基于RFID電子標簽的物聯網物流管理系統

文/謝茂南

1.硬件設計

1.1 ARM 11處理器。ARM 11處理器是ARM 企業近些年發布的新一代處理器，都是基于ARMV6的指令架構設計研發的，ARM 11具有很高的解決性能與相對較低的功能損耗?；赗FID電子標簽的物聯網物流管理系統就采用了ARM 11處理器，并且還采用了ARM 11處理器中的MCU芯片。是一款16/32位微處理器，它的工作質量穩定，這是一款功能損耗低、特性強的微控制器。S3C6410采用了32/64位內部結構系統總線架構設計，另外還具備非常強的硬件加速器，能夠很好地適用于視頻處理、實際操作及其縮小放大。它有著豐富的外場插口，十分適用于非固定類嵌入式設備中[1]。選用ARM 11處理器可以降低系統設計成本，同時可以使系統的CPIO配置更加靈敏，使系統的操作更順利。

1.2 基于RFID的電子標簽。基于RFID的電子標簽又被稱為非接觸式微波射頻IC卡，由IC芯片和無線電磁線圈構成。讀卡器讀寫電子標簽時，傳輸信號有兩個部分，分別為開關電源信號和指令數據信息信號。開關電源信號是讀卡器向電子標簽上傳的無線電波。接納同頻率無線電波鼓勵后，標識里的LC并聯諧振電源電路根據共振充電電路里給其電容器充電，即電子標簽的工作電源。指令數據信息信號是電子標簽發送給讀卡器的信號，賦予電子標簽的ID和指令信息。唯一的ID號保存在無源電子標簽中，有利于標識并記錄產品信息。除此之外，它還采用無線通信技術，克服了非接觸式有源全面識別的問題。該系統所選用的電子標簽為S60型號感應卡。FM 1108處理芯片是感應卡內部結構的芯片，其頻率為13.4MHz，鑒別距離為10到15cm，達到設計方案的標準。除此之外，標識體形小，重量輕，有利于附著在貨運物流產品表層[2]。采用FM 1108芯片的電子標簽的EEPROM 擁有8KB，其儲存容量很高，可以分為16層，系統數據以塊存取，電子標簽的內部設有電線，其電線的運行頻率為13.5MHz，電子標簽內擁有著加密邏輯的電線、電路等，可以有效防止系統內部產生沖突，并且電子標簽可以多卡讀寫。

2.軟件設計

2.1 構建物流管理數據庫。在RFID讀寫器過程中需要儲存的數據信息有許多，主要包含使用者本人的信息、產品訂單信息、收信人和發貨人的信息等。那么多數據存儲需要使用高性能關系型數據庫，在嵌入式平臺上可以應用的數據庫有許多，比如Berkeley DB，M ySQL，SQLite等，本系統選擇應用SQLite數據庫[3]。SQLite是一款輕型數據庫系統，使用方便、使用網絡資源少，適配各個平臺，被廣泛應用于嵌入式操作系統中。需要在數據庫中記錄物流中的產品信息，收件人的具體信息，發件人的具體信息。產品信息包含訂單號、電子標簽號、產品名稱、快遞公司情況等；收件人與發件人的具體信息包含收件人和發件人的名字、聯系方式、某國某省某市某區某街道某小區等信息。在數據庫中，要將數據的信息與數據庫的物流管理模式結合在一起。

2.2 設置物流管理應用權限。在物流管理系統中根據用戶類型設置不同的權限，對于不同的系統使用者賦予不同的管理權限，系統使用者類型主要分為系統管理者、領導者、銷售人員、財務、會計五種用戶類型[5]，每一個使用者類型都有自己的操作權限，其中管理員負責管理其他使用者，并且要在管理人員時進行對系統信息的管理。管理員負責對系統的所有信息進行檢查、監督、修改、維護等工作，使管理員可以對所有信息進行查找，修改，添加，刪除等。用戶在使用系統時必須通過密碼進行驗證，驗證成功后方可進入系統，否則就沒有操作系統功能的權利。用戶的登錄密碼要求長度在8位以上，分為數字和字母兩部分構成[6]。業務員負責調配物品，進行物流方面的管理，財務與會計對物流的財務信息等進行管理與計算，隨時將財務信息上傳到系統當中。基于RFID電子標簽的物聯網物流管理系統對已存在的角色用戶分配操作權限。不同的角色用戶得到不同的操作權限，即使相同角色的用戶也可以分配不同的權限，增加了系統使用的靈活性。

2.3 實現物聯網物流管理。將物流訂單錄入到系統當中，訂單輸入主要是將承運人、收件人和產品信息輸入訂單中，供調度員調度。銷售人員在訂單管理對話框中挑選新訂單。進到訂單信息輸入對話框后，銷售人員應輸入承運人和收件人的信息；隨后輸入完整的產品信息，主要包含產品名稱和托運量；最終，完成對配電線路信息的輸入和運費單價的設定。輸入的信息來源于RFID讀寫器上傳數據信息。該系統支持追蹤訂單情況，包含已經完成、沒完成和撤銷三種狀態，銷售人員能夠實時查看訂單情況[7]。訂單輸入結束后，使用者可以在訂單管理頁面中查詢和調整訂單信息，并且以EXCEL的方式導出來訂單信息。隨后銷售員在調度配送管理對話框挑選待調度訂單，重新建立調度派送訂單。進到調度派送訂單信息輸入對話框后，銷售員首先依據訂單中托運的物品數量以及貨車載貨量的方式來分辨訂單是不是全部拆除。假如拖運量超過單火車載貨量，銷售員將負責對訂單分為好幾個子訂單開展調度和派送；進行實際操作結束后，銷售人員挑選車牌號，為訂單分配小轎車托運，系統提供車輛狀況實際，使銷售人員挑選更方便；最終，分配駕駛員，可以一同挑選好幾名駕駛員。在調度派送輸入對話框中，將于顯示欄正中間顯示待調度訂單。顯示欄上邊是車子和司機的挑選欄，下邊標明已經完成調度的訂單信息。當等候調度的訂單數量眾多時，銷售人員能通過承運人或收件人的信息快速查詢，提高效率。與此同時，系統軟件還提供了一個短信提醒服務平臺，還可以在調度派送結束后告知承運人和收件人商品的出發時間和預估預計到達時間。貨運物流出行前，銷售員必須核查商品的具體傳出量與調度量是否一致[8]。假如不一致，銷售員必須改動具體傳出量。運輸隊進行物流運輸任務返回后，銷售員要進行系統備案，記錄商品的收支明細和實付量。

3.實驗對比分析

為了證明運用本文的基于RFID電子標簽的物聯網物流管理系統的物品在配送中的損壞程度低，引入傳統的物流管理系統和基于LORA的物流管理系統作為參照組進行對比。

3.1 實驗準備。在實驗開始之前，先對配送中的物品損壞情況進行等級劃分，分別分為三個等級。如表1所示。將相同質量、材質、數量的物品采用三種物流系統進行分揀與配送，發往5個收貨地點。

表1 物流等級劃分表

3.2 實驗對比。將本文的基于RFID電子標簽的物聯網物流管理系統與傳統的物流管理系統和基于LORA的物流管理系統進行實驗，將配送物品到達收貨地點的保存情況進行物流等級的評定，進行記錄。實驗對比結果如表2所示。由表2可知，本文的基于RFID電子標簽的物聯網物流管理系統在五個收貨地點的配送物品的物流等級都為一級，而基于LORA的物流管理系統的配送物品情況出現了二級和三級的物流等級，物品產生了損壞。傳統的物流管理系統甚至沒有物品的物流等級為一級的情況，均為二級和三級，物品在此系統的物流管理下物品損壞嚴重。所以證明了本文的基于RFID電子標簽的物聯網物流管理系統在保證了其可用性的同時，有效降低了物品在配送中的損壞程度。

表2 實驗對比結果

4.結束語

隨著網絡的發展，物流行業也被人們更加重視，在網絡上的購買，郵寄等操作都需要物流行業的介入。在其發展的背后，對于物流管理的要求也越來越高，當物流管理需要管理的物品數量太多時，難免會出現紕漏，就導致許多物品在配送過程中都會受到不同程度的損壞。而現有的物流管理系統并不能完全解決這個問題，為此本文提出了基于RFID電子標簽的物聯網物流管理系統。通過實驗證明了本文提出的體統的運行可靠性很高，并且可以有效降低物品在配送中的損壞程度，使物品完好地到達收貨地點。