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基于RFID的仓储管理系统的具体实现-毕业论文.pdf

发布时间：2022-05-29 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.28M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    本科毕业设计论文I摘要无线射频识别（RadioFrequencyIdentification，RFID）技术是一种非接触式的自动识别技术，与早期的自动识别技术相比，RFID技术因其特有的非接触性以及对多个目标同时识别的特性，正逐渐被广泛地应用在物流、交通和防伪等多个领域。传统的仓储管理，一般依赖于一个非自动化的，以纸质文件为基础的系统来记录和跟踪进出的货物。这种人工操作方式会导致仓储管理效率低下、人工录入错误较多等问题。为了弥补传统仓库管理系统的不足，我们设计并实现了基于RFID的仓储管理系统。同时，针对RFID系统的数据存储和检索问题，我们借鉴了文献[1]中的数据压缩技术，实现了RFID-Cuboids数据仓库结构。本文首先介绍了RFID技术的相关知识，然后简要地介绍了基于RFID的仓储管理系统的概念以及实现的关键技术，其中关键技术主要包括AlienRFID系统的组成，工作原理以及C#多线程编程技术等。最后详细描述了基于RFID的仓储管理系统的实现过程，主要分为三个部分：（1）RFID海量数据压缩算法，即新的数据仓库结构RFID-Cuboids的实现。（2）AlienRFID系统接口软件的设计与实现。（3）基于RFID的仓储管理系统的具体实现。关键字：RFID技术，仓储系统，数据压缩，接口软件
    本科毕业设计论文IIABSTRACTRadioFrequencyIdentification(RFID)isanon-contactautoidentificationtechnology.Comparedwithearlytechnologiesofautomaticidentification,RFIDisincreasinglyusedinabroadrangeofareassuchaslogistics,transportationandanti-counterfeitingforitspropertyofnon-contactingandidentifyingmanytargetssimultaneously.Generally,theWarehouseManagementSystem(WMS)intraditionreliesonanon-automatic,paper-basedsystemtorecordandtrackthecargos.Thismanualoperationmethodwouldresultinmanyproblemslikelowefficiencyandmanyhumanerrors.Tomakeupforthisdeficiency,wedesignedanddevelopedtheWMSbasedonRFID.Meanwhile,aimingattheproblemofdatastorageandretrieval,wedevelopedRFID-Cuboidswarehousestructureusingtheexperienceofdatacompressionfromthereference[1].Firstly,thisthesisintroducestherelatedinformationaboutRFIDtechnology;subsequently,itintroducestheconceptoftheRFID-basedWMSandthekeytechnologiestodevelopitinbrief.ThesetechnologiesincludetheorganizationofAlienRFIDsystem,operatingprinciplesandmulti-threading.Finally,thethesisrepresentstheimplementationprocedureoftheRFID-basedWMSindetail.Itmainlyconsistsofthreeparts:I.RFIDmassivedatacompressionalgorithm,namelytherealizationofnewdatawarehousestructureRFID-Cuboids.II.DesignandimplementationofAlienRFIDsystem'sinterfacesoftware.III.ThespecificmethodstodeveloptheRFID-basedWMS.KEYWORDS:RFID,WMS,datacompression,interfacesoftware
    本科毕业设计论文III目录第一章前言............................................................................................................51.1.研究背景...................................................................................................51.2.国内外研究发展现状...............................................................................51.2.1.RFID技术..........................................................................................51.2.2.仓储管理系统....................................................................................61.3.研究的目的、意义和关键问题...............................................................61.4.本文的结构安排.......................................................................................7第二章RFID技术概述...........................................................................................82.1.RFID的技术简介.............................................................................................82.2.RFID的分类.....................................................................................................82.3.RFID的基本组成部分.....................................................................................92.4.RFID系统的基本工作原理...........................................................................112.5.RFID的关键技术...........................................................................................122.6.RFID的标准与技术规范...............................................................................132.7.RFID的技术应用...........................................................................................132.8.本章小结.........................................................................................................14第三章基于RFID的仓储管理系统实现关键技术............................................153.1.AlienRFID系统............................................................................................153.1.1.AlienRFID系统概述..........................................................................153.1.2.AlienRFID系统的工作原理..............................................................153.2.C#多线程技术................................................................................................17第四章基于RFID的仓储管理系统的实现........................................................194.1.基于RFID的仓储管理系统的需求分析......................................................194.2.基于RFID的仓储管理系统的系统结构......................................................194.3.基于RFID的仓储管理系统实现的任务流程..............................................204.4.AlienRFID系统接口软件的设计与实现.....................................................204.4.1.AlienRFIDReader的检测与发现......................................................204.4.2.AlienRFIDReader的连接与登录......................................................204.4.3.AlienRFIDReader的配置..................................................................214.4.4.实现主机同时接收一个或多个阅读器的taglist信息.......................21
    本科毕业设计论文IV4.4.5.AlienRFID系统接口软件的演示......................................................224.5.基于RFID的仓储管理系统的具体实现......................................................244.5.1.基于RFID的仓储管理系统的流程设计............................................244.5.2.基于RFID的仓储管理系统的功能模块设计....................................254.5.3.基于RFID的仓储管理系统数据库设计............................................264.5.4.基于RFID的仓储管理系统功能模块的具体实现............................284.6.RFID海量数据压缩与存储算法的实现.......................................................324.6.1.问题的提出...........................................................................................324.6.2.RFID-Cuboids数据压缩的主要思想..................................................334.6.3.RFID数据的结构.................................................................................334.6.4.数据仓库模型RFID-Cuboids的组成.................................................344.6.5.构造RFID-Cuboids数据仓库结构.....................................................354.6.6.基于RFID-Cuboids的数据查询.........................................................374.6.7.程序运行结果演示...............................................................................38第五章总结............................................................................................................395.1.本文所做的成果.............................................................................................395.2.本文的不足.....................................................................................................39参考文献......................................................................................................................40致谢............................................................................................................................41毕业设计小结..............................................................................................................42
    本科毕业设计论文1第一章前言1.1.研究背景无线射频识别技术（RadioFrequencyIdentification，RFID）是一种非接触式的自动识别技术。它利用无限射频进行非接触双向通信，以达到标签识别和交换标签数据的目的，具有极其广阔的应用前景。RFID具有标签不易损坏，读取速度快，范围大，无需精确定位便可采集多处数据等优点。在物品跟踪和供应链管理系统中，RFID将发挥至关重要的作用。传统的仓储管理，一般依赖于一个非自动化的，以纸质文件为基础的系统来记录和跟踪进出的货物。这种人工操作方式会导致仓储管理效率低下、人工录入错误较多等问题。若在现有的仓储管理中引入RFID技术，对仓库到货检验、入库、出库、库存盘点等各个作业环节的数据就可以实现自动化的数据采集，保证仓库管理各个环节数据输入的速度和准确性，确保企业及时准确地掌握库存的真实数据，合理保持和控制企业库存。像世界零售巨头沃尔玛这样的大型零售商已经开始在他们的物品仓库和配货中心部署RFID仓储管理系统。一些研究机构估测，沃尔玛的RFID系统每天产生大约7兆兆字节的数据。因此，对于RFID仓储管理系统，如何存储和检索海量RFID数据也是一个迫切需要解决的问题。1.2.国内外研究发展现状1.2.1.RFID技术RFID的基本技术原理起源于二战时期，最初盟军利用无线电数据技术来识别敌我双方的飞机和军舰。战后，由于较高的成本，该技术一直主要应用于军事领域，并未很快在民用领域得到推广应用。直到上世纪八九十年代，随着芯片和电子技术的提高和普及，欧洲开始率先将RFID技术应用到公路收费等民用领域。到二十一世纪初，RFID迎来了一个崭新的发展时期，其在民用领域的价值开始得到世界各国的广泛关注，特别是在西方发达国家，RFID技术大量应用于生产自动化、门禁、公路收费、停车场管理、身份识别、货物跟踪等民用领域中，其新的应用范围还在不断扩展，层出不穷。本世纪初，RFID已经开始在我国进行试探性的应用，并很快得到政府的大力支持。2006年6月，我国发布了《中国RFID技术政策白皮书》，标志着RFID的发展已经提高到国家产业发展战略层面。到2008年底，我国参与RFID的相
    本科毕业设计论文2关企业达数百家，已经初步形成了从标签及设备制造到软件开发集成等一个较为完整的RFID产业链。同时，国内RFID技术的应用研究也在不断进步，RFID技术已经被广泛地应用在身份识别和门禁系统、防伪应用、商业供应链应用、高速公路的不停车收费、车辆自动识别、物流管理、动物的识别与电子门票等项目中。1.2.2.仓储管理系统仓储管理系统是现代仓储企业进行货物管理和处理的业务操作系统。它可以实现本地一个仓库的精细化管理，实现制造企业、物流企业在全国范围内、异地多点仓库的管理，对货物存储和出货等进行动态安排和对仓储作业流程的全过程进行电子化操作。在与第三方软件的接口上，仓储管理系统可以与客服中心配合使客户通过互联网实现远程货物管理，还可以与企业的EDI（ElectronicDataInterchange）系统实现无缝连接。传统的仓储管理，企业大多依赖于一个非自动化，以纸张为基础的系统来记录、追踪进出的货物。相对于以计算机为核心的信息管理系统而言，人为因素的不确定性，必然导致企业仓储的工作效率低下和人力资源的严重浪费。同时，随着货物数量的增加以及出入库频率，这种人工模式会严重影响企业的正常工作。目前，在国内外应用比较广泛的仓储管理系统都采用了条形码或RFID，还使用了便携式终端。采用数据库，是所有仓储管理系统的特征，在仓储软件的模式上主要有B/S模式，C/S模式和混合模式。Web技术、远程通信技术也在仓储管理系统中得到应用，但研究最多的还是射频识别技术在仓储中的应用。现阶段，虽然我国的仓储管理技术应用有了一定的发展，但与国外相比仍有很大的差距。据有关报道指出，我国跟发达国家之间存在几十年的差距，我国数万家仓储的信息化总体水平还很低，真正实现信息化的还不到10%，大量的仓储还是以人工操作为主。因此，运用现代化信息技术，实现仓储管理的信息化是今后仓储发展的必然趋势。1.3.研究的目的、意义和关键问题仓储在整个产品供应链中起着至关重要的作用，对整个物流系统都有很大的影响。传统仓储管理系统存在效率低下，人工录入错误较多等问题。针对传统仓储管理系统的不足，我们研究基于RFID的仓储管理系统的设计与实现。RFID技术具有大批量数据同时采集、可无需精确对位等特点，因此基于RFID的仓库管理系统可使企业从大量重复作业中解脱出来，出入库的数据信息可通过RFID实时采集、事实传递，降低了人工的劳动强度，提高了工作效率和准确度，避免了人工操作中的一些错误。同时在部署RFID的仓储管理系统中，每天将会产生大量的RFID数据信息。针对RFID数据的压缩、存储、检索的问题，文献[1]中提出了一种新的数据仓库
    本科毕业设计论文3结构：RFID-Cuboids，这种新的数据仓库结构主要是利用大量物品的成批移动，数据泛化和部分路径的融合等特性来进行数据压缩，大大的降低了数据存储空间，提高了查询效率。本文中我们用C#语言实现了上述的RFID-Cuboids结构。1.4.本文的结构安排本文的内容共分为五章，具体安排如下：第一章即本章的前言部分。首先介绍了本项目的研究背景，然后介绍了RFID技术以及仓储管理系统在国内外的研究发展现状，最后简单介绍了本文的研究目的、意义以及一些相关的关键问题。第二章主要介绍了RFID的相关理论知识。首先是RFID的技术简介以及RFID的分类，然后对RFID的系统组成和工作原理进行了详细地描述。接下来简要介绍了RFID的关键技术以及制定的国际标准和规范，最后介绍了RFID技术典型的应用。第三章主要介绍基于RFID的仓储管理系统实现关键技术，主要包括AlienRFIDReader的概述，AlienRFIDReader组成及工作原理，多线程技术等。第四章为本文的核心部分，主要是基于RFID的仓储管理系统的实现，介绍了基于RFID的仓储管理系统的需求分析、系统结构、实现的任务流程，AlienRFIDReader接口软件的设计与实现，基于RFID仓储管理系统的具体实现，以及RFID海量数据压缩存储算法的实现。第五章是总结部分。总结了论文所做的工作及成果，指出了目前存在的不足。
    本科毕业设计论文4第二章RFID技术概述2.1.RFID的技术简介RFID(RadioFrequencyIdentification)即无线射频识别技术，是一种非接触式自动识别技术，射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。RFID的技术前身可以追溯到第二次世界大战，当时该技术被英军用于识别敌我双方的飞机。其原理是在英方飞机上装有识别标签（类似于今天的主动标签），当雷达发出微波查询信号时，装在英方飞机上的识别标签就会做出相应的回执，使得发出微波查询信号的系统能够辨别出飞机的身份，此系统IFF（IdentifyFriendorFoe，敌我识别），目前世界上的飞行管制系统仍是在此基础上建立的。从概念上来讲，RFID类似于条码扫描，对于条码技术而言，它是将已编码的条形码附着于目标物，并使用专用的扫描读写器利用光信号将信息由条形码传送到扫描读写器。而RFID则使用专用的RFID阅读器及专门的可附着于目标物的射频标签，利用射频信号将物品相关信息由射频标签传送至RFID阅读器。射频标签中载有关于目标物的各类相关信息，如：该目标物的名称，目标物运输起始、终止地点，中转地点及目标物经过某一地的具体时间等，还可以载入诸如温度等指标。RFID与传统条形码技术相比，具有快速扫描、体积小，易封装、抗污染能力强和使用寿命长、识别高速运动物体、可重复使用、穿透性好并且可以无屏障阅读、数据的记忆容量大以及安全性好的技术优势。同时，RFID技术与互联网、通讯等技术相结合，可实现全球范围内物品跟踪与信息共享。RFID技术应用于物流、制造、公共信息服务等行业，可大幅提高管理与运作效率，降低成本。随着相关技术的不断完善和成熟，RFID产业将成为一个新兴的高技术产业群。2.2.RFID的分类根据射频系统的特征，可以将RFID系统进行多种分类。（1）按照工作方式划分为全双工、半双工系统和时序系统。全双工系统中数据在阅读器和电子标签之间的双向传输是同时进行的，并且从读写器到电子标签的能量传输是连续的，与传输的方向无关；半双工系统中数据传输是交替进行的，并且能量传输是连续的；
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