基于RFID技術的倉儲管理系統設計

吳加春

(鹽城生物工程高等職業技術學校，江蘇 鹽城 224000)

0 引言

在目前的市場競爭形勢下，物流企業為提高自身的競爭力，需要不斷引入新技術來提升物流作業效率、減少物流損耗與成本。在物流管理領域，供應鏈的優化整合有重要的意義，可以據此來有效實現物流降本增效目的，而這種整合主要是通過優化倉儲管理流程而實現，有必要進行倉儲管理系統的研究。本文進行這種系統研究時，引入了射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)技術，以滿足零備件物流倉儲效率和準確性要求，對解決傳統倉庫管理相關的問題可提供參考作用。

1 RFID技術的構成

目前，在智能識別和自動控制領域，RFID技術開始被廣泛應用，這種技術主要是在電磁場作用下，基于無線射頻模式而實現通信目的，可以對目標物進行高效快速地檢測和識別[1]。RFID系統在運行過程中，不同的頻段條件下，相應的通信距離存在明顯差異，且應用場景也各有不同。以下對RFID系統組成情況進行簡述。

1.1 RFID系統組成

這種系統可總體上劃分為軟硬件單元兩部分，其中硬件部分主要有讀寫器、電子標簽、天線等，且天線大部分為集成式的。軟件部分則包括管理單元和數據采集單元[2]。在運行過程中其中的讀寫器讀取標簽信息，且將其中的信息發送到管理系統。后者接收到信息后進行一定處理后，控制相關單元進行操作，滿足業務要求。

1.2 RFID系統工作原理

射頻識別系統可實現無線通信功能，在運行過程中一般基于電磁耦合模式傳遞數據。讀寫器與電子標簽在進行通信時，相應的信號可基于不同模式進行耦合：其一為電感耦合，也就是基于交變磁場而耦合。其二則為電磁反向散射耦合：輸出的信號被電子標簽反射后采集了其攜帶的信息。由此分析可知在整個信息交換期間，讀寫器可發揮一定控制和處理功能。讀寫器的內部設置了多個模塊，主要如射頻模塊(主要用于收發信息)、讀寫模塊(可通過其解碼接收的信息，同時對目標信息進行編碼)、天線，可以據此滿足各方面應用要求。

2 基于RFID的備件倉儲管理系統設計

2.1 架構設計

2.1.1 整體架構設計

這種系統在運行過程中，相應的采集信息設備為閱讀器和Web端，可以通過這些對電子標簽中的信息進行采集，據此為倉儲管理提供支持。RIFD技術輔助下進行出入庫操作，使得備件倉儲管理的效率和準確性顯著提高，且在增加倉儲企業經濟效益方面也有重要的意義[3]。這種管理系統從總體上分可劃分為3個部分：數據采集、傳輸以及業務應用等。其中第一部分應用RFID技術而讀取電子標簽中的信息，而進行數據采集。對采集的數據通過WiFi傳輸，相應的傳輸速率可滿足要求。業務應用部分主要是存儲了相關業務數據，這3個部分結合起來可以高效地進行數據傳輸，采集，而滿足總體應用相關要求。如圖1所示，顯示出本系統的總體架構情況。

圖1 系統總體架構

2.1.2 技術架構設計

無線射頻系統在運行過程中，不必進行物理接觸，表現出較高的環境適用性。根據實際使用結果表明，這種系統的特征表現為效率高，讀寫速度極快、操作控制方便，功耗小，其性能明顯高于傳統手持掃描模式，可很好地滿足倉儲管理相關要求[4]。在庫房各區域設置RFID讀寫器，這樣在應用過程中可以通過讀取電子標簽而方便的獲取貨物的各方面信息，然后將所得信息通過電磁耦合作用發送到中間件。后者進行一定業務處理，最終處理后的信息發送到管理系統中，管理系統在接收到信息后分析處理，據此更新倉儲中的出入庫信息。

2.2 系統功能設計

這種系統從總體上劃分可分為兩個部分，分別為倉儲管理系統和RFID識別采集系統，相應的運行流程情況具體如圖2所示。

2.2.1 RFID識別采集模塊

在系統運行過程中可通過此模塊來傳遞信息，且有效地結合起軟硬件部分，為系統總體功能實現提供支持。該模塊的主要功能為數據掃描、加工、傳遞等，根據功能進行劃分，可將其進一步劃分為數據采集和業務處理單元。在運行過程中通過數據采集單元提供業務處理相關數據，發送處理后的信息，據此來滿足信息管理要求[5]。

2.2.2 倉儲管理系統

此系統可劃分為多個模塊，以下進行具體說明：

(1)基本信息模塊。可以通過此模塊修改用戶相關信息，接收上位機發送的信息等。

(2)原材料模塊。一般通過此模塊進行原材料購買申請、鑒定相關操作。通過RFID編號對貨物進行標識，據此來確認購買原材料信息。倉儲系統在運行過程中，如果出現庫存報警、原材料不足相關的信號，則應該補貨。在購買原材料時，先申請購買，選擇貨物信息，然后自動得到相關的訂單號，在此基礎上進行鑒定分析。判斷分析原料農殘情況，在判斷分析原料合格條件下提請領導審批，在不符要求情況下打回采購申請。在審批通過后則計劃裝箱提交，對裝貨箱上RFID編碼進行掃描，據此而確保裝箱目標實現。在系統運行過程中，從裝箱開始，將唯一的RFID編號賦予貨物，為其后的信息查詢提供支持。在全部的操作都結束后，提交訂單，進行下一步的操作。

(3)車輛模塊。可通過此模塊盤點統計全部車輛信息，且對車輛進行安排和規劃。在購入原材料后，車輛需求中的相關目標分配車輛信息會顯示出。基于裝箱信息而對車輛進行安排，通過上級部門審批提交的車輛需求單，在審批通過后則進行出車。出車時，應該選擇預計到達時間，為其后的調度提供支持。車輛到達現場且在確認后，則分配過程結束。用戶可以通過此模塊查詢車輛的使用狀況，為車輛過管理提供支持和依據。

(4)入庫模塊。實現貨物的入庫操作。在入庫單匹配情況下掃描相應的貨物信息，接著對比分析入庫單和掃描信息，在滿足匹配要求情況下發送數據，相反情況下則填寫出錯信息且進行保存。當車輛完工后，入庫申請信息會顯示出。在檢查發現貨物的數量和檢測都滿足要求情況下，則入庫申請通過，且開始等待入庫。在進行多貨物同步入庫時，選擇了精簡IPA算法，入庫時若有非同類貨物，或者訂單不匹配，這種條件下進行報錯提示，避免出現錯誤問題。

(5)倉庫管理模塊。這種模塊在運行過程中主要是進行倉庫和貨物監測管理兩方面工作。前者包括倉庫的溫度、濕度信息檢測等，可以據此為倉庫管理提供支持和參考，且在發現問題情況下進行報警提示。而后者則主要包括貨物查詢、溫和濕度查詢、警報提示等，可以據此來滿足庫存查詢與核對相關要求，確保貨物準確，也滿足其后的統計分析與核對相關要求。

(6)出庫模塊。此模塊的作用主要是進行貨物出庫。在運行過程中基于相關出庫單，分揀貨物，然后掃描出倉貨物，且對比分析出庫單和貨物信息，在匹配情況下進行入庫，相反情況下則填寫出錯信息。在出現出庫需求時，則申請起草，如果發現貨源充足，則應該及時的出庫審批。而不充足條件下填寫缺貨單，為其后的材料購買提供支持。掃描處理待出庫后則結束相關出庫操作。

(7)系統設置模塊。這種模塊對系統功能實現有重要支持作用。在應用過程中可以通過此模塊進行系統參數設置，部門管理、用戶信息管理等功能。部門管理主要是修改和添加部門信息。用戶管理則可以設置不同類型用戶的操作權限，且添加和刪除用戶信息。為滿足系統的應用安全性要求，而設置不同類型用戶差異性的權限。系統參數設置主要和系統運行模式有關，如對報警閾值參數進行修改，改變運行狀態和模式等。歷史記錄主要是記錄系統運行相關信息，在出現錯誤情況下可以據此來方便的分析錯誤。

2.3 數據庫邏輯結構設計

這種管理系統在運行時，會產生各類型復雜數據，為更好地滿足數據管理應用要求，應該確保設計的數據庫結構合理、安全性強大，且可以高效查詢。數據庫主要的作用是存儲各類型數據，如倉儲自身信息，以及客戶信息、包裹信息和出入庫信息等，為系統的運行和管理提供支持。

這種倉儲管理系統的用戶角色有很多種，主要如商務組，管理員、信息員等，相關用例圖情況如圖3所示，可以通過此圖對不同類型用戶的權限情況進行分析。

圖3 系統用例

3 結語

本文開發了一套基于RFID的倉儲管理系統，在研究過程中先對這種系統的運行原理和結構組成進行論述，接著進行框架和模塊的設計，為其功能的實現提供支持和依據。RFID技術目前在智能管理領域被廣泛地應用，且表現出很高的性能優勢，其在提高倉儲管理效率和準確性方面有較高應用價值。本文基于這種技術進行倉儲系統開發，對提升物流效率和企業經濟效益有一定促進作用。