技術方案

項目背景

目前我軍軍需保障還遠沒有實現真正意義上的“可視化”，這就需要我們用盡可能短的時間來彌補這一差距。美國用了12年的時間完成了ZIGBEE的成功應用，現在有了可借鑒的經驗，我們準備用3年的時間達到軍需保障的可視化。

因此，我們必須優先建立起戰備倉庫的管理系統，以此系統應用為起點，逐步實現全軍的后勤的保障智能化。

傳統的倉庫管理，一般依賴于一個非自動化的、以紙張文件為基礎的系統來記錄、追蹤進出的貨物，完全由人工實施倉庫內部的管理，因此倉庫管理的效率極其低下。對此，我們利用基于ZIGBEE無線射頻技術的倉庫智能管理系統，該系統能夠增強庫房作業的準確性和快捷性、減少整個戰備物資出入庫中由于管理不到位造成的非法出入庫、誤置、偷竊和庫存、出貨錯誤等損失，并最大限度地減少儲存成本、保障戰備物資的安全。

項目概述

本公司開發研制的物聯網管理系統，是適應當今時代軍隊信息現代化、倉庫管理高效率的需求，參考國內外的先進觀念和信息并且結合實際清況，針對的是當前的大多軍隊倉庫物資物品多樣化、不宜查找、需耗費大量時間及和大量人員的傳統人工巡庫方式，領導卻只能得到一些抽象數據報表，不能看到現場的具體情況。隨著軍隊系統建設信息化、網絡化的加快，對于軍用物資庫房的視頻、數據遠程監控管理就顯得非常重要。

本套戰備倉庫可視化管理系統結合實際需求通過深入調查，利用先進的RFID技術，實時的對戰備倉庫內的物資出入庫、物資存放位置，進行實時監控并記錄歷史數據，從而實現對戰備倉庫的安全管理功能，使戰備倉庫管理達到少人甚至無人，為軍隊倉庫的高效管理和安全運營提供有力的保證。相對于傳統的方式，應用物聯網方式的戰備倉庫管理平臺將使物資管理現代化、信息化、數字化，對整個軍用戰備倉庫綜合管理事業的發展有著積極的意義。

項目目標

本系統主要實現對倉庫物資的模擬可視化、智能化、數字化管理，實時顯示物資的在庫情況。

以綠色IT，智能應用思想為指導，以當今國家大力發展物聯網的契機為依據，積極引進當前市場比較成熟的物聯網技術，構建覆蓋物資補充入庫、倉儲管理、供應配發、動用封存、技術保障、退役報廢等全壽命管理過程的智能管理系統，實現物資收發料和動用數量的自動化統計、庫存和使用狀態的智能化監測、機動和輸送情況的動態化定位、維護和維修需求的實時化提示，全面提高總公司物資管理水平和效益。

相關技術簡介

5.2.2.1 核心射頻識別技術

 RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環境。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。

RFID是一種簡單的無線系統，只有兩個基本器件，該系統用于控制、檢測和跟蹤物體。系統由一個詢問器（或閱讀器）和很多應答器（或標簽）組成。

RFID技術的基本工作原理為：標簽進入磁場后，接收解讀器發出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息（PassiveTag，無源標簽或被動標簽），或者主動發送某一頻率的信號（ActiveTag，有源標簽或主動標簽）；解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統進行有關數據處理。射頻識別技術主要按以下四種方式分類：

工作頻率

根據工作頻率的不同可分為低頻和高頻系統。

低頻系統一般指其工作頻率小于30MHz的系統。其基本特點是：射頻卡的成本較低、標簽內保存的數據量較少、閱讀距離較短(無源情況，典型閱讀距離為10厘米)、射頻卡外形多樣(卡狀、環狀、鈕扣狀、筆狀)、閱讀天線方向性不強等。低頻系統多用于短距離、低成本的應用中，如多數的門禁控制、動物監管、貨物跟蹤。

高頻系統一般指其工作頻率大于400MHz的系統。高頻系統的基本特點是射頻卡及讀寫器成本均較高、卡內保存的數據量較大、閱讀距離較遠、適應物體高速運動性能好、外形一般為卡狀、閱讀天線及射頻卡天線均有較強的方向性。高頻系統多應用于需要較長的讀寫距離和高的讀寫速度的場合，像火車監控、高速公路收費等系統。

射頻卡

根據射頻卡的不同可分成可讀寫(RW)卡、一次寫入多次讀出(WORM)卡和只讀(RO)卡三種[6]。RW卡一般比WORM卡和RO卡貴得多，如電話卡、信用卡等。一般情況下改寫數據所花費的時間遠大于讀取數據所花費的時間(常規為改寫所花費的時間為s級，閱讀花費的時間為ms級)。WORM卡是用戶可以一次性寫入的卡，寫入后數據不能改變，且比RW卡要便宜。RO卡存有一個唯一的號碼，不能逐改，保證了安全性。RO卡最便宜。

射頻卡的有源與無源

射頻卡可分為有源及無源兩種。有源射頻卡使用卡內電池的能量、識別距離較長，可達十幾米，但是它的壽命有限(3~10年)，且價格較高；無源射頻卡不含電池，利用讀寫器發射的電磁波提供能量，重量輕、體積小、壽命長、很便宜，但它的發射距離受限制，一般是幾十厘米，且需要讀寫器的發射功率大。

調制方式

根據調制方式的不同還可分為主動式和被動式。

1、主動式的射頻卡用自身的射頻能量主動地發送數據給讀寫器。

2、被動式的射頻卡，使用調制散射方式發射數據。它必須利用讀寫器的載波調制自己的信號，適宜在門禁或交通的應用中使用。因為讀寫器可以確保只激活一定范圍之內的射頻卡。

目前使用的多數系統中，一次只能讀寫一個射頻卡。射頻卡之間要保持一定距離，確保一次只能有一個卡在讀寫區域內。讀寫距離長，射頻卡之間的距離就要大，應用起來很不方便。現在的射頻卡具有防碰撞的功能，這對于RFID來說十分重要。所謂碰撞是指多個射頻卡進入識別區域時信號互相干擾的情況。具有防碰撞性能的系統可以同時識別進入識別距離的所有射頻卡，它的并行工作方式大大提高了系統的效率。

5.2.2.2 SQL Server

SQLServer是一個關系數據庫管理系統它最初是由Microsoft、Sybase 和Ashton-Tate三家公司共同開發的于1988年推出了第一個OS/2版本在WindowsNT推出后Microsoft與Sybase 在SQLServer 的開發上就分道揚鑣了Microsoft將SQLServer移植到WindowsNT。是一個全面的數據庫平臺，使用集成的商業智能（BI）工具提供了企業級的數據管理.SQLServer2000數據庫引擎為關系型數據和結構化數據提供了更安全可靠的存儲功能,使您可以構建和管理用于業務的高可用和高性能的數據應用程序。

SQLServer包含幾個在企業數據管理中關鍵的增強：易管理性、可用性、可伸縮性、安全性。

5.2.2.3 易管理性

SQLServer使部署、管理和優化企業數據以及分析應用程序變得更簡單、更容易。作為一個企業數據管理平臺，它提供單一管理控制臺，使數據管理員能夠在任何地方監視、管理和調諧企業中所有的數據庫和相關的服務。它還提供了一個可以使用SQL管理對象輕松編程的可擴展的管理基礎結構，使得用戶可以定制和擴展他們的管理環境，同時使獨立軟件供應商（ISV）也能夠創建附加的工具和功能來更好地擴展。

5.2.2.4 可用性

在高可用技術、額外的備份和恢復功能，以及復制增強上的投資使企業能夠構建和部署高可用的應用系統。SQLServer在高可用上的創新有：數據鏡像，故障轉移集群，數據庫快照和增強的聯機操作，這有助于最小化延機時間和確保企業的關鍵系統可用。

5.2.2.5 可伸縮性

提供了諸如表分區、快照隔離、64位支持等方面的高級可伸縮性功能，使你能夠使用SQLServer構建和部署最關鍵的應用。表和索引的分區功能顯著的增強了對大型數據庫的查詢性能。

5.2.2.6 安全性

一個SQLServer中新的安全模型允許管理員在某個粒度等級上和某個指定范圍內管理權限，這樣，管理權限更加容易并且權限最低原則得到遵循。SQLServer允許為一個模塊中語句的執行指定上下文。這個功能同時也在細化權限管理時起了很重要的作用。

運行環境

 備倉庫管理系統是在特定的環境中運行的，運行環境包括硬件設備，軟件支持，安全支持，和其它共存的應用程序等，以下分別對他們進行說明：

u 硬件平臺：ZIGBEE讀卡器、ZIGBEE標簽、ZIGBEE中繼器、軍用PDA手持機、定向分析儀、網絡打印機、RFID掃描儀、北斗接收器、自助查詢機、數字圖像數控采集設備、液晶觸摸顯示器、指紋識別機、紅外報警器、消防報警器、PC機。

u 操作系統和版本：Windows XP/7/8及以上操作系統。

u 支撐環境和版本：SQLServer2008 R2 DataCenter數據庫。

u 該軟件相關的軟件組件：視頻數字圖像分析軟件、指紋識別設備模塊、PDA控制軟件、戰備物資出入庫及定位倉儲管理系統軟件人員管理系統。

有源標簽設計方案

5.3.1  軟件構成及功能

該系統包括9個功能模塊：系統設置、基礎數據管理、倉庫視圖監管、動用封存、數據查詢、指標檢測、資料管理、出入庫管理、PDA盤點管理模塊。

系統設置模塊：主要是設置系統需要的參數，包括讀卡器、協調器的IP設置以及系統帳號的管理等基礎功能。

基礎數據管理模塊：主要是基礎數據的錄入，包括補充入庫、分組管理、倉儲管理、供應商廠家管理、下屬單位管理、分組管理、庫房管理、庫組注冊管理7個子模塊的基礎數據錄入功能。

倉庫視圖監管模塊：主要是對倉庫物資的實時監控、物資完備查看、詳細物資分布和質量監控、環境質量檢測、安全檢測6個需要實時監控的功能的檢測的模塊，便于動態管理倉儲物資。

數據查詢模塊：主要包括數據總覽、物資庫存位置查詢、以RFID為依托的箱體或者托盤的出入庫查詢、物資的出入查詢和庫存物資的查詢8個子模塊。

資料管理模塊：主要包括倉庫料帳管理、下屬單位庫存查詢和年度計劃管理三個子模塊。

出入庫模塊：主要包括供應配發和入庫模塊。是對物資的出入庫記錄的管理。

PDA盤點功能：主要是PDA手持終端的功能模塊，包括盤點和消耗發送等功能。

5.3.2  關鍵流程及模塊介紹

 5.3.2.1 關鍵流程

A、物資全生命周期管理流程圖

倉儲管理按照物資全生命周期管理過程，區分為補充入庫、倉儲管理、供應配發、動用封存、技術保障、退役報廢、資料管理7個分過程，各個過程的關系如圖5.2。

 

圖5.2物資全生命流程

B、出庫流程圖

以RFID為依托的箱體或者托盤的出庫的流程包括，庫管員PDA掃描確認，相應物資的庫位準備出庫，并對其電子標簽進行掃描，以核實出庫信息是否準確。

庫管員將找到的預出庫物資放到傳送帶，傳送帶上的讀卡設備將會讀取物資上貼有的標簽信息，并通過有線方式傳遞給控制中心，控制中心可對預出庫物資信息進行記錄，并與發料單進行對比，如發現信息不符，系統可發出警報，通知管理者，可能出貨錯誤，請及時采取措施。

庫管員將傳送到貨運電梯的預出庫物資取下，放入電梯內，電梯內布置的定向分析儀，實時對電梯內的物資標簽進行讀取，把相關數據通過有線方式傳遞到系統終端，終端可顯示物資的數量、名稱、所在位置等，并與發料單進行二次審核，如發現出貨錯誤，系統發出警報。

從貨運電梯運出的物資上的標簽可以被布置在出庫通道內的讀卡器實時讀取，并聯動語音播報功能，同時，系統終端可將此時讀取的物資基本信息與出庫單進行第三次對比，如出現錯誤可發出警報給管理員及庫管員。

當出庫正常時，在出庫通道的觸摸顯示屏上點擊確認鍵，控制終端將自動生成出庫單，完成此次出庫任務。具體過程如圖5.3。

 

圖5.3出庫流程圖

 

C、入庫流程圖

當運輸車輛運回戰備物資并進入入庫檢測范圍時，門口處會語音提示“有標簽進入檢測范圍”，通知庫管人員做好準備。

當要進庫的物資全部進入檢測范圍后，庫管人員要操作門口處的觸摸顯示屏上戰備倉庫管理系統，點擊“檢測”鍵，門口處的RFID閱讀器會讀取掃描在檢測范圍內的標簽信息，并顯示在軟件上。

如果全部標簽的信息（包括溫度、濕度、灰塵、工作電壓、工作電流、工作溫度）是符合入庫條件，則標準字段為合格，然后從下面庫房中為其選定位置。待全部標簽入庫后，庫管人員點擊“入庫”鍵。

在前往通向樓上庫房的電梯的通道，沿路都會設有RFID閱讀器（電梯中也設有），保證實時監測物資的流動方向。每個樓層入口處也會設有RFID閱讀器，監測進入庫房的標簽。軟件界面會顯示哪些標簽進入二樓、哪些標簽進入三樓。

當二樓庫房門口處的RFID閱讀器監測到有標簽進入時，會將標簽信息輸送到軟件。軟件經過處理，下達通知信息到持有PDA設備的二樓戰士處，通知戰士做好準備。

二樓庫房的通道設有傳送帶，將物品放入其上即可。

二樓庫房的通道沿路也設有RFID閱讀器，會實時的監測物資的狀態。

當戰士要搬運物資進入貨架時，先要用PDA掃描要搬運的物資的標簽信息，放入貨架后，再點擊PDA上“確認”鍵。這時PDA會將物資的信息、存放人上傳到控制中心。具體操作流程如圖5.4。

                                                                                                        

圖5.4 操作流程圖

5.3.2.2  模塊介紹

A、系統設置

包括IP設置、賬號管理2個模塊：

1、IP設置：依托物資管理系統實施。進入系統主界面后，首先要對端口進行設置，即：點擊主菜單上的“系統設置”，進入讀卡器設置，設置IP地址和端口號。注意IP地址只需設置一次，如果換IP后需要重新設置。如果設置錯誤或者讀卡器網絡有問題，會在主界面下方提示：“與服務器端連接發生錯誤”，此時要檢查定向筒的網絡連接情況。

2、賬號管理：依托物資管理系統實施。進入系統主界面后，點擊“帳號管理”菜單后，如果是“admin”（即系統管理員）用戶登陸，可以對一般人員的基本信息進行設置，包括添加，刪除，修改等操作。注意不能再添加終極用戶（即“admin”）；如果是一般用戶登陸，則只能看到個人的賬號信息，可以對其進行修改等操作。

B、補充入庫

包括收料、入庫2個模塊：

1、收料：依托物資管理系統實施?？偣臼盏缴霞壍氖樟蠁魏?，利用二維條碼槍將料單信息錄入管理系統，并通過網絡傳送給庫房主管，主管將收到的料單轉給分管領導閱后下達給倉庫。倉庫保管員根據料單中物資名稱、數量等信息，利用管理系統提前做好物資標簽制作和倉位分配等工作。當該批物資到達庫區經核對無誤后，分別安裝電子標簽。標簽內儲存的信息項包括：物資類別、物資名稱、物資序號、生產廠家、出廠時間、入庫時間、基本指標、維護期限以及庫位類型、庫位編號、存放的物資編號區間及該類物資的總數量等。

2、入庫：依托RFID識別采集系統實施。庫房入口設置RFID閱讀器，物資入庫時，RFID閱讀器自動讀取物資上的RFID標簽信息，生成物資入庫單。入庫單的物資信息與發料單比對全部符合后，在管理系統提示下，由具有自動對應庫位功能的叉車或傳送帶將物資送到相應的庫位。如不符合，系統會自動報警（聲音和圖象同步報警），提示工作人員找出原因，予以糾正。補充入庫分系統通過應用物資管理系統和RFID倉儲管理系統，能更快速更準確地解決每個物資的身份識別和將物資正確送入相應的庫位，為后續的出庫倉儲管理打好基礎。

C、倉儲管理

    包括倉庫監管、物資完備、物資分布、數據總攬、數量盤點、質量監測、環境監控、安全監控8個模塊：

1、倉庫監管：依托RFID識別采集系統和物資管理系統實施。RFID閱讀器將所有貼有標簽的物資信息實時的反饋到物資管理系統，系統以顏色來區分物資時否在庫。例如可以以綠色代表器材架上的物資在庫；以紅色代表器材架上的物資不全在庫，即器材架上有箱體不在位；以黃色表示該器材架上的箱體正在出庫，被定向筒讀到即出庫時箱體經過出庫門口的RFID閱讀器。

2、物資完備：依托RFID識別采集系統和物資管理系統實施。系統界面通過RFID閱讀器監測反饋的信息匯總后會以柱形圖的方式直觀的顯示物資的完備情況。它也是通過兩種顏色加以區分。例如以黃色的柱狀圖為標配的各個庫中標配箱體數量，以紅色的為實時監控得到的箱體數量。如果有出庫的箱體，紅色的柱狀圖上可以看到，相應的庫室中紅色柱狀圖數量的變化。

3、物資分布：依托RFID識別采集系統和物資管理系統實施。系統界面通過RFID閱讀器監測反饋的信息分析各個庫室、每個庫室的每個組的器材箱的信息分布情況，通過柱形圖、餅狀圖直觀的方式來表示庫中不同物資的分布。方便以后的查詢以及調配物資，合理規劃。

4、數據總覽：依托物資管理系統實施。數據總覽即是顯示所有監控的器材庫的物資的總攬情況，以樹狀圖的形式顯示，一層層樹點進去，可以查看詳細的信息，直到每個箱體的具體的物資的詳細信息。

5、數量盤點：依托RFID識別采集系統實施。①手動盤點：庫管員使用手持式RFID閱讀器，對貨架上物資RFID標簽逐批讀取，讀取完畢后，將閱讀器內的信息直接傳輸到管理系統中，與倉儲數據庫內的信息進行核對。②自動即時盤點：在每個庫位上安裝RFID射頻天線,通過天線分支器與讀寫器連接，保證每個物資能夠被系統即時監控，做到物資非法離位系統自動報警。盤點時只需要在管理系統界面上點擊盤點，無論標簽數量多少，系統都將準確地自動完成對現有監控范圍內的物資盤點。

6、質量監測：依托物資性能智能識別卡實施。物資入庫后，庫管員對物資性能指標進行檢測，合格后聯通物資性能智能識別卡（此卡單機單卡，是伴隨物資全壽命管理過程中唯一的智能識別卡，在后續物資全壽命管理過程中全程使用）。識別卡自動檢測物資靜態的溫度、濕度、灰塵量以及工作電壓、電流、溫度，自動傳輸至控制中心，實時監控物資質量狀況。

7、環境監控：依托倉庫安全防范系統實施。在倉庫內設置溫度、濕度、紅外傳感器，通過對溫度、濕度、紅外等傳感器即時探測倉庫環境數據，通過智能采集監控器傳送到安全防范系統，安全防范系統根據軟件設定的數據標準作出判斷，回傳給智能采集監控器，發出啟動（關停）風扇、空調、加濕器等指令，做到對倉庫環境的實時監控，同時在軟件界面上顯示設備啟動（關停）、報警狀態，以保證倉庫物資儲藏環境始終保持正常狀態。

8、安全監控：依托倉庫安全防范系統實施。由以下2個部分組成：一是門禁監控：由編碼卡、識讀器、警燈、中間件、系統組成。對總公司授權的各部門或相關人員進行編碼，發放對應編碼卡。授權部門或人員憑編碼卡識別出入庫房大門，未授權人員不能進入，同時可對授權人員編碼卡與相關物資品種進行捆綁識別出入庫，領用物資，人員出入庫時先掃描人員卡系統確定人員是否有出入權限，實行設備保養、人員巡檢等多種管理。門禁監控根據重要程度不同采用不同的門禁管理手段，普通大門安防程度不高的使用刷卡方式，重要門口采用指紋或人臉識別方式進出大門。二是視頻監控和紅外報警：視頻監控主要是由攝像機、硬盤錄像機、路由器、監控終端及管理系統等組成。在庫內出入口和庫房周邊重要路口或地段架設網絡視頻監控器，視頻圖像通過網絡傳輸到值班室進行監控，同時硬盤錄像機將庫房現場狀態以數字視頻方式保存，以備后查。在庫房窗戶及通風口處設置紅外報警，當出現非法進入現象時，利用聲音等方式，通知相關人員及時排除險情。

倉儲管理分系統實現物資管理的數質量的信息化管理和收發料過程流程的監控，為有效提升倉儲管理的科學化水平和保障倉儲區域的安全奠定基礎。

D、供應配發

包括發料、出庫、接收3個模塊：

1、發料：依托物資管理系統實施。總公司根據年度計劃或下屬單位申請，開出發料單并通過網絡傳送給庫房主管，主管將收到的料單轉給分管領導閱后下達給倉庫。保管員根據發料單中物資名稱、數量等信息，利用管理和定位系統確定物資庫位信息。管理系統得到發料指令時，控制門禁系統打開庫房門、安全防范系統進行移動偵測錄像。當發生搶險維穩等任務時，應急供搶分隊根據通信部機關通知，緊急裝載物資，其信息已被記錄在管理系統中，分隊使用手持終端在異地完成物資器材發料后，通過管理系統，實現手持終端與數據中心計算機終端數據交換，數據庫信息將自動更新。

2、出庫：依托RFID識別采集系統實施。根據發料單，物資出庫時，出口處RFID閱讀器讀取物資標簽信息，傳輸到管理系統上，形成出庫單，同時閱讀器也將信息傳送至出口LED顯示屏上，進行核對，形成的出庫單與上級下達發料單進行比照，若數據不一致，則報警提示，出庫道閘或門禁將不予開啟。保管員進行處理。若信息一致，則倉庫管理系統將信息記錄，并打印出庫單，出庫道閘開啟。

3、接收：依托物資管理系統實施。下屬單位從倉庫領取物資后，根據總公司的發料單的信息和實領物資數質量，利用對應管理系統實現物資數質量信息的自動入庫、入帳操作。物資管理系統中總公司部分和下屬單位的數據庫同步更新，實現總公司對直屬倉庫和下屬單位倉庫的收發料單、庫存物資實時在線查詢。

供應配發分系統可為管理部門提供實時、快速、準確的倉庫作業與庫存的相關信息，從而提高機關決策能力、執行能力和快速響應能力。

E、數據查詢

包括物資庫存位置查詢、箱體入庫查詢、箱體出庫查詢、物資入庫查詢、物資出庫查詢、物資庫存查詢6個模塊：

1、庫存位置查詢：依托物資管理系統實施。登陸用戶可以通過此功能查詢庫存中物資的一些基本信息、位置信息以及庫存量，它會將物資的箱體以及各個箱體所在的器材架號、在器材架上的層數、在該層的位置編號、庫存量標示出來。此功能方便使用者取物資時能快速及時的找到物資的所在。

2、箱體入庫查詢：依托物資管理系統實施。箱體入庫查詢查詢的是箱體入庫時的記錄。系統管理員可以對其進行查詢、導出到Excel等操作。功能是便于以后的查詢核對。

3、箱體出庫查詢：依托物資管理系統實施。與箱體入庫查詢基本一樣。

4、物資入庫查詢：依托物資管理系統實施。物資入庫查詢與箱體入庫查詢類似。只不過它是對箱體內物資的單獨操作。它可以幫助管理員更精確的、更高效的管理查找物資。它也包含操作有查詢、導出到Excel、下一頁、退出等操作。

5、物資出庫查詢：依托物資管理系統實施。與物資入庫查詢基本一樣。

6、物資庫存查詢：依托物資管理系統實施。此功能主要是對在庫的物資查詢和管理。包含的操作有查詢、導出到Excel、下一頁、退出等操作。具體是查詢各單位（庫室）、某個單位的某個組、某個單位的某個組的某些箱體的某些物資、各個組、某個組的某些箱體、某個組的某些箱體的某些物資、某些箱體、某些箱體的某些物資的標配數量、在庫數量、完備情況、所屬箱體名稱、所屬組、所屬單位的詳細信息。

F、技術保障

包括維護、維修2個模塊：

1、維護：依托物資性能智能識別卡實施。主要通過檢測物資內部的溫度、濕度和灰塵量來實現。識別卡檢測到某一指標不正常時，則提示該物資需要及時進行維護。

2、維修：依托物資性能智能識別卡實施。主要通過檢測物資電路中工作電壓、電流和溫度來實現。識別卡檢測到物資某一性能指標超出正常臨界點，則提示該物資需要進行維修。

技術保障分系統為倉儲管理單位提供物資維護保養的時間、次數等統計信息，以及物資維修數量、故障記錄等信息查詢，為物資的可靠性維修性保障性收集工作提供數據，便于上級機關對物資的質量進行提高。

G、退役報廢

包括退役、報廢2個模塊：

1、退役：依托RFID識別采集系統實施。RFID標簽內存儲的物資“服役期限”信息到期后，系統自動發出物資退役的提示或警告信息。

2、報廢：依托RFID識別采集系統和物資性能智能識別卡聯合實施。如果物資接近或超過物資服役期限，并且識別卡檢測到物資的各項性能指標均已嚴重不符，系統自動發出物資報廢的提示信息。

退役報廢分系統主要是為管理機關提供物資退役報廢的時間、數量等統計信息，從而實現物資全程管理。

H、出入庫管理

包括入庫管理、出庫管理2個模塊：

1、入庫管理：依托物資管理系統和RFID識別采集系統實施。當運輸車輛運回戰備物資并進入入庫檢測范圍時，門口處會語音提示“有標簽進入檢測范圍”，通知庫管人員做好準備。當要進庫的物資全部進入檢測范圍后，庫管人員要操作門口處的觸摸顯示屏上戰備倉庫管理系統，點擊“檢測”鍵，門口處的RFID閱讀器會讀取掃描在檢測范圍內的標簽信息，并顯示在軟件上。如果全部標簽的信息（包括溫度、濕度、灰塵、工作電壓、工作電流、工作溫度）是符合入庫條件，則標準字段為合格，然后從下面庫房中為其選定位置。待全部標簽入庫后，庫管人員點擊“入庫”鍵；庫管人員可以打印此進庫料單信息。如果有標簽不符合入庫條件，則會語音提示那個標簽。在前往通向樓上庫房的電梯的通道，沿路都會設有RFID閱讀器（電梯中也設有），保證實時監測物資的流動方向。每個樓層入口處也會設有RFID閱讀器，監測進入庫房的標簽。通道周圍的RFID閱讀器會實時的監測物資的動向，反饋給控制中心。

2、出庫管理：依托物資管理系統和RFID識別采集系統實施。庫管員根據物資中心的出庫信息手持PDA找到相應物資的庫位準備出庫，并對其電子標簽進行掃描，以核實出庫信息是否準確。庫管員將找到的預出庫物資放到傳送帶，傳送帶上的讀卡設備將會讀取物資上貼有的標簽信息，并通過有線方式傳遞給控制中心，控制中心可對預出庫物資信息與此時物資所在的位置進行記錄，并與發料單進行對比，如發現信息不符，系統可發出警報，通知管理者，可能出貨錯誤，請及時采取措施。庫管員將傳送到貨運電梯的預出庫物資取下，放入電梯內，電梯內布置了定向分析儀，可實時對電梯內的物資標簽進行讀取，并把讀取到的相關數據通過有線方式傳遞到系統終端，終端可顯示物資的數量、名稱、所在位置等，并與發料單進行二次審核，如發現出貨錯誤，系統發出警報。

I、資料管理

包括倉庫料帳管理、下屬單位庫存查詢、年度計劃管理3個模塊，依托物資管理系統實施：

1、倉庫料帳管理：完成收發料單和調庫通知單的下達，及歷史料單查詢。

2、下屬單位庫存查詢：完成對總公司直屬倉庫和下屬單位倉庫庫存物資的查詢。

3、年度計劃管理：完成年度物資器材申請、審批等功能。資料管理分系統把物資全壽命管理的每個過程進行登記統計，建立物資管理資料檔案，以便各級各類人員實時掌握物資動用情況和技術狀態。

5.3.3  系統設備結構拓撲圖

系統拓撲圖介紹了系統的整體的工作原理和流程，具體如圖5.5系統拓撲圖所示：

 

圖5.5系統拓撲圖

5.3.4  視頻監控系統設計

視頻監控設計的目的是實時的監測物資位置狀態，保障物資的安全性。

5.3.4.1 工作原理

視頻采集器的主界面如圖5.6所示。

                                                                                                 

圖5.6視頻采集器

其中箱體上貼有的編號數字是夜光的，在夜間也可以采集箱體上的數字編號，這樣就保證了可以全天候的實時監控。

工作原理：視頻采集器不斷的采集物資上的編號數字與之前的采集的信息作對比。以此判斷物資位置的狀態。

5.3.4.2 工作流程

流程圖如下：

 

首先，視頻采集器采集箱體上的數字編號；

然后，與上次采集存儲到數據庫中的數字編號進行對比；

其次，如果視頻采集器前后兩次采集的數字編號一樣，說明一切正常，將新采集的數字編號存入數據庫中，覆蓋上一次采集的數據：如果兩次采集的編號不一樣，則先要去戰備倉庫管理系統數據庫中查詢此箱體是否已經出庫；

再次，如果該箱體已經出庫則不進行報警，將新采集的數字編號存入數據庫中，覆蓋上一次采集的數據：如果該箱體沒有記錄出庫信息，即沒有出庫，則會發出報警提示。

5.3.4.3 設計目的

視頻監控設計的目的是實時的監測貨架上物資位置的狀態（包括物資未經允許移出警戒線、出現可疑物資、物資的不規則移動、物資未出庫卻不在所在貨架、物資未經允許調動等），庫管員可以通過視頻監控實時的知道貨架上的物資變化信息，保障庫房內物資的安全性。

實現方式是通過對前后兩次采集的數字編號和所抓拍的圖片進行對比。如圖5.8所示。

                                                                                                       

圖5.8抓拍圖片

圖5.8是視頻采集器抓拍的圖片，紅色框內是要采集的箱體數字編號（夜光）。

當視頻采集器前后兩次采集的數字編號不一樣，即物資箱體前后兩次出現箱體有不一致時，會出現報警提示。如圖2.9所示。

                                                                                                   

圖5.9箱體調動

圖5.9中前后兩張圖片的第二個箱體號不一樣。而系統中沒有記錄092號箱體的出庫記錄，所以系統會發出警示。

視頻采集器會設定一個虛擬的警戒線，并設定每個箱體的移動范圍。當物資未經允許移出警戒線會出現報警提示，前后兩次采集的圖片有較大不一致，即出現可疑物資時，亦會出現報警提示。如圖5.10所示。

 

圖5.10物資異常

當物資未經允許出現出現移動且是不規則移動時（即非法移動），系統也會發出報警提示。如圖5.10所示。

 

圖5.11物資非法移動

圖5.11中紅色箭頭指示的是箱體的非法移動方向，當物資出現上述情況時，系統會發出報警提示。

5.3.5 物聯網智能管理軟件

5.3.5.1 系統部分界面設計

 

圖5.12 主界面圖

5.3.5.2 系統設置菜單的設計

系統設置菜單，包括讀卡器的IP設置、帳號管理和退出菜單。本小節主要對這三個菜單進行介紹。

讀卡器的IP設置

進入主界面后，首先要進行端口的設置，點擊主菜單上的“系統設置”，彈出窗口

u 首先對戰備倉庫物資管理定相筒讀卡器IP設置，點擊“讀卡器設置”按鈕設置成功。

u 注意事項：IP只需設置一次，如果換IP后需要重新設置，端口號為：1234；更改IP在網絡轉換器中需要設置，具體設置方法參看“網絡轉換器”的設置說明。

u 如果設置錯誤或者讀卡器網絡有問題，會在主界面下方提示：“與服務器端連接發生錯誤”，此時要檢查定向筒的網絡連接情況。

5.3.5.3 基礎物資管理菜單設計

基礎物資管理菜單主要包括，物資管理、分組管理、箱體管理、庫室管理、庫—組管理等菜單進行對基礎數據的管理。

 補充入庫管理界面設計

本菜單是對戰備物資入庫管理。

單擊物資管理菜單后，顯示補充入庫管理界面，對基礎物資數據的錄入管理。

 

 

u 圖5.14中包含增加、修改、Excel導入、導出、刪除、退出等基本操作。

u 新增物資信息：輸入新增物資的物資類別、物資名稱、物資序號、生產廠家、出廠時間、入庫時間、基本指標、維護期限以及庫位類型、庫位編號、存放的物資編號區間后單擊“增加”按鈕。增加物品完畢。注意事項：物資編號=庫位編號+物品編號。如414001101001=414001101（庫位編號）+001（物品編號）。

u 導入物資信息：適用于增加一批物資的時候，導入Excel表格。注意事項：Excel表格的數據排列順序為：物資編號、物資名稱、生產廠家、出廠時間、入庫時間、維護期限。

5.3.5.4 倉庫監管菜單的設計

A、倉庫視圖監管

本小節主要介紹倉庫視圖監管的內容，是本軟件的主要部分，實現了可視化的戰備倉庫管理功能。包含四個標簽頁，倉庫智能管理(包括數量盤點)、物資完備情況查看、數據總攬、詳細物資分布、質量監測、環境監測和安全監控。

倉庫智能管理，主要是對倉庫的平面圖的可視化監控作用以及定時的盤點標簽所在的物資信息。能夠實時監控各個庫室中的各個器材架上的位置和是否在庫中的狀態，以及數量情況。能夠及時準確的報警等功能。

倉庫監管視圖設計如圖5.15。

                                                                                             

圖5.15倉庫可視化監管視圖

查看器材架箱體平面圖信息：點擊要查看器材架

B、物資完備界面設計

本標簽頁是監控倉庫的實時柱狀圖，包含兩個柱狀體，黃色柱狀圖為標配的各個庫中標配箱體數量，紅色的為實時監控得到的箱體數量。

如果有出庫的箱體，紅色的柱狀圖上可以看到，相應的庫室中紅色柱狀圖數量的變化。

C、詳細物資分布界面設計

本標簽頁是對各個庫室、每個庫室的每個組進行的器材箱的信息分布情況的查詢，以方便于對戰備倉庫的物資的數量的查詢和調配操作。

1、“單位”選擇“XXX”，選擇餅狀圖，單擊“查詢”按鈕，出示“XXX” 的物資分布情況。包括兩部分，直觀的餅狀圖部分和下方的詳細的數據表信息表現形式。

 

 

D、質量監測

此部分通過監測溫度、濕度、灰塵量，工作電壓、工作電流的數據，將其傳給系統與標準數據作對比，以此判斷物資的質量情況。

圖中的字段“狀態”為正常代表物資一切正常（包括溫度、濕度、灰塵量以及工作電壓、電流），字段“狀態”為異常（并以紅色顯示此字段）代表物資的質量出現問題。

E、環境監測

此部分通過溫度、濕度、紅外傳感器探測倉庫環境數據，將其傳給系統與標準數據作對比，以此判斷庫室內的環境情況，做到實時監控。

F、安全監測

包括門禁監控、視頻監控和紅外報警。

u 門禁監控分為兩個級別：

1、當為普通門口時用刷卡方式（卡需要注冊后才會有效，否則會報警提示）。

2、當為重要門口時需要指紋或人臉識別方式。（指紋及人臉都需要提前錄入）。

u 視頻監控和紅外報警：庫內出入口和庫房周邊重要路口或地段架設網絡視頻監控器，在庫房窗戶及通風口處設置紅外報警。它們起到的主要作用是當出現異?，F象時能通過視頻保存現場證據，以及通過聲音通知相關人員及時排除異常現象。

5.3.5.5 入庫管理菜單的使用

詳細入庫設計

當運輸車輛運回戰備物資并進入入庫檢測范圍時，門口處會語音提示“有標簽進入檢測范圍”，通知庫管人員做好準備。

當要進庫的物資全部進入檢測范圍后，庫管人員要操作門口處的觸摸顯示屏上戰備倉庫管理系統，點擊“檢測”鍵，門口處的RFID閱讀器會讀取掃描在檢測范圍內的標簽信息，并顯示在軟件上。

如果全部標簽的信息（包括溫度、濕度、灰塵、工作電壓、工作電流、工作溫度）是符合入庫條件，則標準字段為合格，然后從下面庫房中為其選定位置。待全部標簽入庫后，庫管人員點擊“入庫”鍵；庫管人員可以打印此進庫料單信息。

如果有標簽不符合入庫條件，則會語音提示那個標簽。在前往通向樓上庫房的電梯的通道，沿路都會設有RFID閱讀器（電梯中也設有），保證實時監測物資的流動方向。每個樓層入口處也會設有RFID閱讀器，監測進入庫房的標簽。

點擊圖5.23上位機出庫界面的“跟蹤”鍵會出現倉庫視圖監控界面通道周圍的RFID閱讀器會實時的監測物資的動向，反饋給控制中心。

 

 

倉庫視圖監控界面的“詳細分布”鍵會出現倉庫物資餅狀分布圖用圖形的方式直觀的顯示庫存的占用量，以便更合理的管理庫存物資。

 

進入二樓庫房當二樓庫房門口處的RFID閱讀器監測到有標簽進入時，會將標簽信息輸送到軟件。軟件經過處理，下達通知信息到持有PDA設備的二樓戰士處，通知戰士做好準備。PDA戰備倉庫檢測界面

 

 

收到提示后需點擊“執行”鍵去處理物資。

二樓庫房的通道設有傳送帶，將物品放入其上即可。二樓庫房的通道沿路也設有RFID閱讀器，會實時的監測物資的狀態。

當要搬運物資進入貨架時，先用PDA掃描要搬運的物資的標簽信息，放入貨架后，再點擊PDA上“完成”鍵。這時PDA會將物資的存放位置、存放人、存放時間上傳到控制中心。

 

注：PDA與持有人是綁定狀態。進入三樓庫房等與進入二樓庫房一樣。整個入庫流程如下：

 

 

5.3.6 戰備倉庫設備選型

5.3.6.1 有源電子標簽

u 產品性能

工作頻率: 2.4GHz―2.5GHz ISM 微波段

識別距離：0-500m

工作電流：小于13mA

功 耗 性：超低功耗，更健康、更安全

使用壽命：1-5年

安全性能：防雷、防沖擊，滿足工業環境要求

信號調制方式：GFSK

靜態電流：小于2μA

工作電流：小于15mA

工作濕度：小于85%

存儲溫度：-40℃ ～ +80℃

工作溫度：-30℃ ～ +65℃

抗干擾性：10V/m 0.1～1000MHz AM調幅電磁波

外殼材料：高溫改性ABS塑料

標簽類型：只讀型

產品外型：84.5*58.5*22.5MM

產品重量：100克

產品顏色：軍綠色

可靠性：防水防沖擊

u 應用領域

可用于人員物品管理，能廣泛應用于以下領域：車輛、人員、物品、戰備物資等的定位和管理。

5.3.6.2讀寫器

u 產品性能

工作頻率 ：2.4GHz―2.5GHz ISM 微波段

識別距離 ： 有效識別距離可達120m

識別速度 ： 最高識別速度可達200公里/小時

識別能力 ： 同時識別 200 張標簽

識別方式 ： 全方向識別、定向識別

環境溫度 ： 在-40℃-85℃

使用壽命 ： 30年

抗干擾性 ： 使用頻道隔離技術，多個設備互不干擾

安全性能 ： 防雷、防沖擊，滿足工業環境要求

通信接口 ： RS232/RS485/RJ45

電    源 ： 9V/12V-3A DC電源

天線極化 ： 垂直

數據速率 ： 最高10M bit/s

外形尺寸 ： 6cm*14.5cm*3.5cm

產品重量 ： 1kg

外殼材料 ： 金屬材質

產品顏色 ： 黑色

安裝方式 ： 螺絲安裝或者側掛

u 應用領域

停車場車輛免伸手出入控制；

煤礦井下人員定位管理系統；

駕?？荚囅到y；

機動車電子牌照自動識別系統；

高速公路ETC電子收費系統；

公交車進出站“標桿”自動管理系統；

家校通學生出入校平安短信系統；

重要會議和活動的人員會議報道系統

企事業單位人員出入自動考取系統；

城市寵物追蹤和管理；

野生動物追蹤和管理；

動物園管理；

倉庫電力設備巡檢；

燃氣管線、變壓設備智能檢修；

高附加值產品追蹤；

工廠生產線工序管理；

倉儲托盤等容器追蹤和管理；

海運、水運、公路和鐵路中的集裝箱運輸。

5.3.6.3 手持PDA

u 性能參數

處 理 器：SAMSUNG S3C6400 ARM11處理器，主頻533MHz

操作系統：Microsoft Windows

屏    幕：觸摸液晶屏，分辨率640*480

系統內存：128MB

儲 存 卡：標配1G Micro SD卡（最大可擴展至4G）

接    口：USB 2.0(Host、Otg)、RS232、耳機和麥克風接口

無線通信：WIFI無線通信，支持IEEE 802.11b/g協議、GPRS無線通信

u 數據采集選項及參數

RFID（UHF）參數

標簽支持：支持符合ISO 18000-6C、EPC Class1Gen2標準的電子標簽

工作頻率：860-960MHz（可根據客戶要求進行頻段調整）

中心頻率：915MHz

工作方式：FHSS廣譜跳頻（或根據要求定頻發射工作）

輸出功率：32dBM

讀寫距離：讀標簽距離：0-4M；寫標簽距離：0-2M（與天線和標簽有關）

天    線：圓性化天線（3dBi，標準配置）

平均功耗：≤1W

一維條碼紅外掃描（可選配）

掃描引擎：2500Pixel線性CCD紅外感應器

光    源：617mm可見光源

掃描角度：43°±3°

掃描速度：200sacans/sec

掃描景深：28cm

掃描精度：0.1mm

碼制支持：UPC-A、UPC-E、EAN-8、EAN-13、Bookland EAN、Code-128、UCC/EAN-128、 ISBT 128、Code 39、Code 93、Code 11、Codabar等

圖像采集（可選配）

像    素：200萬

焦    距：3.79±0.18mm

可視角度：61.4°

圖像比例：4：3

其    他：支持圖像縮放、旋轉、效果模式等功能、IEEE 802.11b/g（自適應）

傳輸速度：802.11b：11Mbps/s、802.11g：54Mbps/s

工作頻率：2.4GHz

發射功率：15dBm

天    線：內置式、阻抗匹配為50Ω

安    全：提供64/128位WEP數據加密，支持WPA等安全機制

協議支持：支持ARP, DHCP client, DNS, FTP client, ICMP (ping), IP, POP3, SMTP, TCP and UDP協議、GPRS

工作頻段：880~915 / 925~960MHz 或 1710~1785 / 1805~1880MHz

u 物理特性

尺    寸：270X100X176mm(含手柄）

重    量：1.3kg

工作溫度：-20—60℃

存儲溫度：-30—80℃

濕    度：5%-95%無凝露

電    源：3900mAh，15DCV充電鋰電池（可拆卸）

機殼材料：PC工程塑料

u 配件及開發支持

標準配件：主機*1、手持手柄*1、電源適配器*1、觸摸筆*1、數據通信線*1、電池*1、二次開發光盤*1、1G Micro SD卡            

選配附件：備用電池、座充、大容量SD卡

u 二次開發支持

開發環境：Microsoft Windows

演示軟件：RFID、條碼掃描、數據無線傳輸等DEMO軟件、API范例