PAGE物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)綜合設計報告題目智能倉儲系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)考生姓名郭守昊 考號048614206001 單位常州紡織服裝職業(yè)技術學院 專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程 二Ｏ一六年三月一日PAGEPAGE4目錄1緒論 21.1WMS國內外研究及發(fā)展動態(tài)分析 21.1.1國外研究動態(tài) 21.1.2國內發(fā)展動態(tài) 21.2WMS的發(fā)展趨勢 32系統(tǒng)總體設計 42.1網(wǎng)絡架構 42.2系統(tǒng)流程 42.3系統(tǒng)組成 53系統(tǒng)詳細設計 53.1基于RFID技術的庫存管理流程設計 53.1.1總體流程 53.1.2收貨入庫流程 63.1.3庫存盤點流程 73.1.4出庫流程 84系統(tǒng)的實現(xiàn) 104.1RFID標簽及讀寫器 104.2RFID中間件及數(shù)據(jù)過濾 104.3傳感器、微處理器、通信芯片及協(xié)議 115總結與思考 11參考文獻： 12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、準確、快捷的基礎上，進一步提高了倉儲管理的安全性。2.3系統(tǒng)組成結合上述分析，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、后臺信息服務器、本地數(shù)據(jù)庫服務器、業(yè)務系統(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志碼，為每個物品貼上一個具有EPC

的RFID

標簽。標簽由存入EPC

的硅芯片和天線組成，附在被標志物品上，EPC

代碼內含一串數(shù)字代表物品ID、類別、名稱、供應商、生產日期、產地、入庫時間、貨架號等信息，信息存儲在后臺EPC-IS

服務器的數(shù)據(jù)庫中。同時，隨著物品在倉庫內外的轉移或變化，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信息從而進行處理。當物品通過倉儲車間入口時，由設置在倉庫入口的物品標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

服務器，獲得物品的詳細信息，并將相關信息保存到本地數(shù)據(jù)庫，最后交由信息處理模塊進行處理。倉儲車間入口處可以安裝多部讀寫器進行分類處理，還應為不可讀標簽提供手動編碼區(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)，自組織構成一個無線傳感器網(wǎng)絡，通過該網(wǎng)絡與Internet

及業(yè)務系統(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外的各類情況，以便及時處理。后臺信息服務器用于存儲物品的詳細信息，如物品ID、類別、名稱、入庫時間等，并能實時地響應遠程應用程序的請求，允許通過物品的EPC

碼對物品信息進行查詢。本地數(shù)據(jù)庫服務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)務系統(tǒng)中查詢和維護。倉儲工作人員可以通過無線設備或Web

客戶端隨時隨地查詢物品的當前狀態(tài)。業(yè)務系統(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、在庫物品盤點等作業(yè)。在庫物品查詢、在庫物品盤點作業(yè)過程中均采用RFID

技術。3系統(tǒng)詳細設計3.1基于RFID技術的庫存管理流程設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該有自己的RFID標簽(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、堆放點和叉車臂上。通過閱讀器讀取到的標簽信息，貨架和架上箱體(container)在供應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)務流程是基礎資料管理、收貨入庫管理、庫存盤點管理和揀貨出庫管理，系統(tǒng)流程圖如圖2所示。圖2倉儲管理整體業(yè)務流程圖供應商接到采購部門發(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)往財務部門。倉儲部門需要定期盤點庫存，將信息向財務部門報告。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收貨入庫流程收貨入庫流程如圖3所示：1)倉儲部門接收并核實供應商的發(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)域和存儲位置進行分配。3)倉庫入口處RFID閱讀器通過電子標簽采集貨物信息，并將信息與貨單比對。4)倉庫管理系統(tǒng)發(fā)出貨位安排及相關指令，檢測出空閏叉車供裝載使用。5)叉車搬運貨物，入庫設備根據(jù)貨住安排將貨物上架。入庫操作關鍵部分是讀取標簽信息：首先判斷閱讀器是否正常，如果正常則讀取標簽信息，讀取標簽信息正常時將閱讀器讀取代碼等相關內容顯示出來。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);}}圖3收貨入庫業(yè)務流程圖3.1.3庫存盤點流程庫存盤點是指對現(xiàn)有庫存進行清點，并將實際庫存狀況與賬面統(tǒng)計予以比對，業(yè)務流程如圖4所示：圖4庫存清點業(yè)務流程圖1)選擇所要盤點的倉庫及具體庫區(qū)。2)生成盤點清單和盤點表。3)管理系統(tǒng)通過無線網(wǎng)絡發(fā)送指令，堆垛機定位庫區(qū)，接受系統(tǒng)指令控制閱讀器讀取數(shù)據(jù)。4)閱讀器將盤點數(shù)據(jù)傳送到后臺管理系統(tǒng)。5)系統(tǒng)進行后期數(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，對所需貨物進行分揀處理，并進行出庫管理，業(yè)務流程如圖5所示。圖5出庫業(yè)務流程圖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，自動查詢對應的倉庫號和庫位ID，供工作人員進行出庫操作安排。關鍵查找過程如下。publicvoidloadPosList(){ResultSetrs=statement.executeQuery(sql);while(rs.next){CombolPos.AddItem(rs.getString(“WarehouseName”));

}

rs．close();

}

private

void

addCombolPos(){

String

sql=”select

warehousePosIDWarehouseName

from

WarehouseTable

Where

Status

=

GoodsID”;

ResultSet

rs=statement.executeQuery(sql);

txtFields.Text=rs.getString(“WarehousePosID”);

rs．close();}4系統(tǒng)的實現(xiàn)4.1RFID標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)直接存儲到附在產品上的標簽中，能夠可靠、快速、經(jīng)濟地讀寫數(shù)據(jù)；而且MOBY系列標簽通信速率快、抗干擾性強，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)務控制系統(tǒng)進行通信。具體應用中可以在倉庫入口和出口處各定點安裝2-4套SIMATICRF系列讀寫器，用于實現(xiàn)入/出庫操作；在倉庫內部再配置2-4套移動讀寫器，用于倉儲盤點和物品揀選。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)的物流倉儲管理應用，因此需要設計一種針對系統(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、設備管理模塊、業(yè)務系統(tǒng)接口模塊，如圖6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)以及下達設備管理模塊的讀寫器指令；設備管理模塊用于調整RFID讀寫設備的工作狀態(tài)，配置相應的接口參數(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，而不管該采集點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6RFID中間件設計RFID采集的原始數(shù)據(jù)量非常大，在實際應用中，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)十個不等的電子標簽數(shù)據(jù)，如重復多次掃描同一個電子標簽，但其中只有少部分是對用戶有意義的、非重復性的數(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)帶來很大的負擔。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)進行過濾處理。首先對電子標簽狀態(tài)的改變進行編碼，定義標簽出現(xiàn)的狀態(tài)編碼為0，標簽狀態(tài)消失的編碼為1；然后加入計時器機制，對計時器有效時間內的同一標簽的狀態(tài)跳變進行忽略，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)控模塊的應用需求，采用Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡和有線網(wǎng)絡相結合并與局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)相連的設計思路實現(xiàn)整個倉儲車間的物品監(jiān)控。Zigbee技術具有功耗極低、系統(tǒng)簡單、組網(wǎng)方式靈活、成本低、低等待時間等性質，適用于此類監(jiān)控系統(tǒng)的設計。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。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成。5總結與思考智能倉儲物聯(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不準確等問題，系統(tǒng)在出入庫、監(jiān)控、盤點、揀貨等方面具有快速、便捷、準確、高效及高度自動化等優(yōu)點。在現(xiàn)代物流領域，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)體現(xiàn)出其積極的促進作用。通過該系統(tǒng)的分析與實現(xiàn)，形成一種利用物聯(lián)網(wǎng)進行物流倉儲管理的新型實用的設計方法?？梢越Y合本文的部分基礎理論知識和具體系統(tǒng)架構方法進行深入研究和探討，在切實理解物聯(lián)網(wǎng)原理和技術特點的基礎上，進一步促進其在諸多領域的更廣應用和更大發(fā)展。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展和應用系統(tǒng)的推廣普及，未來物聯(lián)網(wǎng)技術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)技術的發(fā)展將呈現(xiàn)如下趨勢：1)標簽產品多樣化。未來用戶個性化需求較強，單一產品不能適應未來發(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品系列化，與其他高科技融合，如與傳感器、GPS、生物識別結合將由單一識別向多功能識別發(fā)展。2)系統(tǒng)網(wǎng)絡化。當RFID系統(tǒng)應用普及到一定程度時，每件產品通過電子標簽賦予身份標識，與互聯(lián)網(wǎng)、電子商務結合將是必然趨勢，也必將改變人們傳統(tǒng)的生活、工作和學習方式。3)系統(tǒng)的兼容性更好。隨著標準的統(tǒng)一，系統(tǒng)的兼容性將會得到更好的發(fā)揮。產品替代性更強。4)與其他產業(yè)融合。與其他IT產業(yè)一樣，當標準和關鍵技術解決和突破之后，與其他產業(yè)如3C、3G網(wǎng)等融合將形成更大的產業(yè)集群，并得到更加廣泛的應用，實現(xiàn)跨地區(qū)、跨行業(yè)應用。但是物聯(lián)網(wǎng)RFID目前標準亟待統(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、應用規(guī)范、數(shù)據(jù)管理、信息安全等。由于產業(yè)界對于RFID的應用前景大都持樂觀的期待，最理想的情況是借由標準的制定與技術的突破，加速降低成本，提升技術成熟度，滿足各種應用環(huán)境的需求。參考文獻：[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].大連大學學報,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].北京航空航天大學學報,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].計算機工程與設計,2007,28(23):5668-5670.[8]李慶慶,張燕平.基于模糊邊緣檢測算法的車牌定位[J].計算機技術與發(fā)展,2006,16(12):7-9.[9]劉云浩.從普適計算、GPS到物聯(lián)網(wǎng):下一代互聯(lián)網(wǎng)的視界.中國計算機學會通訊,2009,5(12):66?69.[10]王保云.物聯(lián)網(wǎng)技術研究綜述.電子測量與儀器學報,2009,23(12):1?7.[11]孫其博,劉杰,黎羴,范春曉,孫娟娟.物聯(lián)網(wǎng):概念、架構與關鍵技術研究綜述.北京郵電大學學報,2010,33(3):1?9.[12]范蘇彬,范曲立,宗平,毛燕琴,黃維.物聯(lián)網(wǎng)的體系結構與相關技術研究.南京郵電大學學報,2009,29(6):1?11.[13]劉強,崔莉,陳海明.物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術與應用.計算機科學,2010,37(6