電力RFID智能電表倉儲管理系統(tǒng)

1、RFID智能電表倉儲管理系統(tǒng)設(shè)計方案2012 年 3 月杭州中瑞思創(chuàng)科技股份有限公司目錄1概述 錯誤！未指定書簽。1.1 前言 錯誤！未指定書簽。1.2關(guān)于RFID技術(shù)錯誤！未指定書簽。2智能電表RFID與條碼管理功能對比 錯誤！未指定書簽。2.1條碼掃描出入庫 錯誤！未指定書簽。2.2RFID電子標簽數(shù)據(jù)采集出入庫 錯誤！未指定書簽。2.2RFID技術(shù)優(yōu)勢 錯誤！未指定書簽。3系統(tǒng)方案 錯誤！未指定書簽。3.1設(shè)計目標錯誤！未指定書簽。3.2系統(tǒng)設(shè)計錯誤！未指定書簽。3.3工作流程錯誤！未指定書簽。4系統(tǒng)實施 錯誤！未指定書簽。4.1項目建設(shè)內(nèi)容錯誤！未指定書簽。4.2安裝部署錯誤！未指定書

2、簽。4.3設(shè)備部署方案錯誤！未指定書簽。4.4系統(tǒng)環(huán)境準備 錯誤！未指定書簽。1 概述1.1 前言為響應(yīng)國資委提出的利用 RFID 技術(shù)，高效合理的利用和管理國有資產(chǎn)，防止國有資產(chǎn) 的流失和浪費的號召，目前電力、通訊、 鐵路、 鋼鐵等行業(yè)國有大中型企業(yè)都在積極嘗試使 用 RFID 技術(shù)進行管理技術(shù)的革新?，F(xiàn)代倉儲管理已經(jīng)轉(zhuǎn)變成履行中心，它的功能包括：傳統(tǒng)的倉庫管理、交叉轉(zhuǎn)運 / 在途 合并、增值服務(wù)流程、退貨、質(zhì)量保證和動態(tài)客戶服務(wù)。RFID智能電表倉儲管理系統(tǒng)是一個實時的計算機軟件系統(tǒng)，它能夠按照運作的業(yè)務(wù)規(guī) 則和運算法則，對信息、資源、行為、存貨和分銷運作進行更完美地管理，使其最大化滿足

3、有效產(chǎn)出和精確性的要求。 這里所稱的 "倉儲 "包括生產(chǎn)和供應(yīng)領(lǐng)域中各種類型的儲存?zhèn)}庫和 配送中心。傳統(tǒng)的倉儲管理運作包括：收貨、上架、補貨、揀貨、包裝、發(fā)貨。在目前的競爭環(huán)境 下，企業(yè)必須不斷改進以適應(yīng)供應(yīng)鏈競爭的需要。倉儲管理系統(tǒng)按照常規(guī)和用戶自行確定的優(yōu)先原則， 來優(yōu)化倉庫的空間利用和全部倉儲 作業(yè)。對上，它通過電子數(shù)據(jù)交換 (EDI) 等電子媒介，與企業(yè)的局域網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，由主機下達收 貨和定單的原始數(shù)據(jù)。對下它通過無線網(wǎng)絡(luò)、手提終端、條碼系統(tǒng)和射頻數(shù)據(jù)通信(RFID)等信息技術(shù)與倉庫的員工聯(lián)系。上下相互作用，傳達指令、反饋信息并更新數(shù)據(jù)庫，同時， 生成所需的條碼標簽和單

4、據(jù)文件。1.2 關(guān)于 RFID 技術(shù)RFID技術(shù)是21世紀發(fā)展最快的一項高科技技術(shù)，隨著與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合， RFID技術(shù)展現(xiàn)出巨大的市場應(yīng)用潛力， 被稱為“物聯(lián)網(wǎng)” 和“第二代 Internet ”。無線射頻識別 (RFID) 技術(shù)是一種非接觸式自動識別技術(shù)，是英文 RadioFrequencyIdentification 的縮寫。它通 過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)， 識別工作無需可視及人工干預， 并可工作于 各種工作環(huán)境。無線射頻識別系統(tǒng)由電子標簽（ Tag）、讀寫器（Reader）和天線（Antenna ）三部分組 成。具體的工作原理如下圖所示： 上位機發(fā)送指令使讀寫器工作，

5、讀寫通過天線發(fā)送射頻信 號，電子標簽接收到射頻信號后，轉(zhuǎn)化為電流，供芯片工作，讀出內(nèi)部所儲存的數(shù)據(jù)，經(jīng)調(diào) 制后發(fā)送出去； 天線接收標簽反饋的信息并送至讀寫器， 經(jīng)解調(diào)后還原出標簽數(shù)據(jù)， 發(fā)送給 上位機進行處理。RFID 系統(tǒng)工作原理圖需要指出， 電子標簽不含有電池， 它接收到閱讀器的電磁信號后經(jīng)整流為直流電供芯片 工作，可做到免維護。每個電子標簽都有全球唯一的 ID 號，且有用戶數(shù)據(jù)區(qū)可供用戶寫入 信息，它的重量輕、體積小，壽命非常長、價格便宜，通過合理的加工工藝可以實現(xiàn)大規(guī)模 批量生產(chǎn)。RFID技術(shù)將為數(shù)據(jù)采集的應(yīng)用帶來重大的變革，射頻識別技術(shù)優(yōu)勢在于：1可長距離讀取數(shù)據(jù)。2無需可視，環(huán)境適

6、應(yīng)性好，穿透力強；3識讀準確率高，近乎 100%，遠遠高于條形碼的識讀率；4識讀速度快，最快每秒可同時讀取數(shù)百個電子標簽；5可識別高速運動物體；6可重復讀、寫數(shù)據(jù)；7使用壽命長 （10 萬次讀寫 ） ，信息存儲量大，耐用性強，不易損壞。作為一種在迅速發(fā)展并具有廣闊應(yīng)用前景的先進識別技術(shù)，RFID技術(shù)在讀取數(shù)量、讀取距離和讀取正確率等諸多方面均強化許多， 且在應(yīng)用層面上也更為廣泛， 是一項將取代條 碼且具有廣泛應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)，勢必成為下一代識別技術(shù)的主流。對推動RFID技術(shù)的應(yīng)用最有影響的是最近美國國防部（DOD和全球最大的連鎖超市 WAL-MAR全面采用符合EPC 標準的無源式超高頻 （UHF

7、）RFID電子標簽，以提高其物流管理效率和降低成本。因此，RFID技術(shù)被列為本世紀十大重要技術(shù)項目之一，世界各國無不全力發(fā)展。2 智能電表 RFID 與條碼管理功能對比2.1 條碼掃描出入庫目前， 電力公司的原始倉庫管理系統(tǒng)使用條形碼技術(shù)進行電表數(shù)據(jù)采集。 使用條形碼技 術(shù)采集數(shù)據(jù)需要倉庫工作人員對每只需要出入庫的電表進行單獨掃描， 而且掃描的時候條碼 槍光束必須對準電表標簽條形碼表面， 條形碼表面必須保持清潔、 整齊， 這樣就導致了電表 在倉庫出入庫的時間、 工作效率非常低。 由于電表是雙層放置電表周轉(zhuǎn)箱， 所以在掃描電表 條碼的時候工作人員需要把底層電表翻出來進行掃描操作，這樣給工作人員帶

8、來很大的不 便，而且大大的降低了倉庫管理人員的工作效率， 增加工作量。 電表掃描的時候不停的翻動 對電表的外觀將會有磨損， 影響了電表的質(zhì)量。 有時候不小心電表跌落在地將會導致電表的 直接報廢， 給倉庫管理增加了成本。 倉庫管理人員每掃描一只電表條形碼數(shù)據(jù)就需要實時上 傳到數(shù)據(jù)中心同時進行數(shù)據(jù)校驗， 在網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)不好的情況下出入庫工作將無法正常進行下去 或者工作進度非常緩慢。由此可以看出條形碼技術(shù)越來越不滿足現(xiàn)代化倉庫的高效率管理， 對倉庫管理中的數(shù)據(jù)采集技術(shù)到了升級的時候了。條形碼的載體是紙張，因此容易受到水、油漬、灰塵等污染，容易受到折損。條形碼技 術(shù)基本沒有穿透性， 條形碼掃描機必須在近距

9、離而且沒有物體阻擋的情況下， 才可以辨讀條 形碼數(shù)據(jù)， 而且條形碼技術(shù)一次只能掃描一個條形碼， 對于大批量的電表出入庫倉庫， 條形 碼技術(shù)根本滿足不了。 條形碼技術(shù)滿足不了現(xiàn)代化倉庫的工作需求， 由此造成了倉庫管理環(huán) 節(jié)中的一個短板，使得倉庫管理工作效率始終提不高。2.2RFID 電子標簽數(shù)據(jù)采集出入庫使用 RFID 技術(shù)對電表電子標簽進行掃描時， 電表可以隨意擺放， 對電表標簽表面的灰 塵要求可以不嚴格。 RFID 技術(shù)可以同時掃描整箱電表電子標簽數(shù)據(jù)，掃描完畢后才把數(shù)據(jù) 整體上傳和校驗。數(shù)據(jù)整體上傳和校驗在網(wǎng)絡(luò)不正常的情況下可以先保存在本地計算機上， 等到網(wǎng)絡(luò)正常的時候再進行上傳和校驗工作

10、， 這樣就可以到達不影響出入庫的工作進度。 由 于 RFID 數(shù)據(jù)采集技術(shù)可以做到整箱數(shù)據(jù)采集所以大大節(jié)省了電表出入庫的工作時間， 最大 程度上提高倉庫管理工作的效率。?RFID 掃描設(shè)備可同時讀取多個 ?RFID 電子標簽， 理想效果可以同時掃描百個以上電子 標簽。 ?RFID 技術(shù)在讀取上并不受尺寸大小與形狀限制，不需要為了讀取精確度而配合紙張的 固定尺寸和印刷品質(zhì)。RFID 電子標簽對水滴、油和化學藥品等物質(zhì)具有很強抵抗性，對標簽數(shù)據(jù)的讀取環(huán)境 要求不是很苛刻。 ?在被覆蓋的情況下， ?RFID 技術(shù)能夠穿透紙張、木材和塑料等非金屬或非透明的材質(zhì)， 并能夠進行穿透性通信。由于？RFID承

11、載的是電子式信息，其數(shù)據(jù)內(nèi)容可以有密碼保護，使其內(nèi)容不易被偽造及 變更。近年來， ?RFID 因其所具備的遠距離讀取、 高儲存量等特性而備受矚目。 它不僅可以幫 助一個企業(yè)大幅提高貨物、 資產(chǎn)信息管理的效率， 還可以讓銷售企業(yè)和制造企業(yè)互聯(lián)， 從而 更加準確地接收反饋信息，控制需求信息，優(yōu)化整個信息系統(tǒng)管理流程。下面為 RFID 設(shè)備掃描電表電子標簽現(xiàn)場操作圖：RFID 出入庫RFID 移動掃描設(shè)備使的工作人員操作起來工作量減少了很多，不需要在電表周轉(zhuǎn)箱翻 動電表，只要把電表以箱為單位放入 RFID 掃描器就可以完成數(shù)據(jù)采集工作了。2.2RFID 技術(shù)優(yōu)勢RFID 技術(shù)相比條碼技術(shù)的優(yōu)勢在于數(shù)

12、據(jù)采集時間縮短，讀取精度提高，對電表表面的 清潔程度要求不是很嚴格。 RFID 技術(shù)可以每秒讀取多達 20 只電表電子標簽， 而且 RFID 技 術(shù)可以穿透電表讀取底層電表電子標簽的數(shù)據(jù)信息。下面以 10 箱（24 只一箱 ）電表入庫來進行條碼技術(shù)和 RFID 技術(shù)的工作時間、 強度比較。一箱電表共 24只， 10箱電表則 240 只。條碼掃描槍掃描一只電表的條形碼需要約 2秒 鐘，掃描 240 只電表則需要約 480 秒鐘，加上電表的移動、搬箱、數(shù)據(jù)上傳、校驗時間使用 條碼槍入庫 240 只電表總共需要約 980 秒鐘（約 16 分鐘），而且這樣的工作強度會使倉庫工作人員容易疲勞。使用RFI

13、D技術(shù)掃描一箱電表（24只電表）需要約2妙，掃描10箱則需要20秒鐘，加上 搬箱、數(shù)據(jù)上傳、校驗的時間，使用 RFID技術(shù)掃描240只電表總共需要的時間約 200秒鐘 （約3分鐘），而且這種工作模式的強度不容易使倉庫工作人員疲勞，工人連續(xù)工作的時間加長。條形碼掃描技術(shù)在工作時間上是RFID技術(shù)的5倍左右，工作強度約 5倍以上。由以上計算比較可以看出 RFID技術(shù)相比條形碼技術(shù)在工作強度、工作時間上都有非常大的優(yōu)勢。下面為統(tǒng)計列表：項目RFID技術(shù)條形碼技術(shù):掃描一個電表時間2秒2秒一次掃描電表數(shù)量24個1個掃描電表所需時間20秒480秒搬運、校對時間180秒500秒總耗費時間200秒980秒3

14、 系統(tǒng)方案3.1 設(shè)計目標采用 RFID 技術(shù)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫和信息管理等技術(shù)，為倉庫管理者提供基于 RFID 技 術(shù)的新型的倉庫信息化管理。最大程度上提高倉庫的出入庫效率。系統(tǒng)實施的目標：1、建立完整的電表倉庫計算機管理系統(tǒng)， 實現(xiàn)電表電子標簽打印、 信息寫入、 電子標 簽張貼、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計、信息分析、查詢、報表等整個流程的管理。2、高速防沖撞機制能同時百分百讀取 24 只電表電子標簽，提高電表出入庫的效率。 箱標簽完成對電表標簽進行捆綁，以便電表的多種出庫模式。3、電表出庫實現(xiàn)條碼掃描槍、批量 RFID 采集、以箱為單位數(shù)據(jù)采集、直接箱號輸入 等出庫模式。4、可以快速完成倉庫盤點

15、，及時掌握倉庫庫存。3.2 系統(tǒng)設(shè)計1、系統(tǒng)組成本系統(tǒng)是集成 RFID 自動識別技術(shù)、計算機軟件及控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為一體的創(chuàng)新型 項目。系統(tǒng)大致應(yīng)包括數(shù)據(jù)中心、 RFID 打印機、電表供應(yīng)商電子標簽粘貼、電表入庫、盤點、 電表出庫、統(tǒng)計查詢，等幾大功能模塊，具體見下圖：系統(tǒng)功能圖2、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)該系統(tǒng)主要有前端標簽編碼分配、電子標簽打印、信息寫入， 電子標簽粘貼，電網(wǎng)公司倉庫電表倉儲管理， 電網(wǎng)公司倉庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心三個主要功能模塊組成。 這三個功能模 塊的分布可以集中也可以分散在不同的單位。3.3 工作流程主管部門根據(jù)銷售需求分配指定電表序列號碼。 電表序列號碼由主管部門分配給電子標 簽

16、供應(yīng)商。 供應(yīng)商根據(jù)編碼進行標簽打印和信息寫入。 打印好的電子標簽由電表生產(chǎn)廠家在 生產(chǎn)線進行粘貼。 粘貼好電子標簽的電表配送給相應(yīng)的供電局倉庫。 由此就進入了電網(wǎng)公司 的 RFID 倉儲管理信息系統(tǒng)。對需要出入庫的電表可以通過RFID 設(shè)備進行出入庫數(shù)據(jù)采集。當粘貼有電子標簽的電表通過掃描設(shè)備時， 天線以微波通訊的方式與電子標簽進行雙向 數(shù)據(jù)交換，從電子標簽上讀取相關(guān)信息（讀取與現(xiàn)有條形碼內(nèi)容相同的信息） ，并把數(shù)據(jù)信 息實時的傳送到數(shù)據(jù)中心。1、編碼分配電表電子標簽的編碼需主管上級部門進行按需分配。 主管上級部門把規(guī)劃好的電表電子 標簽編碼發(fā)送給電子標簽打印部門。開始了倉庫 RFID 管理

17、的第一步。2、電子標簽打印、信息寫入電表電子標簽的打印、信息寫入工作可以由 RFID 標簽供應(yīng)商完成，以保證標簽信息的 正確。也可以由電表生產(chǎn)工廠完成打印工作， 這樣節(jié)省了電子標簽的流通環(huán)節(jié)減少系統(tǒng)運營 成本。電子標簽打印需要由專業(yè)的 RFID 打印機完成，在打印的同時把電表編碼寫入電子標 簽數(shù)據(jù)存儲區(qū)。 電子標簽表面可以根據(jù)需要選擇字體和圖標。 除了電表需要粘貼電子標簽以 外，電網(wǎng)公司的電表周轉(zhuǎn)箱也需要粘貼一個箱電子標簽， 該項工作需要由電網(wǎng)公司自己負責 完成。 箱電子標簽主要是負責捆綁電表數(shù)據(jù)信息， 為管理系統(tǒng)后面的工作環(huán)節(jié)增加方便， 提 供操作效率。3、電子標簽粘貼電表電子標簽粘貼工作必

18、須由電表廠家完成比較方便。 電子標簽供應(yīng)商把打印好的發(fā)送 到相應(yīng)的電表廠家， 電表廠家在電表生產(chǎn)線末端對電表進行電子標簽粘貼工作。 電子標簽粘 貼工作一定要保證編碼的正確配對， 以免造成電網(wǎng)的倉儲管理混亂。 電表生產(chǎn)廠家把粘貼好 電子標簽的電表運送到電網(wǎng)公司倉庫進行入庫、校驗等工作。4、電表入庫電網(wǎng)公司倉庫接收到生產(chǎn)廠家的電表需要進行倉庫管理的正常工作流程。 粘貼由電子標 簽的電表入庫需要通過 RFID 專業(yè)掃描設(shè)備進行數(shù)據(jù)采集作為管理系統(tǒng)的唯一數(shù)據(jù)源。電表 入庫可以有兩種模式選擇：一、批量入庫；二、單箱入庫。批量入庫首先把需要入庫的電表以箱為單位，通過RFID 移動掃描設(shè)備，當所有需要入庫的

19、電表全部掃描完成后，再進行數(shù)據(jù)上傳、 校驗工作。 批量入庫模式操作方便、 工作速度 快，但是批量入庫模式?jīng)]有了箱標簽捆綁的保證， 所有批量入庫的電表默認為存放在 1 號電 表箱。 批量入庫有可能造成不合格的電表出現(xiàn)在倉庫難以辨認、 排查，只有在出庫的嚴格檢 查才可以把不合格的電表清除進行重新入庫。 對于批量入庫的電表則必須要進行批量出庫操 作。單箱入庫相比較批量入庫在速度上稍慢， 操作也比較簡便。 單箱入庫的最大優(yōu)勢在于可 以把電表和箱號捆綁入庫， 這樣操作就保證了電表入庫的精確操作， 把不合格的電表在入庫 環(huán)節(jié)排查出來， 禁止進入倉庫， 以此保證倉庫的電表全部為合格電表。 在入庫環(huán)節(jié)嚴格把關(guān)

20、 就可以最大程度上減少出庫環(huán)節(jié)的工作量，減少出庫操作錯誤，提高出庫效率。5、電表盤點電表盤點主要是查看電表的數(shù)量和在倉庫的電表編碼。電表盤點只需要使用 RFID 手持 設(shè)備掃描電表箱號就可以查看電表是否在庫，數(shù)量是否齊全。6、電表出庫電表出庫可以有多種模式選擇， 是操作最方便的環(huán)節(jié)。 對于批量入庫的電表必須的選擇 批量出庫模式。 批量出庫時查找不合格電表稍微麻煩一些， 這樣有點增加現(xiàn)場工作人員的工 作量。一般建議盡量少用批量出庫模式。對于以單箱捆綁入庫的電表就可以選擇兩種模式出庫極為方便快捷。首先對于單箱入庫的電表可以采用 RFID手持機掃描箱號進行單箱出庫，這樣操作非常簡單。 RFID手持機

21、掃描 箱電子標簽號碼需要工作人員進入倉庫對箱標簽進行掃描操作，這樣操作就可以對倉庫的電表出庫進行有效的出庫規(guī)劃。第三種出庫方式就是在營銷系統(tǒng)界面直接輸入箱電子標簽號碼也可以直接進行出庫操 作。直接輸入箱號碼出庫只需要把出庫的電表箱號按順序排列好就可以在辦公室直接操作出 庫不需要工作人員去倉庫掃描， 但是這種操作方式需要工作人員對倉庫的電表擺放和電表位 置非常熟悉才不會給倉庫管理帶來麻煩和錯誤。綜合以上的情況可以看出，使用 RFID 管理 技術(shù)在電表出入庫管理上大大的減少工作量， 極大的提高倉庫管理工作效率， 減少錯誤操作 的可能。7、電表查詢電表的一些相關(guān)的詳細信息查詢可以在電網(wǎng)公司營銷系統(tǒng)上

22、面完成。 營銷系統(tǒng)可以把倉 庫內(nèi)每只電表的詳細信息顯示給工作人員，為工作人員的下一步操作做出正確的判斷。8、數(shù)據(jù)中心該管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心由營銷系統(tǒng)開發(fā)人員創(chuàng)建、維護、管理。 RFID 倉庫管理系統(tǒng)只 需要把重要的電表數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)中心即可。數(shù)據(jù)中心負責倉庫電表數(shù)據(jù)的安全保護工作。9、接口軟件接口軟件在該項目里面也承擔了很大的作用，接口軟件是 RFID 掃描設(shè)備和電網(wǎng)公司營 銷系統(tǒng)結(jié)合的橋梁。接口軟件主要負責把通過RFID 掃描設(shè)備的電表電子標簽信息全部發(fā)送到數(shù)據(jù)中心進行記錄保存。 這個接口軟件具有批量出入庫、 單箱出入庫兩種模式供倉庫管理 人員選擇。 接口軟件啟動的時候默認為是單箱出入庫模式，

23、 如果用戶需要批量出入庫的話則 需要進行模式選擇。該軟件界面友好、操作簡單容易掌握軟件的操作技巧。4 系統(tǒng)實施4.1 項目建設(shè)內(nèi)容RFID將電表采用周轉(zhuǎn)箱存放， 電表和周轉(zhuǎn)箱安裝有電子標簽， 出入庫環(huán)節(jié)輸送帶上安裝 讀寫裝置， 讀寫電表和周轉(zhuǎn)箱的電子標簽信息， 工作人員就可根據(jù)讀寫電子標簽信息進行出 入庫。讀寫系統(tǒng)由光電傳感器控制讀卡，通過以太網(wǎng)和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進行數(shù)據(jù)交換。4.2 安裝部署1、入庫環(huán)節(jié)在此環(huán)節(jié)部署 RFID 固定式讀寫設(shè)備、電表和周轉(zhuǎn)箱標簽信息讀寫關(guān)聯(lián)軟件。具體內(nèi)容包括：RFID固定式讀寫設(shè)備安裝調(diào)試電腦操作臺安裝調(diào)試2、出庫環(huán)節(jié)此環(huán)節(jié)部署RFID固定式讀寫設(shè)備、操作電腦、批量出庫讀寫軟件。具體內(nèi)容包括：RFID固定式設(shè)備安裝調(diào)試電腦操作臺安裝調(diào)試4.3 設(shè)