1 概述

　　射頻識別技術(Radio Frequency identification，RFID)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，識別工作無需人工干預，可工作于各種惡劣環境。相對與條碼識別技術，RFID顯著優點是數據量大、非接觸式讀寫、多標簽同時讀寫、加密防偽等。

　　車輛器材倉庫采用基于RFID的倉儲管理系統，能夠提高器材出入庫的識別率、縮減盤庫周期、優化庫存結構，能夠實現對庫存器材的可視化、精確化管理。因此，基于RFID技術的車輛器材倉儲管理系統的開發成為當前研究的重點。

2 基于RFID的車輛器材倉儲管理系統組成

　　RFID中電子標簽按供電方式分為有源和無源兩種。有源標簽具有標簽信號強、定位精確、可被讀取距離遠、通訊速度快、可存儲信息多等優點。本文是研究基于有源RFID的車輛器材倉儲管理系統。該系統是通過射頻電子標簽對倉庫內器材和庫位進行標記，通過計算機和射頻標簽讀寫器實現倉庫的庫存管理，包括倉儲管理系統和RFID系統兩大組成部分，RFID系統翻一般由標簽、閱讀器、編程器、天線幾部分組成，其結構如圖1所示。

圖1 基于有源RFID的倉儲管理系統結構

　　在RFID系統中，信號的發射機一般以射頻標簽的形式存在。有源標簽的工作電源完全由內部電池供給，提供電子標簽與閱讀器通訊所需的射頻能量，應答讀寫器的請求信息或者是發送異常警報。讀寫器的基本功能就是向標簽發射讀取信號，并接受標簽的應答，對相關信息進行解碼并傳輸到主機以供處理，提供主控電腦與標簽進行數據傳輸的途徑，實現交互式的處理。

　　RFID系統與倉儲管理系統之間互相通信，對標簽管理信息、發行標簽和標簽信息采集等數據轉換并保存到倉儲管理系統的數據庫中進行處理。倉儲管理系統主要由計劃管理模塊、人庫作業管理模塊、庫存管理模塊、出庫作業管理模塊和其它功能模塊五部分組成。計劃管理模塊是車材倉庫用于倉儲規劃設計和需保存的接收業務和發放業務管理的基礎。入庫作業管理模塊是根據器材入庫單列出入庫信息，經過審核確認后，依據器材存放原則選擇倉庫，并根據倉位占用信息進行倉位的分配，同時修改倉庫信息，完成實際入庫操作，生成入庫器材明細通知。庫存管理模塊負責器材的進銷存管理，實時處理出入庫作業管理系統提供的數據，隨時更新庫存信息以反映庫存的動態變化。出庫作業管理模塊生成出庫貨物明細，并對器材調撥單進行審核，保證出庫貨物的正確無誤。

3 基于RFID的車輛器材倉儲管理系統分析設計

　　3．1 作業流程

　　器材接收時，用編碼器向射頻卡中寫入設備器材的屬性數據，包括編碼、名稱、型號、出廠日期、封存截止期、類別、貨位、件數等信息，將射頻卡貼在器材或托盤上。

　　器材入庫時，讀寫器通過主控計算機向讀寫器發出指令，讀寫器讀取射頻卡響應的內容并核對器材的來源，將實際入庫信息與入庫計劃進行比較，如核對正確，則準許入庫并更新庫存信息，如果出現錯誤，則由系統輸出提示信息，由工作人員解決；同時檢測貨位信息，以確定貨物被放置在倉儲管理系統經過優選選定的貨位。經過檢驗正確后按要求對數據進行處理，進而實現盤點應答、器材定位等功能。

　　調撥單到達倉庫后，倉儲管理系統根據發放要求合理安排，在系統內生成揀貨方案。工作人員根據系統指定的貨位、揀選數量提貨。系統通過讀寫器監控器材的發放，確認揀選正確后，器材順利出庫，同時更新庫存信息；若出現錯誤，則由倉庫管理系統輸出提示信息。如圖2所示。

圖2 收貨入庫業務流程圖

　　3．2 系統架構設計

　　本系統體系結構為B／S模式的三層體系結構。表示層由瀏覽器和Web服務器的動態頁面組成，提供用戶對相應功能進行訪問的用戶界面。應用層由倉儲管理系統中的功能模塊構威，處理過程中會使用數據庫層的服務來得到必要信息或存儲、修改相應的數據。數據庫層對應于數據庫服務器，數據庫服務器實現對數據庫的管理和庫中數據的訪問與修改。

　　系統處理負載分布在WEB服務、應用服務器和數據庫服務器上。當用戶數量增多時性能不會明顯下降。業務處理在應用服務器上，更新維護只需在應用服務器端做修改即可，從而減少維護工作量，降低維護費用，提高數據訪問的安全性。數據庫采用SQL Server 2000，服務器操作系統為WindowsXP SP3，開發語言為ASP．NET。

　　3．3 數據庫的設計

　　器材的狀態和信息數據存儲在系統數據庫中，數據庫的設計應該符合其應用邏輯關系。數據庫結構要能充分滿足各種器材數據信息的輸入、保存和輸出，能反映出物流倉庫中貨物進、銷、存等數據信息，包括：

　　器材信息：編號、名稱、規格型號、類別、數量和生產廠商等：

　　倉庫信息：倉庫編號、倉庫名稱、貨位編號、貨位規格和貨位性質等；

　　任務信息：有入庫單編號、調撥單編號、入庫日期、出庫日期、數量和位置等。

　　圖3為倉庫管理的數據模型，反映了各數據表之間的關系。

圖3 倉庫數據模型圖

4 有源RFID標簽的功能及選用

　　4.1 庫存可視化

　　美軍針對海灣戰爭中存在“對裝備零部件跟蹤不力”的問題，提出“國防部全資產可視性計劃”。到1997年2月，美軍全資產可見能力已達6o％，目前已經達到100％f31。“全資產可見”其中就包括庫存可見性，自動識別技術是實現“全資產可見”的技術手段之一。

有源標簽應用于倉儲信息系統，在功能上要實現盤點應答、異常報警和貨物定位。其中，異常報警包括環境狀態異常報警和標簽異常報警。

　　以車材倉庫為例，有些器材對于裝備保障是至關重要的。僅僅知道這些器材存放在哪里是不夠的，有些時候對這些器材的狀況的監控可能更為重要。如某型設備需儲存在特殊的箱子內以避免受到外界環境的影響，它可能在箱子內已經存放了幾年時間了，對它在箱子里的狀況進行監控才能保證該設備在需要時狀況良好。目前一些帶傳感器的有源RFID標簽，就能夠在箱子內的環境發生問題或者箱子遭到破壞時能夠進行異常報警。某些應急設備，不僅要知道他們被安放的位置，還要對其狀況不斷地更新。我們需要知道其中的器材是否齊全，狀況是否良好，上次檢驗的時間等。在這些設備上貼上有源RFID標簽，能夠在更短的時問內滿足上述要求。

　　基于有源RFID的車輛器材倉儲管理系統利用電子標簽對每一個需要管理的器材進行標記管理，實時了解掌控每件器材的性質、狀態、位置、歷史變化等信息，并根據這些信息采取相應的管理對策和措施，達到庫存器材實時“可視”的目的。

　　4．2 產品的選用

　　根據現代軍事倉儲管理需要，采用低成本、低功耗、閱讀距離長及距離可調的有源RFID是切合現階段我軍車輛與器材保障建設發展實際的。

　　(1)基于RFID的車材倉儲管理系統，用于標識器材的標簽使用量很大，標簽的價格對系統的整體造價具有決定性作用。有源RFID相比無源RFID成本要高一些，如果價格差別較大，不利于應用推廣。

　　(2)有源標簽的使用壽命與電池有關，因卡的使用次數及環境不同，有些卡使用時間并不理想，低于廠商理想指標7～10年。選用采用低能耗技術的標簽，可以有效延長電池工作壽命。如采用休眠工作方式的半無源射頻標簽，其標簽內的電池供電僅對要求供電維持數據的電路所需電壓進行輔助支持，標簽未進入工作狀態時，一直處于休眠狀態，當標簽受到讀寫器發出的信號激勵時，進入工作狀態。

　　(3)選擇高接收靈敏度芯片可以達到增加傳輸距離的效果，距離可調則更能適應軍隊車材倉庫規模各異的情況。經過同類產品的多次比較，最終選用的是廣州某公司生產的最新一代2．4G遠距離標準型有源射頻卡。該標簽具有功耗非常低，抗干擾能力超強，保密性高，通訊距離遠，尺寸小等特點。具有多通道高速識別能力，快速防沖突性能；采用抽屜式雙電池設計，可換電池，屬經濟型標簽，單價低于30元／張。