基于RFID的智能倉儲管理系統的設計與實現
近年來,隨著我國倉儲行業的不斷發展,倉儲管理作業變得多樣化和復雜化。采用條碼技術和人工識別的傳統倉庫管理方式,人工成本比較高,工作效率不理想。隨著RFID技術的不斷成熟,可以利用RFID技術較好地解決目前存在的問題。本文主要介紹了一套基于RFID的智能倉儲管理系統設計與實現。
1 主要技術簡介
1.1 RFID簡介
RFID是Radio Frequency Identification的縮寫,即射頻識別。它可以方的便對物品進行非接觸式識別。一套RFID系統由閱讀器與轉發器組成,由閱讀器發射一特定頻率的無線電波能量給轉發器,用以驅動轉發器電路將其內部IDCode送出,此時閱讀器便接收此ID Code,從而對物品批量的進行快速有效識別。
1.2 Zigbee簡介
Zigbee作為一種近年來新興的無線網絡技術,主要用于近距離的無線連接。它利用自己的協議標準,在只需要很少能量的情況下,以接力的方式通過無線電波將數據從一個傳感器傳到另一個傳感器,其通信效率非常高。
2 整體架構設計
本智能倉儲管理系統主要由上位機與RFID手持讀卡器兩部分組成,其通信采用Zigbce協議。上位機程序包括上位機前臺程序、后臺程序兩部分。前臺程序可運行于多個PC,后臺程序運行在服務器。整體架構如圖1所示。

2.1 上位機前臺程序
上位機前臺程序包括操作界面與管理員界面。操作界面由入庫操作與出庫操作組成。管理員界面由標簽注冊、寫入數據和讀取數據等組成。
2.2 上位機后臺程序
手持讀卡器非接觸式讀取物品RFID標簽后,把所讀數據發送給后臺程序,經過后臺解析將物品的詳細信息實時回傳到手持讀卡器的液晶屏上。數據采用GB2312編碼,后臺程序采用串口與各Zigbee節點通信。上位機工作流程如圖2所示。

2.3 Zigbee通信協議
Zigbee節點主要負責數據的轉發,包括上位機與固定節點和上位機與手持讀卡器數據的轉發。
2.4 手持讀卡器
手持讀卡器主要利用RFID技術負責對倉庫內商品的出入庫查詢,其具有兩個功能:單品識別和多品識別。單品識別不采用防碰撞機制一次只能識別一個商品上的RFID標簽,多品識別采用防碰撞機制可以同時識別上千個RFID標簽,識別的標簽存儲在隊列中。手持讀卡器在對倉庫內的商品進行查詢時首先進行標簽識別和解析,解析標簽的數據后獲得標簽的UII(唯一物品識別碼)。通過標簽的UII將數據庫中的數據顯示在手持讀卡器上,以便倉庫管理員能夠方便地進行商品查詢。
3 系統功能設計
3.1 手持讀卡器系統設計
本系統手持讀卡器采用ARM公司的STM32F103嵌入式處理器作為控制單元的主控制器,中軟吉大JX200E系列的UHF 900M超高頻閱讀器芯片作為射頻收發模塊的核心,將uC/OS-II實時操作系統和FATfs文件系統移植到ARM處理器上,完成任務調度,并在此基礎上控制高頻閱讀器芯片讀取每個商品唯一的的RFID標簽數據。使手持機讀卡器與上位機通信,獲取數據庫中存儲物品的詳細信息,實時顯示在其液晶屏上,進而實現基于RFID的智能倉儲管理。手持讀卡器系統結構如圖3所示。

3.2 管理系統設計
倉儲管理系統功能結構如圖4所示,主要包括信息瀏覽,商品管理,人員管理。其中,信息瀏覽主要包括查看商品信息,注冊信息,人員信息,入庫信息,出庫信息的功能。商品管理主要具有增加商品,刪除商品及更新數據的功能。人員管理主要具有增加人員,刪除人員及更新數據的功能。

4 系統功能實現
本系統采用Microsoft Visual Studio 2012的VC++6.0作為開發工具,以Microsoft SQL Server2012作為數據庫管理系統實現,以下是對其主要功能的介紹。
4.1 用戶登錄
打開倉儲管理系統進入登錄頁面,數據庫用戶信息表中有管理員和普通用戶權限。其中用UserPermission字段用來存儲是否有管理員權限,其數據類型為bit。如果判斷為true則具有管理員權限,如果為false則為普通用戶。數據庫中主要涉及管理員對數據庫中商品信息的瀏覽和查看。
4.2 系統管理操作
管理員直接面對的就是管理界面中的數據,通過對管理界面中商品信息的瀏覽進而有效管理倉庫商品信息。首先是管理界面中的信息瀏覽,該界面包括商品信息,注冊信息,人員信息,入庫信息,出庫信息等。在商品信息中可查看商品的編號,商品的名稱,能夠直觀的了解商品,在所在商品行單擊可查看商品的描述。在注冊信息中可查看商品標簽的UII,商品的名稱,以便第一時間掌握商品注冊信息。人員信息中包括用戶名和密碼等信息,其中用戶可分為管理員和普通用戶。入出庫信息包含商品UII,入出庫時間,商品名稱,操作員等。系統管理界面如圖5所示。

4.3 商品管理界面
商品管理是整個上位機操作的核心。為了獲得數據庫中的數據來填充數據集以顯示具體信息,需在數據訪問類StorageDB中構建成員函數,實現對各個表的調用從而顯示表中的具體信息。這里入庫出庫信息的顯示就是在成員函數中對入庫出庫表的調用,從而顯示入庫出庫信息的目的。商品管理界面包含商品編號以及對應的商品名稱。同時具有添加商品和刪除商品的功能。
當庫存貨物中沒有該商品時,可對該商品進行添加操作。當不再需要該商品時,可對該商品進行刪除操作,及時更新數據。這里為了及時更新數據庫中的數據,同樣在StorageDB中構建了函數BooleanUpdateTable。
通過SqlCommandBuilder GoodsTableBurider=new Sql CommandBuilder(adapter)來實現對數據的更新。DataGrid控件綁定數據訪問類GoodsTable屬性,并實現增加商品,刪除商品功能,其具體實現也是調用數據訪問類中函數來實現。
應用雙向數據綁定,從StorageDB對象中提取信息供界面顯示、操作。減少后臺代碼復雜的操作,方便了數據的更新和多界面間數據的同步。各文本框分別綁定。
Text=“{Binding Path=GoodsNumber}”
Text=“{Binding Path=GoodsName}”
Text=“{Binding Path=GoodsDescription}”
在相關文本框中進行修改后點擊更新調用數據訪問類中的更新函數,即可更新到數據庫中。如圖6所示。在管理界面左上角顯示的UII單品搜索文本框中輸入標簽的UII即可查詢單個UII的詳細記錄。其詳細記錄包括商品的注冊信息,入庫信息和出庫信息等。

5 結束語
本文主要介紹了一套RFID與計算機終端管理軟件相結合的智能倉儲管理系統。實現了貨物智能化的入庫出庫,完整的貨物信息瀏覽,對商品的分類管理和動態盤點,可以有效提高倉儲效率,具有一定的應用價值。