基于RFID的智能倉儲管理系統的設計與實現

鄭均輝,甘 泉

（平頂山學院 計算機科學與技術學院，河南 平頂山467002）

基于RFID的智能倉儲管理系統的設計與實現

鄭均輝,甘 泉

（平頂山學院 計算機科學與技術學院，河南 平頂山467002）

傳統的倉儲管理系統使用的是人工記錄單據的方式，這種方式不但費時費力，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技術的智能倉儲系統的架構方案，設計了一套智能倉儲系統。通過管理系統與RFID技術的結合，實現了對貨物進行出庫入庫，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。

RFID;智能倉儲;管理系統;數據庫

近年來，隨著我國倉儲行業的不斷發展，倉儲管理作業變得多樣化和復雜化。采用條碼技術和人工識別的傳統倉庫管理方式，人工成本比較高，工作效率不理想。隨著RFID技術的不斷成熟，可以利用RFID技術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設計與實現。

1 主要技術簡介

1.1 RFID簡介

RFID是Radio Frequency Identification的縮寫，即射頻識別[1]。它可以方的便對物品進行非接觸式識別。一套RFID系統由閱讀器與轉發器組成，由閱讀器發射一特定頻率的無線電波能量給轉發器，用以驅動轉發器電路將其內部ID Code[2]送出，此時閱讀器便接收此ID Code,從而對物品批量的進行快速有效識別。

1.2 Zigbee簡介

Zigbee作為一種近年來新興的無線網絡技術，主要用于近距離的無線連接[3]。它利用自己的協議標準，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據從一個傳感器傳到另一個傳感器，其通信效率非常高。

2 整體架構設計

本智能倉儲管理系統主要由上位機與RFID手持讀卡器兩部分組成，其通信采用Zigbee協議。上位機程序包括上位機前臺程序、后臺程序兩部分。前臺程序可運行于多個PC，后臺程序運行在服務器。整體架構如圖1所示。

圖1 系統整體架構圖Fig.1 Overall system architecture

2.1 上位機前臺程序

界面由入庫操作與出庫操作組成。管理員界面由標簽注冊、寫入數據和讀取數據等組成。

2.2 上位機后臺程序

手持讀卡器非接觸式讀取物品RFID標簽后，把所讀數據發送給后臺程序，經過后臺解析將物品的詳細信息實時回傳到手持讀卡器的液晶屏上。數據采用GB2312編碼，后臺程序采用串口與各Zigbee節點通信。上位機工作流程如圖2所示。

圖2 上位機工作流程圖Fig.2 PC workflow

2.3 Zigbee通信協議

Zigbee節點主要負責數據的轉發，包括上位機與固定節點和上位機與手持讀卡器數據的轉發。

2.4 手持讀卡器

手持讀卡器主要利用RFID技術負責對倉庫內商品的出入庫查詢，其具有兩個功能：單品識別和多品識別。單品識別不采用防碰撞機制一次只能識別一個商品上的RFID標簽，多品識別采用防碰撞機制可以同時識別上千個RFID標簽，識別的標簽存儲在隊列中。手持讀卡器在對倉庫內的商品進行查詢時首先進行標簽識別和解析，解析標簽的數據后獲得標簽的UII(唯一物品識別碼)。通過標簽的UII將數據庫中的數據顯示在手持讀卡器上，以便倉庫管理員能夠方便地進行商品查詢。

3 系統功能設計

3.1 手持讀卡器系統設計

本系統手持讀卡器采用ARM公司的STM32F103嵌入式處理器[4]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[5]芯片作為射頻收發模塊的核心，將uC/OS-II實時操作系統和FATfs文件系統[6]移植到ARM處理器上，完成任務調度，并在此基礎上控制高頻閱讀器芯片讀取每個商品唯一的的RFID標簽數據。使手持機讀卡器與上位機通信，獲取數據庫中存儲物品的詳細信息，實時顯示在其液晶屏上，進而實現基于RFID的智能倉儲管理。手持讀卡器系統結構如圖3所示。

圖3 手持讀卡器系統結構圖Fig.3 Handheld reader system structure

3.2 管理系統設計

倉儲管理系統功能結構如圖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，刪除商品及更新數據的功能。人員管理主要具有增加人員，刪除人員及更新數據的功能。

圖4 管理系統結構功能圖Fig.4 Management system structure and function diagram

4 系統功能實現

本系統采用Microsoft Visual Studio 2012的VC++6.0作為開發工具，以Microsoft SQL Server 2012作為數據庫管理系統實現，以下是對其主要功能的介紹。

4.1 用戶登錄

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

4.2 系統管理操作

管理員直接面對的就是管理界面中的數據，通過對管理界面中商品信息的瀏覽進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簽的UII，商品的名稱，以便第一時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，入出庫時間，商品名稱，操作員等。系統管理界面如圖5所示。

圖5 系統管理Fig.5 System management

4.3 商品管理界面

商品管理是整個上位機操作的核心。為了獲得數據庫中的數據來填充數據集以顯示具體信息，需在數據訪問類StorageDB中構建成員函數，實現對各個表的調用從而顯示表中的具體信息。這里入庫出庫信息的顯示就是在成員函數中對入庫出庫表的調用，從而顯示入庫出庫信息的目的。商品管理界面包含商品編號以及對應的商品名稱。同時具有添加商品和刪除商品的功能。

當庫存貨物中沒有該商品時，可對該商品進行添加操作。當不再需要該商品時，可對該商品進行刪除操作，及時更新數據。這里為了及時更新數據庫中的數據，同樣在StorageDB中構建了函數BooleanUpdateTable。

通過SqlCommandBuilder GoodsTableBuilder=new Sql-CommandBuilder(adapter)來實現對數據的更新。DataGrid控件綁定數據訪問類GoodsTable屬性，并實現增加商品，刪除商品功能，其具體實現也是調用數據訪問類中函數來實現。

應用雙向數據綁定，從StorageDB對象中提取信息供界面顯示、操作。減少后臺代碼復雜的操作，方便了數據的更新和多界面間數據的同步。各文本框分別綁定。

在相關文本框中進行修改后點擊更新調用數據訪問類中的更新函數，即可更新到數據庫中。如圖6所示。在管理界面左上角顯示的UII單品搜索文本框中輸入標簽的UII即可查詢單個UII的詳細記錄。其詳細記錄包括商品的注冊信息，入庫信息和出庫信息等。

5 結束語

本文主要介紹了一套RFID與計算機終端管理軟件相結合的智能倉儲管理系統。實現了貨物智能化的入庫出庫，完整的貨物信息瀏覽，對商品的分類管理和動態盤點，可以有效提高倉儲效率，具有一定的應用價值。

圖6 商品管理Fig.6 Commodity Management

[1]米志強.射頻識別（RFID）技術與應用[M].電子工業出版社，2011.

[2]曹乃森，孫亞偉.無線射頻卡的原理與應用[J]，電子技術，2009(1)：31-33.

CAO Nai-sen,SUN Ya-wei.Principles and application of radio frequency card[J],Electronics Technology,2009(1):31-33.

[3]無線龍.ZigBee無線網絡原理[M].北京：冶金工業出版社,2011:56-58.

[4]盧有亮.嵌入式實時操作系統μC/OS原理與實踐[M].北京：電子工業出版社,2012.

[5]孟琨泰.基于ARM的915MHZ射頻識別讀卡器研究 [D].天津：天津大學,2008.

[6]智林.FatFS移植過程分析 [EB/OL].(2012-11-14).http://www.pudn.com.

Design and implementation of intelligent warehouse management system based on RFID

ZHENG Jun-hui GAN Quan
（School of Computer Science and Technology，Pingdingshan University ，Pingdingshan 467002，China）

Traditional warehouse management system uses a manual recording documents the way,this approach is not only time consuming,but also likely to cause human losses,and high labor costs.This paper describes a specific architecture and functionality of intelligent warehouse management system based on RFID,introduces the design of the system.RFID technology combined with intelligent warehouse management system implements not only browsing basic cargo information,add and delete products,add product descriptions,but also has the right personnel management functions.It realizes the merchandise category management,achieves a dynamic inventory,and improves the storage capacity of warehouse.

RFID;intelligent warehouse;management system;database

TN392

A

1674-6236（2014）13-0008-03

上位機前臺程序包括操作界面與管理員界面。操作

2014-04-09 稿件編號：201403196

2012河南省教育廳科學技術研究重點項目（12B520046）

鄭均輝（1981—），男，四川敘永人，碩士，講師。研究方向：人工智能等。