1 引言

　　倉儲是物流系統的一部分,是在原產地、消費地,或者在這兩地之間存儲包括原材料、在制品、成品等倉儲物品,并且向管理者提供有關存儲倉儲物品的狀態、條件和處理情況等信息。目前在我國,倉儲管理基本處于人工管理或半自動化管理狀態,效率不高,且其通訊方式大多數以有線通訊為主,存在一定的弊端,還不能完全實現無紙作業。
 
　　射頻識別(RFID)技術是一種無接觸自動識別技術,其基本原理是利用射頻信號及其空間耦合、傳輸特性,實現對靜止的或移動中的待識別物品的自動機器識別。射頻識別系統一般由兩個部分組成,即電子標簽和閱讀器。

　　電子標簽與閱讀器之間通過耦合元件實現射頻信號的空間(無接觸)耦合,在耦合通道內,根據時序關系,實現能量的傳遞、數據的交換。電子標簽是時下最為先進的非接觸感應技術,電子標簽的防沖撞性、封裝任意性、使用壽命長、可重復利用等特點,使電子標簽倉儲管理技術成為倉儲管理設計的新寵。用電子標簽支持現今的倉儲管理系統的優勢在于:有效管理貨物裝箱作業;信息收集自動化;產品來源之核對;可更改電子標簽上的資料,而無須更改產品包裝;有效管理裝貨(減少丟失);自動化結果更有效品質監督;可以全程跟蹤庫存貨物的物流情況,將損失和失誤降低到最低點。RFID 技術同時也是實現物流過程實施貨品跟蹤的一種非常有效的技術。

　　雖然電子標簽技術在國外已成功應用于物流業，大大提高了倉儲物流作業效率，但在國內的應用還處于起步階段，目前在倉儲物流還沒有較大規模的應用案例[4]。本文在分析倉儲管理流程的基礎上，提出了倉儲管理系統的總體設計、功能設計并論述了RFID 定位計算方法與通訊，最后給出了系統的應用實例。

　　2 倉儲管理系統的工作流程

　　基于RFID 技術的倉儲管理系統的核心是:每件貨物都附加了RFID 應答器,相應地在倉庫各入口的通道處設置RFID閱讀器。貨物在通過閱讀器時,閱讀器即可通過貨物上的應答器獲得貨物的信息。庫內各貨架中間和出庫通道也設置一定數量的RFID 手持終端或者無線車載數據終端,以追蹤貨物在庫內的信息和出庫時的信息,實現倉儲管理系統對貨物從入庫開始的自動識別、定位、輸送、存取、出庫等全部作業過程的信息化管理。

　　基于RFID 技術的倉儲管理系統的具體工作流程如下:

　　2.1 入庫作業流程

　　入庫口處的閱讀器讀取標簽中的信息，系統將實際入庫信息與預入庫信息進行比較，若出現錯誤,則由系統輸出提示信息,由工作人員解決，若無誤系統按最佳的儲存方式，自動分配庫位，并把庫位號下載到無線數據終端通知叉車司機。叉車司機運送貨物到指定庫位，用手持式閱讀器讀取庫位標簽信息，核對位置無誤后把貨物送入庫位，改寫庫位標簽內容，最后無線數據終端把入庫實況發送回計算機，及時更新庫存數據庫。

　　2.2 出庫作業流程

　　首先根據出庫計劃編制出庫單，出庫單被下載到數據手持終端（或叉車車載終端），通知叉車司機。叉車司機按數據終端提示，到達指定庫位，然后用手持讀寫器讀取庫位標簽，系統確認為正確庫位后，從庫位上取出指定的貨物，改寫庫位標簽內容。貨物運送到出庫口處，通過門口的讀寫器將信息傳入管理系統并與出庫單進行對比，若無誤，則順利出庫，庫存量相應減除，若出現錯誤，則由倉庫管理系統輸出提示信息。

　　2.3 庫存盤點作業流程

　　2.3.1 自動盤點
　　通過遠距離大面積固定讀寫器，可在任一時刻將庫房內指定范圍的或所有的貨物信息全部讀取出來，讀取出來的數據由讀寫器通過客戶機或無線網絡傳送到后臺管理系統。可以實現無人工干預的全自動實時、分區盤點，并保證盤點操作的快速進行和盤點數據的準確。

　　2.3.2 人工盤點
　　倉庫管理員根據實際情況，可選擇盤庫的范圍，一是盤存所有貨物，二是通過查詢，按照一定條件查詢出貨物，最后生成盤庫單。倉庫管理員將盤庫單信息下載到手持機中，利用手持機對所選貨物進行清點。首先掃描庫位標簽然后掃描貨物標簽，如果不對應產生報警提示，進行相應操作。清點完畢后，將手持機中的數據上傳至倉庫管理系統系統核對貨物的實物數量和賬面數量。

　　3 系統的結構和功能設計

　　3.1 系統總體結構設計

　　倉儲管理系統總體結構如圖1 所示。

圖1 系統總體結構

　　①主控系統。包括主控計算機、網絡控制器、出入庫門的識讀器及相應的識別天線、無線網絡連接器等。主控計算機連接網絡控制器，通過數據線與無線網絡連接器、出/入庫門的識讀器及識別天線進行連接。

　　②車載單元。包括車載控制計算機、顯示器、無線網絡連接器、識讀器及識別天線、寫有貨車識別電子碼的車載電子標簽等。車載單元通過無線網絡連接器與主控系統進行連接。

　　③手持單元。包括集成移動手持設備、寫有手持設備識別電子碼的手持電子標簽。手持單元通過無線網絡訪問主控計算機。

　　④倉庫設施。倉庫內將被劃分為具有相應識別電子碼的不同貨位，其中包括所處倉庫、貨區、貨架及每個獨立貨品存放區。管理人員將貨位電子碼寫入貨位識別電子標簽中。整個倉庫內及各庫門附近都將由無限局域網覆蓋，以實現信息共享。

　　3.2 系統功能

　　系統的功能模塊如圖2 所示。

圖2 系統功能模塊圖

　　①系統維護。包括用戶權限管理、密碼設置、操作日志、數據備份、打印設置。

　　②基礎信息管理。主要實現對系統的基本信息資料的管理和初期數據的設置。包括倉庫定義、地區信息、貨品信息、供應商信息、客戶信息、員工信息、出入庫信息及類別信息。

　　③倉庫作業管理。主要實現對倉儲基本業務的管理，是整個倉儲管理的核心。包括貨品入庫、貨品出庫、貨位管理、盤點管理、移位管理、調撥管理、預警管理、包裝管理、質檢管理。

　　④查詢統計、報表。包括入庫單、出庫、報損、移位、盤點等的查詢統計，出庫計劃、調撥單、調撥申請、客戶指令等的查詢及各種報表輸出。

　　⑤射頻標簽維護。主要用于維護射頻電子標簽。包括標簽數據的讀寫、發放等。

　　⑥其他。其他輔助項目和終端程序接口等。

　　4 RFID 標簽定位與通訊

　　4.1 RFID 標簽定位

圖3 標簽定位原理圖

　　通過三角測量（圓周定位）原理[4]，事先設置好每個閱讀器的位置，就可以確定出標簽的位置。定位的過程有兩步，描述如下：

　　參數：?x 閱讀器x 發出信號的頻率；vx 閱讀器x 發出信號的波長；(χx,уx) 閱讀器x 的位置；(χo,Уo) 標簽位置（叉車）；dx,o 標簽和閱讀器x 之間的距離；Px 閱讀器發送信號的時間間隔；Cx 閱讀器發送信號間隔內接收到的標簽的個數

 

　　4.2 管理系統與標簽讀寫器通訊實現

　　電子標簽采用了GT&T Engineering 公司的GTag-WI830B。頻率為868MHz，最大通訊距離為100m，通信數據速率為512000 bps，具備防沖突機制并提供了數據完整性校驗及數據加密保障數據的安全性。讀寫器采用美國GT&T Engineering 公司的GLink 讀寫器。該讀寫器支持串口及標準網口通信。讀寫距離最大能達到100m。系統采用C＃語言編程，通過調用API: GConnect.dll動態庫文件實現管理系統與讀寫器的通訊，其中的主要接口函數功能如表1 所示。

　　數據讀取代碼片段：
　　GController gcInst = new GController();
　　gcInst.SendGetTagData(txtTagId.Text,
　　txtTagPwd.Text, ++index);
　　ArrayList frames = gcInst.GetResponseFrames();
　　string strTagData;
　　foreach (byte[] frame in frames) {
　　if (GController.GetTagData(frame, out rssi, out
　　addr, out blk, out tagData)) {
　　strTagData = tagData
　　gcInst.CloseSerialPort();
　　標簽維護界面如圖4：

圖4 標簽維護界面

　　5 結論

　　基于RFID 技術的倉儲管理系統從根本上保障了倉儲信息的準確統一,提高了倉儲運作和管理的工作效率,大幅度減少了現有模式中查找貨位信息的時間,大大加快了出、入庫單的流轉速度,增強了倉儲系統的處理能力。并且提高了人員的利用率,減少了不必要的耗費。因此,基于RFID 技術的倉儲管理系統可以滿足現代物流管理模式下倉儲管理系統的需求。