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電子標簽揀貨系統(tǒng)的研究與設計
作者:RFID世界網(wǎng) 收編
來源:現(xiàn)代物流網(wǎng)
日期:2009-03-30 09:24:56
摘要:電子標簽揀貨系統(tǒng)是一種提升傳統(tǒng)物流作業(yè)質量和提高傳統(tǒng)物流作業(yè)效率的有效方式,是物流系統(tǒng)無紙化的基礎技術。論文對電子標簽揀貨系統(tǒng)的原理及構成進行逐層分析,提出并歸納了硬件總體結構、通信協(xié)議的設計以及上位機數(shù)據(jù)庫的設計等系統(tǒng)設計必須要考慮的問題,對電子標簽揀貨系統(tǒng)的研究與設計具有一定的指導意義。
1 系統(tǒng)介紹及工作流程
電子標簽揀貨系統(tǒng)是一套安裝在貨物儲位上的電子裝置,由與PC機連接的DAT數(shù)據(jù)控制器連接并控制這些電子裝置,借助燈號與數(shù)字顯示引導揀貨人員快速、準確、輕松地完成揀貨工作。在系統(tǒng)中電子標簽取代揀貨單,可以在儲架上顯示揀貨信息,揀貨員只需依照電腦指示執(zhí)行揀貨作業(yè),電子標簽上有一小燈,燈亮表示該儲位的商品是待揀商品;電子標簽中間有多個字位的數(shù)碼顯示器,可顯示揀貨數(shù)量;如此,揀貨員可根據(jù)通道指示,跳過無揀貨的通道,進入有揀貨指示的通道,在儲架通道行走,看到燈亮的電子標簽就停下來,并按顯示數(shù)字來揀取該商品所需的數(shù)量。整個系統(tǒng)具有彈性控制揀貨作業(yè)流程,即時現(xiàn)場監(jiān)控、緊急訂單處理和缺貨通知等強大的功能。其工作流程如下:
?、儋Y料輸入員輸入資料給計算機,自上位計算機下載訂單資料
?、诳刂破骷敖泳€箱將資料傳送至貨架上電子票簽
?、垭娮訕撕烇@示出揀貨數(shù)量
④揀貨員按照實時指示,快速而準確地執(zhí)行揀貨指令,不必攜帶揀貨單
?、輶泦T按動“完成”按鈕,回報完成信號給計算機,進入下一張訂單
2 系統(tǒng)的硬件總體結構
本系統(tǒng)是一個以PC機作為主控機,由多個單片機為控制器的電子標簽組成的監(jiān)測系統(tǒng),主機輪詢各個節(jié)點(電子標簽)的信息,并根據(jù)其相關的內容進行相關的操作。電子標簽接收主機的命令和數(shù)據(jù),并進行相關的操作。
現(xiàn)場控制PC是整個揀貨系統(tǒng)中心靈魂部分,直接負責控制與DAT數(shù)據(jù)控制器通信,監(jiān)控揀貨、盤點作業(yè)并處理相應的數(shù)據(jù)。在電子標簽揀貨系統(tǒng)中,DAT數(shù)據(jù)控制器是整個系統(tǒng)通訊的樞紐,它上連PC機,下接電子標簽,在實際應用中每個DAT數(shù)據(jù)控制器可連接至多256個電子標簽、大于50個區(qū)段/通道揀貨指示器、大于50個訂單顯示器。根據(jù)需要每臺PC機可擴展到200個DAT數(shù)據(jù)控制器,以形成較大的電子標簽揀貨系統(tǒng)。
3 系統(tǒng)通信設計
電子標簽揀貨系統(tǒng)的通信為主從式半雙工通信??刂芇C機為整個系統(tǒng)的唯一主機(即上位機),其余的電子標簽全部為從機(下位機)。通信由主機發(fā)起,所有的從機都能接收到相同的數(shù)據(jù)信息(數(shù)據(jù)包),從機接收到數(shù)據(jù)包后,首先判讀數(shù)據(jù)包中的地址信息,若地址信息與本機地址相符,那么就處理相應的數(shù)據(jù)包,并返回信息給主機。主機每發(fā)送的一個數(shù)據(jù)包,從機只要地址相符,都應作答。
如果一個應用系統(tǒng)(應用軟件)要從電子標簽中讀出數(shù)據(jù)或者寫入數(shù)據(jù)到電子標簽,那么它需要一個接口,從應用軟件的角度來看,需要對電子標簽的訪問應該是盡可能的透明。應用軟件作為主動方時,控制器則作為從動方只對應用軟件的讀寫指令作出反應,而不主動發(fā)送數(shù)據(jù)給應用系統(tǒng)軟件。特別是當PC機采用RS485[2]多機通信的時候,這種主從原則就可以很好地避免數(shù)據(jù)之間的沖突。
系統(tǒng)通信設計包括主、從機通信幀、數(shù)據(jù)包(內型、格式、同步)、波特率設置等。PC與DAT控制器之間通信采用串口RS485協(xié)議。在應用系統(tǒng)中控制器通過RS232/RS485接口與應用系統(tǒng)中的通信控制器或PC機連接,接收計算機發(fā)來的命令并把命令執(zhí)行結果返回計算機。因此我們把從計算機發(fā)往控制器的數(shù)據(jù)通信包packet稱為命令包,而把從控制器發(fā)往計算機的數(shù)據(jù)通信包packet稱為返回包。
遵從上述通訊協(xié)議格式,制定PC機對控制器發(fā)送的命令碼和控制器對PC機的返回碼。
例:電子標簽顯示數(shù)據(jù)
功能:發(fā)送數(shù)據(jù)在電子標簽顯示板上顯示
命令參數(shù):DTA_addr、Node_addr、DspData
命令包:55 00 05 65 01 00 00 64 00 AA
返回包:如果成功,則返回數(shù)據(jù)55 00 03 65 01 00 64 AA
通信波特率越高,通信速度越快,系統(tǒng)對按鍵的響應時間自然就越快。
4 上位機數(shù)據(jù)庫設計
物流數(shù)據(jù)的存儲一般采用的是關系數(shù)據(jù)庫,通過關系數(shù)據(jù)庫可集成企業(yè)進行生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)控制所需要的各種數(shù)據(jù),如原材料、半成品和最終產(chǎn)品(如庫存、訂單、任務)及各種技術數(shù)據(jù)。關系數(shù)據(jù)庫以表的形式或行列矩陣的形式查看數(shù)據(jù),從用戶觀點來看關系數(shù)據(jù)庫,其邏輯結構就是一個二維表。表中的列也稱為域,可以代表不同的數(shù)據(jù)類;行也稱為記錄,包含真正的數(shù)據(jù)值。
微軟公司所出的SQL Server數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)支持客戶端/服務器體系(Client/Server),可以構筑分布式的融合網(wǎng)絡。在C/S體系中,服務器計算機控制數(shù)據(jù)庫管理,負責存儲數(shù)據(jù)、操縱數(shù)據(jù)并為用戶檢索數(shù)據(jù)??蛻粲嬎銠C控制了用戶界面,應用程序完全在客戶系統(tǒng)上運行??蛻魴C負責向用戶顯示文本和圖像并讓用戶輸入數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)庫開發(fā)時,也可以使用數(shù)據(jù)訪問對象(DAO)、遠程數(shù)據(jù)對象(RDO),ActiveX數(shù)據(jù)對象(ADO)OLE DB,DB-library和其它第三方提供的開發(fā)工具訪問SQL Server數(shù)據(jù)庫。
根據(jù)最基本的電子標簽揀貨系統(tǒng)的工作流程可建立初步的電子標簽揀貨信息系統(tǒng),來對現(xiàn)場情況進行在線監(jiān)控。在電子標簽輔助揀貨系統(tǒng)實施過程中,通常需要軟件供應商進行大量客戶訪談把握其需求??茖W的方法是把軟件做成標準化和功能化的模塊,即把電子標簽的軟件功能全部羅列出來,由客戶進行選擇。其中涉及的內容可以保證解決各類配送中心80%~90%的共同功能需求。還有一些功能并不是所有的客戶都會需要,比如對作業(yè)人員的效率分析、對硬件的檢測等功能。對于這部分需求,需要根據(jù)客戶的實際使用情況進行定制開發(fā)。另外,與上位系統(tǒng)的接口也屬于軟件范疇內,配送中心上位機使用的系統(tǒng)不一樣,所需要的接口也應改變。
電子標簽揀貨系統(tǒng)是一套安裝在貨物儲位上的電子裝置,由與PC機連接的DAT數(shù)據(jù)控制器連接并控制這些電子裝置,借助燈號與數(shù)字顯示引導揀貨人員快速、準確、輕松地完成揀貨工作。在系統(tǒng)中電子標簽取代揀貨單,可以在儲架上顯示揀貨信息,揀貨員只需依照電腦指示執(zhí)行揀貨作業(yè),電子標簽上有一小燈,燈亮表示該儲位的商品是待揀商品;電子標簽中間有多個字位的數(shù)碼顯示器,可顯示揀貨數(shù)量;如此,揀貨員可根據(jù)通道指示,跳過無揀貨的通道,進入有揀貨指示的通道,在儲架通道行走,看到燈亮的電子標簽就停下來,并按顯示數(shù)字來揀取該商品所需的數(shù)量。整個系統(tǒng)具有彈性控制揀貨作業(yè)流程,即時現(xiàn)場監(jiān)控、緊急訂單處理和缺貨通知等強大的功能。其工作流程如下:
?、儋Y料輸入員輸入資料給計算機,自上位計算機下載訂單資料
?、诳刂破骷敖泳€箱將資料傳送至貨架上電子票簽
?、垭娮訕撕烇@示出揀貨數(shù)量
④揀貨員按照實時指示,快速而準確地執(zhí)行揀貨指令,不必攜帶揀貨單
?、輶泦T按動“完成”按鈕,回報完成信號給計算機,進入下一張訂單
2 系統(tǒng)的硬件總體結構
本系統(tǒng)是一個以PC機作為主控機,由多個單片機為控制器的電子標簽組成的監(jiān)測系統(tǒng),主機輪詢各個節(jié)點(電子標簽)的信息,并根據(jù)其相關的內容進行相關的操作。電子標簽接收主機的命令和數(shù)據(jù),并進行相關的操作。
現(xiàn)場控制PC是整個揀貨系統(tǒng)中心靈魂部分,直接負責控制與DAT數(shù)據(jù)控制器通信,監(jiān)控揀貨、盤點作業(yè)并處理相應的數(shù)據(jù)。在電子標簽揀貨系統(tǒng)中,DAT數(shù)據(jù)控制器是整個系統(tǒng)通訊的樞紐,它上連PC機,下接電子標簽,在實際應用中每個DAT數(shù)據(jù)控制器可連接至多256個電子標簽、大于50個區(qū)段/通道揀貨指示器、大于50個訂單顯示器。根據(jù)需要每臺PC機可擴展到200個DAT數(shù)據(jù)控制器,以形成較大的電子標簽揀貨系統(tǒng)。
3 系統(tǒng)通信設計
電子標簽揀貨系統(tǒng)的通信為主從式半雙工通信??刂芇C機為整個系統(tǒng)的唯一主機(即上位機),其余的電子標簽全部為從機(下位機)。通信由主機發(fā)起,所有的從機都能接收到相同的數(shù)據(jù)信息(數(shù)據(jù)包),從機接收到數(shù)據(jù)包后,首先判讀數(shù)據(jù)包中的地址信息,若地址信息與本機地址相符,那么就處理相應的數(shù)據(jù)包,并返回信息給主機。主機每發(fā)送的一個數(shù)據(jù)包,從機只要地址相符,都應作答。
如果一個應用系統(tǒng)(應用軟件)要從電子標簽中讀出數(shù)據(jù)或者寫入數(shù)據(jù)到電子標簽,那么它需要一個接口,從應用軟件的角度來看,需要對電子標簽的訪問應該是盡可能的透明。應用軟件作為主動方時,控制器則作為從動方只對應用軟件的讀寫指令作出反應,而不主動發(fā)送數(shù)據(jù)給應用系統(tǒng)軟件。特別是當PC機采用RS485[2]多機通信的時候,這種主從原則就可以很好地避免數(shù)據(jù)之間的沖突。
系統(tǒng)通信設計包括主、從機通信幀、數(shù)據(jù)包(內型、格式、同步)、波特率設置等。PC與DAT控制器之間通信采用串口RS485協(xié)議。在應用系統(tǒng)中控制器通過RS232/RS485接口與應用系統(tǒng)中的通信控制器或PC機連接,接收計算機發(fā)來的命令并把命令執(zhí)行結果返回計算機。因此我們把從計算機發(fā)往控制器的數(shù)據(jù)通信包packet稱為命令包,而把從控制器發(fā)往計算機的數(shù)據(jù)通信包packet稱為返回包。
遵從上述通訊協(xié)議格式,制定PC機對控制器發(fā)送的命令碼和控制器對PC機的返回碼。
例:電子標簽顯示數(shù)據(jù)
功能:發(fā)送數(shù)據(jù)在電子標簽顯示板上顯示
命令參數(shù):DTA_addr、Node_addr、DspData
命令包:55 00 05 65 01 00 00 64 00 AA
返回包:如果成功,則返回數(shù)據(jù)55 00 03 65 01 00 64 AA
通信波特率越高,通信速度越快,系統(tǒng)對按鍵的響應時間自然就越快。
4 上位機數(shù)據(jù)庫設計
物流數(shù)據(jù)的存儲一般采用的是關系數(shù)據(jù)庫,通過關系數(shù)據(jù)庫可集成企業(yè)進行生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)控制所需要的各種數(shù)據(jù),如原材料、半成品和最終產(chǎn)品(如庫存、訂單、任務)及各種技術數(shù)據(jù)。關系數(shù)據(jù)庫以表的形式或行列矩陣的形式查看數(shù)據(jù),從用戶觀點來看關系數(shù)據(jù)庫,其邏輯結構就是一個二維表。表中的列也稱為域,可以代表不同的數(shù)據(jù)類;行也稱為記錄,包含真正的數(shù)據(jù)值。
微軟公司所出的SQL Server數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)支持客戶端/服務器體系(Client/Server),可以構筑分布式的融合網(wǎng)絡。在C/S體系中,服務器計算機控制數(shù)據(jù)庫管理,負責存儲數(shù)據(jù)、操縱數(shù)據(jù)并為用戶檢索數(shù)據(jù)??蛻粲嬎銠C控制了用戶界面,應用程序完全在客戶系統(tǒng)上運行??蛻魴C負責向用戶顯示文本和圖像并讓用戶輸入數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)庫開發(fā)時,也可以使用數(shù)據(jù)訪問對象(DAO)、遠程數(shù)據(jù)對象(RDO),ActiveX數(shù)據(jù)對象(ADO)OLE DB,DB-library和其它第三方提供的開發(fā)工具訪問SQL Server數(shù)據(jù)庫。
根據(jù)最基本的電子標簽揀貨系統(tǒng)的工作流程可建立初步的電子標簽揀貨信息系統(tǒng),來對現(xiàn)場情況進行在線監(jiān)控。在電子標簽輔助揀貨系統(tǒng)實施過程中,通常需要軟件供應商進行大量客戶訪談把握其需求??茖W的方法是把軟件做成標準化和功能化的模塊,即把電子標簽的軟件功能全部羅列出來,由客戶進行選擇。其中涉及的內容可以保證解決各類配送中心80%~90%的共同功能需求。還有一些功能并不是所有的客戶都會需要,比如對作業(yè)人員的效率分析、對硬件的檢測等功能。對于這部分需求,需要根據(jù)客戶的實際使用情況進行定制開發(fā)。另外,與上位系統(tǒng)的接口也屬于軟件范疇內,配送中心上位機使用的系統(tǒng)不一樣,所需要的接口也應改變。