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基于RFID的智能仓储管理系统的设计与实现
发布时间:2019-03-12 23:37

 

  

  使用的是人工记录单据的方式,这种方式不但费时费力,还容易造成人为损失,而且劳动力成本高。针对以上问题,采用基于技术的结合,实现了对货物进行出库入库,货物浏览,人员管理,单品搜索等功能。从而完成了对商品的分类管理,提高了仓储能力。

  近年来,随着我国仓储行业的不断发展,仓储管理作业变得多样化和复杂化。采用条码技术和人工识别的传统仓库管理方式,人工成本比较高,工作效率不理想。随着RFID技术的不断成熟,可以利用RFID技术较好地解决目前存在的问题。本文主要介绍了一套基于RFID的设计与实现。

  RFID是Radio Frequency Identification的缩写,即射频识别。它可以方的便对物品进行非接触式识别。一套RFID系统由阅读器与转发器组成,由阅读器发射一特定频率的无线电波能量给转发器,用以驱动转发器电路将其内部IDCode送出,此时阅读器便接收此ID Code,从而对物品批量的进行快速有效识别。

  Zigbee作为一种近年来新兴的无线网络技术,主要用于近距离的无线连接。它利用自己的协议标准,在只需要很少能量的情况下,以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器,其通信效率非常高。

  本智能仓储管理系统主要由上位机与RFID手持读卡器两部分组成,其通信采用Zigbce协议。上位机程序包括上位机前台程序、后台程序两部分。前台程序可运行于多个PC,后台程序运行在服务器。整体架构如图1所示。

  上位机前台程序包括操作界面与管理员界面。操作界面由入库操作与出库操作组成。管理员界面由标签注册、写入数据和读取数据等组成。

  手持读卡器非接触式读取物品RFID标签后,把所读数据发送给后台程序,经过后台解析将物品的详细信息实时回传到手持读卡器的液晶屏上。数据采用GB2312编码,后台程序采用串口与各Zigbee节点通信。上位机工作流程如图2所示。

  Zigbee节点主要负责数据的转发,包括上位机与固定节点和上位机与手持读卡器数据的转发。

  手持读卡器主要利用RFID技术负责对仓库内商品的出入库查询,其具有两个功能:单品识别和多品识别。单品识别不采用防碰撞机制一次只能识别一个商品上的RFID标签,多品识别采用防碰撞机制可以同时识别上千个RFID标签,识别的标签存储在队列中。手持读卡器在对仓库内的商品进行查询时首先进行标签识别和解析,解析标签的数据后获得标签的UII(唯一物品识别码)。通过标签的UII将数据库中的数据显示在手持读卡器上,以便仓库管理员能够方便地进行商品查询。

  本系统手持读卡器采用ARM公司的STM32F103嵌入式处理器作为控制单元的主控制器,中软吉大JX200E系列的UHF 900M超高频阅读器芯片作为射频收发模块的核心,将uC/OS-II实时操作系统和FATfs文件系统移植到ARM处理器上,完成任务调度,并在此基础上控制高频阅读器芯片读取每个商品唯一的的RFID标签数据。使手持机读卡器与上位机通信,获取数据库中存储物品的详细信息,实时显示在其液晶屏上,进而实现基于RFID的智能仓储管理。手持读卡器系统结构如图3所示。

  仓储管理系统功能结构如图4所示,主要包括信息浏览,商品管理,人员管理。其中,信息浏览主要包括查看商品信息,注册信息,人员信息,入库信息,出库信息的功能。商品管理主要具有增加商品,删除商品及更新数据的功能。人员管理主要具有增加人员,删除人员及更新数据的功能。

  打开仓储管理系统进入登录页面,数据库用户信息表中有管理员和普通用户权限。其中用UserPermission字段用来存储是否有管理员权限,其数据类型为bit。如果判断为true则具有管理员权限,如果为false则为普通用户。数据库中主要涉及管理员对数据库中商品信息的浏览和查看。

  管理员直接面对的就是管理界面中的数据,通过对管理界面中商品信息的浏览进而有效管理仓库商品信息。首先是管理界面中的信息浏览,该界面包括商品信息,注册信息,人员信息,入库信息,出库信息等。在商品信息中可查看商品的编号,商品的名称,能够直观的了解商品,在所在商品行单击可查看商品的描述。在注册信息中可查看商品标签的UII,商品的名称,以便第一时间掌握商品注册信息。人员信息中包括用户名和密码等信息,其中用户可分为管理员和普通用户。入出库信息包含商品UII,入出库时间,商品名称,操作员等。系统管理界面如图5所示。



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