1 概述

　　倉(cāng)儲(chǔ)管理在企業(yè)的整個(gè)管理流程中起著非常重要的作用，如果不能及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)貨、庫(kù)存控制和發(fā)貨，將會(huì)給企業(yè)帶來(lái)巨大的損失。傳統(tǒng)的人工倉(cāng)庫(kù)作業(yè)模式和數(shù)據(jù)采集方式已難以滿足倉(cāng)庫(kù)管理的快速、準(zhǔn)確要求，嚴(yán)重影響了企業(yè)的運(yùn)行工作效率，成為制約企業(yè)發(fā)展的一大障礙。

　　基于ARM7和915 MHz超高頻段RFID的倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)是在現(xiàn)有倉(cāng)庫(kù)管理中引入RFID技術(shù)，對(duì)倉(cāng)庫(kù)到貨檢驗(yàn)、入庫(kù)、出庫(kù)、調(diào)撥、移庫(kù)移位、庫(kù)存盤(pán)點(diǎn)等各個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化的數(shù)據(jù)采集，以保證倉(cāng)庫(kù)管理各個(gè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)輸入的速度和準(zhǔn)確性，確保企業(yè)及時(shí)準(zhǔn)確地掌握庫(kù)存的真實(shí)數(shù)據(jù)，合理保持和控制企業(yè)庫(kù)存。在倉(cāng)庫(kù)和各經(jīng)銷(xiāo)管道設(shè)置固定式或便攜式RFID閱讀器，以辨識(shí)、偵測(cè)物品及其流通。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　2．1 總體設(shè)計(jì)

　　在物品入庫(kù)時(shí)，給每個(gè)庫(kù)存管理物品貼電子標(biāo)簽，該標(biāo)簽為貨物標(biāo)簽。貼放標(biāo)簽的物品應(yīng)該是整托盤(pán)、整箱或便于安裝標(biāo)簽的大件物品。在進(jìn)行庫(kù)房作業(yè)時(shí)，讀取標(biāo)簽的編號(hào)，確定作業(yè)物品是否正確。為了節(jié)省運(yùn)行成本，貨物標(biāo)簽設(shè)計(jì)成可重復(fù)使用，在貨物出庫(kù)時(shí)取下，送到入庫(kù)處再重新使用。還需要給每一庫(kù)位貼電子標(biāo)簽，該標(biāo)簽稱(chēng)為庫(kù)位標(biāo)簽。在進(jìn)行庫(kù)房管理作業(yè)時(shí)，讀取該標(biāo)簽編號(hào)，就可判定當(dāng)前作業(yè)的位置是否正確。

　　便攜式終端具有接受作業(yè)指令、確認(rèn)作業(yè)位置與作業(yè)貨物是否準(zhǔn)確、返回作業(yè)實(shí)況等功能，可以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與管理服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。例如持便攜式終端接收到管理服務(wù)器的入庫(kù)指令，可對(duì)要入庫(kù)的貨物進(jìn)行掃描讀取標(biāo)簽上的貨物信息，然后掃描貨物所在的庫(kù)位標(biāo)簽，將兩者的對(duì)應(yīng)信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)焦芾矸?wù)器。架設(shè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，本系統(tǒng)中采用了IEEE802．1lb無(wú)線局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)所有作業(yè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸。每個(gè)便攜式終端相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，管理服務(wù)器作為中心節(jié)點(diǎn)。管理服務(wù)器運(yùn)行倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)軟件，負(fù)責(zé)倉(cāng)庫(kù)管理數(shù)據(jù)庫(kù)的集中管理與維護(hù)，以及進(jìn)貨計(jì)劃、出庫(kù)計(jì)劃的制定和指令下達(dá)，并對(duì)庫(kù)存貨物進(jìn)行查詢、盤(pán)庫(kù)，打印生成各種管理報(bào)表。

　　基于RFID技術(shù)的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)具有以下基本功能：① 自動(dòng)地、精確地更新各種信息；② 實(shí)時(shí)查詢和追蹤貨物信息；③ 實(shí)時(shí)貨位查詢，動(dòng)態(tài)分配貨位，實(shí)現(xiàn)隨機(jī)存儲(chǔ)，從而最大限度地利用倉(cāng)儲(chǔ)空間；④ 實(shí)時(shí)監(jiān)控工作情況，實(shí)現(xiàn)人力、物力資源的動(dòng)態(tài)綜合分配；⑤ 倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)綜合盤(pán)點(diǎn)功能；⑥倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部隨機(jī)抽查盤(pán)點(diǎn)；⑦ 關(guān)聯(lián)客戶內(nèi)部數(shù)據(jù)查詢；⑧實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)報(bào)表，匯總各類(lèi)信息。

　　本文設(shè)計(jì)的便攜式倉(cāng)儲(chǔ)管理終端系統(tǒng)見(jiàn)圖1。

　　2．2 硬件設(shè)計(jì)

　　便攜式倉(cāng)儲(chǔ)管理終端的硬件框圖見(jiàn)圖2?？梢詫⒂布譃锳RM 核心及外圍部分和RFID部分。

　　2．2．1 ARM 核心及外圍部分

　　該部分包括ARM 微控制器、存儲(chǔ)器(SRAM 和FLASH)、輸入輸出設(shè)備(鍵盤(pán)、LCD)和接口設(shè)備(USB、R$232、JTAG)。ARM 微控制器采用ST公司的sTR71OFz2T6芯片，片上存儲(chǔ)量大、接口資源豐富。存儲(chǔ)器包括SRAM 芯片和FLASH芯片，作為ARM 片上存儲(chǔ)的補(bǔ)充，可以支持／μCI inux系統(tǒng)的運(yùn)行。SRAM 采用ISSI公司的IS6lI V51216， 為512 kB；FLASH采用SST公司的SST39VF1601，為1 MB。LCD采用1602字符型顯示模塊，ARM 芯片上沒(méi)有I CD 驅(qū)動(dòng)， 電路設(shè)計(jì)中通過(guò)SN74FO4N 和741 VC245來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)LCD的驅(qū)動(dòng)。

　　為了將便攜式終端接入無(wú)線局域網(wǎng)，本設(shè)計(jì)中使用了現(xiàn)在比較成熟的USB無(wú)線網(wǎng)卡，故在電路中加入了USB接口。為了控制無(wú)線網(wǎng)卡，采用了芯片sI 811HS。SI 811HS是可支持全速數(shù)據(jù)傳輸?shù)腢SB控制芯片，內(nèi)含USB主／從控制器，支持全速和低速數(shù)據(jù)傳輸，并能自動(dòng)識(shí)別低速或全速設(shè)備。

　　2．2．2 RFID部分

　　該部分包括射頻芯片和天線，芯片使用CC1100，能對(duì)頻率為915 MHz的超高頻標(biāo)簽進(jìn)行讀寫(xiě)，符合EPC CLASS-1／Gen一2標(biāo)準(zhǔn)。內(nèi)部的發(fā)送器部分不需要增加有源電路就能夠直接驅(qū)動(dòng)近距離操作的天線，控制可達(dá)到10 m，完全可以滿足倉(cāng)儲(chǔ)管理的需要。

　　2．3 軟件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)軟件框圖見(jiàn)圖3。本系統(tǒng)采用U-Boot軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的BootLoader，操作系統(tǒng)采用了μCLinux。RFID數(shù)據(jù)讀取及網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用程序的流程見(jiàn)圖4。

3 關(guān)鍵技術(shù)

　　3．1 RFID技術(shù)

　　RFID(Radio Frequency Identification)即射頻識(shí)別，是一種非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它是通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。它能對(duì)相距幾厘米到幾十米范圍內(nèi)的物體進(jìn)行識(shí)別，而且可以批量讀取，RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。

　　最基本的RFID系統(tǒng)由3大部分組成：電子標(biāo)簽、閱讀器和天線。電子標(biāo)簽一般由耦合元件(天線)及專(zhuān)用芯片組成。電子標(biāo)簽是射頻識(shí)別系統(tǒng)真正的數(shù)據(jù)載體，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一電子編碼(ID號(hào))，而且標(biāo)簽一般保存有約定格式的電子數(shù)據(jù)。閱讀器是讀取(有時(shí)還可以寫(xiě)入)標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式；閱讀器可無(wú)接觸地讀取并識(shí)別電子標(biāo)簽中所保存的電子數(shù)據(jù)，從而達(dá)到自動(dòng)識(shí)別物體的目的。天線是一種以電磁波形式把無(wú)線電收發(fā)機(jī)的射頻信號(hào)接收或輻射出去的裝置，用于在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào)。

　　閱讀器通過(guò)天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入天線輻射場(chǎng)時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電流從而獲得能量， 并發(fā)送出自身編碼等信息，被閱讀器讀取并解碼后發(fā) 送至電腦主機(jī)進(jìn)行有關(guān)處理。

　　射頻識(shí)別可以用來(lái)跟蹤和管理幾乎所有物理對(duì)象，因此可廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，其典型應(yīng)用包括：供應(yīng)鏈與物流管理，生產(chǎn)制造與裝配，行李、郵件和包裹處理，身份識(shí)別、防偽、門(mén)禁和防盜系統(tǒng)，文檔追蹤，圖書(shū)館管理，交通管理與城市規(guī)劃 ，空間定位與跟蹤。

　　3．2 無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)

　　無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)在不采用傳統(tǒng)纜線的同時(shí)，

　　提供以太網(wǎng)或者令牌網(wǎng)絡(luò)的功能。通常計(jì)算機(jī)組網(wǎng)的傳輸媒介主要是銅纜或光纜，構(gòu)成有線局域網(wǎng)，但有線網(wǎng)絡(luò)在某些場(chǎng)合要受到布線的限制。與有線網(wǎng)絡(luò)相比，無(wú)線局域網(wǎng)具有安裝便捷、使用靈活、經(jīng)濟(jì)節(jié)約、易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。

　　WLAN也存在著以下幾個(gè)技術(shù)方面的問(wèn)題：標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，產(chǎn)品不兼容，安全性、可靠性有待加強(qiáng)。盡管WLAN有以上技術(shù)方面的不足，但其優(yōu)點(diǎn)是無(wú)可否認(rèn)的。隨著通信技術(shù)日新月異的發(fā)展，相信這些技術(shù)問(wèn)題最終會(huì)得到很好的解決，WLAN必將有廣闊的發(fā)展前景。

4 總結(jié)

　　本文簡(jiǎn)要介紹了所設(shè)計(jì)的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，重點(diǎn)介紹了便攜式倉(cāng)儲(chǔ)管理終端的軟、硬件設(shè)計(jì)及相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)。射頻識(shí)別技術(shù)在物流管理中的應(yīng)用日益廣泛，本系統(tǒng)以射頻識(shí)別技術(shù)為重點(diǎn)，以倉(cāng)儲(chǔ)管理為應(yīng)用背景，結(jié)合無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)的智能化管理。能快速、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地對(duì)標(biāo)簽讀取和處理，為倉(cāng)儲(chǔ)監(jiān)管提供靈活、高效、可靠的系統(tǒng)通信架構(gòu)。

　　(文/中北大學(xué)動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，劉峰，王高，李仰軍，王偉)