RFID智能仓库管理系统的开发与应用

王 佳

(国网浙江长兴县供电公司，浙江长兴 313100)

随着仓库管理的物资种类和数量的不断增加及出入库频率的剧增，仓库管理作业变得更加复杂和多样化，传统的人工仓库作业模式和数据采集方式已难以满足对仓库管理的快速、准确要求，现在亟需引入新的技术，以提高仓库管理工作的效率.

1 RFID技术的基本原理

射频识别技术(Radio Frequency Identification Technology，RFID)是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据.［1］最基本的RFID系统由3部分组成，包括:阅读器(Reader)，读取(或写入)标签信息的设备，常见的可分为手持式或固定式两种;天线(Antenna)，在标签和读取器间传递射频信号;标签(Tag)，由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象，按照能量供给方式的不同，RFID标签可以分为有源标签和无源标签.

在实际应用中，RFID系统的电子标签附着在待识别物体上，标签中保存有约定格式的电子数据.阅读器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目的.其中，有源标签中芯片的能量由电子标签所附的电池提供，标签可以主动发出射频信号，阅读器直接获取信号后进行相应处理;对于无源标签而言，阅读器通过天线发送出一定频率的射频信号，当标签进入磁场时产生感应电流，从而使获得的能量被激活，通过发送携带自身编码等信息的电磁波，由读取器读取并解码后送至电脑主机进行有关处理.

2 RFID智能仓库管理系统的设计

RFID系统分为硬件管理和信息管理两部分，均明确采用多层架构方式.

2.1 硬件管理部分

使用Delphi技术开发系统软件，采用 C/S(客户端—服务端—数据库)3层结构，将硬件的通讯管理、各种数据的处理运算及各种复杂的逻辑判断均置于服务器端，客户端只负责显示来自服务端的结果，以及与用户的交互.系统的具体物理结构见图1.

图1 硬件管理部分的物理结构

图1中，方向检测器用于检测仓库物品进出库的方向;读写器通过天线与RFID电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作;门禁用于管理人员进出.

对每一个需要管理的物品安装适用于该物品的RFID标签，［2-4］在需要管理的仓库大门安装RFID读写设备，当物品通过仓库大门时，系统通过读取物品上的标签信息来判定物品，并将进出时间记录在系统软件内，同时结合门禁系统及监控管理系统实现对物品及人员的进出管理.

2.2 信息管理部分

采用J2EE技术开发系统软件，采用B/S(表示层—业务层—数据访问层—数据库)4层结构，将各种业务处理、一系列逻辑判断及各种运算均置于业务层，将各种复杂的查询，以及与数据库的交互均置于数据访问层，明确各层的业务处理规则及界限，具体结构如图2所示.

图2 信息管理部分的结构

3 系统的架构设计

3.1 硬件管理部分架构

本系统硬件管理部分采用C/S 3层架构，包括门禁客户端、硬件控制服务器、远程数据库服务器，具体如图3所示.

图3 硬件管理部分的3层架构

由硬件服务器控制并读写串口设备，接收I/O板I端口的信号，串口的读写使用并发模式，读写结果经服务端运算处理后再发送到门禁客户端PC机(位于现场有源读写设备或无源读写设备处，用于信息显示)上进行现场显示.客户端负责与用户的交互，接收并显示服务端发送的处理结果.

3.2 信息管理部分架构

系统信息管理部分采用J2EE技术的B/S架构，分为客户端、业务层、数据访问层、远程数据库服务器4层结构，具体如图4所示.

图4 信息管理部分的4层架构

图4中，业务层负责处理来自客户端的各种请求、业务逻辑，若要访问数据库，则应将请求发送给数据访问层，并接收来自数据访问层的数据;数据访问层负责接收来自业务层的数据请求，读、写、访问数据库，并将数据反馈给业务层;客户端浏览器直接面向用户，也是系统对外的窗口，业务人员要进入系统，必须经过系统的身份验证，合法用户通过身份验证后，系统将根据其操作权限形成动态菜单.［5-7］

4 RFID智能仓库管理系统的优点

4.1 仓库盘点准确高效

在项目实施前，仓库管理一般采用手工台帐记录的方式，物品的借出和归还与相应记录无法实时对应.另外，由于需要人工参与，容易出现疏漏，导致实际库存与台帐记录的不一致.采用RFID智能仓库管理系统后，每一件物品的出入库都被系统自动记录，并且将具体时间和操作人员等信息一同记录，一方面保证了库存的实时更新，另一方面也避免了可能出现的疏漏问题，提高了库存管理的实时性和准确性.

4.2 实时掌握库存信息

当仓库管理员或主管领导需要了解库存信息时，只要通过管理软件的远程Web查询界面，就可以方便地查询仓库的整体情况，并能够根据需要查询某一个仓库或某一件物品的具体信息.同时，为了配合仓库管理的需要，该系统专门开发了查询系统的提醒功能.当管理员登录到查询系统后，可直接查看到仓库管理员比较关心并需要及时处理的事项，如:是否有人借出多件物品，但尚未归还;是否有人借出贵重物品，超过5天还没有归还;是否有人经常出入仓库，但不借出或归还物品等.

4.3 提供仓库物品采购的依据

采用RFID智能仓库管理系统后，可以实时掌握系统的库存，同时也可以实时了解每一件备品备件的具体库存数量.对于某些重要的备品备件，工区需要及时补足库存数量.通过使用该系统，可以根据管理员的要求生成备品备件的实时使用量，并生成采购需求表，为物品采购提供依据.

4.4 提高工作效率

在项目实施前，仓库管理人员需要每月进行定期的手工库存盘点.由于仓库内物品类别各异，数量繁多，盘点的工作量相当大.采用RFID智能仓库管理系统后，实现了实时盘点，且基本不需要人工的干预就可完成，不仅节约了大量的人力物力，也节省了大量的工作时间，提高了工作效率.

5 结语

经过3个月的试运行，已实施RFID管理系统的3个仓库都达到了实用化的效果，系统平台运行稳定正常，数据传输安全、稳定、可靠.但在实际应用中，仍然存在因RFID天线位置、朝向、功率不适当而造成误读物品的现象，需要不断调试和修改.

笔者相信，随着智能仓库管理系统的不断改进，该系统会有更高的实用推广价值.

［1］CHOW Harry K H.Design of a RFID case-based resource management system for warehouse operations［J］.Expert Systems with Applications，2006(30):561-576.

［2］颜涛，寇卫东，肖玉霞，等.基于RFID技术的仓储管理系统优化设计［J］.金卡工程，2005(12):33-36.

［3］田立新，次青波，郝丁，等.基于RFID包装管理系统的设计与应用［J］.包装工程，2008，31(19):106-108.

［4］许艳红.浅析RFID技术及其应用［J］.河北北方学院学报:自然科学版，2009(4):51-54.

［5］宋洪芹.基于RFID与WebGIS技术的仓储管理系统研究与实现［D］.长沙:国防科学技术大学，2007.

［6］毛晓辉.面向自动化立体仓库的仓储管理系统的研究与应用［D］.上海:同济大学，2007.

［7］张超欣，王华东，曹松.RFID安全风险及其对策研究［J］.制造业自动化，2010(4):195-199.