基于RFID技術的后方倉庫管理系統(tǒng)設計

王孟夏 程啟超 劉宇杰/文

基于RFID技術的后方倉庫管理系統(tǒng)設計

王孟夏 程啟超 劉宇杰/文

針對部隊后方倉庫管理中普遍存在的數(shù)據(jù)采集不準確、信息化程度不高問題，本文以RFID技術為核心，提出了一種基于RFID的后方倉庫管理系統(tǒng)，實現(xiàn)后方倉庫物資數(shù)據(jù)采集的實時性、準確性，提高倉庫工作人員的工作效率。

RFID、后方倉庫、倉庫管理系統(tǒng)

隨著軍事裝備物資的使用頻率與消耗數(shù)量日益增加，部隊對于倉庫保障工作的要求越來越高，同時也帶來倉庫管理工作任務的增加。當前，我軍大部分后方倉庫管理主要采用兩種方式：一是人工管理。這種管理主要是靠手工錄入，每次盤查庫存信息時必須對所有的裝備物資進行盤查，效率低且出錯率高，大量物資積壓，得不到及時的利用，造成極大資源浪費。二是條形碼管理。這種管理方式能提高裝備物資出庫、入庫的速度，提高工作效率，節(jié)約人力資源，但也存在著條形碼易被復制和被化學物品腐蝕、數(shù)據(jù)易丟失等缺陷。

針對當前部隊后方倉庫管理手段不豐富、信息化程度不高的問題，本文借鑒國內(nèi)外RFID技術的應用成果，研究利用基于RFID技術的后方倉庫管理系統(tǒng)。

一、RFID技術工作原理

RFID技術是一種非接觸式的自動識別技術，通過射頻信號方式進行非接觸雙向通信，達到自動識別目標對象目的并獲取相關數(shù)據(jù)信息。它具有無接觸式、大容量、快速、高容錯、抗干擾和耐腐蝕、安全可靠等優(yōu)點，目前已被廣泛應用于現(xiàn)代物流管理領域。通常情況下，RFID系統(tǒng)由電子標簽、讀寫器、天線和通信網(wǎng)絡系統(tǒng)等四部分組成。其工作原理是，當標簽（無源標簽或被動標簽）進入磁場后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息，或者標簽（有源標簽或主動標簽）主動發(fā)送某一頻率的信號，解讀器讀取并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進行有關數(shù)據(jù)處理。

RFID技術是一種非接觸式的自動識別技術，目前已被廣泛應用于現(xiàn)代物流管理領域

RFID在倉儲管理中的主要作用是自動采集貨物到貨、入庫、移庫、出庫時的數(shù)據(jù)，包括貨物名稱、規(guī)格、種類、型號等等，并自動分析貨物的信息，根據(jù)數(shù)據(jù)整合，經(jīng)過技術手段找到提高倉庫管理效率的方案。其基本原理，如圖1。

二、系統(tǒng)需求分析

部隊后方倉庫是為了保證部隊戰(zhàn)時和平時物資需求而設立的，其核心任務是搞好物資的儲備供應。因此，基于RFID的后方倉庫管理系統(tǒng)應圍繞做好儲備物資的管理工作展開。后方倉庫具有儲存物資多、儲存周期長、管理工作困難等特點，基于此，本系統(tǒng)應具有以下三個主要功能。

1.出入庫管理功能。后方倉庫裝備物資種類較多，數(shù)量較大，出入庫頻繁，需要借助RFID技術的特點實現(xiàn)對裝備物資進出倉庫自動識別，達到精確統(tǒng)計貨物信息、減輕管理員工作量的效果。

2.庫區(qū)盤點功能。對庫存物資進行盤點是倉庫管理員的工作之一。常規(guī)情況下，倉庫管理員人工盤點，效率低且準確率不高，需要借助RFID實現(xiàn)庫區(qū)物資快速盤點。

3.預警功能。后方倉庫部分裝備物資儲存周期較長，長時間存放容易損耗物品的使用價值，要求系統(tǒng)能夠?qū)齑嫖镔Y存放的時間進行預警。同時，部分裝備物資的儲存對溫濕度要求較高，系統(tǒng)也需提供溫濕度預警功能。

三、系統(tǒng)方案設計

1.系統(tǒng)的架構(gòu)設計

本系統(tǒng)面向部隊后方倉庫裝備物資的管理自動化、信息化而設計，主要用于裝備物資出入庫自動識別管理。系統(tǒng)將RFID技術與管理信息系統(tǒng)相結(jié)合，實現(xiàn)對裝備物資自動識別和信息化管理，有效、準確地識別、采集、記錄和上傳進出庫房的裝備物資信息，實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控存放點的溫濕度信息，實現(xiàn)對裝備物資存放地點的監(jiān)控，從而建立起部隊后方倉庫管理信息系統(tǒng)。系統(tǒng)架構(gòu)，如圖2。

2.系統(tǒng)硬件設計

（1）電子標簽

鑒于超高頻標簽具有傳送數(shù)據(jù)快、閱讀距離大、作用范圍廣、防沖突機制好、數(shù)據(jù)存儲時間長等優(yōu)點，非常適合應用于倉儲管理中，因此RFID標簽選用超高頻段的電子標簽。在儲物貨架和貨位上選用金屬標簽，減少金屬貨架帶來的識別影響；在物資包裝箱上選用普通超高頻電子標簽，降低成本。

（2）讀卡器

讀卡器主要包括RFID閱讀器、手持終端和定位器三種，通過串行外設接口與S3C44BOX相連。以ARM11為架構(gòu)的S3C44BOX作為本讀卡器的核心控制器和運算器，與RAM和Flash通過地址總線和數(shù)據(jù)總線進行連接，讀卡器的結(jié)構(gòu)如圖3。

圖1 ：RFID工作原理圖

圖2 ：基于RFID的后方倉庫管理系統(tǒng)架構(gòu)

圖3 ：讀卡器結(jié)構(gòu)圖

圖4 ：RFID中間件架構(gòu)體系

圖5 ：系統(tǒng)功能模塊

圖6 ：貨物入庫流程圖

圖7 ：貨物出庫流程圖

（3）RFID中間件

RFID中間件是射頻識別系統(tǒng)與應用系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹虚g媒介，從應用程序端使用中間件所提供的一組通用應用程序接口（API），即可連接到RFID讀寫器，讀取RFID標簽數(shù)據(jù)。這樣一來，即使存儲RFID標簽情報的數(shù)據(jù)庫軟件或后端應用程序增加或改由其他軟件取代，或者讀寫RFID讀寫器種類增加等情況發(fā)生時，應用端不需修改也能處理，省去多對多連接的維護復雜性問題。本系統(tǒng)可選取主流廠商BEA的RFID中間件產(chǎn)品。其架構(gòu)體系如圖4，可以清晰獲知系統(tǒng)信息的數(shù)據(jù)流程。

3.系統(tǒng)功能模塊設計

該系統(tǒng)主要功能包括系統(tǒng)管理、基本信息管理、出入庫管理、庫存管理以及查詢功能等，其功能組成如圖5。

該系統(tǒng)的主要功能說明如下：

系統(tǒng)管理和基本信息管理：這兩個模塊都屬于對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的基礎管理。可以實現(xiàn)對人員信息、貨物信息、貨區(qū)信息的基礎管理，實現(xiàn)對角色權限的變更和系統(tǒng)維護工作。

出入庫管理：是本系統(tǒng)的核心功能。其中，入庫管理是實現(xiàn)貨物的入庫操作，包括入庫單的錄入、修改、刪除，入庫貨位的自動及手動分配等。出庫管理主要實現(xiàn)貨物出庫任務的操作，包括出庫單的錄入、修改和刪除，出庫任務的自動及手動生成等。移庫管理主要實現(xiàn)移庫任務的錄入、修改和刪除。

庫存管理：是對倉庫現(xiàn)有裝備物資的信息化管理。包括對倉庫現(xiàn)有庫存的盤點、當前貨位的統(tǒng)計，并提供庫存預警、過期預警、溫濕度預警三大預警功能。

查詢功能：倉庫管理員通過查詢功能，實現(xiàn)入庫單、出庫單、移庫單的查詢、貨物查詢、庫位查詢、系統(tǒng)日志查詢等基礎功能。

4.系統(tǒng)關鍵業(yè)務流程設計

基于RFID技術的軍用倉庫管理系統(tǒng)的核心是：在每套裝備或物資的包裝箱上附加電子標簽，在各個庫房的入口、堆垛區(qū)附近設置RFID讀寫器，使得裝備物資在通過讀寫器時，讀寫器可以通過電子標簽獲得附帶的信息。同時，在庫房內(nèi)挑選適當位置安置溫濕度傳感器，實時監(jiān)控倉庫的溫濕度情況。

（1）入庫作業(yè)流程

倉庫管理系統(tǒng)接收到入庫作業(yè)指令后，倉庫管理員了解相關業(yè)務資料信息，做好貨物接收準備。當貨物準備入庫時，RFID讀寫器自動讀取電子標簽中的信息，系統(tǒng)自動比較實際入庫信息與預入庫信息，如信息不符，發(fā)出警告并由相關業(yè)務部門工作人員解決，如信息無誤，系統(tǒng)將按照最佳存儲方式自動分配庫位，同時生成入庫單。入庫作業(yè)流程，如圖6。

（2）出庫作業(yè)流程

倉庫管理員獲取出庫作業(yè)指令，了解相關作業(yè)細節(jié)，并借助倉庫管理系統(tǒng)制定出庫計劃，編制出庫單，工作人員依據(jù)出庫單上的方案進行出庫作業(yè)。當貨物出庫時，RFID閱讀器自動讀取貨物電子標簽上的信息，并判斷是否為出庫單中的貨物，貨物順利出庫后，倉庫管理系統(tǒng)刷新庫存清單和出入庫記錄。出庫作業(yè)流程，如圖7。

（3）庫存盤點流程

根據(jù)倉庫管理系統(tǒng)盤點計劃選擇要進行盤點的倉庫或庫區(qū)，并生成盤點清單。系統(tǒng)定位到需要盤點的倉庫或庫區(qū)，借助無線網(wǎng)絡將盤點指令發(fā)送到RFID讀寫器，讀寫器根據(jù)指令開始讀取數(shù)據(jù)并通過無線網(wǎng)絡傳輸至系統(tǒng)中，倉庫系統(tǒng)比較實際盤點信息與盤點清單之間的差異，生成表格。

四、結(jié)束語

本文以RFID技術為核心，將重點放在后方倉庫物資的跟蹤與出入庫物資信息的收集上，設計了一套基于RFID的后方倉庫管理信息系統(tǒng)，提高了后方倉庫的裝備物資儲存能力，提升了作業(yè)效率，實現(xiàn)了對儲備物資的信息化管理。

作者單位：王孟夏、劉宇杰為空軍勤務學院學員一大隊一隊；程啟超為空軍勤務學院飛行保障指揮系