RFID技術在氣象設備倉庫中的應用

蘇小浩

摘要：氣象設備倉庫具有備件種類多、數量大、價值高、位置分散等特點。為了方便及時更換備件，第一時間掌握備件的庫存等信息，提高倉庫管理效率，本文引入RFID技術，提出了一種智能化的倉庫管理方案。該方案通過射頻天線自動識別貼有電子標簽的設備，能夠快速定位備件存放位置，方便設備出入庫和統計，及時了解設備狀態等信息，從而提高倉庫管理效率和信息化水平，對于設備保障具有重要意義。

關鍵詞：RFID技術 倉庫管理系統 備件管理 電子標簽

Application of RFID Technology in Meteorological

Equipment Warehouse

SU Xiaohao

（Henan Air Traffic Control Branch of CAAC， Zhengzhou， He'nan Province， 450000 China）

Abstract： Meteorological equipment warehouse has the characteristics of many kinds of spare parts， large quantity， high value and scattered location. In order to facilitate the timely replacement of spare parts， grasp the inventory information of spare parts at the first time， and improve the efficiency of warehouse management， this paper introduces RFID technology， and puts forward an intelligent warehouse management scheme. The scheme can quickly locate the storage location of spare parts， facilitate the equipment storage and statistics， and timely understand the equipment status and other information， so as to improve the warehouse management efficiency and information level， which is of great significance for equipment support.

Key Words： RFID technology; Warehouse management system; Spare parts management; Electronic tags

0.引言

倉庫管理是氣象設備保障中的重要環節。目前設備倉庫的管理方式以人工為主^[1]，不僅耗時耗力，還極易出現差錯，導致更換備件時無法迅速找到位置，影響設備保障效率。本文以倉庫中備件管理為主要研究對象，在分析日常管理中存在問題的基礎上，將射頻識別（Radio frequency Identification，RFID）技術引入倉庫管理中，實現對備件的高效精準管理，提高氣象設備保障的效率和信息化水平。

1.目前倉庫管理存在的問題

當前，大多數空管分局（站）的氣象設備倉庫管理模式單一，在對種類繁多、出入庫頻繁的備件進行管理時，往往顯得力不從心，暴露出以下幾方面問題：

（1）氣象設備倉庫設備出入庫以手工記錄為主，長時間記錄，導致信息更新不及時，記錄混亂等問題。

（2） 倉庫內備件眾多，在需要更換某些體積小的備件時往往無法快速找到，影響工作效率。

（3）對于需要定期檢定的設備，存在檢定日期更新不及時，型號不對應，忘記在規定時間內送檢等問題。

（4）對倉庫的每個貨物狀態不了解，存在出庫的備件丟失或浪費現象，無法在備件缺庫存時及時補足。

2.RFID技術介紹

RFID技術是物聯網系統的重要組成部分，它利用電磁波信號自動獲取到電子標簽存儲的物理對象信息，是一種非接觸式智能識別技術，在工業生產、物流運輸與貨物管理、商品貿易、醫療衛生、安全檢查和智能交通等領域具有巨大的應用價值^[2]。

RFID系統包括硬件和軟件兩部分。其中，硬件部分包括閱讀器、電子標簽和網絡通信設備等，軟件系統包括RFID中間件、數據庫系統等^[3]。一套簡單的RFID系統主要包括閱讀器、天線、電子標簽和應用系統，如圖1所示。

在RFID系統中，具體工作步驟如下：

（1）處于開啟狀態的閱讀器通過控制天線將特定頻率的電磁波信號發出;

（2）處于識別區域的電子標簽通過自身的射頻電路接收到電磁波信號，從而獲得能量被激活，將存儲的信息經過編碼處理后發送給閱讀器。

（3）閱讀器通過天線接收到電子標簽回傳的信息后，經過一系列處理后，將數據發送到計算機系統。

（4）計算機系統通過數據處理后，利用數據庫將信息存儲，在應用軟件上得到需要展示的信息。

3.RFID倉庫管理系統設計

以某氣象設備倉庫為例，在了解日常倉庫中備件出入庫流程和業務需求的基礎上，通過RFID技術構建一套完整的倉庫管理系統，通過硬件設備采集和傳輸、軟件系統的管理，可實現設備到貨、入庫、出庫、借用、歸還、定位、庫存盤點、庫存預警等數據^[4]的全過程監控和可視化管理。

3.1系統總體設計

在日常值班過程中，值班人員的活動區域包括倉庫、設備機房和工作區。倉庫主要存放各種氣象設備和工具，機房存放支持氣象設備運行的各種網絡設備，工作區主要對各種設備進行狀態監控，因此，基于RFID技術的倉庫管理系統硬件主要部署在這三個區域，如圖2所示。倉庫管理員在倉庫操作管理員終端錄入設備信息，利用電子標簽打印機將存儲有設備信息的電子標簽打印出來粘貼在倉庫設備上，再利用固定式天線和閱讀器將電子標簽識別，通過網絡設備傳輸到機房的服務器，服務器對接收到的數據存儲和處理，在工作區的普通用戶可以通過用戶終端登錄倉庫管理系統，及時了倉庫各種備件的庫存情況等，并將需要得到的各種數據報表通過打印機打印出來。

3.2功能模塊分析

氣象設備倉庫中存放設備眾多，備件更換頻繁，還需要定期對某些設備進行檢定、采購和資產統計等，因此，設計的系統不僅要具備倉庫管理的一般出入庫和統計功能，還要實現貨物定位和各種報警功能。基于RFID技術的倉庫管理系統共分為四大模塊，每個模塊下對應不同的功能，如圖3所示。

3.2.1 系統管理

此模塊主要對系統的基本信息進行維護和管理，具體包括備件信息管理、標簽信息管理、人員信息管理和閱讀器管理。備件信息管理主要是對系統中錄入的電子標簽所對應的設備信息進行修改;標簽信息管理主要是對標簽中的字段信息、標簽樣式和加密信息的修改;人員信息管理主要實現人員信息的修改、人員權限和所在群組的變更，對不同級別的用戶訪問權限的數據給予限制^[5];閱讀器管理實現已安裝閱讀器的參數修改、添加和刪除閱讀器等。

3.2.2 備件出入庫管理

（1）出庫

當倉庫中存放的備件被使用或調撥到其他地方的時候，需要進行出庫操作^[6]，出庫時需要首先在用戶終端查詢需要出庫的貨物，待確定庫存和位置信息后，提交出庫申請單，倉庫管理員接到出庫單后準備出庫操作。若出庫貨物數量較少，可以使用手持式閱讀器采集電子標簽信息;若出庫貨物數量較多、體積較大或者貨品為小件散貨時，則使用托盤出庫，將貨物放置在貼有電子標簽的托盤中，利用安裝在倉庫門口的固定式RFID閱讀器和天線讀取標簽信息，如圖4所示。

在出庫過程中，應用系統會自動核對出庫清單和出庫申請單中的貨物，如有錯誤則提示錯誤信息，最終打印出庫清單，完成出庫任務。

（2）入庫

當采購的貨物到貨或者歸還備件時需要進行入庫操作。倉庫管理員在接收到待入庫的貨物后，需要在終端上根據貨物的基本信息和需存放位置，根據編碼規則打印出對應的電子標簽，將電子標簽貼在貨物上。金屬物品表面粘貼抗金屬標簽，非金屬物品表面粘貼非抗金屬標簽^[7]。通過手持或固定式RFID設備自動采集到電子標簽信息，此時系統會根據掃描結果，以可視化界面的形式將存放位置顯示在管理員終端，引導倉庫管理員完成入庫操作，生成入庫清單以便倉庫管理員核對。

3.2.3 備件倉儲管理

由于氣象設備總體分為自動氣象觀測設備、天氣雷達設備和數據庫網絡設備三大類，為了方便管理、實現貨物的定位，將倉庫分為三個倉區，每個倉區對應一類設備，在每個倉庫中根據貨架數量，又分為多個倉位，每個倉位包含若干個貨架，每個貨架上粘貼有電子標簽，從倉位到貨架再到貨架上的貨物通過編號的方式實現位置和在庫貨品的關聯，具體倉庫布局如圖5所示。

為保證倉庫中的貨物都被識別到，在每個貨架上至少配備四個平板天線，當需要貨物盤點時，倉庫管理員通過應用軟件打開指定貨架上的天線通道，會自動識別并顯示存放的貨物信息，生成統計報表。

3.2.4 報警信息管理

當某個氣象設備部件出現問題時，需要立即更換備件，由于傳統的倉庫管理模式無法實時掌握備件庫存狀態，往往是根據管理者的經驗或者年度采購計劃來進行倉庫補給的^[8]，很容易造成“平時不備，用時不夠”的情況。基于RFID技術的倉庫管理系統能夠實時掌握庫存情況，當庫存低于設定閾值時會自動報警，便于提前制定采購計劃。對于需要定期檢定的設備，將最近一次檢定時間寫入對應的電子標簽中，系統會根據每種設備設定的檢定周期提前發出報警信息，提示用戶及時進行檢定。通過軟件系統設定某些設備的借用周期，當借出時間超過借用周期時，系統發出報警信息，便于倉庫管理員管理，防止資產流失。

4結語

精細化、智能化是今后倉庫管理的發展方向。本文在分析傳統倉庫管理弊端的基礎上，提出了一種基于RFID技術的倉庫管理方案，能夠基本滿足日常氣象設備倉庫的管理需求，減少人力投入，提高工作效率和管理水平。

但在實施過程中，還需重點解決如下幾方面問題：

（1）在實驗過程中，當多個閱讀器或者多個標簽同時發送或接收數據時，產生碰撞問題，造成信息的丟失或誤讀，因此如何最大限度避免碰撞，提高標簽識別率是項目的難點。

（2）如何合理布置天線架設位置，調整天線參數設置，利用定位算法等方法提高貨物定位的精準度也是值得研究的問題。

（3）在利用RFID 設備進行倉庫設備管理時，會產生大量的底層元組數據，并保持著很高的增長速度，給數據存儲系統增加負擔。因此，如何通過對數據的有效組織和聚類存儲，盡可能的降低數據冗余度，提高運行效率是今后的一個研究方向。

參考文獻

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