基于电子标签的仓储物流控制及管理系统

发布时间：2016-08-17 06:39

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基于电子标签的仓储物流控制及管理系统

关键词：电子标签,仓储物流控制,管理系统

时间：2008-07-09 11:33:00 来源：

0 引言

电子标签是一种被称作“射频识别(radio frequency identification，RFID)”的技术。利用射频方式进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据。在我国物流业飞速发展的今天，射频技术以其特有的优势，克服了条码识别需要光学可视、识别距离短、信息不可更改等缺点，成为物流自动识别领域一个耀眼的亮点[1] 。射频技术的出现，改变了传统的数据采集方法，它信息含量大，可以根据需要实时更改，简化物流的中间环节，缩短物流人工操作时间，其准确性和快速性越来越得到行业的认同。

电子标签作为数据载体，能起到标识识别、物品跟踪、信息采集的作用。虽然电子标签技术在国外已成功应用于物流业，大大提高了物流作业效率，但在国内的应用还处于起步阶段，目前在物流业还没有较大规模的应用案例。本文研究实现了基于INTERMEC公司电子标签的物流控制及管理系统。

1 仓储物流控制及管理系统的方案

I.1 物流控制及管理系统硬件组成

物流控制及管理系统由硬件和软件组成。其硬件如图1所示，主要由物流控制硬件平台、物流控制及管理计算机、电子标签及电子标签读写器组成。

物流控制硬件平台由堆垛机、机械手和辊道输送机3部分组成，控制系统采用了3个西门子公司S7．200系列PLC(CPu226)并且相互之间通过EM277(扩展从站模块)连接到Profibus．DP现场总线控制网。

物流控制及管理计算机：① 负责通过与电子标签读写器的通信完成与电子标签信息的交互，实现对物品进出库的识别；②通过Profibus现场控制网完成与PLC控制器的数据交换，以控制两台辊道输送机、一台4自由度机械手、一台全自动堆垛机，实现货物的自动出、入库或库内移动等工作；③ 对货物、仓库、客户、管理人员等进行实时管理等。
1．2 物流控制及管理系统软件组成

物流控制及管理系统软件分为4部分：

①物流控制及管理系统与电子标签读写器的网络通信；
②物流控制及管理系统前台主界面及后台数据库。该部分主要包括：入库模块、出库模块、报表模块、储位查询模块、物品查询模块、客户信息查询模块、盘点模块、仓库管理模块、人员管理模块和帮助模块等；
③物流控制软件设计。采用西门子WinCC组态软件进行组态及PLC s7—200编程；
④ 物流控制及管理系统与PLC的通信。物流控制平台的组态软件采用了WinCC，系统与PLC通信工作实质上是通过系统与WinCC通信实现的。通信参数为当前入/出库命令、入出库货物的货位号(排、列、层)，以及PLC入/出库动作完成与否的标志。

2 仓储物流控制及管理系统的设计及实现

2．1 电子标签、读写器的选择及物品编码的设计

电子标签芯片采用了INTERMEC公司的915 MHz芯片[2]，通信数据速率为9 600 bps，具备防冲突机制，具备数据完整性及数据安全性。读写器采用美国INTERMEC公司的2100 915M读写器。该读写器支持串口及标准网口通信。读取距离可达3米，写入距离为读取距离的70％。

为实现真正的“一物一码”，编码原则采用了EPC(electron production code)码[3] 。由于EPC码是物品本身具有的属性，即物品在出厂时会由生产厂商对其进行EPC编码，写入到电子标签中。而EPC编码是在生产厂商加入EPC global组织后，由组织给生产厂商分配一个编码的空间以及一些编码规则，让企业自行编码。本系统为方便操作，只定义了12位二进制位的编码。编码规则如图2所示。

2．2 物流控制及管理系统与标签读写器通信实现

本文采用C#语言编程，通过调用基于COM 组件的In—terop．vtComRFID．d11动态库文件的5个主要接口函数实现物流控制及管理系统与读写器的通信，接口函数的主要功能如表1所示。通信内容为物品编码。

2．3 物流控制与管理系统数据库设计

2.3.1 数据库表的设计

根据系统功能要求进行数据库中表格的建立。通过对用户的需求分析，需要记录物品的基本信息、仓库的基本信息、仓库的操作信息。

(1)物品的基本信息表包括：物品的编号、名称、生产厂商、种类、规格、等级和物品所属的客户，其中物品的编号为主键。因此要建立一个物品列表，用以储存物品的信息。同时需要为物品基本信息中生产厂商、物品种类和客户建立单独的表。在物品的生产厂商表中包含生产厂商的名称和代号，生产厂商代号为主键；在物品种类表中包含物品种类的名称和代号，物品种类代号为主键；在客户表中包含客户的名称、联系人、和联系电话，客户代号为主键。这样的设计完全满足BCNF范式[4]，表格之间的条理比较清晰。

各个表之间的外键关系如下：生产厂商表的主键与物品列表中的生产厂商代号相关联；物品种类表的主键与物品列表中的生产厂商代号相关联；客户表的主键与物品列表中的客户代号相关联。

(2)仓库的基本信息应包括用于记录职工基本信息的仓库人员管理表，及用于记录仓库库位信息的仓库信息表。仓库人员管理表中包括职工的代号、姓名、职位、联系电话、身份证号码和住址，职工代号为主键。仓库信息表中包括存放地点(相当于库位的标号)、仓库号、区域、货架号、层、行、列、是否为空几个属性，其中存放地点为主键。

(3)仓库的操作信息应包括用于储存入、出库及库内移动操作记录的入库表、出库表及库内移动表；用于储存当前仓库中物品记录的库存表；用于记录员工增删情况的人事变动表。入库表中应该记录物品的编码、入库的时间、经手人和存放地点，其中以物品编码和入库时间联合作为主键；出库表中应该记录物品的编码、出库时间和经手人，其中以物品编码和出库时间联合作为主键；库内移动表中应该记录物品的编码、移动时间、经手人、原存放地点和新存放地点，其中以物品编码和移动时间联合作为主键；库存表中应该包括物品的编码、入库时间、存放地点和经手人，其中以物品的编码作为主键。人事变动表中应该包括操作号、人事变动的内容、变动的时间、变动人员的代号和变动人员的姓名，其中操作号为主键。另外，系统中还需要有用户的登录信息表用于记录用户的登录信息。登录信息表中应该有登录的用户名和密码，其中登录名为主键。为安全起见，在设计登录界面密码及储存于数据库时，系统采用MD5加密算法[5.6] 。