基于电子标签技术的物资管理系统

闫中豪 张勇 左威 杨雪驰 蒋国亮

摘 要：无线射频识别技术（RFID）已成为现代物资管理的热点技术，对物资管理的信息化发展具有十分重要的作用。现提出一种基于RFID电子标签的物资管理系统，系统采用RFID电子标签、打印机模块、数传电台、GPRS等模块来实现物资管理，利用RFID电子标签做货物识别，利用打印机模块来现场打印货物信息，用数传电台和GPRS模块与PC机进行远程通信。现给出了系统的总体设计方案，介绍了系统的硬件设计部分的各个模块及其作用，软件系统的工作流程。该系统可节省物资管理过程中大量的时间和人力，提高了工作效率。

关键词：RFID；物资管理；数传电台；GPRS

1 引言

物资管理是对物资活动进行计划、组织、指挥、协调、控制和监督，使各项物资活动实现最佳的协调与配合，以降低物资管理成本，提高物资管理效率和经济效益。随着企业规模的不断发展，物资管理的物资种类、数量、出入库频率都大量增加，物资管理作业也已十分复杂和多样化，传统的人工物资作业模式和数据采集方式已难以满足物资管理的快速、准确要求，这严重影响了企业的运行工作效率，成为制约企业发展的一大障碍。

RFID 电子标签是时下最为先进的非接触感应技术， 因其独有的非接触、阅读速度快、无磨损、寿命长、便于使用等特点， 现正广泛应用于各个行业、领域。基于RFID的物资管理系统是在现有物资管理中引入RFID技术，对货物流通中的到货检验、入库、出库、调拨、移库移位、库存盘点等各个作业环节的数据进行自动化的数据采集，保证仓库管理各个环节数据输入的速度和准确性，确保企业及时准确地掌握库存的真实数据，合理保持和控制企业库存，有利于提高仓库管理的工作效率。

2 系统的总体设计

本系统共包含三个部分，主要由电子标签、远程读写手持机和计算机上位管理系统几部分组成。

2.1 电子标签

电子标签是一个可读写的储存器，可方便安装或附着在物体上的一个卡片。它包括一个集成电路，该集成电路具有与外部环境通讯的装置，以及探测标签所要安装的产品的储藏、存放和包装的至少一个物理量的装置。它具有智能读写及加密通信的能力，电子标签内不含电池，电子标签工作的能量是由读写器发出的射频脉冲提供。原理是利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。

2.2 远程读写手持机

手持机是一个可以对电子标签里的内容进行读写的手持设备。手持机发出的射频脉冲为电子标签提供电源。并且将修改的内容通过数据传输设备，将信息传送到电脑接收端。手持机实现将欲发往射频标签的命令和数据调制（装载）到射频信号上，经由发射天线发送出去。发送出去的射频信号经过空间传送（照射）到射频标签上，射频标签对照射的其上的射频信号作出响应，形成返回读写器天线的反射回波信号。射频模块的第二项任务即是实现将射频标签反回到读写器的回波信号进行必要的加工处理，并从中解调（卸载）提取出射频标签回送的数据。

手持机将读取到的电子标签数据进行存储，并通过数传电台或者GSM网络向上位系统发送，同时接收上位系统下发的调拨等管理命令。

2.3 计算机上位管理系统

计算机上位管理系统包括无线数传电台控制器及PC端管理软件系统。

无线数传电台控制器由微控制器、数传电台以及PC接口电路构成。数传电台实现对全部远程读写手持机和PC机的通讯转发。系统结构如图1所示。

PC端管理软件系统利用无线数传电台控制器下发命令和接收数据，从而获得所有远程读写器的数据，并按照设计功能进行分门别类管理，可实现编辑、查询、统计分析、打印等功能。

3 硬件設计

整个手持机系统是由主控芯片STM32F103ZET6、无线收发模块、读卡模块、液晶显示器、按键、SD卡、电源模块、串口几个部分组成。

设计方案以STM32F103ZET6为主控器件，写入程序，连接无线收发模块（连接天线可以增加收发距离），并通过读卡模块将S50卡模拟信号转化成芯片可识别的数字信号。接入键盘和显示器进行输入和显示。内部安装一个1G的SD卡用来存储信息。并通过电源分别对各部分进行供电。最后设置一个配置接口可对手持机进行系统配置。

电路原理框图如图2所示。

4 系统的软件设计

4.1 手持机软件设计

手持机在UCOS-II嵌入式操作系统下利用读卡模块扫描S50卡内物品信息，在液晶显示器上显示出来，通过无线收发模块接收主控系统的指令数据，对指定物品实现出库、入库、移库等操作，以实现对物资的各种管理。

4.2 上位机软件设计

上位机系统作为系统管理的核心，利用DELPHI软件编制物资管理软件系统，其功能简明实用，提高了物资管理的质量和效率。

5 结束语

本文对基于RFID的物资管理系统进行了分析和设计。从硬件和软件两方面给出了手持机和上位管理系统的设计过程，手持机系统采用了嵌入式操作系统，运行稳定可靠，对RFID在物资管理中的实际应用研究有一定的参考价值。