物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計物聯(lián)網(wǎng)智能倉儲系統(tǒng)的設(shè)計摘要:倉儲管理是倉儲機(jī)構(gòu)為了充分利用所具有的倉儲資源提供高效的倉儲服務(wù)所進(jìn)行的計劃、組織、控制和協(xié)調(diào)過程，包括貨物入庫，管理，出庫等多項工作，這些工作準(zhǔn)確性要求高、工作量大，人工作業(yè)強(qiáng)度和難度都十分巨大。因此，迫切需要能自動識別產(chǎn)品的技術(shù)和方法，以減輕管理人員的工作量，提高工作效率。倉儲管理的關(guān)鍵在于對物品的識別和產(chǎn)品信息的采集，RFID電子標(biāo)簽以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)成為物品自動識別的關(guān)鍵技術(shù)，而物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings）則為物品信息共享和互通提供了一個高效、快捷的網(wǎng)絡(luò)平臺。本文設(shè)計出一個基于物聯(lián)網(wǎng)的倉儲管理系統(tǒng)，其基本原理就是以電子標(biāo)簽作為物品識別和信息采集的技術(shù)紐帶，通過讀寫器和中間件讀取物品RFID電子標(biāo)簽中的EPC代碼對物品進(jìn)行自動識別，通過物聯(lián)網(wǎng)ONS服務(wù)器獲取EPC代碼相對應(yīng)的詳細(xì)信息，從而達(dá)到自動化管理的目的，不但增加了一天內(nèi)處理貨物的數(shù)量，還監(jiān)督這些貨物的一切信息，對其數(shù)量，種類，保質(zhì)日期等信息進(jìn)行及時準(zhǔn)確的跟蹤與更新，避免人為操作的失誤，提高管理效率。關(guān)鍵詞:倉儲管理RFID物聯(lián)網(wǎng)EPCDesignoftheInternetofThingsinIntelligentWarehouseManagementABSTRACT:Warehousemanagementistheplanning,organizing,controllingandcoordinatingprocesswhichthewarehouseorganizationcarriesoutforthesakeoftakingfulladvantageofthestorageresources,includingputtingthegoodsinandfetchingthemoutfromthewarehouseandmanagingthemTheseworksareallrequiredhighstrengthandaccuracy,anewthechnologywhichcanidentifythegoodsandcollecttheirinformationautomaticallyisneededurgentlytoImprovetheworkingefficiencyandreducetheworkload.Thekeypointofwarehousemanagementisidentifyingthegoodsandcollectingtheirinformationautomatically,RFIDtagbecaomesthekeypointofautomaticallyidentifyingwithitsuniqueadvantages,andtheIntenetofThingsprovidesanefficient,fastnetworkplatformofInformationsharingandexchangingforthegoods.Inthisthesis,thewarehousemanagementsystembasedontheInternetofThingsisproposed,whichachievesidentifyingthegoodsandcollecttheirinformationautomaticallybyusingEPC,RFIDadnmiddlewareasthebridgeofgoodsidentifying,andusingtheONSserviceasthemeansofinformationcollecting.Usingthissystem,theefficiencycanbeimprovedSignificantly,notonlyincreasingtheamountofthegoodswhichisneededtoprocessed,butalsoreducingthemistakeswhichmightbetakenbymanualoperations.Keywords:WarehouseManagementRFIDInternetofThingsEPC前言根據(jù)華夏物聯(lián)網(wǎng)研究中心調(diào)查了解，目前在中國倉儲業(yè)應(yīng)用最普遍的物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)就是RFID技術(shù)，在一些先進(jìn)的倉儲配送中心，RFID標(biāo)簽及智能手持RF終端產(chǎn)品有比較廣泛的應(yīng)用。這是因為RFID技術(shù)與托盤系統(tǒng)結(jié)合，在倉儲配送中心閉環(huán)應(yīng)用，可以有效降低成本；此外，基于RFID技術(shù)的只能手持揀選終端，可以提升揀選效率和速度。2010年隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，RFID技術(shù)在倉儲業(yè)應(yīng)用也獲得了快速發(fā)展，增長速度預(yù)計在18%以上。在普通的倉儲系統(tǒng)中，除了基于條碼自動識別等技術(shù)具有最廣泛應(yīng)用外，“電子標(biāo)簽輔助揀選系統(tǒng)”也有普遍的應(yīng)用。這里所謂的電子標(biāo)簽指的不是RFID標(biāo)簽，而是指采用電子指示標(biāo)簽進(jìn)行揀選作業(yè)的系統(tǒng)。利用這一系統(tǒng)，將出入庫訂單經(jīng)計算機(jī)系統(tǒng)分解，傳輸?shù)截浖軅€貨位，用電子手段顯示揀選的數(shù)量的輔助揀選系統(tǒng)。這一系統(tǒng)簡潔實用，應(yīng)用較廣。近兩年出現(xiàn)了采用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)傳輸揀選數(shù)據(jù)，不用現(xiàn)場布線搭建系統(tǒng)，大大方便了技術(shù)的應(yīng)用。在先進(jìn)的倉儲配送系統(tǒng)中，全自動輸送分揀系統(tǒng)也常用激光、紅外等技術(shù)進(jìn)行物品感知、定位與計數(shù)，進(jìn)行全自動的快速分揀。此外為了使倉儲作業(yè)做到可視化，對倉庫實行視頻監(jiān)控，部分倉儲系統(tǒng)采用了視頻感知監(jiān)控系統(tǒng)，取得了良好的效果。2010年，一種基于輔助語音揀選的系統(tǒng)也開始在國內(nèi)得到應(yīng)用。這一系統(tǒng)由倉儲信息系統(tǒng)將出入庫的訂單進(jìn)行分解處理，形成語音提示信息，借助無線網(wǎng)絡(luò)和戴在揀貨員頭上的耳機(jī)，向揀貨員發(fā)出揀貨指令，完成揀選作業(yè)。此外，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，2010年在無錫糧食物流中心、濟(jì)寧物聯(lián)網(wǎng)大蒜冷庫基地，均采用了溫度、濕度等傳感器感知技術(shù)，將傳感器技術(shù)與其他感知技術(shù)集成，實時感知物品的溫度、濕度等物理信息，使感知技術(shù)得到更深入應(yīng)用。目前倉儲業(yè)智能終端技術(shù)有機(jī)器人技術(shù)、RF手持終端、語音提示終端、視頻監(jiān)控終端、無人搬運(yùn)車等技術(shù)。借助這些技術(shù)，實現(xiàn)了物品的自動搬運(yùn)、機(jī)器人自動堆碼跺、物品自動識別、智能輔助人工揀選等作業(yè)。在智能倉儲管控系統(tǒng)中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與WMS技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)了倉儲也智能化與自動化。能夠?qū)崿F(xiàn)對物流過程智能控制與管理的還不多，物聯(lián)網(wǎng)及物流信息化還僅僅停留在對物品自動識別、自動感知、自動定位、過程追溯、在線追蹤、在線調(diào)度等一般的應(yīng)用。專家系統(tǒng)、數(shù)據(jù)挖掘、網(wǎng)絡(luò)融合與信息共享優(yōu)化、智能調(diào)度與線路自動化調(diào)整管理等智能管理技術(shù)應(yīng)用還有很大差距。目前只是在企業(yè)物流系統(tǒng)中，部分物流系統(tǒng)還可以做到與企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)無縫結(jié)合，智能運(yùn)作；在部分全智能化和自動化的物流中心的物流信息系統(tǒng)，可以做到全自動化與智能化物流作業(yè)。第1章緒論1.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)簡介物聯(lián)網(wǎng)(InternetofThings)指的是將無處不在（Ubiquitous）的末端設(shè)備（Devices）和設(shè)施（Facilities），包括具備“內(nèi)在智能”的傳感器、移動終端、工業(yè)系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)、家庭智能設(shè)施、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等、和“外在使能”(Enabled)的，如貼上RFID的各種資產(chǎn)（Assets）、攜帶無線終端的個人與車輛等等“智能化物件或動物”或“智能塵?！保∕ote），通過各種無線和/或有線的長距離和/或短距離通訊網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互聯(lián)互通（M2M)、應(yīng)用大集成（GrandIntegration)、以及基于云計算的SaaS營運(yùn)等模式，在內(nèi)網(wǎng)（Intranet）、專網(wǎng)（Extranet）、和/或互聯(lián)網(wǎng)（Internet）環(huán)境下，采用適當(dāng)?shù)男畔踩Ｕ蠙C(jī)制，提供安全可控乃至個性化的實時在線監(jiān)測、定位追溯、報警聯(lián)動、調(diào)度指揮、預(yù)案管理、遠(yuǎn)程控制、安全防范、遠(yuǎn)程維保、在線升級、統(tǒng)計報表、決策支持、領(lǐng)導(dǎo)桌面（集中展示的CockpitDashboard)等管理和服務(wù)功能，實現(xiàn)對“萬物”的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)保”的“管、控、營”一體化?！拔锫?lián)網(wǎng)技術(shù)”的核心和基礎(chǔ)仍然是“互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”，是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品和物品之間，進(jìn)行信息交換和通訊。因此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的定義是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)叫做物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。1.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)生的背景1、1990年物聯(lián)網(wǎng)的實踐最早可以追溯到1990年施樂公司的網(wǎng)絡(luò)可樂販?zhǔn)蹤C(jī)——NetworkedCokeMachine。2、1999年在美國召開的移動計算和網(wǎng)絡(luò)國際會議首先提出物聯(lián)網(wǎng)(InternetofThings)這個概念；是1999年MITAuto-ID中心的Ashton教授在研究RFID時最早提出來的。提出了結(jié)合物品編碼、RFID和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的解決方案。當(dāng)時基于互聯(lián)網(wǎng)、RFID技術(shù)、EPC標(biāo)準(zhǔn)，在計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用射頻識別技術(shù)、無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)等，構(gòu)造了一個實現(xiàn)全球物品信息實時共享的實物互聯(lián)網(wǎng)“Internetofthings”（簡稱物聯(lián)網(wǎng)），這也是在2003年掀起第一輪華夏物聯(lián)網(wǎng)熱潮的基礎(chǔ)。1999年，在美國召開的移動計算和網(wǎng)絡(luò)國際會議提出了“傳感網(wǎng)是下一個世紀(jì)人類面臨的又一個發(fā)展機(jī)遇”。3、2003年，美國《技術(shù)評論》提出傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是未來改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首。4、2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會（WSIS）上，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，引用了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。物聯(lián)網(wǎng)的定義和范圍已經(jīng)發(fā)生了變化，覆蓋范圍有了較大的拓展，不再只是指基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)。報告指出，無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時代即將來臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網(wǎng)主動進(jìn)行交換。射頻識別技術(shù)（RFID）、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用。根據(jù)ITU的描述，在物聯(lián)網(wǎng)時代，通過在各種各樣的日常用品上嵌入一種短距離的移動收發(fā)器，人類在信息與通信世界里將獲得一個新的溝通維度，從任何時間任何地點(diǎn)的人與人之間的溝通連接擴(kuò)展到人與物和物與物之間的溝通連接。物聯(lián)網(wǎng)概念的興起，很大程度上得益于國際電信聯(lián)盟2005年以物聯(lián)網(wǎng)為標(biāo)題的年度互聯(lián)網(wǎng)報告。然而，ITU的報告對物聯(lián)網(wǎng)缺乏一個清晰的定義。雖然目前國內(nèi)對物聯(lián)網(wǎng)也還沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)定義，但從物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)上看，物聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展到一定階段后出現(xiàn)的一種聚合性應(yīng)用與技術(shù)提升，將各種感知技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能與自動化技術(shù)聚合與集成應(yīng)用，使人與物智慧對話，創(chuàng)造一個智慧的世界。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被稱為是信息產(chǎn)業(yè)的第三次革命性創(chuàng)新。物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)概括起來主要體現(xiàn)在三個方面：一是互聯(lián)網(wǎng)特征，即對需要聯(lián)網(wǎng)的物一定要能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)互通的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；二是識別與通信特征，即納入物聯(lián)網(wǎng)的“物”一定要具備自動識別與物物通信（M2M）的功能；三是智能化特征，即網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)具有自動化、自我反饋與智能控制的特點(diǎn)。5、2008年后，為了促進(jìn)科技發(fā)展，尋找經(jīng)濟(jì)新的增長點(diǎn)，各國政府開始重視下一代的技術(shù)規(guī)劃，將目光放在了物聯(lián)網(wǎng)上。在中國，同年11月在北京大學(xué)舉行的第二屆中國移動政務(wù)研討會“知識社會與創(chuàng)新2.0”提出移動技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展代表著新一代信息技術(shù)的形成，并帶動了經(jīng)濟(jì)社會形態(tài)、創(chuàng)新形態(tài)的變革，推動了面向知識社會的以用戶體驗為核心的下一代創(chuàng)新（創(chuàng)新2.0）形態(tài)的形成，創(chuàng)新與發(fā)展更加關(guān)注用戶、注重以人為本。而創(chuàng)新2.0形態(tài)的形成又進(jìn)一步推動新一代信息技術(shù)的健康發(fā)展。6、2009年1月28日，奧巴馬就任美國總統(tǒng)后，與美國工商業(yè)領(lǐng)袖舉行了一次“圓桌會議”，作為僅有的兩名代表之一，IBM首席執(zhí)行官彭明盛首次提出“智慧地球”這一概念，建議新政府投資新一代的智慧型基礎(chǔ)設(shè)施。當(dāng)年，美國將新能源和物聯(lián)網(wǎng)列為振興經(jīng)濟(jì)的兩大重點(diǎn)。2009年2月24日2009IBM論壇上，IBM大中華區(qū)首席執(zhí)行官錢大群.公布了名為“智慧的地球”的最新策略。此概念一經(jīng)提出，即得到美國各界的高度關(guān)注，甚至有分析認(rèn)為IBM公司的這一構(gòu)想極有可能上升至美國的國家戰(zhàn)略，并在世界范圍內(nèi)引起轟動。IBM認(rèn)為，IT產(chǎn)業(yè)下一階段的任務(wù)是把新一代IT技術(shù)充分運(yùn)用在各行各業(yè)之中，具體地說，就是把感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，并且被普遍連接，形成物聯(lián)網(wǎng)。在策略發(fā)布會上，IBM還提出，如果在基礎(chǔ)建設(shè)的執(zhí)行中，植入“智慧”的理念，不僅僅能夠在短期內(nèi)有力的刺激經(jīng)濟(jì)、促進(jìn)就業(yè)，而且能夠在短時間內(nèi)為中國打造一個成熟的智慧基礎(chǔ)設(shè)施平臺。IBM希望“智慧的地球”策略能掀起“互聯(lián)網(wǎng)”浪潮之后的又一次科技產(chǎn)業(yè)革命。IBM前首席執(zhí)行官郭士納曾提出一個重要的觀點(diǎn)，認(rèn)為計算模式每隔15年發(fā)生一次變革。這一判斷像摩爾定律一樣準(zhǔn)確，人們把它稱為“十五年周期定律”。1965年前后發(fā)生的變革以大型機(jī)為標(biāo)志，1980年前后以個人計算機(jī)的普及為標(biāo)志，而1995年前后則發(fā)生了互聯(lián)網(wǎng)革命。每一次這樣的技術(shù)變革都引起企業(yè)間、產(chǎn)業(yè)間甚至國家間競爭格局的重大動蕩和變化。而互聯(lián)網(wǎng)革命一定程度上是由美國“信息高速公路”戰(zhàn)略所催熟。20世紀(jì)90年代，美國克林頓政府計劃用20年時間,耗資2000億-4000億美元,建設(shè)美國國家信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。而今天，“智慧地球”戰(zhàn)略被不少美國人認(rèn)為與當(dāng)年的“信息高速公路”有許多相似之處，同樣被他們認(rèn)為是振興經(jīng)濟(jì)、確立競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵戰(zhàn)略。該戰(zhàn)略能否掀起如當(dāng)年互聯(lián)網(wǎng)革命一樣的科技和經(jīng)濟(jì)浪潮，不僅為美國關(guān)注，更為世界所關(guān)注。2009年8月溫家寶總理在視察中科院無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究所時，對于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用也提出了一些看法和要求。自溫總理提出“感知中國”以來,物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，寫入“政府工作報告”，物聯(lián)網(wǎng)在中國受到了全社會極大的關(guān)注，其受關(guān)注程度是在美國、歐盟、以及其他各國不可比擬的。物聯(lián)網(wǎng)的概念與其說是一個外來概念，不如說它已經(jīng)是一個“中國制造”的概念，它的覆蓋范圍與時俱進(jìn)，已經(jīng)超越了1999年Ashton教授和2005年ITU報告所指的范圍，物聯(lián)網(wǎng)已被貼上“中國式”標(biāo)簽。截至2010年，發(fā)改委、工信部等部委正在會同有關(guān)部門，在新一代信息技術(shù)方面開展研究，以形成支持新一代信息技術(shù)的一些新政策措施，從而推動我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。1.3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)未來的發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)將是下一個推動世界高速發(fā)展的重要生產(chǎn)力。物聯(lián)擁有業(yè)界最完整的專業(yè)物聯(lián)產(chǎn)品系列，覆蓋從傳感器、控制器到云計算的各種應(yīng)用。產(chǎn)品服務(wù)智能家居、交通物流、環(huán)境保護(hù)、公共安全、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、個人健康等各種領(lǐng)域。構(gòu)建了“質(zhì)量好、技術(shù)優(yōu)、專業(yè)性強(qiáng)，成本低，滿足客戶需求”的綜合優(yōu)勢，持續(xù)為客戶提供有競爭力的產(chǎn)品和服務(wù)。1.4目前倉儲業(yè)應(yīng)用的主要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，是通過各類傳感裝置、RFID技術(shù)、視頻識別技術(shù)、紅外感應(yīng)、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，根據(jù)需要實現(xiàn)物品互聯(lián)互通的網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)主要有三層架構(gòu)：即：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，根據(jù)這一物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，物聯(lián)網(wǎng)主要有三大技術(shù)體系，一是感知技術(shù)體系；二是通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系；三是智能技術(shù)體系。在智能倉儲中，為了對倉儲貨物實現(xiàn)感知、定位、識別、計量、分揀、監(jiān)控等，主要采用傳感器、RFID、條碼、激光、紅外、藍(lán)牙、語音及視頻監(jiān)控等感知技術(shù)。在以倉儲為核心的物流中心信息系統(tǒng)中，常采用企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)直接相連的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并留有與互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)擴(kuò)展的接口；在不方便布線的地方，一般采用無線局域網(wǎng)技術(shù)；現(xiàn)代倉儲系統(tǒng)內(nèi)部不僅物品復(fù)雜、形態(tài)各異和性能各異，而且作業(yè)流程復(fù)雜：既有存儲、又有移動；既有分揀，也有組合。因此以倉儲為核心的智能物流中心，常采用的智能技術(shù)有：自動控制技術(shù)、智能機(jī)器人堆碼跺技術(shù)、智能信息管理技術(shù)、移動計算技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等等；第2章系統(tǒng)總體設(shè)計2.1網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)針對倉儲管理中存在的物流信息處理效率低以及出入庫盤點(diǎn)不準(zhǔn)確等問題，提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)的倉儲管理系統(tǒng)設(shè)計方案。方案中的倉儲管理物聯(lián)網(wǎng)通過RFID電子標(biāo)簽實現(xiàn)物品的自動識別和出入庫，利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對倉儲車間進(jìn)行實時監(jiān)控，從而極大地提高了倉儲管理的智能化水平。其系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)的總體結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。圖2.1智能倉儲物聯(lián)網(wǎng)總體結(jié)構(gòu)2.2系統(tǒng)流程倉儲管理系統(tǒng)的工作流程包括入庫、出庫、移庫、盤點(diǎn)、揀選與分發(fā)等環(huán)節(jié)。系統(tǒng)采用國際上最先進(jìn)的無線射頻身份識別技術(shù)（RFID），為每件物品提供一個惟一標(biāo)志碼（EPC代碼），并在服務(wù)器中存儲貨物的相關(guān)屬性信息，從而使系統(tǒng)能夠自動識別物品，可以對物品進(jìn)行跟蹤和監(jiān)控。另外，倉儲車間還安裝多個攝像頭或視頻傳感器以及溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧傳感器等構(gòu)成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，并使其基本覆蓋所有盲區(qū)，這樣工作人員可以在監(jiān)控中心隨時了解倉儲車間的情況，并及時處理。這樣就在高效、準(zhǔn)確、快捷的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高了倉儲管理的安全性。2.3系統(tǒng)組成結(jié)合上述分析，智能倉儲物聯(lián)網(wǎng)主要由倉儲物品識別、信息采集處理、倉儲物品監(jiān)控、后臺信息服務(wù)器、本地數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、業(yè)務(wù)系統(tǒng)六大模塊組成。在倉儲物品識別模塊，系統(tǒng)采用EPC代碼作為物品的惟一標(biāo)志碼，為每個物品貼上一個具有EPC的RFID標(biāo)簽。標(biāo)簽由存入EPC的硅芯片和天線組成，附在被標(biāo)志物品上，EPC代碼內(nèi)含一串?dāng)?shù)字代表物品ID、類別、名稱、供應(yīng)商、生產(chǎn)日期、產(chǎn)地、入庫時間、貨架號等信息，信息存儲在后臺EPC-IS服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中。同時，隨著物品在倉庫內(nèi)外的轉(zhuǎn)移或變化，這些數(shù)據(jù)可以得到實時地更新。在信息采集處理模塊，通過RFID數(shù)據(jù)采集接口獲取物品的詳細(xì)信息從而進(jìn)行處理。當(dāng)物品通過倉儲車間入口時，由設(shè)置在倉庫入口的物品標(biāo)簽讀寫器讀取物品的EPC代碼，然后根據(jù)物品的EPC代碼訪問后臺EPC-IS服務(wù)器，獲得物品的詳細(xì)信息，并將相關(guān)信息保存到本地數(shù)據(jù)庫，最后交由信息處理模塊進(jìn)行處理。倉儲車間入口處可以安裝多部讀寫器進(jìn)行分類處理，還應(yīng)為不可讀標(biāo)簽提供手動編碼區(qū)。在倉儲物品監(jiān)控模塊，通過在倉儲車間內(nèi)外布置一系列的傳感器，包括視頻傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧傳感器等，使其基本覆蓋所有盲區(qū)，自組織構(gòu)成一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，通過該網(wǎng)絡(luò)與Internet及業(yè)務(wù)系統(tǒng)互聯(lián)，使工作人員可以在監(jiān)控中心隨時了解倉儲車間內(nèi)外的各類情況，以便及時處理。后臺信息服務(wù)器用于存儲物品的詳細(xì)信息，如物品ID、類別、名稱、入庫時間等，并能實時地響應(yīng)遠(yuǎn)程應(yīng)用程序的請求，允許通過物品的EPC碼對物品信息進(jìn)行查詢。本地數(shù)據(jù)庫服務(wù)器用于存儲信息采集處理模塊所獲得的物品信息，以便在業(yè)務(wù)系統(tǒng)中查詢和維護(hù)。倉儲工作人員可以通過無線設(shè)備或Web客戶端隨時隨地查詢物品的當(dāng)前狀態(tài)。業(yè)務(wù)系統(tǒng)的功能除了出入庫管理外主要就是在庫管理，在庫管理包括在庫物品保管、在庫物品查詢、在庫物品盤點(diǎn)等作業(yè)。在庫物品查詢、在庫物品盤點(diǎn)作業(yè)過程中均采用RFID技術(shù)。2.4系統(tǒng)總體技術(shù)架構(gòu)根據(jù)智能倉儲系統(tǒng)的具體業(yè)務(wù)需求和特點(diǎn)，本系統(tǒng)采用了C/S和B/S相混合的三層體系架構(gòu)。系統(tǒng)總體技術(shù)架構(gòu)分為：技術(shù)支持層、數(shù)據(jù)層和信息交互層三部分。架構(gòu)以WindowsXP為前臺操作平臺，技術(shù)支持層主要包括了RFID、JSP、GPS和防火墻、網(wǎng)關(guān)等；數(shù)據(jù)層主要以SQLServer2005數(shù)據(jù)庫和AnalysisService數(shù)據(jù)倉庫為后臺服務(wù)平臺。在整個系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)建立在全球定位系統(tǒng)GPS、全球移動通信GSM和無線射頻識別技術(shù)RFID之上。有效的將這些高科技技術(shù)融合，實現(xiàn)智能倉儲的管理。其中RFID用于非接觸識別貨物信息。貨物信息就能自動被識別，通過無線網(wǎng)絡(luò)傳遞給后臺系統(tǒng)，完成貨物入庫、出庫和盤點(diǎn)的管理，大大提高了倉庫吞吐量。同時，系統(tǒng)考慮了可擴(kuò)展性，有效的與ERP、CRM等系統(tǒng)進(jìn)行集成，如圖2.2所示為系統(tǒng)總體技術(shù)架構(gòu)。圖2.2系統(tǒng)總體技術(shù)架構(gòu)2.5系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計2.5.1系統(tǒng)的功能模塊設(shè)計基于RFID自動識別技術(shù)結(jié)合無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的現(xiàn)代化智能倉儲管理系統(tǒng)有效的提高了企業(yè)物流管理的質(zhì)量和效率，降低企業(yè)庫存成本，提升企業(yè)市場競爭力。系統(tǒng)的系統(tǒng)功能模塊具體如圖2.3所示?；A(chǔ)信息管理主要包括客戶管理、機(jī)構(gòu)管理、人員管理和商品信息管理等；系統(tǒng)管理主要包括權(quán)限管理、參數(shù)設(shè)置等；庫存管理主要包括入庫通知單臺賬、送貨憑證臺賬、入庫單臺賬、裝卸單臺賬、入庫差異臺賬等；出庫業(yè)務(wù)管理主要包括出庫通知單臺賬，出庫單臺賬，集貨表臺賬，出庫差異臺賬等；移庫管理；庫存盤點(diǎn)管理；庫存分析管理。主要包括庫存周轉(zhuǎn)率分析和滯留商品報警等；接口管理，倉儲管理系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)的集成。本課題主要設(shè)計庫存管理，盤點(diǎn)管理。圖2.3系統(tǒng)的功能模塊圖2.4入庫管理模塊圖2.5出庫管理模塊圖2.6移庫管理模塊圖2.7庫存分析管理模塊2.5.2系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計基于RFID自動識別技術(shù)結(jié)合無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的現(xiàn)代化智能倉儲管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)表設(shè)計是系統(tǒng)設(shè)計中最重要的一部分，內(nèi)容相對比較復(fù)雜，本文選取部分作為分析說明。具體數(shù)據(jù)庫表ER圖如圖2.7所示。如：產(chǎn)品信息管理中PROD-INFO表包括產(chǎn)品編碼、產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品系列號、產(chǎn)品簡稱、規(guī)格型號、產(chǎn)品類別、貨號、產(chǎn)品說明、產(chǎn)品成本價和產(chǎn)品售價等信息。人員信息管理中PERSON-INFO表中包括人員編碼、人員姓名、崗位、口令、人員級別和所屬部門等信息。圖2.8系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫ER圖第3章系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計3.1基于RFID技術(shù)的庫存管理流程設(shè)計汽車將物料送至倉庫門口，一般情況下，貸架上擺放多件箱體，每個貨架和箱體都應(yīng)該有自己的RFID標(biāo)簽(實際上現(xiàn)在很多低附加值的物品并沒能完全做到，部分也是因為客廣隱私的原因)。RFID閱讀器則放置在倉庫大門、傳送帶、堆放點(diǎn)和叉車臂上。通過閱讀器讀取到的標(biāo)簽信息，貨架和架上箱體(container)在供應(yīng)鏈上活動的一系列信息都可以被跟蹤采集到。3.1.1總體流程現(xiàn)代庫存營理的主要業(yè)務(wù)流程是基礎(chǔ)資料管理、收貨入庫管理、庫存盤點(diǎn)管理和揀貨出庫管理，系統(tǒng)流程圖如圖3.1所示。圖3.1倉儲管理整體業(yè)務(wù)流程圖供應(yīng)商接到采購部門發(fā)送來的訂單后安排發(fā)貨，經(jīng)過一系列收驗貨程序，倉儲部門安排入庫，同時將入庫單據(jù)發(fā)往財務(wù)部門。倉儲部門需要定期盤點(diǎn)庫存，將信息向財務(wù)部門報告。在銷售過程中，銷售部門將審核完畢的客戶訂單傳往倉儲部門，倉儲部門根據(jù)訂單安排貨物出庫配送。3.1.2收貨入庫流程圖3.2收貨入庫業(yè)務(wù)流程圖收貨入庫流程如圖3.2所示。(1)倉儲部門接收并核實供應(yīng)商的發(fā)貨通知單。(2)根據(jù)入庫貨物的類型和數(shù)量，倉儲管理系統(tǒng)對該批貨物的存儲區(qū)域和存儲位置進(jìn)行分配。(3)倉庫入口處RFID閱讀器通過電子標(biāo)簽采集貨物信息，并將信息與貨單比對。(4)倉庫管理系統(tǒng)發(fā)出貨位安排及相關(guān)指令，檢測出空閏叉車供裝載使用。(5)叉車搬運(yùn)貨物，入庫設(shè)備根據(jù)貨住安排將貨物上架。入庫操作關(guān)鍵部分是讀取標(biāo)簽信息：首先判斷閱讀器是否正常，如果正常則讀取標(biāo)簽信息，讀取標(biāo)簽信息正常時將閱讀器讀取代碼等相關(guān)內(nèi)容顯示出來。簡單的實現(xiàn)代碼如下。privatevoidgetID(){TagInfot[]=newTagInfo[];StringstrTagList;inti;boo]eanbParseResult;if(Reader.IsConnected){strTagList=Reader.TagList;bParseResult=Reader.ParseTagList(strTagList，t);if(bParseResult){txtField[0]=t[0].tagID;}else{JOptionPane.showMessageDialog(null,”NoTags”,”提示信息”,JOptionPane.ERROR_MESSAGE);}}else{JOptionPane.showMessageDialog(null,”notconnected”,”提示信息”,JOptionPane.ERROR_MESSAGE);}}3.1.3庫存盤點(diǎn)流程庫存盤點(diǎn)是指對現(xiàn)有庫存進(jìn)行清點(diǎn)，并將實際庫存狀況與賬面統(tǒng)計予以比對，業(yè)務(wù)流程如圖3．3所示：圖3.3庫存清點(diǎn)業(yè)務(wù)流程圖(1)選擇所要盤點(diǎn)的倉庫及具體庫區(qū)。(2)生成盤點(diǎn)清單和盤點(diǎn)表。(3)管理系統(tǒng)通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送指令，堆垛機(jī)定位庫區(qū)，接受系統(tǒng)指令控制閱讀器讀取數(shù)據(jù)。(4)閱讀器將盤點(diǎn)數(shù)據(jù)傳送到后臺管理系統(tǒng)。(5)系統(tǒng)進(jìn)行后期數(shù)據(jù)處理，核對統(tǒng)計倉庫實際溢損數(shù)量。3.1.4出庫流程出庫流程主要根據(jù)貨物出庫單信息，對所需貨物進(jìn)行分揀處理，并進(jìn)行出庫管理，業(yè)務(wù)流程如圖3.7所示。圖3.4出庫業(yè)務(wù)流程圖(1)倉儲系統(tǒng)接收來自銷售部門的客戶訂單及發(fā)貨通知。(2)庫存控制系統(tǒng)計算出出庫數(shù)據(jù)并發(fā)出出庫指令。(3)叉車或者堆垛機(jī)接到指令，到制定庫位依次取貨。(4)手持閱讀器或固定閱讀器將操作結(jié)果傳送至庫存管理系統(tǒng)。(5)分揀出的貨物由分揀系統(tǒng)執(zhí)行出庫操作。(6)在貨物運(yùn)動過程中，安裝在自動分揀系統(tǒng)上的RFID自動識別裝置閱讀RFID標(biāo)簽，識別貨物隸屬于哪個訂單。(7)包裝、封口、出庫過程中，系統(tǒng)根據(jù)輸入在倉庫查找商品，自動查詢對應(yīng)的倉庫號和庫位ID，供工作人員進(jìn)行出庫操作安排。關(guān)鍵查找過程如下。publicvoidloadPosList(){ResultSetrs=statement.executeQuery(sql);while(rs.next){CombolPos.AddItem(rs.getString(“WarehouseName”));}rs．close();}privatevoidaddCombolPos(){Stringsql=”selectwarehousePosID，WarehouseNamefromWarehouseTableWhereStatus=GoodsID”;ResultSetrs=statement.executeQuery(sql);txtFields.Text=rs.getString(“WarehousePosID”);rs．close();}3.2系統(tǒng)的主要功能模塊流程圖在本章主要說明系統(tǒng)各個子模塊的設(shè)計細(xì)節(jié),根據(jù)結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法,用模塊的實現(xiàn)流程圖說明模塊功能的具體實現(xiàn).由于本系統(tǒng)的子模塊比較多,模塊的耦合程度比較松散,許多子模塊的設(shè)計與實現(xiàn)非常相似,只是處理的信息不同而已.如果要一一列出實現(xiàn)流程圖,就顯得有點(diǎn)廢話多.所以在本章中只給出比較具有代表性的模塊的設(shè)計。3.2.1貨物貼標(biāo)登記圖3.5貨物貼標(biāo)登記流程圖3.2.2商品入庫圖3.6商品入庫流程圖3.2.3倉位自動分配圖3.7倉位自動分配流程圖3.2.4上架商品盤點(diǎn)圖3.8上架商品盤點(diǎn)流程圖3.2.5出庫圖3.9出庫流程圖3.2.5倉庫環(huán)境監(jiān)控圖3.10倉庫環(huán)境監(jiān)控流程圖第4章系統(tǒng)的實現(xiàn)4.1RFID標(biāo)簽及讀寫器在智能倉儲物聯(lián)網(wǎng)中，針對倉儲物品識別和信息采集處理兩個模塊的應(yīng)用需求，建議采用西門子研發(fā)的適用于物流、倉儲和配送的智能無線射頻識別系統(tǒng)——SIMATICRFID系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以將數(shù)據(jù)直接存儲到附在產(chǎn)品上的標(biāo)簽中，能夠可靠、快速、經(jīng)濟(jì)地讀寫數(shù)據(jù)；而且MOBY系列標(biāo)簽通信速率快、抗干擾性強(qiáng)，具有不同存儲容量、不同環(huán)境耐受條件的移動存儲單元，有不同的讀/寫距離和數(shù)據(jù)傳輸速率，根據(jù)具體應(yīng)用需求可選擇配合不同的接口模塊使用，可以以不同的通信方式和業(yè)務(wù)控制系統(tǒng)進(jìn)行通信。具體應(yīng)用中可以在倉庫入口和出口處各定點(diǎn)安裝2-4套SIMATICRF系列讀寫器，用于實現(xiàn)入/出庫操作；在倉庫內(nèi)部再配置2-4套移動讀寫器，用于倉儲盤點(diǎn)和物品揀選。4.2RFID中間件及數(shù)據(jù)過濾西門子SIMATICRF-MANAGER中間件為SIMATICRF600提供了一體化的軟件解決方案，但并不適用于本系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)的物流倉儲管理應(yīng)用，因此需要設(shè)計一種針對系統(tǒng)實用的RFID中間件。中間件的功能模塊包括：RFID讀寫器接口模塊、邏輯讀寫器映射模塊、RFID數(shù)據(jù)過濾模塊、設(shè)備管理模塊、業(yè)務(wù)系統(tǒng)接口模塊，如圖4.1所示。其中：RFID讀寫器接口用于中間件與RFID讀寫器的數(shù)據(jù)通信，主要有獲取RFID數(shù)據(jù)以及下達(dá)設(shè)備管理模塊的讀寫器指令；設(shè)備管理模塊用于調(diào)整RFID讀寫設(shè)備的工作狀態(tài)，配置相應(yīng)的接口參數(shù)等；邏輯讀寫器映射模塊用于將多個物理讀寫器或者讀寫器的多條天線映射成為一個邏輯讀寫器。一個邏輯讀寫器代表了一個有具體含義的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，而不管該采集點(diǎn)在物理上由多少個讀寫器和天線組成。它屏蔽了數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的具體實現(xiàn)方式，減少了數(shù)據(jù)過濾等上層模塊與下層數(shù)據(jù)采集部分的軟件耦合度。對于上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)來說，可見的只有邏輯讀寫器，所以邏輯讀寫器映射模塊對RFID數(shù)據(jù)有初步過濾的功能。圖4.1RFID中間件設(shè)計RFID采集的原始數(shù)據(jù)量非常大，在實際應(yīng)用中，根據(jù)具體的配置不同，每臺讀寫器每秒可以上報數(shù)個至數(shù)十個不等的電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)，如重復(fù)多次掃描同一個電子標(biāo)簽，但其中只有少部分是對用戶有意義的、非重復(fù)性的數(shù)據(jù)，這樣大量的數(shù)據(jù)如果不經(jīng)過去冗等處理而直接上傳，將會給整個RFID系統(tǒng)帶來很大的負(fù)擔(dān)。因此，系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)采集事件編碼的方法對RFID采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾處理。首先對電子標(biāo)簽狀態(tài)的改變進(jìn)行編碼，定義標(biāo)簽出現(xiàn)的狀態(tài)編碼為0，標(biāo)簽狀態(tài)消失的編碼為1；然后加入計時器機(jī)制，對計時器有效時間內(nèi)的同一標(biāo)簽的狀態(tài)跳變進(jìn)行忽略，從而在狀態(tài)定義和時間維度兩個方面對數(shù)據(jù)進(jìn)行去重化。該方法能夠很好地消除冗余數(shù)據(jù)，減少上層系統(tǒng)的負(fù)荷。4.3傳感器、微處理器、通信芯片及協(xié)議在智能倉儲物聯(lián)網(wǎng)中，針對倉儲物品監(jiān)控模塊的應(yīng)用需求，采用Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合并與局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)相連的設(shè)計思路實現(xiàn)整個倉儲車間的物品監(jiān)控。Zigbee技術(shù)具有功耗極低、系統(tǒng)簡單、組網(wǎng)方式靈活、成本低、低等待時間等性質(zhì)，適用于此類監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計。出于節(jié)能的考慮，倉儲物品監(jiān)控模塊的數(shù)據(jù)采集應(yīng)要求傳感器體積小、低功耗、外圍電路簡單，最好采用不需要信號調(diào)理電路的數(shù)字式傳感器。主控單元建議采用Atmel公司的Atmega16L單片機(jī)。無線通信模塊建議采用CC1000芯片與微控器及一些外圍無源元件一起構(gòu)成。結(jié)束語智能倉儲物聯(lián)網(wǎng)解決了傳統(tǒng)倉儲管理過程中物流信息處理效率低以及出入庫盤點(diǎn)不準(zhǔn)確等問題，系統(tǒng)在出入庫、監(jiān)控、盤點(diǎn)、揀貨等方面具有快速、便捷、準(zhǔn)確、高效及高度自動化等優(yōu)點(diǎn)。在現(xiàn)代物流領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)體現(xiàn)出其積極的促進(jìn)作用。通過該系統(tǒng)的分析與實現(xiàn)，形成一種利用物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行物流倉儲管理的新型實用的設(shè)計方法?？梢越Y(jié)合本文的部分基礎(chǔ)理論知識和具體系統(tǒng)架構(gòu)方法進(jìn)行深入研究和探討，在切實理解物聯(lián)網(wǎng)原理和技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步促進(jìn)其在諸多領(lǐng)域的更廣應(yīng)用和更大發(fā)展。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用系統(tǒng)的推廣普及，未來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在性能等各個方面都會有較大的提高。展望未來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展將呈現(xiàn)如下趨勢：1)標(biāo)簽產(chǎn)品多樣化。未來用戶個性化需求較強(qiáng)，單一產(chǎn)品不能適應(yīng)未來發(fā)展和市場需求。芯片頻率、容量、天線、封裝材料等組合形成產(chǎn)品系列化，與其他高科技融合，如與傳感器、GPS、生物識別結(jié)合將由單一識別向多功能識別發(fā)展。2)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化。當(dāng)RFID系統(tǒng)應(yīng)用普及到一定程度時，每件產(chǎn)品通過電子標(biāo)簽賦予身份標(biāo)識，與互聯(lián)網(wǎng)、電子商務(wù)結(jié)合將是必然趨勢，也必將改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的生活、工作和學(xué)習(xí)方式。3)系統(tǒng)的兼容性更好。隨著標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，系統(tǒng)的兼容性將會得到更好的發(fā)揮。產(chǎn)品替代性更強(qiáng)。4)與其他產(chǎn)業(yè)融合。與其他IT產(chǎn)業(yè)一樣，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)鍵技術(shù)解決和突破之后，與其他產(chǎn)業(yè)如3C、3G網(wǎng)等融合將形成更大的產(chǎn)業(yè)集群，并得到更加廣泛的應(yīng)用，實現(xiàn)跨地區(qū)、跨行業(yè)應(yīng)用。但是物聯(lián)網(wǎng)RFID目前標(biāo)準(zhǔn)亟待統(tǒng)一，包括空中接口規(guī)范、物理特性、讀寫器協(xié)議、編碼體系、測試規(guī)范、應(yīng)用規(guī)范、數(shù)據(jù)管理、信息安全等。由于產(chǎn)業(yè)界對于RFID的應(yīng)用前景大都持樂觀的期待，最理想的情況是借由標(biāo)準(zhǔn)的制定與技術(shù)的突破，加速降低成本，提升技術(shù)成熟度，滿足各種應(yīng)用環(huán)境的需求。參考文獻(xiàn)[1]SONGHSH,WANGGQ.Thehighperformancecarlicenseplaterecognitionsystemanditscoretechniques[C].ProceedingsofIEEEInternationalConferenceonVehicularElectronicsandSafety,2005:42-45.[2]ZHENGDN,ZHAOYN,WANGJX.Anefficientmethodoflicenseplatelocation[J].PatternRecognition[3]InternationalTelecommunicationUnion,InternetReports2005:TheInternetofthings.Geneva:ITU,2005.[4]ITUNGN-GSIRapporteurGroup.RequirementsforsupportofUSNapplicationsandservicesinNGNenvironment.Geneva:InternationalTelecommunicationUnion(ITU),2007.[5]袁寶明,于萬波,魏小鵬.汽車牌照定位綜述[J].大連大學(xué)學(xué)報,2002,23(2):6-12.[6]曾麗華,李超,熊璋.基于邊緣與顏色信息的車牌精確定位算法[J].北京航空航天大學(xué)學(xué)報,2007,33(9):3110-3115.[7]趙兵,魯敏,匡綱要,于慧穎.基于混合特征的車牌定位算法[J].計算機(jī)工程與設(shè)計,2007,28(23):5668-5670.[