基于RFID技术的企业仓储运营管理系统设计与实现

黄星洁

摘 要：随着世界经济的发展，跨国公司的扩张，供应链管理理念的不断发展，仓库管理作为物流管理的核心部分和关键环节在企业竞争中占据重要地位。本文提出了一种基于RFID技术的仓储管理系统以解决当前仓储管理系统的效率不高的问题。本文主要介绍了RFID技术的基本概念和基本结构与原理，同时针对提出的基于RFID技术的仓储管理系统，本文从系统组成，系统设计思路以及系统设计模块几方面进行了详细阐述。最后总结出该系统和传统仓储管理系统相比的优势。

关键词：RFID；电子标签；仓储运营管理；系统设计

一、引言

随着世界经济的发展，跨国公司的扩张，供应链管理理念的不断发展，仓储管理系统是否有效成为企业在物流竞争中的重要的一环。仓库管理作为当前物流管理的核心部分在中国却未能受到足够的重视，以致如今基本处于人工管理或半自动化管理状态，还不能完全实现无线通讯和电子信息系统作业，管理效率比较低。为提高仓储管理系统的效率，使仓储环节作为完整供应链上的重要一环发挥出其最大的效益，从而大大降低企业的物流仓储费用，本文提出并设计此基于RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）技术的仓储管理系统。该系统以RFID技术为核心，结合计算机网络系统，利用电子标签对每一个需要管理的对象进行标记，让每个被管理对象的性质、状态、位置、历史变化等信息随时被管理人员实时了解掌控，从而使管理者制定出物资的合理管理对策和措施，以达到提高使用单位对仓储运营水平和管理质量目的，将仓储管理推入信息化时代。

二、RFID技术

1.基本概念

RFID技术又称为无线射频识别技术（RFID：Radio Frequeney Identifieation），它是一种无线电的信息识别技术。识读器和电子标签是RFID的主要实现部件，其识读器的识读范围为几厘米到几米，在其识读范围内，识读器发射无线电波可以将电子标签内存储的信息全部读取，通过这种方法，RFID技术可对产品进行非接触式的自动识别。电子标签作为当下最为先进的非接触感应技术元件，具有很多优势，比如防冲撞、任意封装、使用寿命长、可重复利用、存储容量高等。其存储容量可达296次方以上，因此，它可使世界上每一种商品都可以拥有独一无二的电子标签。因此RFID技术可实现对产品的唯一标识，批量货物数据的瞬时读取，以及对标签存储信息的重复读写。同时，商品一旦贴上电子标签，就意味着它从工厂流水线到卖场上架，到被消费者最终购买，甚至到被使用结束后作为废品被处理，其电子标签被最终回收。在这整个过程中该商品都可以被追踪管理，因此，若要实现物流过程中货品被随时跟踪，RFID技术是一种非常有效的技术。

2.结构与原理

利用射频信号及其空间耦合、传输特性实现对静止或移动中的待识别物品进行自动机器识别是RFID的基本原理。通常，RFID系统有三大组成部分，分别为电子标签、识读（读写）器和天线，结构如图1所示。电子标签作为该系统的核心部件，由耦合元件及芯片组成，其内有用于和读写器射频天线间进行通信的内置天线；读写器作为系统的读写者，负责电子标签信息的读取和写入；天线作为系统的传递员，负责将电子标签和读写器之间的射频信号进行传递。

读写器读取电子标签信息的原理如下：读写器发射一定频率的射频信号形成其特有的射频场，当电子标签进入该射频场时，其内置天线获得感应电流。该感应电流流经标签内升压电路后被升压从而为标签提供能量。同时，该感应电流将其携带的货品信息通过数字信号送入逻辑控制电路进行相应信息处理。之后，电子标签通过其内置发送天线将其内置芯片内存储的编码等信息发送至天线。紧接着调节器将天线接收到的载波信号传送至读写器进行解调和解码操作，最后该电子标签储存的信号被送入后台主系统进行处理。

三、基于RFID技术的仓储管理系统组成

通常构成一个完整的基于RFID技术的仓储管理系统需要以下三个部分：仓储货物信息及数据的自动识别系统；自动识别系统与应用程序接口又称中间件；仓储管理系统应用软件。其中信息的采集和存储工作由自动识别系统负责，对所采集的信息数据进行后期处理由仓储管理应用系统软件负责，此外为完成自动识别系统和应用系统软件之间的通讯，需要有有效的交互协议，这由应用程序接口或中间件提供，同时中间件还负责将自动识别系统采集的数据信息转换成应用软件系统可以识别和利用的信息数据并完成信息传递。

四、基于RFID技术的仓储管理系统设计

1.系统设计背景

传统仓储管理系统多使用条码标签进行货物管理，但条码标签存在很多缺陷：易复制、易篡改、易损坏，人工书写繁琐、易出错等。同时传统仓储管理系统中人工所占有的角色成分非常大，这样会容易造成人工误差同时也无形中提高了企业的经营成本。因此设计并建立自动化、高可靠的仓储管理系统是相当必要的。

本文从公司物资管理实际出发，在设计前期对物资管理中到货检验、出入库、移库移位、调拨、库存盘点各环节的需求及风险以及现状进行了深入调研，掌握了仓储管理的整个流程以及其中各个环节的重点注意事项，进行系统设计时严格按照实际情况进行设计并力求达到最优成效。

2.系统设计思路

基于RFID的仓储管理系统主要是以计算机、手持PDA（手持终端）等为基础，通过通信网络搭建的监控整个物流流程的系统。其核心是对每件货物加电子标签，相应地在仓库各入口所需位置设置读写器，由读写器将相应频率的超高频信号发送出去。当货物通过读写器时，意味着有电子标签进入到此块工作区域时，此时电子标签被激活产生相应作用，将在芯片里存储的信息由内置天线发送出去，当读写器收到发回的调制信号时，调制解调器会将信号解调及编码，最后传送到系统的中心处理端，对信息进行相应的处理。此外，库内选取一些特定位置也设置一定数量的读写器，以了解掌握货物在库内的信息，这样货物从入库开始的自动识别、定位、输送、存取、出库等全部作业过程都可利用仓储管理系统对其进行全套信息化管理。系统结构示意图如下：

3.系统设计模块

本文设计的该系统包括货物出入库管理、货物移库、库存盘点以及物资信息控制和跟踪几大模块。

（1）货物出入库管理

首先，企业需建立完整的信息管理系统在货物入库前用以管理供应商和客户信息。其次，供应商需提前将商品信息发送至仓储中心管理系统以备仓储管理人员处理和生成货物预入库信息。

货物未入库时，首先将货物分类，并将仓库区分出供不同货物品种的存放区域，在每个区域贴上相应的电子标签并给每个区编号，将仓库编号信息和其内需存放的货物信息存入总机数据库相应位置，再通过读写器写入相应仓库区电子标签中。当货物入库前首先通过电子标签扫描确定其分属仓库区之后分派至特定仓库。随后货物入库通过电子标签读写器时，读取出的货物相关信息将通过自动输入到仓储管理系统和预入库信息进行比较核实。只有核实结果无误或误差处于规定范围内，系统才准许货物入库同时储存其库存信息；一旦核实出错，系统将会提示错误信息，提醒工作人员解决。

货物准备出库时，首先根据出库计划编制出库单，出库单及货物具体位置被下载到数据手持终端，仓库相关人员根据终端提示，到达指定库位，然后用手持读写器读取库位标签，系统确认为正确库位后，从库位上取出指定的货物，出库时货物通过出口处的读写器，读写器对其电子标签进行信息读取，前端软件通过读取的信息与出库单进行对比，若无误，则顺利出库，之后对系统数据库中的货物信息进行状态更新，改写库位标签内容。一旦出现错误，系统将会提示错误信息，提醒工作人员解决。

（2）货物移库

当物品需要变更仓库时，前端软件点击相应移库操作按钮，数据库系统进行相应移库数据处理，包括变更仓库物品信息等，同时返回给工作人员手持终端移库命令，工作人员接到目的库位编号及移动物品数量后，进行相应的操作，操作完后向系统发回相应物品移库成功信息，系统即可以更新数据库，重新整理好数据

（3）库存盘点

库存盘点又分为自动盘点和人工盘点两类。自动盘点即通过远距离大面积读写器，将库房内指定范围的所有货物信息全部读取出来，将读取出来的数据通过无线网络传送至后台管理系统进行信息处理。自动盘点即无人工干预的全自动实时、分区盘点，同时保证盘点操作速度和准确性。人工盘点即仓库管理人员根据实际情况选择盘库的范围，仓库管理人员将事先准备的盘库单信息下载到手持终端内依据提示对所选货物进行盘点。盘点完毕后，将手持终端内的数据上传至后台管理系统进行货物实物数量和账面数量的核对工作。

（4）仓库管理系统维护

库存量监控： 数据库可以对库存量高于或低于限值时进行识别并自动预警。当出现系统报警时，该系统将自动对各种物资的近期平均用量进行汇总并生成一份急需采购的物资清单和库存超标的物资清单。仓库管理人员可依此报表进行合理采购或及时取消订货， 从而将库存量控制在合理范围内。

库房货物监控：由于每件货物都有电子标签，因此系统可以很方便的随时监控物资的相关参数，如货物实际存放位置、存放时间和空间余量等， 此外，系统还可对存放位置不合理、存放时间超长、空间余量不足的货物进行自动报警。

物资信息跟踪：通过跟踪货物的系列和批号、货物库存情况以及随时监控掌握货物的出入库情况，分发、生产单位的相关信息等，系统可对该货物的整个供应链进行全程跟踪管理并记录备案为企业随时提供准确的货物可供应量信息以备企业决策。

货物报损：管理人员对报损货物进行登记，并经过报损申请批准后系统将自动对将报损货物进行跟踪，同时在数据库对其报损明细建立备案。

五、结论

本文提出的基于RFID技术的仓储管理系统具有以下特点。

（1）货物通过射频电子标签被识别，货物出入库可实现不开箱识别，并且多个物品可实现同时识别，此外由于电子标签识别避免了人工识别失误，货物识别准确率和效率都有提高。

（2）由于采用电子信息系统，全过程信息自动化，无需投入人力时间，因此缩短了货物统计盘点时间，此外，和传统仓储管理系统需要人工统计报表相比，该系统只需前端软件自动生成货物仓储情况报表即可实时掌握仓储情况。

（3）系统的实时高效监控，使错误告警提示、事件追溯成为可能，仓库系统运作实现全过程可视化管理，动态告警、查询，将出错率降低到最低，各业务形成流水线，井井有条地执行。

（4）减少了人工失误率、降低了人工操作成本，为企业节省了仓储成本、提升了物流效率。

综上所述，基于RFID技术的仓储运营管理系统和传统仓储管理模式相比有着十分显著的优势，虽然目前由于该系统成本较高，该系统并未能普及，但相信随着计算机和互联网技术的飞速发展，该系统将成为未来物流系统和供应链管理普遍采用的系统。

参考文献：

[1]王晓华，周晓光，孙百生.基于RFID技术的仓储管理系统设计[J].物流技术，2006（6）：16-24.

[2]张攀.基于RFID技术的物资仓储管理系统的设计与实现[D].成都：电子科技大学，2013.

[3]苏琦.基于RFID技术的仓储管理系统的优化与设计[D].西安：西安理工大学，2009.

[4]谭裴.基于RFID技术的仓储管理系统方案设计[J].软件导刊，2012（7）：81-82.

[5]张晓力，廉小亲，翁贻方等.基于RFID技术的仓储信息采集系统设计[J].微计算机信息，2007.

3.系统设计模块

本文设计的该系统包括货物出入库管理、货物移库、库存盘点以及物资信息控制和跟踪几大模块。

（1）货物出入库管理

首先，企业需建立完整的信息管理系统在货物入库前用以管理供应商和客户信息。其次，供应商需提前将商品信息发送至仓储中心管理系统以备仓储管理人员处理和生成货物预入库信息。

货物未入库时，首先将货物分类，并将仓库区分出供不同货物品种的存放区域，在每个区域贴上相应的电子标签并给每个区编号，将仓库编号信息和其内需存放的货物信息存入总机数据库相应位置，再通过读写器写入相应仓库区电子标签中。当货物入库前首先通过电子标签扫描确定其分属仓库区之后分派至特定仓库。随后货物入库通过电子标签读写器时，读取出的货物相关信息将通过自动输入到仓储管理系统和预入库信息进行比较核实。只有核实结果无误或误差处于规定范围内，系统才准许货物入库同时储存其库存信息；一旦核实出错，系统将会提示错误信息，提醒工作人员解决。

货物准备出库时，首先根据出库计划编制出库单，出库单及货物具体位置被下载到数据手持终端，仓库相关人员根据终端提示，到达指定库位，然后用手持读写器读取库位标签，系统确认为正确库位后，从库位上取出指定的货物，出库时货物通过出口处的读写器，读写器对其电子标签进行信息读取，前端软件通过读取的信息与出库单进行对比，若无误，则顺利出库，之后对系统数据库中的货物信息进行状态更新，改写库位标签内容。一旦出现错误，系统将会提示错误信息，提醒工作人员解决。

（2）货物移库

当物品需要变更仓库时，前端软件点击相应移库操作按钮，数据库系统进行相应移库数据处理，包括变更仓库物品信息等，同时返回给工作人员手持终端移库命令，工作人员接到目的库位编号及移动物品数量后，进行相应的操作，操作完后向系统发回相应物品移库成功信息，系统即可以更新数据库，重新整理好数据

（3）库存盘点

库存盘点又分为自动盘点和人工盘点两类。自动盘点即通过远距离大面积读写器，将库房内指定范围的所有货物信息全部读取出来，将读取出来的数据通过无线网络传送至后台管理系统进行信息处理。自动盘点即无人工干预的全自动实时、分区盘点，同时保证盘点操作速度和准确性。人工盘点即仓库管理人员根据实际情况选择盘库的范围，仓库管理人员将事先准备的盘库单信息下载到手持终端内依据提示对所选货物进行盘点。盘点完毕后，将手持终端内的数据上传至后台管理系统进行货物实物数量和账面数量的核对工作。

（4）仓库管理系统维护

库存量监控： 数据库可以对库存量高于或低于限值时进行识别并自动预警。当出现系统报警时，该系统将自动对各种物资的近期平均用量进行汇总并生成一份急需采购的物资清单和库存超标的物资清单。仓库管理人员可依此报表进行合理采购或及时取消订货， 从而将库存量控制在合理范围内。

库房货物监控：由于每件货物都有电子标签，因此系统可以很方便的随时监控物资的相关参数，如货物实际存放位置、存放时间和空间余量等， 此外，系统还可对存放位置不合理、存放时间超长、空间余量不足的货物进行自动报警。

物资信息跟踪：通过跟踪货物的系列和批号、货物库存情况以及随时监控掌握货物的出入库情况，分发、生产单位的相关信息等，系统可对该货物的整个供应链进行全程跟踪管理并记录备案为企业随时提供准确的货物可供应量信息以备企业决策。

货物报损：管理人员对报损货物进行登记，并经过报损申请批准后系统将自动对将报损货物进行跟踪，同时在数据库对其报损明细建立备案。

五、结论

本文提出的基于RFID技术的仓储管理系统具有以下特点。

（1）货物通过射频电子标签被识别，货物出入库可实现不开箱识别，并且多个物品可实现同时识别，此外由于电子标签识别避免了人工识别失误，货物识别准确率和效率都有提高。

（2）由于采用电子信息系统，全过程信息自动化，无需投入人力时间，因此缩短了货物统计盘点时间，此外，和传统仓储管理系统需要人工统计报表相比，该系统只需前端软件自动生成货物仓储情况报表即可实时掌握仓储情况。

（3）系统的实时高效监控，使错误告警提示、事件追溯成为可能，仓库系统运作实现全过程可视化管理，动态告警、查询，将出错率降低到最低，各业务形成流水线，井井有条地执行。

（4）减少了人工失误率、降低了人工操作成本，为企业节省了仓储成本、提升了物流效率。

综上所述，基于RFID技术的仓储运营管理系统和传统仓储管理模式相比有着十分显著的优势，虽然目前由于该系统成本较高，该系统并未能普及，但相信随着计算机和互联网技术的飞速发展，该系统将成为未来物流系统和供应链管理普遍采用的系统。

参考文献：

[1]王晓华，周晓光，孙百生.基于RFID技术的仓储管理系统设计[J].物流技术，2006（6）：16-24.

[2]张攀.基于RFID技术的物资仓储管理系统的设计与实现[D].成都：电子科技大学，2013.

[3]苏琦.基于RFID技术的仓储管理系统的优化与设计[D].西安：西安理工大学，2009.

[4]谭裴.基于RFID技术的仓储管理系统方案设计[J].软件导刊，2012（7）：81-82.

[5]张晓力，廉小亲，翁贻方等.基于RFID技术的仓储信息采集系统设计[J].微计算机信息，2007.

3.系统设计模块

本文设计的该系统包括货物出入库管理、货物移库、库存盘点以及物资信息控制和跟踪几大模块。

（1）货物出入库管理

首先，企业需建立完整的信息管理系统在货物入库前用以管理供应商和客户信息。其次，供应商需提前将商品信息发送至仓储中心管理系统以备仓储管理人员处理和生成货物预入库信息。

货物未入库时，首先将货物分类，并将仓库区分出供不同货物品种的存放区域，在每个区域贴上相应的电子标签并给每个区编号，将仓库编号信息和其内需存放的货物信息存入总机数据库相应位置，再通过读写器写入相应仓库区电子标签中。当货物入库前首先通过电子标签扫描确定其分属仓库区之后分派至特定仓库。随后货物入库通过电子标签读写器时，读取出的货物相关信息将通过自动输入到仓储管理系统和预入库信息进行比较核实。只有核实结果无误或误差处于规定范围内，系统才准许货物入库同时储存其库存信息；一旦核实出错，系统将会提示错误信息，提醒工作人员解决。

货物准备出库时，首先根据出库计划编制出库单，出库单及货物具体位置被下载到数据手持终端，仓库相关人员根据终端提示，到达指定库位，然后用手持读写器读取库位标签，系统确认为正确库位后，从库位上取出指定的货物，出库时货物通过出口处的读写器，读写器对其电子标签进行信息读取，前端软件通过读取的信息与出库单进行对比，若无误，则顺利出库，之后对系统数据库中的货物信息进行状态更新，改写库位标签内容。一旦出现错误，系统将会提示错误信息，提醒工作人员解决。

（2）货物移库

当物品需要变更仓库时，前端软件点击相应移库操作按钮，数据库系统进行相应移库数据处理，包括变更仓库物品信息等，同时返回给工作人员手持终端移库命令，工作人员接到目的库位编号及移动物品数量后，进行相应的操作，操作完后向系统发回相应物品移库成功信息，系统即可以更新数据库，重新整理好数据

（3）库存盘点

库存盘点又分为自动盘点和人工盘点两类。自动盘点即通过远距离大面积读写器，将库房内指定范围的所有货物信息全部读取出来，将读取出来的数据通过无线网络传送至后台管理系统进行信息处理。自动盘点即无人工干预的全自动实时、分区盘点，同时保证盘点操作速度和准确性。人工盘点即仓库管理人员根据实际情况选择盘库的范围，仓库管理人员将事先准备的盘库单信息下载到手持终端内依据提示对所选货物进行盘点。盘点完毕后，将手持终端内的数据上传至后台管理系统进行货物实物数量和账面数量的核对工作。

（4）仓库管理系统维护

库存量监控： 数据库可以对库存量高于或低于限值时进行识别并自动预警。当出现系统报警时，该系统将自动对各种物资的近期平均用量进行汇总并生成一份急需采购的物资清单和库存超标的物资清单。仓库管理人员可依此报表进行合理采购或及时取消订货， 从而将库存量控制在合理范围内。

库房货物监控：由于每件货物都有电子标签，因此系统可以很方便的随时监控物资的相关参数，如货物实际存放位置、存放时间和空间余量等， 此外，系统还可对存放位置不合理、存放时间超长、空间余量不足的货物进行自动报警。

物资信息跟踪：通过跟踪货物的系列和批号、货物库存情况以及随时监控掌握货物的出入库情况，分发、生产单位的相关信息等，系统可对该货物的整个供应链进行全程跟踪管理并记录备案为企业随时提供准确的货物可供应量信息以备企业决策。

货物报损：管理人员对报损货物进行登记，并经过报损申请批准后系统将自动对将报损货物进行跟踪，同时在数据库对其报损明细建立备案。

五、结论

本文提出的基于RFID技术的仓储管理系统具有以下特点。

（1）货物通过射频电子标签被识别，货物出入库可实现不开箱识别，并且多个物品可实现同时识别，此外由于电子标签识别避免了人工识别失误，货物识别准确率和效率都有提高。

（2）由于采用电子信息系统，全过程信息自动化，无需投入人力时间，因此缩短了货物统计盘点时间，此外，和传统仓储管理系统需要人工统计报表相比，该系统只需前端软件自动生成货物仓储情况报表即可实时掌握仓储情况。

（3）系统的实时高效监控，使错误告警提示、事件追溯成为可能，仓库系统运作实现全过程可视化管理，动态告警、查询，将出错率降低到最低，各业务形成流水线，井井有条地执行。

（4）减少了人工失误率、降低了人工操作成本，为企业节省了仓储成本、提升了物流效率。

综上所述，基于RFID技术的仓储运营管理系统和传统仓储管理模式相比有着十分显著的优势，虽然目前由于该系统成本较高，该系统并未能普及，但相信随着计算机和互联网技术的飞速发展，该系统将成为未来物流系统和供应链管理普遍采用的系统。

参考文献：

[1]王晓华，周晓光，孙百生.基于RFID技术的仓储管理系统设计[J].物流技术，2006（6）：16-24.

[2]张攀.基于RFID技术的物资仓储管理系统的设计与实现[D].成都：电子科技大学，2013.

[3]苏琦.基于RFID技术的仓储管理系统的优化与设计[D].西安：西安理工大学，2009.

[4]谭裴.基于RFID技术的仓储管理系统方案设计[J].软件导刊，2012（7）：81-82.

[5]张晓力，廉小亲，翁贻方等.基于RFID技术的仓储信息采集系统设计[J].微计算机信息，2007.