基于電子標(biāo)簽技術(shù)的物資管理系統(tǒng)

閆中豪 張勇 左威 楊雪馳 蔣國(guó)亮

摘 要：無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）已成為現(xiàn)代物資管理的熱點(diǎn)技術(shù)，對(duì)物資管理的信息化發(fā)展具有十分重要的作用。現(xiàn)提出一種基于RFID電子標(biāo)簽的物資管理系統(tǒng)，系統(tǒng)采用RFID電子標(biāo)簽、打印機(jī)模塊、數(shù)傳電臺(tái)、GPRS等模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)物資管理，利用RFID電子標(biāo)簽做貨物識(shí)別，利用打印機(jī)模塊來(lái)現(xiàn)場(chǎng)打印貨物信息，用數(shù)傳電臺(tái)和GPRS模塊與PC機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程通信。現(xiàn)給出了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，介紹了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)部分的各個(gè)模塊及其作用，軟件系統(tǒng)的工作流程。該系統(tǒng)可節(jié)省物資管理過程中大量的時(shí)間和人力，提高了工作效率。

關(guān)鍵詞：RFID；物資管理；數(shù)傳電臺(tái)；GPRS

1 引言

物資管理是對(duì)物資活動(dòng)進(jìn)行計(jì)劃、組織、指揮、協(xié)調(diào)、控制和監(jiān)督，使各項(xiàng)物資活動(dòng)實(shí)現(xiàn)最佳的協(xié)調(diào)與配合，以降低物資管理成本，提高物資管理效率和經(jīng)濟(jì)效益。隨著企業(yè)規(guī)模的不斷發(fā)展，物資管理的物資種類、數(shù)量、出入庫(kù)頻率都大量增加，物資管理作業(yè)也已十分復(fù)雜和多樣化，傳統(tǒng)的人工物資作業(yè)模式和數(shù)據(jù)采集方式已難以滿足物資管理的快速、準(zhǔn)確要求，這嚴(yán)重影響了企業(yè)的運(yùn)行工作效率，成為制約企業(yè)發(fā)展的一大障礙。

RFID 電子標(biāo)簽是時(shí)下最為先進(jìn)的非接觸感應(yīng)技術(shù)， 因其獨(dú)有的非接觸、閱讀速度快、無(wú)磨損、壽命長(zhǎng)、便于使用等特點(diǎn)， 現(xiàn)正廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)、領(lǐng)域。基于RFID的物資管理系統(tǒng)是在現(xiàn)有物資管理中引入RFID技術(shù)，對(duì)貨物流通中的到貨檢驗(yàn)、入庫(kù)、出庫(kù)、調(diào)撥、移庫(kù)移位、庫(kù)存盤點(diǎn)等各個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化的數(shù)據(jù)采集，保證倉(cāng)庫(kù)管理各個(gè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)輸入的速度和準(zhǔn)確性，確保企業(yè)及時(shí)準(zhǔn)確地掌握庫(kù)存的真實(shí)數(shù)據(jù)，合理保持和控制企業(yè)庫(kù)存，有利于提高倉(cāng)庫(kù)管理的工作效率。

2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)共包含三個(gè)部分，主要由電子標(biāo)簽、遠(yuǎn)程讀寫手持機(jī)和計(jì)算機(jī)上位管理系統(tǒng)幾部分組成。

2.1 電子標(biāo)簽

電子標(biāo)簽是一個(gè)可讀寫的儲(chǔ)存器，可方便安裝或附著在物體上的一個(gè)卡片。它包括一個(gè)集成電路，該集成電路具有與外部環(huán)境通訊的裝置，以及探測(cè)標(biāo)簽所要安裝的產(chǎn)品的儲(chǔ)藏、存放和包裝的至少一個(gè)物理量的裝置。它具有智能讀寫及加密通信的能力，電子標(biāo)簽內(nèi)不含電池，電子標(biāo)簽工作的能量是由讀寫器發(fā)出的射頻脈沖提供。原理是利用射頻信號(hào)通過空間耦合（交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)）實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)。

2.2 遠(yuǎn)程讀寫手持機(jī)

手持機(jī)是一個(gè)可以對(duì)電子標(biāo)簽里的內(nèi)容進(jìn)行讀寫的手持設(shè)備。手持機(jī)發(fā)出的射頻脈沖為電子標(biāo)簽提供電源。并且將修改的內(nèi)容通過數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，將信息傳送到電腦接收端。手持機(jī)實(shí)現(xiàn)將欲發(fā)往射頻標(biāo)簽的命令和數(shù)據(jù)調(diào)制（裝載）到射頻信號(hào)上，經(jīng)由發(fā)射天線發(fā)送出去。發(fā)送出去的射頻信號(hào)經(jīng)過空間傳送（照射）到射頻標(biāo)簽上，射頻標(biāo)簽對(duì)照射的其上的射頻信號(hào)作出響應(yīng)，形成返回讀寫器天線的反射回波信號(hào)。射頻模塊的第二項(xiàng)任務(wù)即是實(shí)現(xiàn)將射頻標(biāo)簽反回到讀寫器的回波信號(hào)進(jìn)行必要的加工處理，并從中解調(diào)（卸載）提取出射頻標(biāo)簽回送的數(shù)據(jù)。

手持機(jī)將讀取到的電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并通過數(shù)傳電臺(tái)或者GSM網(wǎng)絡(luò)向上位系統(tǒng)發(fā)送，同時(shí)接收上位系統(tǒng)下發(fā)的調(diào)撥等管理命令。

2.3 計(jì)算機(jī)上位管理系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)上位管理系統(tǒng)包括無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)控制器及PC端管理軟件系統(tǒng)。

無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)控制器由微控制器、數(shù)傳電臺(tái)以及PC接口電路構(gòu)成。數(shù)傳電臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)全部遠(yuǎn)程讀寫手持機(jī)和PC機(jī)的通訊轉(zhuǎn)發(fā)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

PC端管理軟件系統(tǒng)利用無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)控制器下發(fā)命令和接收數(shù)據(jù)，從而獲得所有遠(yuǎn)程讀寫器的數(shù)據(jù)，并按照設(shè)計(jì)功能進(jìn)行分門別類管理，可實(shí)現(xiàn)編輯、查詢、統(tǒng)計(jì)分析、打印等功能。

3 硬件設(shè)計(jì)

整個(gè)手持機(jī)系統(tǒng)是由主控芯片STM32F103ZET6、無(wú)線收發(fā)模塊、讀卡模塊、液晶顯示器、按鍵、SD卡、電源模塊、串口幾個(gè)部分組成。

設(shè)計(jì)方案以STM32F103ZET6為主控器件，寫入程序，連接無(wú)線收發(fā)模塊（連接天線可以增加收發(fā)距離），并通過讀卡模塊將S50卡模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成芯片可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。接入鍵盤和顯示器進(jìn)行輸入和顯示。內(nèi)部安裝一個(gè)1G的SD卡用來(lái)存儲(chǔ)信息。并通過電源分別對(duì)各部分進(jìn)行供電。最后設(shè)置一個(gè)配置接口可對(duì)手持機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)配置。

電路原理框圖如圖2所示。

4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

4.1 手持機(jī)軟件設(shè)計(jì)

手持機(jī)在UCOS-II嵌入式操作系統(tǒng)下利用讀卡模塊掃描S50卡內(nèi)物品信息，在液晶顯示器上顯示出來(lái)，通過無(wú)線收發(fā)模塊接收主控系統(tǒng)的指令數(shù)據(jù)，對(duì)指定物品實(shí)現(xiàn)出庫(kù)、入庫(kù)、移庫(kù)等操作，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物資的各種管理。

4.2 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

上位機(jī)系統(tǒng)作為系統(tǒng)管理的核心，利用DELPHI軟件編制物資管理軟件系統(tǒng)，其功能簡(jiǎn)明實(shí)用，提高了物資管理的質(zhì)量和效率。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)基于RFID的物資管理系統(tǒng)進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)。從硬件和軟件兩方面給出了手持機(jī)和上位管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，手持機(jī)系統(tǒng)采用了嵌入式操作系統(tǒng)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，對(duì)RFID在物資管理中的實(shí)際應(yīng)用研究有一定的參考價(jià)值。