基于RFID的遠程物資管理系統(tǒng)

張 勇 于宏宇 張志奇 王旭東 張 晨

(1.東北石油大學黑龍江省高校校企共建測試計量技術及儀器儀表工程研發(fā)中心，黑龍江 大慶163318；2.大慶油田有限責任公司，黑龍江 大慶 163000)

在企業(yè)總資產(chǎn)中，庫存資產(chǎn)一般占20%～40%。庫存物資管理不善會造成大量資金沉淀，影響資金正常周轉，給企業(yè)經(jīng)營帶來負面影響。因此，企業(yè)都在積極采用新的物資管理技術對物資進行有效管理，提高物資周轉率[1]。

隨著計算機的應用普及，目前大多數(shù)企業(yè)的物資管理數(shù)據(jù)資料已開始采用計算機數(shù)據(jù)系統(tǒng)管理。數(shù)據(jù)管理一般采用4種方式：先紙張記錄、再手工輸入計算機的方式，但這種方式不僅造成大量的人力資源浪費，而且數(shù)據(jù)錄入速度慢、準確率低；條形碼方式，但其信息少且不易改寫，需連接數(shù)據(jù)庫才可了解物品的詳細信息，且由于管理場所和物資本身特性的變化，導致管理中物品信息頻繁變化，使更新標簽信息十分不便；電子標簽系統(tǒng)方式，大部分電子標簽系統(tǒng)采用讀寫器與PC直連，還有一部分雖是手持機操作，但事后需連PC進行數(shù)據(jù)處理，雖比條形碼優(yōu)越，但使用不方便；還有一些讀寫器聯(lián)網(wǎng)使用的產(chǎn)品，分為有線形式和GSM形式，有線形式產(chǎn)品只能分布于有線局域之內(nèi)，很多不便布線的場所無法使用，GSM形式的產(chǎn)品存在運行成本，致使總成本較高，也不利于推廣使用[2]。

而基于射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)的物資管理系統(tǒng)，結合信息技術使企業(yè)更合理、有效地利用倉庫空間，以更快速、準確且低成本的庫存管理方式為客戶提供更好的服務。

1 基于RFID的物資管理系統(tǒng)①

RFID常稱為感應式電子芯片、近接卡、感應卡、非接觸卡、電子卷標及電子條形碼等。一套完整的 RFID系統(tǒng)由 Reader 與 Transponder 兩部分組成，其動作原理為由 Reader 發(fā)射一特定頻率的無線電波能量并傳送至Transponder，驅動Transponder電路將內(nèi)部的ID Code送出，此時Reader接收相應的ID Code。Transponder免用電池、免接觸和免刷卡，不怕臟污，且芯片密碼為世界唯一、無法復制，安全性高、壽命長。

本遠程物資管理系統(tǒng)以STM32為主控器件，寫入程序，并通過讀卡模塊將RFID卡模擬信號轉化成芯片可識別的數(shù)字信號，連接無線收發(fā)模塊(連接天線可以增加收發(fā)距離)，將讀取的數(shù)據(jù)通過無線模塊發(fā)送給計算機上位管理系統(tǒng)，進行數(shù)據(jù)管理。遠程讀寫器接入鍵盤、顯示器和打印機進行輸入、顯示和打印。內(nèi)部安裝一個1G的SD卡用來存儲信息，并通過電源分別對各部分進行供電。設置一個配置接口可對遠程讀寫器進行系統(tǒng)配置。

2 硬件設計

遠程讀寫器(圖1)讀取RFID射頻信號，它由STM32芯片、RFID射頻讀寫器、熱敏打印機、液晶顯示模塊及無線模塊等構成。其通過RFID射頻讀寫模塊將RFID卡的信息錄入單片機中，并存儲在SD卡內(nèi)?？梢酝ㄟ^液晶顯示或者用熱敏打印機打印，將數(shù)據(jù)通過無線模塊發(fā)送給計算機上位管理系統(tǒng)。

圖1 遠程讀寫器結構框圖

無線數(shù)傳PC適配器(圖2)由STM32單片機、USB串口及其外圍電路、電壓轉換電路和數(shù)傳電臺電路組成。無線數(shù)傳PC適配器接收手持機的無線信號，通過串口上傳到PC機上。

圖2 無線數(shù)傳PC適配器結構框圖

3 軟件設計

筆者選用μC/OSII操作系統(tǒng)(圖3)。μC/OSII 是一種免費公開源代碼、結構小巧、具有可剝奪實時內(nèi)核的實時操作系統(tǒng)。程序開始之后，對設備進行初始化處理，獲取配置信息配置μC/OSII運行環(huán)境，然后執(zhí)行各任務。

圖3 μC/OSII操作程序

利用無線數(shù)傳電臺實現(xiàn)與手持機的數(shù)據(jù)收發(fā)，通過串口實現(xiàn)與PC機的數(shù)據(jù)收發(fā)，且實現(xiàn)在通信異常時，數(shù)據(jù)可以暫時存儲在通信終端內(nèi)，待通信恢復正常后，再發(fā)送出去。無線數(shù)傳PC適配器程序設計如圖4 所示。

圖4 無線數(shù)傳PC適配器運行程序

上位機系統(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)，其功能簡明實用，提高了物資管理的質(zhì)量和效率[3]。同時此系統(tǒng)可以在任何操作系統(tǒng)中直接移植，實現(xiàn)了完全綠色版。計算機上位管理系統(tǒng)程序設計如圖5 所示。

圖5 計算機上位管理系統(tǒng)程序設計框圖

4 結束語

隨著自動化倉儲技術的不斷發(fā)展，企業(yè)對自動化立體倉庫的工作效率要求越來越高。針對傳統(tǒng)庫存管理系統(tǒng)中存在的普遍問題，結合現(xiàn)代庫存管理的先進技術和設備，提出了基于 RFID 技術的遠程物資管理系統(tǒng)，并對其進行分析與設計，為物資管理應用研究提供借鑒。