2011 年 第 期 1 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 机械与电子 ○ ○ 科技信息 基于 RFID 的物流仓储管理系统设计 陕西省行政学院计算机系 陕西 西安 （ 710068） 杨永生 摘 要 【 】 设计开发过程中 用 ， ， 本文在调研分析传统物流仓储存在的问题的基础上 提出了适合烟草仓储应用的基于 技术的管理方案和系统设计方案 ， RFID 选择 作为开发平台 用 .net 作为后台数据库 应用 等技术 有效的实现了所要求的功能 ， ASP 使仓储管理系统收集数据更加准确 能够满足仓储管理系统的数据采集要求 。 技术的应 。 RFID ， 。 SQL Server2000 ， 快速和可靠 ， 系统开发 、 关键词 【 】RFID 技术 物流 ； ； 仓储管理 ； 引言 0 。 “ 即 物流最初被称为 货物配送 Physical Distribution ( 其概念最早形成于美国[1]。 传统的物流管理在蓬勃发展的同时 ， 或 ”， 业要求的提高 弱点 发展 地进行仓储管理日益迫切并且变得非常有意义 实物分配 ” 随着经济的发展及自动化作 也逐渐暴露出其 成本高等很多的问题影响着企业的效率和 如何科学高效 在自动化飞速发展和竞争日益激烈的今天 诸如效率低 因此 翻译为 易出错 PD)， “ ， ， 。 ， ， ， ， , ， 、 ， ， 目前 RFID 。 RFID 身份识别等众多领域 技术又称射频识别技术 同传统的条码技术相比 其应用能够很大程度的提高 企 业 工 作 效 率 技术在国外的研究经历了几十年的发展 已逐渐应用于智能交通 有着诸多 近 来 被 逐 渐 应 用 其应用 ， 产品防 尤其是世界头号零售商沃尔玛公司宣布大 进 行 跟 踪 、 技术和市场 技术的大 气瓶防伪等领 以及美国军方宣布军 需 物 品 需 使 用 中国的 目前为止 火车车厢管理 RFID RFID 第二代居民身份证 的研究与应用[3]。 的应用前景看好 。 的优势 到物流行业中 近年来也取得了长足的发展 伪 范围使用 极大的推动了 识别 但是中国 起步较晚 型应用有金卡工程 域[4]。 ，RFID 、 RFID RFID RFID 、 ， ， 、 。 ， 。 、 本 文 在 介 绍 提出适合烟草仓储应用的基于 RFID 技 术 特 点 的 基 础 上 RFID 为仓储管理系统收集数据更加准确 ， 分 析 了 传 统 物 流 仓 储 需 技术的管理方案和系统设计 提供有益的尝 快速和可靠 、 ， 求 ， 方案 试和思路 。 。 1 RFID 技术简介 RFID 是一种非接触式的自动识别技术 技术诞生于二战期间 之后 多以简单应用为主 ， ，RFID 别目标对象并获取相关数据 恶劣环境[5]。 RFID 别敌我战机的手段 。 公路收费系统等领域 电路制造和信息技术的飞速发展 逐渐引起人们的广泛关注[6]。 无需精确对位读取 以下优势 ； ： 修改标签中的数据 可读写 签 、 系统的硬件组成 ； ， ； ， ， ， 识别工作无须人工干预 它通过射频信号自动识 可工作于各种 最初是英国皇家空军用于识 技术也被陆续应用于野生动物跟踪 ， 随着集成 其成本也越来越低 ， 有 可同时读取多个标 同传统的条形码识别技术相比 可读取不可见标签 具有更强的防伪应用能力[7]。 开始走向成熟 ,RFID 年代 世纪 。 20 80 ， ， ， ； 1.1 RFID 最 基 本 的 系 统 是 由 电 子 标 签 RFID 以及计算机系统 (Antenna) (Computer system) (Tag)、 组成 读 写 器 如图 ， (Reader)、 所示 1 。 天 线 2.2 。 ， 信息连带标签上的其他相关的信息传输到主机以供处理 天线 计算机系统 (Antenna)： 在标签和读写器间传递射频信号 计算机处理由阅读器获取的 。 RFID 数据或信息 并 ， ： 将数据提供给应用程序使用 系统的工作原理 系统在实际应用中 1.2 RFID RFID 。 ， 电子标签附着在待识别物体的表面或 读写器可无接触地 从而达到自动识别物体的 电磁波以一 。 ， 读写器通过天线发出一个电磁波 。 ， 。 ， 在电磁场系统中 电子标签中保存有约定格式的电子数据 者内部 识别并读取电子标签中所保存的电子数据 目的 个球形波向前传播 当标签进入发射天线工作区域时产生感应电流 活 线接收到从标签发送来的载波信号 读器对接收的信号进行解调和解码 理 应的处理和控制 主系统根据逻辑运算判断该卡的 合 法 性 发出指令信号控制执行机构动作 ， ， ， ; ; 标签将自身编码等信息通过内置 发 送 天 线 发 送 出 去 ， ， 标签获得能量被激 系 统 接 收 天 经天线调节器传送到阅读器 阅 然后送到后台主系统进行相关处 针 对 不 同 的 设 定 做 出 相 ， ， 阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号 。 ， 仓储管理系统设计 2 2.1 ： 系统需求分析 在信息技术高度发展的环境下 成为提高烟草产业链的竞争力的必须手段 ， 提高烟草仓储的效率和经济效 把先进的信息技术应 为了 烟草仓储系统设计目标可以概括为如下几 。 。 提高仓储的信息化和自动化程度是当务之急 ， 益 用到仓储系统中 实现物流过程的高效运作 条 ， ， ， 、 ， ， 首先 出入库 、 再次 同时规范业务流程 满足其提高响应能力和提高效益的目标 仓储管理最基本的需求就是要通过货物的合理存储来保证 现代 盘存 拣选运输等环节的完全自动化 现代仓储管理也要求能够减轻仓库 因 处理系统 ， 可以根 从 正常的生产经营 仓储管理需要实现储存 的要求 管理人员的工作量 此 才能解决烟草企业仓储的管理问题 据仓储管理的需求 而可以提高企业物流管理的水平 ， 准确的信息采集技术 适应现代化库存发展的需要 正是基于这些应用需求 ， 提高工作效率 技术的仓储管理系统 提高企业的经济效益 开发出一套基于 先进的信息传递 只有采用实时 RFID 其次 ； 、 ； ， ， 、 ， 、 。 ， ， 。 ， ， 仓储管理系统总体设计 本仓储管理系统是一个专用系统 使用相关的功能进行操作 入系统的主界面 产品入库管理 方面的内容也是一个仓储管理系统最基本和最重要的功能 ， 产品出库管理 产品在库管理和产品盘存管理 4 、 、 ， 只有相应的授权人员才可以进 个部分构成 ： 个 本系统由 这 。 。 4 ， 。 。 图 1 RFID 系统的硬件组成 电子标签 存储有识别信息或加密校验等附加信息 电子标签是系统中可移动的部分 (Tag)： 将接收读写器发来的信号并自动做出应答 并通过空中接口对标签进行能量供给 ， 它贴附于 标 识 当它通过读写器控制 读写器接收来自 电子标签和读写 借助天线的电磁耦合实现数据和能量的 。 。 。 ， 物上 ， 区域时 标签的信号 器都由芯片和射频天线组成 交换 电子标签是 ， ， 。 读写器 (Reader)： 手持式或固定式 接收标签的应答信号 ； RFID 技术的核心部分 。 具备读取和写入标签信息功能的设备 主要任务是控制射频模块向标签发射读取信号 对标签的对象标识信息进行解码 ， ， ， 可设计为 并 将对象标识 ， 510 系统的整体结构可以分为 大部分 如图 ， 2 所示 。 3 图 2 仓储系统整体结构图 系统基本信息管理模块 2.2.1 系统基本信息管理模块由用户管理 会获得预先分配的权限 管理和个人信息管理 后 使用系统中的相应部分的功能 所示 5 ， ， 。 个子模块组成 仓库管理 收货方 、 当用户输入自己的账号和密码 进入系统后用户可根据自己的权限角色 产品管理 、 。 、 系统基本信息管理模块的构成如图 。 3 

科技信息 机械与电子 ○ ○ SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 2011 年 第 期 1 图 3 系统基本信息管理模块结构 图 5 报表管理模块结构 2.3 2.3.1 货品出入库数据流程设计 入库数据流程 入库数据流程如图 所示 ： 6 可以通过添加用户 ， 理性系统其他使用者的 ， 用户管理模块 系统管理员拥有最高权限 ； 1） ： 为系统使用者分配账号 权限 可以通过修改用户 同时也可以对用户账号进行删除操作 仓库管理模块 系统管理员要将新仓库的代码 ， 2） 库以后 系方式等信息添加到数据库中 系统管理员需要及时修改这些基本信息 为了避免误操作和占用数据库资源 ， ： 。 。 ， 。 此模块的操作由管理员进行 。 名称 当应用了新的仓 联系人和联 当原来保存的仓库信息发生变化时 当公司某仓库停止使用时 地理位置 、 、 、 ， 也应将该仓库的相关信息删除 ， ， 。 产品管理模块 此模块实现产品的信息的维护 ： 烟草品种与数量等信息的维护 相应的操作将产品的代码 品出库时也通过相应的操作从数据库中进行删除 。 、 当有新产品需要入库时 名称和种类等信息添加到数据库中 ； 。 收货方管理模块 个人信息管理模块 对业务往来密切的客户信息进行管理和维护 。 本模块实现对公司员工个人信息的修改和 ： ： 3） 4） 5） ， 本系统中即是 本模块通过 当产 ， 维护等操作 。 2.2.2 库存管理模块 库存管理模块由入库管理 在库管理 出库管理 、 、 盘存管理和预警 管理 5 个子模块组成 如图 ， 4 、 所示 。 图 4 库存管理模块结构 图 6 入库数据流程图 库存管理模块提供的功能主要由仓库管理人员来进行操作 具体 。 入库管理模块 仓库管理员根据入库清单检查货品 功能主要包括以下几部分 ： 货物交给仓库操作员送入库房 动输入的数据 仓储管理系统的入库管理页面上 。 据表 种类 ， 量状况 记录入库产品的名称 ， 。 、 、 入库数量 、 出库管理模块 、 1） 2） ： ： 将货物放置到指定的库位 ， 将其取走 系统自动显示出目前的库存情况 称和数量 品的相关信息 相应的出库产品数据表要记录出库产品的名称 时间 、 息表中 仓库代码和收货方等信息 核对无误后 经办人 ， 、 ， ， ， 仓库操作员再根据从 ， RFID 合格后将 设备或手 相关的货物信息会出现在 生成入库产品数 质 入库时间 入库批次 ， ， 完成入库操作后 生产日期 、 、 、 ， 。 。 、 名 仓库操作员根据这些产 由仓库管理员完成出库操作 。 出库 生产日期 、 还要在库产品信 以便查询 种类 、 、 。 入库经办人和仓库代码等信息 以便查询 仓库管理员根据输入想要出库听产品种类 / ： 3） 。 这两个模块功能相近 。 在库管理模块 进行相应的更新操作 ， 但对应的操作 盘存管理 主要完成的功能的是使用手持式或自动读写器扫描标签进行数 自动产生或人工选择产 ， 产品包装箱标签和相应 数据上传后 ， 生成盘存汇 不同 据的采集 生盘点任务表 的库位信息 系统会自动列出已盘点产品与未盘点产品 总表 系统可根据事先设定的产品分类 盘点作业主要扫描托盘标签 确定产品摆放位置等 。 盘点结束后 清点库存产品数量 ， ， 。 ， ， 、 ， 。 ： 预警管理模块 预警管理分为库存预警和质量预警两种 ， 系统给出警告 预警主要是设置各种产品的数量警戒线 界限时 定相关的计划 产品离保质期还有一定的天数时 人员进行处理 。 ， ， 质量预警主要针对产品保质期进行警告 系统将列出这些产品 提醒管理人员单种产品的销售情况 ， 。 库存 当单个产品的数量低于某个 以便于制 ， 当仓库中的 以提醒管理 ， ， 。 4） 。 报表管理模块 2.2.3 报表管理模块负责生成各种报表 将产品名称 相应的报表分析 同权限的用户查询及打印 库汇总 盘存结果和月报统计 ， 。 、 包括 5 如图 种类 、 ， 、 个子模块 所示 。 5 并按照不同的用户权限 ， 数量等基本信息显示出来 ， 入库汇总 ： 、 ， 出库汇总 提交 供不 在 、 ， 。 ， 则将错误信息交由异常处理模块 然后货物入库处理工作 系统通过接收由送货员递交的送货单或产商信息平台发送的订 由仓库管理人员进行信息核对工作 确定入库货物的相关信息 ， 则将 ， 要根据 若全部核 一 指派货位信息并由巷道堆垛 ， 若有货位信息变更 要在系统 所有的相关信息都要由仓储管理系统写入到数据 购单 若发现异常 相关的产品进行扫码 入库单检查托盘和货物等相关信息 对无误 方面根据仓储系统当前货物存储的情况 机完成相应的货物入库操作 另一方面 中进行相应的更新 库中 通过对数据库的操作保证信息的准确性 若信息核对正确 在入库流程中 仓储管理系统根据入库单的信息 则由叉车进行搬运操作 以保证匹配的正确性 ； ， 。 ， ， 。 ， ， 。 ， ， ， ， ， 。 图 7 出库数据流程图 出库数据流程 2.3.2 ， 7 所示 在收到销售部门送至的相应订货信息 出库数据流程如图 一方面由仓储管理系统通过对数据库的操作进行货物存储信息的 仓 并准备装箱进行配送等工 页 后 核对与检查 库工作人员对相关的订货信息进行核对 作 仓储管理系统根据从数据库中获取的产品货位信 若存货信息满足要求则开出相应的出库单 另一方面 下转第 ， ， 。 ， ， （ 498 ） 。 511 

2011 年 第 期 1 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 机械与电子 ○ ○ 科技信息 3.3 模板上的排气塞 为确定铸型高度对型砂硬度的影响 的铸件进行实验 砂箱与模板的装配关系如图 对铸型上一点的硬度进行测量 ， 用砂箱高 ， 320mm、 所示 铸型高 通过改 ， 实验表明当距离小于 5 50mm 模板与砂箱之间的距 给出了不同模板高度下模板与砂箱之间的最小距 随着模板高度的增加 ， 。 ， 型砂的硬度下降较大 A 150mm 变距离 时 离也相应增加 离 ， ， 图 ， 6 当小于该值时将严重影响型砂的硬度 。 图 5 模板与砂箱装配示意图 实际应用 4 ， 的位置进行调整 塞的数量 。 况得以解决 。 铸造有限公司 了较好的效果 、 。 根据实验结果对模板上排气塞开孔进行修改 将较小的排气塞改为较大的排气塞 将改进后的结构应用于生产中 ， 并对模板框上筋板 适当增加排气 砂型中局部硬度较低的情 陕西金鼎 取得 ， 、 ， 目前该种类型的模板框已在徐州天工铸铁厂 常发农业装备有限公司等多家企业得到了应用 科 ， ● 蔡济昊 强学峰 静压造型技术的发展 唐力 应忠堂 吕宁 , , [J]. .HWS . , 参考文献 】 【 中国铸造装备与技术 静压造型线及其应用 ,1999(5). [J]. 中国铸造装备与技 静压造型线的应用 铸造设备研究 静压造型技术在我厂的应用 [J]. 唐力 , 高校高可靠性静压造型线 . 李来升 重汽公司新上一条静压造 型 线 [J]. . ,1997(3). [J]. 现代铸铁 ,2000(2). 中国铸造装备与技术 ,2004(6). 中 国 铸 造 装 备 与 技 . [J]. ［1］ ［2］ 术 ［3］ ［4］ ［5］ ［6］ 术 ,2000(2). 王同君 .HWS 应忠堂 厉珂瑾 , 楼建林 武明怀 , 张杰 朱小钢 ， , ,2007(4). 作者简介 赵恒涛 ： （1983—）， 男 ， 硕士 ， 主要从事铸造机械的研发与设 计 工 作 。 责任编辑 王静 ： ］ ［ 图 6 模板与砂箱距离随模板高度变化图 ● 原点指示灯首先亮起 ， ） 页 509 情况下 上接第 （ 就能自动循环不停抓取物件经过原点 、 右旋转 后行 过程中 后一个循环后停止运行 下降 可以随时停止机械手的运行 左旋转 放松 上升 、 、 、 ， 、 、 。 , 夹紧 按动起动按钮 机械手 ， 右行 前行 下降 上升 、 在自动运行 左行等动作完成 、 有开关可以设置让机械手做最 、 、 、 、 。 在设计自动运行模式时采用了状态转移 。 系列的好处 或多台 连入 把 。 为下位机的小型集散系统 PLC PC 应用系统可以构成以 可用 ， PC PLC PLC 显示 接入 ， 应用系统中 把 集中报警功能 进行编程 、 PLC， 、 PC 把 。 调试及监控 PC 开发成 PLC 科 。 编程终端 ， 开发成简易工作站或者工业终端 PC 为上位机 ， 实现操作站功能 单台 在 可实现集中 可通过编程器接口 ， 。 3 PLC 与 PC 。 的通讯 工业控制计算机具有较强的数据处理功能 若选择适当的操作系统 则可提供优良的软件平台 ， 言 ， 系统 。 行的可靠性问题也得到了解决 ， 特别是动态画面显示等 ， 随着工业 的推出 把 ， PC PC 连入 PLC 配备着多种高级 语 开发各种应用 在工业现场运 应用系统可以带来一 ， ，PC 将相应的操作指令发送到合适的巷道堆垛机 息 ） 页 511 上接第 ， （ 其完成货物出库操作 拆盘处理 后 等相应的工作 根据客户的信息 分别对其中的产品进行扫描 出库的货物信息交由仓库工作人员 完成货物出货 ， ， 。 ， ， ， 。 由 托盘中的货物有可能要进行 ， 并按客户要求进行归类 最 由其进行最后的装箱与配送 。 ， 结论 3 本文在分析了当前物流行业存在的典型问题的基础上 利用先进的数据采集技术设计开发了基于 ， 针对其需 技术的仓储管理 应 该系统的开发为企业提 提高企业竞争力提供了有益的思 作为后台数据库 RFID ， 。 作为开发平台 有效的实现了所要求的功能 SQL Server2000 用 ， 降低企业成本 ， ， 选择 求 ， 系统 用 高管理水平和效率 路 .net 等技术 ， ASP ， 科 。 ● 参考文献 】 可编程序控制器应用基础 [M]. 【 . 黄明琪 ， 可编程序控制器技术 电气控制 北京 [M]. ： 北京 ： [M]. 机械工业出版社 ，1990. ： 机械工业出版社 冯济缨 刘敏 李仁 . . ［1］ ［2］ ［3］ 重庆 重庆大学出版社 ，1997. ，2001. 责任编辑 翟成梁 ： ］ ［ ● ［2］Melanie R. Rieback, Patrick N.D. Simpson, Bruno Crispo, Andrew S. Tanenbaum. RFID malware: Design principles and examples [J].Pervasive and Mobile Computing，2006，2(4)：405-426. ［3］Harold Boeck, Samuel Fosso Wamba. RFID and buyer -seller relationships in the retail supply chain[J].International Journal of Retail Distribution Management， 2007，36(6)：433-461. ［4］ ［5］ 2003，126（3）:76-78. ［6］Alp Ustundag, Mehmet Tanyas. The impacts of Radio Frequency Identification (RFID) [J].Transportation Research -Part E， 2009，45(1)：29-38. ［7］ 物流信息系统与应用案例 . 刘 有 源 的 货 场 物 流 自 动 调 配 系 统 的 研 究 technology on supply chain costs 与仓储管理系统的应用结合 北京科学出版社 王丽亚 李 波 ，2004（5）:47-48. ，2007:20-36. 物 流 技 术 中国储运 .RFID 基 于 RFID 庞娟 [M]. [J]. [J]. ， ， . 参考文献 【 (RFID) 技 术 】 [M]. ● 陈 大 才 译 . ， 北 京 电 子 工 业 出 版 作者简介 机械故障诊断 ： 、 杨永生 自动控制技术等研究工作 （1963.7—）， 男 ， 陕西咸阳人 。 副教授 ， ， 在职博士 ， 长期从事 责任编辑 翟成梁 ： ］ ［ ［1］Klaus Finkenzeller. 社 ，2001：5-10. 射 频 识 别 498