產品原始信息并自動生成入庫清單提供了一種有效的手段。

3 基于物聯網的報告自動流轉及入庫管理系統

流轉及入庫管理就是對流轉及入庫的報告進行識別，并對報告進行分類、核對和登記，生成流轉及入庫報告清單，記錄報告的名稱、分類、規格、流轉及入庫時間、受檢單位、報告出具日期、數量等信息，并將這些信息更新到庫存記錄。這些工作準確性要求高、工作量大，人工作業強度和難度都十分巨大。因此，迫切需要能自動識別報告的技術和方法，以減輕管理人員的工作量，提高工作效率。流轉及入庫管理的關鍵在于對報告的識別和報告信息的采集，電子標簽以其獨特的優點成為報告自動識別的關鍵技術，而物聯網則為報告信息共享和互通提供了一個高效、快捷的網絡平臺。基于物聯網的自動流轉及入庫管理系統的基本原理就是以電子標簽作為報告識別和信息采集的技術紐帶，通過在流轉及入庫出入口設置讀寫器對報告進行自動識別，同時通過物聯網獲取報告的詳細信息從而自動生成流轉及入庫清單，以達到自動化流轉及入庫管理的目的。基于物聯網的自動流轉及入庫管理系統的結構如圖2 所示。它由報告識別、流轉及入庫管理、PML服務器和本地數據中心四大功能模塊組成。它們的作用分別如下:

圖2 基于物聯網的報告自動流轉及入庫管理系統(1)報告識別。報告識別系統的核心是報告的編碼和識別。在基于電子標簽的流轉及入庫管理系統采用EPC碼作為報告的唯一標識碼， EPC碼是Auto-ID研究中心提出的應用于電子標簽的編碼規范，它使全球所有的商品都具有唯一的標識，其最大特色就是可以進行單品識別。報告識別系統包括電子標簽和讀寫器。每個報告都附有一個電子標簽，電子標簽內寫有EPC碼作為報告的唯一編碼。存儲有EPC碼的電子標簽在經過讀寫器的感應區域時， EPC碼會自動被讀寫器捕獲，從而實現自動化的報告識別和EPC信息采集。流轉及入庫讀寫器設置在倉庫入口，對進入倉庫的報告進行自動識別，并將捕獲的報告EPC碼通過數據采集接口傳送到流轉及入庫管理模塊作相應處理。

圖3 基于物聯網的報告流轉及入庫流程(2)流轉及入庫管理。報告的流轉包括:錄入、審核、審批、打印、蓋章。流轉及入庫管理模塊是系統的核心功能模塊，它通過數據采集接口、遠程數據接口和本地數據接口三個接口同其它幾個功能模塊進行交互，從而實現報告自動流轉及入庫管理的功能。流轉及入庫管理的作業流程圖3所示:報告流轉及入庫時，由設置在倉庫入口的流轉及入庫讀寫器讀取報告的EPC 碼并通過數據采集接口交由流轉及入庫管理模塊，流轉及入庫管理模塊通過遠程數據接口訪問PML服務器以獲取報告的詳細信息，并自動生成報告流轉及入庫清單，然后通過本地數據接口將流轉及入庫報告信息更新到本地數據中心。一般來說，流轉及入庫單具有如下的信息結構:流轉及入庫單(報告編號、報告EPC碼、報告名稱、生產廠商、報告分類名、單位、報告出具日期、有效期、流轉及入庫時間、報告說明)，在這一信息結構中，報告EPC碼由流轉及入庫讀寫器自動識別，同時記錄報告的流轉及入庫時間，其它的報告信息則可以根據報告的EPC碼通過訪問PML服務器獲取，整個流轉及入庫清單的生成都是自動進行的，這不但提高了報告流轉及入庫的自動化水平和智能化水平，而且也確保了流轉及入庫報告信息的準確性，為科學的庫存管理與決策奠定了良好的基礎。

當然，上述流轉及入庫作業流程的正常進行離不開各種接口模塊的支持，接口模塊包括數據采集接口、遠程數據接口和本地數據接口，它們的功能分別如下:

①數據采集接口:將報告識別模塊捕獲的報告EPC碼傳送給流轉及入庫管理模塊進行相應處理。

②遠程數據接口:由流轉及入庫管理模塊調用，它根據報告EPC碼通過Internet訪問遠程的PML服務器，以獲取報告的詳細信息，自動生成報告流轉及入庫清單，從而避免流轉及入庫時手工錄入數據的低效和繁雜。

③本地數據接口:提供流轉及入庫管理模塊訪問本地數據中心的接口，通過該接口將流轉及入庫報告信息更新到本地數據中心。

(3)ML服務器。PML服務器是由報告生產商建立并維護的報告信息服務器，它以標準的XML為基礎，提供報告的詳細信息，如報告編號、報告名稱、報告分類、受檢單位、報告出具日期、報告說明等。PML服務器的作用在于提供自動生成報告流轉及入庫清單所需的報告詳細信息，并允許通過報告EPC碼對報告信息進行查詢。PML服務器的工作原理如圖4所示，它架構在一個Web服務器之上，服務處理程序將數據存儲單元中的報告數據轉換成標準的XML格式，并通過SOAP (簡單對象訪問協議)引擎向客戶端提供服務， PML服務器的優勢在于它屏蔽了報告數據存儲的異構性，以統一的格式和接口向客戶端提供透明的報告信息服務。

圖4 PML服務器工作原理圖(4)本地數據中心。本地數據中心是流轉及入庫管理系統存儲和維護本地庫存的本地數據庫，報告流轉及入庫信息最終都通過本地數據接口存儲在本地數據中心中，以便查詢和核對。

基于物聯網的自動流轉及入庫管理系統圍繞電子標簽和物聯網這兩個核心，通過電子標簽實現報告的自動識別，利用物聯網獲取報告原始信息并自動生成流轉及入庫清單，從而為自動化的流轉及入庫，不僅大大提高報告流轉及入庫管理的管理提供了一種行之有效手段自動化和智能化水平，而且使流轉及入庫管理的準確性更高，為科學的庫存管理與決策奠定了良好的基礎。

4 結束語

在流轉及入庫管理中最關鍵的問題是報告的識別和報告信息的獲取，本文針對傳統流轉及入庫管理中存在的兩大瓶頸問題，將電子標簽與物聯網相結合，利用電子標簽作為報告識別的手段，利用物聯網來獲取流轉及入庫報告的詳細信息并自動生成流轉及入庫單，從而提出了基于物聯網的自動流轉及入庫管理系統，對其結構和功能進行了詳細分析，并通過應用實例闡明了該系統的可行性和優勢。當然，電子標簽的成本問題、電子標簽與物聯網應用的相關標準和規范的制定、物聯網的信息安全等都是影響該系統應用普及的關鍵因素，因此，有必要對這些基礎性問題作進一步深入的研究。