1 引言

    在產品入庫管理過程中，最重要、最核心的問題是產品的識別和入庫單信息的獲取，傳統的人工或條碼識別技術雖然得到一定的應用，但都存在一些固有的缺陷。目前的入庫管理系統在自動化和智能化方面的發展水平較低，主要面臨以下幾個問題：

    (1)產品識別困難。條碼識別技術雖有一定的應用，但條碼掃描儀必須“看到”條碼才能讀取，條碼容易撕裂或污損，給商品識別帶來一定困難，而且條碼的識別距離很短，也不能對多個產品進行同時識別，這些缺陷使條碼識別技術在入庫管理方面的應用受到一定限制；
    (2)產品信息難以實時獲取。當產品入庫時，必需對入庫產品的名稱、分類、規格、生產廠家、數量、入庫時間等信息進行記錄，并生成入庫清單，以便以后核對、查實。但這些信息的獲取往往比較困難，有時需要產品供應商的協助，協調難度大，信息實時性也較差；
    (3)入庫操作自動化程度不高，人工依賴性強。當進入倉庫的物品種類繁多且集中包裝時，更是需要人工清點、登記，遠遠不能滿足快速、準確入庫的需要。人工清點入庫不但工作量大，而且十分復雜，非常容易出錯。

    電子標簽和物聯網的出現使入庫管理的局面煥然一新。電子標簽是用來標識各種物品的一種新的識別技術，這種標簽根據無線射頻標識原理(RFID，Radio Frequency IdentificationSystem)而生產，它與讀寫器通過無線射頻信號交換信息，是未來標識技術的首選產品。電子標簽最大的優點就在于：①可以實現非接觸、無視覺識別，因此完成產品識別工作時無須人工干預，便于實現自動化；②閱讀距離遠，識別速度快，可實現遠距離監測貨物快速進入倉庫；③可進行多目標同時讀取，便于監測大量貨物同時進入倉庫；④電子標簽相對于條碼來說是進行單個產品的標識，因此便于通過物聯網來實時獲取產品的信息。

    電子標簽的上述特點直接導致了物聯網的產生。隨著全球經濟一體化和信息網絡化進程的加快，為滿足對單個產品的標識和高效識別，美國麻省理工大學Auto—ID研究中心于1999年提出了產品電子代碼EPC(Electronic Product Code)的概念，確立了EPC在全球統一標識體系中的戰略地位，使EPC成為一項具有革命眭意義的新技術，受到了世界眾多發達國家的高度重視，被譽為全球物品編碼工作的未來。物聯網就是在計算機互聯網的基礎上，利用電子標簽為每一物品賦予唯_的標識碼一EPC碼，從而構造一個實現全球物品信息實時共享的實物互聯網(Internet ofThings)，簡稱“物聯網”，當“物聯網”的構想成為現實的時候，世界上的萬事萬物無論何時、無論何地都能夠彼此相關，互相“交流”。物聯網的提出給產品入庫時獲取產品原始信息并自動生成入庫清單提供了一種有效手段，而電子標簽可以方便地實現自動化的產品識別和產品信息采集，這兩者的有機結合使自動化的產品入庫成為可能，從而將大大降低入庫管理中人工干預的程度，提高產品入庫的自動化和智能化水平。

    本文以電子標簽和物聯網為基礎，提出了基于物聯網的自動入庫管理系統的基本原理，對其結構和功能進行了分析，并根據物聯網利用電子標簽實現了一個典型的自動化入庫管理系統，大大提高產品入庫的快速性和準確性，不但提高了工作效率，而且還減少人為的差錯。

    2物聯網的基本工作原理

    物聯網是以電子標簽和EPC碼為基礎，建立在計算機互聯網基礎上的實物互聯網絡，其宗旨是實現全球物品信息的實時共享和互通。物聯網的系統結構如圖1所示，它由信息采集系統、PML信息服務器、產品命名服務器(ONS)和應用管理系統四部分組成。它們的功能分別如下：

    (1)信息采集系統。信息采集系統包括產品電子標簽、讀寫器、駐留有信息采集軟件的上位機組成，主要完成產品的識別和產品EPC碼的采集和處理。存儲有EPC碼的電子標簽在經過讀寫器的感應區域時。產品EPC碼會自動被讀寫器捕獲，從而實現自動化EPC信息采集，采集的數據將交由上位機信息采集軟件進行進一步的處理，如數據校對、數據過濾、數據完整性檢查等，這些經過整理的數據可以為上層應用管理系統使用。
    (2)PML信息服務器。PML(Physical Markup Language，實體描述語言)信息服務器由產品生產商建立并維護，他們根據事先規定的原則對產品進行編碼，并利用標準的XML對產品的詳細信息進行描述。PML服務器在物聯網中的作用在于以通用的格式提供對產品原始信息的描述，便于其它節點的訪問。
    (3)產品命名服務器(ONS)。產品命名服務器ONS(ObjectName Service)在各信息采集節點與PML信息服務器之間建立聯系，實現從產品EPC碼到產品PML描述信息之間的映射。
    (4)應用管理系統。應用管理系統通過和信息采集軟件(如Savant)之間的接口獲取產品EPC信息，并通過ONS找到產品的PML信息服務器，從而獲取產品詳細信息以實現諸如入庫管理、產品路徑跟蹤等應用功能。

    物聯網通過Internet信息世界的互聯實現物理世界任何產品的互聯，實現在任何地方、任何時間可識別任何產品，使產品成為附有動態信息的“智能產品”，并使產品信息流和物流完全同步，從而為產品信息共享提供了一個高效、快捷的網絡平臺。這也為產品入庫時獲取產品原始信息并自動生成入庫清單提供了一種有效的手段。

    3基于物聯網的自動入庫管理系統

    入庫管理就是對進入倉庫的產品進行識別，并對產品進行分類、核對和登記，生成入庫產品清單，記錄產品的名稱、分類、規格、入庫時間、生產廠家、生產日期、數量等信息，并將這些信息更新到庫存記錄。這些工作準確性要求高、工作量大，人工作業強度和難度都十分巨大。因此，迫切需要能自動識別產品的技術和方法，以減輕管理人員的工作量，提高工作效率。入庫管理的關鍵在于對產品的識別和產品信息的采集，電子標簽以其獨特的優點成為產品自動識別的關鍵技術，而物聯網則為產品信息共享和互通提供了一個高效、快捷的網絡平臺。基于物聯網的自動入庫管理系統的基本原理就是以電子標簽作為產品識別和信息采集的技術紐帶，通過在倉庫出入口設置讀寫器對產品進行自動識別，同時通過物聯網獲取產品的詳細信息從而自動生成入庫清單，以達到自動化入庫管理的目的。基于物聯網的自動入庫管理系統的結構如圖2所示。它由產品識別、入庫管理、PML服務器和本地數據中心四大功能模塊組成。它們的作用分別如下：

    (1)產品識別。產品識別系統的核心是產品的編碼和識別。在基于電子標簽的入庫管理系統采用EPC碼作為產品的唯一標識碼，EPC碼是Auto—ID研究中心提出的應用于電子標簽的編碼規范，它使全球所有的商品都具有唯一的標識，其最大特色就是可以進行單品識別。產品識別系統包括電子標簽和讀寫器。每個產品都附有一個電子標簽，電子標簽內寫有EPC碼作為產品的唯一編碼。存儲有EPC碼的電子標簽在經過讀寫器的感應區域時，EPC碼會自動被讀寫器捕獲，從而實現自動化的產品識別和EPC信息采集。入庫讀寫器設置在倉庫人口，對進入倉庫的產品進行自動識別，并將捕獲的產品EPC碼通過數據采集接口傳送到入庫管理模塊作相應處理。

    (2)入庫管理。入庫管理模塊是系統的核心功能模塊，它通過數據采集接口、遠程數據接口和本地數據接口三個接口同其它幾個功能模塊進行交互，從而實現產品自動入庫管理的功能。入庫管理的作業流程圖3所示：產品入庫時，由設置在倉庫人口的入庫讀寫器讀取產品的EPC碼并通過數據采集接口交由入庫管理模塊，入庫管理模塊通過遠程數據接口訪問PML服務器以獲取產品的詳細信息，并自動生成產品入庫清單，然后通過本地數據接口將入庫產品信息更新到本地數據中心。一般來說，入庫單具有如下的信息結構：入庫單(產品EPC碼、產品名稱、生產廠商、產品分類名、單位、生產日期、有效期、入庫時間、產品說明)，在這一信息結構中，產品EPC碼由入庫讀寫器自動識別，同時記錄產品的入庫時間，其它的產品信息則可以根據產品的EPC碼通過訪問PML服務器獲取，整個入庫清單的生成都是自動進行的，這不但提高了產品入庫的自動化水平和智能化水平，而且也確保了入庫產品信息的準確性，為科學的庫存管理與決策奠定了良好的基礎。

    當然，上述入庫作業流程的正常進行離不開各種接口模塊的支持，接口模塊包括數據采集接口、遠程數據接口和本地數據接口，它們的功能分別如下：
    ①數據采集接口：將產品識別模塊捕獲的產品EPC碼傳送繪入庫管理模塊進行相應處理。
    ②遠程數據接口：由入庫管理模塊調用，它根據產品EPC碼通過Intemet訪問遠程的PML服務器，以獲取產品的詳細信息，自動生成產品入庫清單，從而避免入庫時手工錄入數據的低效和繁雜。
    ③本地數據接口：提供入庫管理模塊訪問本地數據中心的接口，通過該接口將入庫產品信息更新到本地數據中心。

    (3)ML服務器。PML服務器是由產品生產商建立并維護的產品信息服務器，它以標準的XML為基礎，提供產品的詳細信息，如產品名稱、產品分類、生產廠家、生產日期、產品說明等。PML服務器的作用在于提供自動生成產品入庫清單所需的產品詳細信息，并允許通過產品EPC碼對產品信息進行查詢。PML服務器的工作原理如圖4所示，它架構在一個Web服務器之上，服務處理程序將數據存儲單元中的產品數據轉換成標準的XML格式，并通過SOAP(簡單對象訪問協議)引擎向客戶端提供服務，PML服務器的優勢在于它屏蔽了產品數據存儲的異構性，以統一的格式和接口向客戶端提供透明的產品信息服務。

    (4)本地數據中心。本地數據中心是入庫管理系統存儲和維護本地庫存的本地數據庫，產品入庫信息最終都通過本地數據接口存儲在本地數據中心中，以便查詢和核對。基于物聯網的自動入庫管理系統圍繞電子標簽和物聯網這兩個核心，通過電子標簽實現產品的自動識別，利用物聯網獲取產品原始信息并自動生成入庫清單，從而為自動化的入庫管理提供了一種行之有效手段，不僅大大提高產品入庫管理的自動化和智能化水平，而且使入庫管理的準確性更高，為科學的庫存管理與決策奠定了良好的基礎。

    4基于物聯網的自動入庫管理系統功能實現

    依據上述的基本原理，本文用Jbuilder9．0在Windows平臺下設計并實現了一個基于物聯網的自動人庫管理原型系統。該原型系統實現了自動化入庫管理，并能依據產品分類靈活設定報警值，以便庫存水平超限時發出報警指示。基于電子標簽的自動化庫存管理原型系統的入庫管理界面如圖5所示。在圖5中，入庫管理模塊接收從入庫讀寫器傳來的一系列產品EPC碼，通過SOAP接口從遠程PML服務器取回產品的詳細信息，自動生成產品入庫清單(圖5下部分)，通過執行“入庫”命令，入庫清單的信息會更新到入庫主表(即本地數據中心)中，若某類產品庫存超過庫存上限值，系統會自動發出報警指示。用戶還可以依據生產廠商和分類名對所有入庫產品信息進行分類查詢。

    從前文的原理分析和實驗原型系統的運行情況看，使用基于物聯網的自動入庫管理系統會帶來諸多便利和效益，主要的優勢體現在：
    (1)通過電子標簽和EPC碼，實現了入庫產品的自動化識別，減輕了管理人員的工作負擔，為入庫自動化奠定了基礎；
    (2)物聯網的應用給產品入庫時獲取產品原始信息并自動生成入庫單提供了一種有效手段，避免了產品信息錄入的紛繁與復雜；
    (3)基于物聯網的自動入庫管理系統大大提高了產品入庫的快速性和準確性，不僅提高了入庫效率，而且使入庫產品信息更加準確，為科學的庫存管理和決策奠定了良好的基礎。總之，電子標簽和物聯網以各自獨特的優點相結合，為自動化的入庫管理提供了一種行之有效的解決方案，基于物聯網的自動人庫管理系統也正在引起越來越多的關注，相信在不久的將來，它必將在庫存管理中發揮越來越大的作用。

    5 結束語

    在入庫管理中最關鍵的問題是產品的識別和產品信息的獲取，本文針對傳統入庫管理中存在的兩大瓶頸問題，將電子標簽與物聯網相結合，利用電子標簽作為產品識別的手段，利用物聯網來獲取入庫產品的詳細信息并自動生成入庫單，從而提出了基于物聯網的自動入庫管理系統，對其結構和功能進行了詳細分析，并通過應用實例闡明了該系統的可行性和優勢。當然，電子標簽的成本問題、電子標簽與物聯網應用的相關標準和規范的制定、物聯網的信息安全等都是影響該系統應用普及的關鍵因素，因此，有必要對這些基礎性問題作進一步深入的研究。

    作者簡介：謝勇(1974-)，男，湖北黃陂人，副教授，研究方向為RFID與供應鏈管理、智能決策支持系統、電子商務與電子市場。