基于RFID的制药厂仓储管理系统设计与实现
第一章 绪论
几十年前，此种技术就在一些特殊的领域使用，但是由于设备可靠性和成本等问题没有得到大范围的应用。但是近年来，物流业发展及其迅速，尤其是在生产制造业发展遇到的瓶颈，需要一种技术作为支撑，人们在逐渐的意识到射频识别技术应用的重要性。而这时 RFID 技术也逐渐发展到一个较为成熟的程度。同时，RFID 技术开始与一些先进的技术逐渐进行融合，，正在朝着构建一个实现物品、人员信息实时共享的全球物联网目标迈进，此产业的发展必将更是一层楼。
影响人类健康的制药行业，在实际的药品生产过程中，由于环境、操作工心理因素等影响，常常绕过标准操作程序进行工作。目前，在以手工管理为主的企业中，缺乏有效的监控手段，导致不合格品、假药、劣药流通到市场，给公众的生命和健康造成严重的威胁。
再就是，如何提高生产过程质量管理是很多制药企业面临的问题。为此，各地都出台各种规范，用于控制质量。这样做的目的是希望能对药品生产的整个生命周期进行控制，尤其是可追溯性和可验证性。正是因为 RFID 标签具有可读写、保密性、智能化、识读块等特点，随着 RFID 标签成本的不断下降和逐渐标准化，将来 RFID 标签必将取代条形码标签成为医药生产和市场管理的重要手段。根据药品生产 GMP 规范（Good Manufacturing Practice，简称 GMP），即药品生产质量管理规范。而 RFID 技术的发展为药品全流程的监控提供有效的工具，可以进行全方位、全过程严格管理和监控药品生产。RFID 卡片作为唯一标识的身份卡，能够准确实时的跟踪和定位全厂的原辅料、包装材料、生产、存贮、发放、投料等过程。员工的管理也可以采用此系统，这样整个企业的管理水平将大幅度的提高。
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大约在上个世纪 60 年代左右时，RFID 射频识别技术就出现了，并且与其相关的理论也得到很快的发展，为技术的广泛应用打下了坚实的基础。当前，人们更愿意去研究中高频段的 RFID 技术，这种技术的特点是可以在相对较长的距离内进行识别，并且可以同时识别多个芯片，尤其是UHF超高频段，即860MHz-960MHz频段。应用需求推动这项技术的研究，为远距离 RFID 技术发展提供了推进剂。
RFID 技术最早由美国海军研究试验室开发，主要的目的是实现敌我识别，比如可以识别敌我飞机，协助在战争中占据有利地位。在全球范围内，RFID 技术正逐渐被应用到人们生活的各个领域。一个比较权威的统计机构--赛迪公司，他们的顾问研究报告说 RFID 市场规模保持了快速增长态势。尽管近来年因金融危机影响， RFID 市场规模略有下降，如图 1-1 2007-2011 年全球 RFID 市场规模与增长所示。但是，2011 年全球 RFID 市场分布相对均衡，其中欧洲、中东与非洲三地区 RFID市场销售额占三分之一，美洲和亚太地区占据了主要的市场份额，从目前的情况来看，RFID 市场仍然以美国、中国、欧洲以及日韩为主。
美国首先制定的 RFID技术的标准，如频段等。另外，美国在软、硬件技术的开发方面也很努力，并把这些技术推广到很多的应用领域，为全世界的人们做出了贡献。由于美国开始的早，做了相应的标准，为实现贸易的统一性，欧洲在多年后河美国达成了一致共同遵循统一的标准：EPCglobal 标准。我们国家也再 20 年前，加入了该组织，为国际贸易开辟了新思路，跟上了世界的标准。值得一提的是，日本几乎在同时提出自己的 UID 标准，也仅仅是在本国区域内得到应用，可以预计将来日本肯定也会融入的国际标准中。
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第二章 相关理论与技术
一般的 RFID 系统由标签（Tag）、阅读器（Reader）和其他硬件、软件构成，其中的软、硬件是和对应的读写设备相匹配的。RFID 系统的工作原理是这样的：在设备正常的工作下，电子标签只要进入射频信号的覆盖区域，就可被阅读器发出的射频信号识别。对于被动标签这种情况，被动标签通过线圈上的感应电流获得能力，并利用这些能量进行数据的传送，实现数据的存储；对于主动标签的情况，可以事先设定好的频率的信号，在一定的规范情况下进行数据的传递。上述的工作完成后，即可使用阅读器读取信息，这个信息是反馈回来的信息。根据系统的设定，息进行解码，把得到的信息送至后台数据库处理系统进行处理，这些数据信息可以读取从而获取全部信息数据。
首先，射频识别标签根据收到的信号进行反射，由于这个反射是通过天线传送的所以电流是很微弱的，返回的是微弱电磁信号。通过标签中的天线发射出去，读写器的天线可以收到信号，然后通过数据处理单元进行信号的转换。在接下来的环节是就是上层中间件、应用软件和读写器进行信息交互，协助进行处理，实现操作指令的执行，把数据汇总后上传。在上传之前，需要对原子事件惊醒简单的条件过滤，加工成标准的事件。随着时代的变化，识读技术的发展，读写器在形状、功能等方面都在发生着变化，尤其是集成化的方面更是进步神速，和其它的技术平台进行了集成化，实现更多的可能，且操作的过程相当的简单。可以遇见，在未来“物联网”时代，读写器一定能实现同时具有通讯、控制和计算（俗称 3C）功能，成为未来信息交互系统的核心设备。
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有时把射频识别标签放置物流基础设施内，比如放在货柜中，放在包装箱内等。这样在物流企业仓库内部进行数据管理的时候就非常的方便，在仓库的出/入库口处设置读写器，可以方便的采集数据。传统的盘点环节中，这是个非常复杂的工作，但是有了 RFID 信息采集系统，将变得十分的容易操作。
在医疗行业存在最大的问题就是安全问题，以前的数据采集方式不可避免的都有问题，很难实现防伪。这个行业管理的难于管理，管理的不完善将直接影响人民的生活。所以国家提倡首先在医疗行业率先使用视频识别系统。这种技术应用于医疗行业，管理的对象主要是医疗器械、药品、病患等，同时也应用于废弃的医疗垃圾，并能进行跟踪，发现问题进行实时的处理。
但是我们身边的食品出现问题的实例出现的很频繁，这些都影响了人民的身体健康，社会的关注程度大大提高，在各种媒体上看到此类的新闻已经不是什么新鲜的事。每次出现问题很难查出是哪个环节出了问题，无法追究责任，更无法得到及时的纠正。所以食品监管的问题越来越迫切，射频识别技术的出现弥补这方面的空白，它可以从根本上解决食品安全问题。目前，有两种思路解决这个问题，一个是从通过食品跟踪可以容易的追溯食品源头，这样在消费者消费时发现食品安全和质量问题，立即向前面的各个环节进行追溯，最终找到问题环节，一般称为问题产品的召回和追溯；另一个是建立食品的监管体系，制定规范的标准，借助这种技术实现全程的管理。
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3.1 项目概述 ................................................................ 26
3.2 系统功能需求 ............................................................. 26
3.3 系统建模分析 ............................................................... 28
3.4 系统非功能需求 ........................................................... 31
3.4.1 系统软硬件需求 .......................................................... 31
3.4.2 系统性能需求 ........................................................... 32
3.4.3 系统安全性需求 ........................................................ 32
3.5 本章小结 ................................................................ 32
第四章 基于 RFID 的仓储管理系统设计.......................................33
4.1 仓储管理系统总体设计 ..................................................... 33
4.1.1 系统功能架构 ......................................................... 33
4.1.2 系统架构设计 ......................................................... 34
4.1.3 遇到的问题及解决方案 ............................................... 35
4.2 仓储管理系统数据库设计 ................................................. 38
4.2.1 概念数据模型 ......................................................... 39
4.2.2 数据库物理结构设计 ................................................... 40
4.3 仓储管理系统详细设计 ................................................... 42
4.3.1 入库管理 ............................................................. 42
4.3.2 出库管理 ............................................................. 45
4.3.3 库存管理 .......................................................... 46
4.3.4 库位管理 ............................................................ 47
4.3.5 库存预警 ............................................................ 48
4.4 本章小结 .............................................................. 48
第五章 系统实现与测试.......................................................50
5.1 系统实现环境 .......................................................... 50
5.1.1 系统部署结构 ........................................................ 50
5.1.2 系统硬件环境 ..................................................... 51
5.2 系统主要功能实现 ...................................................... 52
5.3 系统测试方案 ......................................................... 56
5.4 系统测试用例 ........................................................ 57
5.5 系统测试结果分析 ..................................................... 59
5.6 本章小结 ............................................................ 61
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第五章 系统实现与测试
选择的硬件是 HSRR7463，因为这个设备是具有非接触的中距离读写器。它的特点是不受环境影响，运动性能、操作性、防冲突机制等性能都适合于现在的系统。还有一个因素是这个设备符合 IS015693 和 IS018000-3 标准定义，是信得过的产品。使用这个设备可以在运动中识别、多目标识别，使用的过程中可以一次识别 10 几张卡，数据采集的效率很高。
值得一提的是它识读的速度很高，其读卡速度快可以达到每一秒读取 60 张卡片。它的原理也是电磁感应原理，同其它读写器的原理是一样的。读写工作的时候极其简单，只需将识读卡放在距离读写器一定的范围内，就可以对识读卡进行识读。工作的特点是不需要和读写器直接接触，操作简单易行效率高。这种阅读器集成等多种通讯接口，方便用户进行系统集成。另外，这种阅读器具有防冲撞功能，可以同时读取 10 张以上的卡片，且数据不会出错。
手持读写器选择的是 7527 手持终端。选择这款手持终端的原因是，它具有最大的灵活性和坚固性。在多种不同领域的市场中比如资产跟踪、仪表读取、检票、零售等领域中应用的非常广泛，跟更多的领域在不断更新中。这种手持终端还支持多种户外安装扩展模块，比如扫描仪、图像仪等。这种设备可以按照才采集设备或手机等终端中，可以实现您的移动工作人员想要的功能，比如致电客户、上载路线图等，最终把数据进行上传处理，完成一体化的功能。在坚固性方面更是表现出色，几十次的从 1.5 米高度坠落到水泥地面而无故障，主要的原因是在里面安装支架实现了缓冲。此外，它防水防尘也达到了工业标准，阻挡各个方向上的溅水和扬尘。彩色触摸屏提高了视觉能力，并且有很好的操控性，满足您的户外工作人员在各种环境中很好的读取数据。和通用的通讯方式更是提高了工作人员的工作效率。
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结论
关于 RFID 阅读器和电子标签接口方面还可以有很大提高，因知识的限制仅限于选型方面，如果能结合硬件的知识设计的系统将更加的全面。本文在进行设计和开发时基本没有涉及此问题，另外对无线网络方面的设计也没有涉及，只说明原理知识，为今后的扩展打下坚实的基础。今后可结合现代无线通信技术，GPS 等先进的技术，实施更加高效的自动化仓储管理系统。
参考文献（略）
本文编号：54937
本文链接：https://www.wllwen.com/wenshubaike/lwfw/54937.html
