基于手持PDA的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

華中科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 / 黃俊強(qiáng) 陳柏金

基于手持PDA的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

華中科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 / 黃俊強(qiáng) 陳柏金

本文分析了某倉(cāng)庫(kù)現(xiàn)有立體倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控管理系統(tǒng)，結(jié)合用戶實(shí)際需求，新增開(kāi)發(fā)基于工業(yè)級(jí)手持PDA的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用C#開(kāi)發(fā)工具，實(shí)現(xiàn)了指紋識(shí)別、庫(kù)存管理、查詢操作、出入庫(kù)業(yè)務(wù)操作等功能，通過(guò)Web Service的方式完成系統(tǒng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問(wèn)。同時(shí)，該系統(tǒng)在業(yè)務(wù)上采用物料人工操作存取的管理，對(duì)現(xiàn)有立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的監(jiān)控管理進(jìn)行補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)庫(kù)房業(yè)務(wù)信息化的全覆蓋，提高了整個(gè)庫(kù)房的倉(cāng)儲(chǔ)管理水平。

倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)、PDA、通信網(wǎng)絡(luò)、Web Service

隨著硬件終端水平的不斷提高，工業(yè)級(jí)手持PDA（Personal Digital Assisant）憑借其智能化、便攜性、移動(dòng)化和集成化等特點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與倉(cāng)儲(chǔ)物流技術(shù)的深度交融，將工業(yè)級(jí)手持PDA引入到企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)物流環(huán)節(jié)中，充分利用手持PDA終端的優(yōu)勢(shì)，簡(jiǎn)化倉(cāng)儲(chǔ)操作流程，提高倉(cāng)儲(chǔ)管理水平。

某企業(yè)庫(kù)房現(xiàn)有一套自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)運(yùn)行在固定操作PC終端上，控制下位物流設(shè)備實(shí)現(xiàn)物料在立體倉(cāng)庫(kù)中的存取自動(dòng)化。庫(kù)房中有些物料由于重量、尺寸、存儲(chǔ)條件等原因無(wú)法使用現(xiàn)有系統(tǒng)完成物料存取，需要另行通過(guò)人工操作的方式完成存取。因此，新增開(kāi)發(fā)了手持PDA端倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，完成物料人工存取的管理，實(shí)現(xiàn)覆蓋所有物料的全方位倉(cāng)儲(chǔ)管理。

本文中手持PDA端倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)是基于嵌入式WINCE操作系統(tǒng)，配備無(wú)線網(wǎng)卡模塊、條形碼掃描/識(shí)別模塊和指紋采集模塊，通過(guò)Web Service的方式與倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，完成日常倉(cāng)儲(chǔ)管理業(yè)務(wù)。

一、通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)

該企業(yè)現(xiàn)有的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控管理系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)模式，倉(cāng)庫(kù)庫(kù)區(qū)中的監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)終端、下位物流設(shè)備的控制器PLC和庫(kù)房數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器通過(guò)局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互。在立體倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控管理系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，新增布局手持PDA端倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)庫(kù)房倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)融合。

1.倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)分析

該企業(yè)的所有倉(cāng)儲(chǔ)物流庫(kù)區(qū)作為一個(gè)整體，由集團(tuán)ERP系統(tǒng)統(tǒng)一進(jìn)行出入庫(kù)及其他業(yè)務(wù)管理。整個(gè)庫(kù)區(qū)共享一臺(tái)庫(kù)房數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。作為集團(tuán)ERP系統(tǒng)的客戶端，該數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器通過(guò)接入企業(yè)網(wǎng)完成ERP任務(wù)的接收和反饋。

手持PDA端倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)模式，在庫(kù)房局域網(wǎng)中新增無(wú)線訪問(wèn)接入點(diǎn)（AP， Access Point），手持PDA終端通過(guò)AP實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)交互。AP提供有線網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)之間的橋接，使PDA能夠與庫(kù)房有線局域網(wǎng)進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)信息的接收和采集等。倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1。

>> 圖1 倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

整個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)采用C/S模式為主，B/S模式為輔的體系結(jié)構(gòu)。其中C/S結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的事務(wù)處理能力，比較適合內(nèi)部快速的信息處理，B/S結(jié)構(gòu)具有較好的兼容性和網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性，比較適合Web信息處理。C/S和B/S的混合結(jié)構(gòu)能集成兩者優(yōu)點(diǎn)，滿足整個(gè)庫(kù)房的數(shù)據(jù)通信需求。

2.PDA倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)訪問(wèn)方式

工業(yè)級(jí)手持PDA屬于嵌入式系統(tǒng)，目前許多主流數(shù)據(jù)庫(kù)均有對(duì)應(yīng)版本的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)。但PDA倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)和立體倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控管理系統(tǒng)存在業(yè)務(wù)上的往來(lái)，均在集團(tuán)ERP系統(tǒng)的規(guī)劃下開(kāi)展業(yè)務(wù)；且?guī)靺^(qū)中存在多臺(tái)手持PDA設(shè)備。在手持PDA上運(yùn)行嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)從業(yè)務(wù)上割裂庫(kù)房倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的有機(jī)統(tǒng)一，同時(shí)還要考慮多臺(tái)PDA設(shè)備的數(shù)據(jù)同步問(wèn)題。因此，本文中手持PDA不使用嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)，而是直接與庫(kù)房數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器完成數(shù)據(jù)交互。庫(kù)房數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器運(yùn)行My SQL數(shù)據(jù)庫(kù)，手持PDA通過(guò)Web Service的方式遠(yuǎn)程訪問(wèn)My SQL數(shù)據(jù)庫(kù)。

Web Service也稱作XML Web Service，是一種可以從Interent或Interent上其他系統(tǒng)中接收請(qǐng)求的通訊技術(shù)。WebService是面向服務(wù)（SOA）的體系結(jié)構(gòu)，包括服務(wù)提供者（Service Provider）、服務(wù)注冊(cè)中心（Service Registry）、服務(wù)請(qǐng)求者（Service Requestor）以及上述角色間發(fā)布、查找和綁定的三個(gè)動(dòng)作。Web Service的使用步驟一般是：服務(wù)提供者向注冊(cè)中心發(fā)布所提供的服務(wù)，發(fā)布的內(nèi)容是使用WSDL （Web Service Description Language，web，服務(wù)描述語(yǔ)言）進(jìn)行描述的服務(wù)接口；服務(wù)請(qǐng)求者通過(guò)SOAP （Simple Object Access Protocal，簡(jiǎn)單對(duì)象訪問(wèn)協(xié)議）到服務(wù)注冊(cè)中心查找服務(wù)提供者提供的服務(wù)，注冊(cè)中心將服務(wù)提供者提供的WSDL通過(guò)SOAP消息傳遞給服務(wù)請(qǐng)求者；服務(wù)請(qǐng)求者按照接收到的WSDL中定義的接口調(diào)用方式將服務(wù)綁定到服務(wù)提供者上。

本文中庫(kù)房數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器為服務(wù)提供者，其將庫(kù)房數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)布到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的IIS （Internet Information Services，互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)）中。手持PDA倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)為服務(wù)請(qǐng)求者，通過(guò)無(wú)線Wif與發(fā)布到庫(kù)房局域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)行通訊，通過(guò)綁定調(diào)用相應(yīng)數(shù)據(jù)接口函數(shù)，完成與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)交互。

二、PDA倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

1.手持PDA的硬件組成

本文中的手持PDA采用嵌入式WindowsCE6.0系統(tǒng)。WindowsCE系統(tǒng)是Microsoft公司專門為嵌入式設(shè)備開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)環(huán)境，其發(fā)展非常成熟，憑借系統(tǒng)穩(wěn)定性和Windows平臺(tái)應(yīng)用的可移植性在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛使用。結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際需求手持PDA配備了無(wú)線網(wǎng)卡模塊、條碼掃描模塊和指紋識(shí)別模塊。

無(wú)線網(wǎng)卡模塊基于IEEE802.11協(xié)議，手持PDA通過(guò)專門的驅(qū)動(dòng)程序調(diào)用系統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)卡，獲取無(wú)線路由器創(chuàng)建的無(wú)線網(wǎng)信息，將解析到的無(wú)線SSID（Service SetIdentifier，服務(wù)集標(biāo)識(shí)）和輸入的訪問(wèn)密碼進(jìn)行匹配，系統(tǒng)將自動(dòng)連接庫(kù)房?jī)?nèi)部的無(wú)線局域網(wǎng)。

條碼技術(shù)早已在倉(cāng)儲(chǔ)物流行業(yè)中得到使用，本倉(cāng)庫(kù)的所有物料在ERP系統(tǒng)中擁有唯一物料條碼，在日常業(yè)務(wù)開(kāi)展中用物料條碼來(lái)追蹤物料信息。PDA采用一維條碼掃描模塊，通過(guò)驅(qū)動(dòng)函數(shù)啟動(dòng)條碼掃描模塊，模塊掃描物料標(biāo)簽上的一維條形碼，通過(guò)內(nèi)置解碼器向系統(tǒng)傳輸相應(yīng)的物料條碼。

指紋識(shí)別技術(shù)作為一種新興的生物識(shí)別技術(shù)，在智能硬件中得到一定應(yīng)用。本系統(tǒng)配備指紋識(shí)別模塊，主要用于系統(tǒng)登錄和業(yè)務(wù)經(jīng)手人員（質(zhì)檢員、入庫(kù)人員、領(lǐng)料人員等）簽名。指紋模塊會(huì)錄入庫(kù)房業(yè)務(wù)相關(guān)人員的信息，系統(tǒng)操作人員通過(guò)掃描指紋完成倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)登錄；業(yè)務(wù)經(jīng)手人員通過(guò)掃描指紋完成業(yè)務(wù)經(jīng)手確認(rèn)。使用指紋錄入模塊，可以保證系統(tǒng)的安全性和業(yè)務(wù)的可追溯性。指紋識(shí)別模塊使用光學(xué)識(shí)別技術(shù)，通過(guò)發(fā)射到手指上再反射回采集模塊的光線來(lái)提取數(shù)據(jù)。指紋錄入時(shí)，采集指紋圖像，然后對(duì)圖像進(jìn)行降噪、濾波、細(xì)化和二值化處理，提取圖像中的指紋特征點(diǎn)，通過(guò)與模板中的特征指紋點(diǎn)集進(jìn)行匹配，完成指紋與人員信息的映射。

2.PDA倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的主要功能

手持PDA倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)主要用于物料人工存取的管理，作為整個(gè)庫(kù)房管理系統(tǒng)的輔助部分，功能只限于在人工存取業(yè)務(wù)層面上的展開(kāi)。至于庫(kù)房管理人員信息管理、條碼打印和數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)等方面的功能，在現(xiàn)有立體倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控管理系統(tǒng)上運(yùn)行。整體來(lái)看，手持PDA倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)主要功能有：指紋錄入、庫(kù)存管理、查詢操作和業(yè)務(wù)操作。如圖2。

①指紋錄入

指紋錄入功能負(fù)責(zé)PDA倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的指紋管理，完成庫(kù)管人員和相關(guān)業(yè)務(wù)經(jīng)手人員的指紋錄入、修改、刪除、匹配等操作。

②查詢操作

查詢操作包含物料查詢、入庫(kù)查詢、出庫(kù)查詢和移庫(kù)查詢。物料查詢可以對(duì)整個(gè)庫(kù)房中的所有物料信息進(jìn)行查詢。入庫(kù)查詢、出庫(kù)查詢和移庫(kù)查詢既可以對(duì)人力庫(kù)區(qū)已完成的入庫(kù)、出庫(kù)和移庫(kù)記錄進(jìn)行查詢，也可以對(duì)包括立體庫(kù)區(qū)在內(nèi)的整個(gè)庫(kù)房進(jìn)行入庫(kù)、出庫(kù)和移庫(kù)記錄查詢。

>> 圖2 PDA倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)功能圖

③庫(kù)存管理

庫(kù)存管理對(duì)整個(gè)庫(kù)房的庫(kù)存信息進(jìn)行管理，詳細(xì)追蹤庫(kù)存物料的所有信息，給庫(kù)管人員提供決策信息支持。

④業(yè)務(wù)操作

業(yè)務(wù)操作是PDA倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的核心功能，由入庫(kù)操作、出庫(kù)操作和移庫(kù)操作共同組成。集團(tuán)ERP下發(fā)的操作任務(wù)會(huì)通過(guò)庫(kù)房數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)，進(jìn)入相應(yīng)的操作界面讀取ERP任務(wù)，選擇填入相關(guān)信息后執(zhí)行業(yè)務(wù)操作任務(wù)。

3.PDA倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)軟件的實(shí)現(xiàn)

本文中PDA倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)基于VisualStudio2008平臺(tái)，采用C#語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。

>> 圖3 系統(tǒng)登錄界面和系統(tǒng)主界面

①系統(tǒng)界面的設(shè)計(jì)

在VS2008中建立PDA倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的智能設(shè)備解決方案，通過(guò)WinForm界面編程完成系統(tǒng)所有界面的設(shè)計(jì)。這里以系統(tǒng)登錄界面和主界面為例，如圖3。

系統(tǒng)登錄界面有指紋登錄和用戶名密碼登錄兩種方式，操作人員可自由選擇登錄方式。系統(tǒng)主界面采用扁平化設(shè)計(jì)，直接將系統(tǒng)全部功能以位圖的形式羅列，操作人員通過(guò)觸發(fā)完成相應(yīng)功能的選擇。

②系統(tǒng)數(shù)據(jù)訪問(wèn)的實(shí)現(xiàn)

本文通過(guò)分析手持PDA倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)對(duì)庫(kù)房數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)需求，以是否返回?cái)?shù)據(jù)集為判斷依據(jù)，將數(shù)據(jù)庫(kù)提供的服務(wù)分成數(shù)據(jù)庫(kù)查詢服務(wù)（提供select服務(wù)）和數(shù)據(jù)庫(kù)操作服務(wù)（提供insert、update、delete服務(wù)）。在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上創(chuàng)建ASP.NETWeb應(yīng)用程序，連接MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)，按照上述兩種分類將數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)服務(wù)封裝成相應(yīng)接口發(fā)布到IIS上。相關(guān)代碼如下：

同時(shí)在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器IIS上配置必要的安全認(rèn)證和授權(quán)機(jī)制，保證PDA對(duì)Web Service的訪問(wèn)受到服務(wù)器系統(tǒng)平臺(tái)的安全保護(hù)。

在PDA倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)項(xiàng)目解決方案中的Web Referencnces中，引用數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器IIS中發(fā)布的數(shù)據(jù)服務(wù)Web Service，這樣系統(tǒng)程序才能在需要訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)直接調(diào)用Web Service。PDA倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)在執(zhí)行庫(kù)存信息查詢時(shí)，調(diào)用庫(kù)房數(shù)據(jù)庫(kù)查詢服務(wù)Web Service的相關(guān)代碼如下：

③系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)例

本文以入庫(kù)操作為例詳述系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程。采購(gòu)人員在集團(tuán)ERP系統(tǒng)中完成物料采購(gòu)任務(wù)，ERP系統(tǒng)自動(dòng)生成相應(yīng)的入庫(kù)任務(wù)。庫(kù)房數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器將ERP系統(tǒng)中的入庫(kù)任務(wù)接收到庫(kù)房任務(wù)序列中。操作人員打印生成入庫(kù)物料條碼后，登錄PDA倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，進(jìn)入入庫(kù)操作界面，如圖4。

完成物料條碼掃描后，自動(dòng)顯示主要物料信息，選擇合適的PO單號(hào)、項(xiàng)目編號(hào)和ERP任務(wù)的事務(wù)ID，手動(dòng)輸入入庫(kù)數(shù)量和入庫(kù)貨位，添加生成一條入庫(kù)任務(wù)。在輸入入庫(kù)數(shù)量時(shí)，系統(tǒng)會(huì)結(jié)合庫(kù)房任務(wù)序列中的要求入庫(kù)數(shù)量進(jìn)行比對(duì)，自動(dòng)進(jìn)行輸入數(shù)量的提醒，防止數(shù)目輸入錯(cuò)誤。

對(duì)已添加的入庫(kù)任務(wù)，還可進(jìn)行修改和刪除操作。選擇待執(zhí)行的入庫(kù)操作任務(wù)，便可執(zhí)行入庫(kù)操作

>> 圖4 系統(tǒng)入庫(kù)操作界面

三、結(jié)語(yǔ)

本文以某公司手持PDA倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)為例，在庫(kù)房原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上新增PDA倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)，分析PDA倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的功能需求，完成手持PDA設(shè)備的硬件模塊配備，采用Web Service的方式完成PDA系統(tǒng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問(wèn)，以C#為編程語(yǔ)言完成PDA倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)。

該手持PDA倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)有助于將人工庫(kù)區(qū)的業(yè)務(wù)和原有自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)庫(kù)區(qū)的業(yè)務(wù)有機(jī)整合在一起，實(shí)現(xiàn)庫(kù)房所有區(qū)域業(yè)務(wù)信息化的全覆蓋，提高整個(gè)庫(kù)房的倉(cāng)儲(chǔ)管理水平。