基于RFID技術(shù)的倉儲管理方案設(shè)計

1、基于RFID技術(shù)的倉儲管理方案設(shè)計    倉儲管理系統(tǒng)中人員權(quán)限問題是當(dāng)前研究的熱點，一個好的管理系統(tǒng)會從多個方面考慮權(quán)限的劃分問題；稍有不得當(dāng)，不但會造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，還可能會造成重要的數(shù)據(jù)信息泄露。從安全的角度考慮，一般情況，我們在程序設(shè)計時都會遵循最小授權(quán)原則；即在最少的時間內(nèi)授予程序代碼所需的最低權(quán)限，除非程序需要，否則不會允許使用管理員權(quán)限運行應(yīng)用程序。而在一個多功能信息系統(tǒng)集成平臺中，它含有多個子模塊，而每個模塊都有可能需要自己的一套特有權(quán)限系統(tǒng)，一般軟件開發(fā)者只有通過修改代碼來實現(xiàn)用戶的需求。多數(shù)情況下權(quán)限系統(tǒng)往往是在實施初期用戶就要求設(shè)置，

2、因而設(shè)計一個健全的權(quán)限方案對信息系統(tǒng)集成平臺尤為重要。 那么在現(xiàn)代高度集成化的貨物倉儲管理中，如何合理安排人員權(quán)限問題呢?針對一個大型貨運倉庫，如果能做到恰當(dāng)安排人員的提貨權(quán)限，那么就可以大大減少甚至避免發(fā)貨物、提錯貨、貨物丟失的情況；從而實現(xiàn)高效的自動化倉儲管理。本文提出一種基于RFID技術(shù)實現(xiàn)的自動化人員權(quán)限管理策略，依托軟硬件相結(jié)合，實現(xiàn)倉管人員提貨的自動化管理。 1 方案分析 整個自動化倉儲管理人員提貨權(quán)限方案是建立在兩個基礎(chǔ)上進行深入研究的。 1）射頻識別系統(tǒng)的核心技術(shù)一多路存取時防碰撞算法的實現(xiàn)。在RFID系統(tǒng)中主要存在有兩種通信方式：無線廣

3、播方式，即在一個讀寫器的閱讀范圍內(nèi)存在多個應(yīng)答器，讀寫器發(fā)出的數(shù)據(jù)流有時可能會被多個應(yīng)答器接收。多路存取方式，即在讀寫器的作用范圍內(nèi)有多個應(yīng)答器同時傳輸數(shù)據(jù)給讀寫器。前者不是筆者考慮的重點，而后者就會出現(xiàn)通信沖突和數(shù)據(jù)碰撞問題。目前，解決方法基本有4種：空分多路法（SDMASpace Division Multiple Access）、頻分多路法（FDMAFrequency Division Multiple Access）、時分多路法（TDMATime Division Multiple Access）和碼分多路法（CDMACode Division Multiple Access）。考慮R

4、FID系統(tǒng)通信形式、功耗、系統(tǒng)的復(fù)雜性以及成本等因素，選擇TDMA方法來實現(xiàn)射頻識別系統(tǒng)中的防碰撞機制。基于TDMA防碰撞算法又分為：基于比特的二進制搜索算法和基于時隙的ALOHA算法；本方案采用二進制搜索算法來解決防碰撞問題。 2）射頻識別系統(tǒng)的基礎(chǔ)EPC數(shù)據(jù)編碼格式的設(shè)計。EPC數(shù)據(jù)編碼方案的選取將決定著EPC數(shù)據(jù)采集的方便實現(xiàn)。在本方案中，EPC數(shù)據(jù)編碼格式設(shè)計包括兩部分：人員提貨權(quán)限編碼的設(shè)計。貨物標識的EPC編碼設(shè)計。目前，EPC編碼方案有13種，其通用結(jié)構(gòu)是由一個分層次、可變長度的標頭以及一系列數(shù)字字段組成如圖1所示。標頭定義了總長，識別類型和EPC編碼結(jié)構(gòu)，其中還可以包

5、括它的濾值；標頭的長度是可變的。 2 方案設(shè)計 該方案設(shè)計包括2個部分：貨物編碼方案設(shè)計和提貨人員權(quán)限方案設(shè)計。在貨物編碼方案設(shè)計部分，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的需要，采用其中一種GID96通用標識符。它不依賴于任何現(xiàn)有已知的規(guī)范及標識方案，采用由3個字段（通用管理者代碼、對象分類代碼、序列號）組成的96位EPC代碼。加入標頭后，保證了EPC命名空間的唯一性。其格式如表1所示。 其中，通用管理者代碼用來標識一個組織實體，例如一個公司、管理者等；它負責(zé)維持后字段的編號；對象分類代碼用來標識通用管理者代碼下的物品的種類或者類型；序列號用來標識對象分類代碼下的每個具體對象。三者的編

6、碼都是唯一的，而且在同一類型下是不允許重復(fù)的。通過這種編碼格式可以看出，對象分類代碼部分表示了倉儲物資的類型；也就代表著倉庫中所儲存的物資種類，當(dāng)一個大型貨運倉庫有多個提貨人員時，該代碼也給出了一種合理的分配提貨人員權(quán)限的辦法。 鑒于提貨人員只是針對一個特定的物流企業(yè)，其提貨權(quán)限很少涉及對外方面；而且考慮到倉儲管理系統(tǒng)的高效運作及健壯性與穩(wěn)定性，在提貨人員權(quán)限編碼方案設(shè)計部分，采用單獨給提貨人員設(shè)立一套自定義的權(quán)限編碼格式。其編碼格式仍然以GID96為基礎(chǔ)進行自定義設(shè)計，目的是為了在批量檢索數(shù)據(jù)庫時更方便實現(xiàn)、效率更高。其編碼格式如表2所示。 編碼中通用管理者分為2種：具有

7、最高權(quán)限的董事部、分管不同提貨人員的倉管部；分別賦予不同編碼來表示。在對象分類代碼部分：董事部下屬對象分類代碼全部置1，表示著董事部人員具有最高權(quán)限，可以查看當(dāng)前倉庫中各種物資的庫存情況及提取倉庫中的各種物資。倉管部分管的不同提貨人員具有不同的對象分類代碼，這也意識不同的提貨人員所提貨物類型不同。在序列號部分，根據(jù)人員人數(shù)N，采取高位使用辦法：N2M2（其中，M 3 方案實現(xiàn) 首先，不同類型的物資在出庫操作時，分別由具有不同權(quán)限的提貨人員來實現(xiàn)。提貨人員的權(quán)限由其EPC編碼中的“對象分類代碼”來表示，提貨人員首先將自身攜帶的提貨權(quán)限由專用權(quán)限閱讀器讀取得到。系統(tǒng)獲取得到該電

8、子標簽數(shù)據(jù)后，通過截取指令將權(quán)限標簽數(shù)據(jù)中的“對象分類代碼”截取存儲到一個私有變量中。其所提的貨物在出庫時，由閱讀器得到每個貨物的電子標簽，并將采集得到的電子標簽通過中間件傳輸?shù)较到y(tǒng)中去，在傳輸過程中，要做兩個操作：1）截取貨物電子標簽中的對象分類代碼與提貨人員權(quán)限電子標簽中的對象分類代碼進行模式匹配操作，當(dāng)匹配成功時，則以該物資電子標簽數(shù)據(jù)為搜索條件遍歷數(shù)據(jù)庫中庫存表：當(dāng)匹配不成功時，（即所提貨物標簽中的對象分類代碼與提貨人員權(quán)限標簽中的對象分類代碼不同），說明提貨人員不具備提取該物品的權(quán)限，則將該貨物的電子標簽反饋到液晶顯示終端，并呈高亮顯示；以備倉管人員檢查核對。2）當(dāng)提貨成功后，貨物出

9、庫操作；同時，以該貨物電子標簽數(shù)據(jù)為搜索條件檢索數(shù)據(jù)庫，更新當(dāng)前數(shù)據(jù)庫倉儲物資庫存表；保證庫存表中貨物數(shù)量與倉庫中一一對應(yīng)。該更新操作與貨物入庫操作有一些相似。其整個提貨操作流程如圖2所示。 EPC數(shù)據(jù)采集部分：出庫物資的電子標簽數(shù)據(jù)采集與人員權(quán)限電子標簽數(shù)據(jù)采集二者操作是“異步”的。先采集提貨人員權(quán)限標簽數(shù)據(jù)，獲取后再與采集出庫物資電子標簽數(shù)據(jù)進行模式匹配。這樣做的原因在于存儲倉儲物資信息的數(shù)據(jù)庫與人員權(quán)限信息的數(shù)據(jù)庫是分開管理的，這樣可以有效保證提貨人員權(quán)限信息不被泄露或竊取，防止倉儲物資損失。 應(yīng)用程序模塊部分：鑒于多個讀寫器同時工作時，其每秒鐘讀取得到的標簽數(shù)量非常

10、龐大。通常采用開辟一塊緩沖區(qū)來暫存電子標簽數(shù)據(jù)。電子標簽數(shù)據(jù)以消息隊列的方式存儲，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。 為了方便理解，筆者僅以EPC數(shù)據(jù)隊列中任意一個電子標簽為例來演示其整個處理過程。首先電子標簽數(shù)據(jù)出隊列操作，進入應(yīng)用程序接口。圖4是整個處理流程圖。 4 方案驗證 鑒于EPC數(shù)據(jù)采集是在硬件部分實現(xiàn)，這里不在過多贅述。模擬已采集得到的EPC數(shù)據(jù)，對方案進行驗證。采集得到的EPC數(shù)據(jù)以形同二維表的形式存儲在EXCEL表格中，當(dāng)前倉儲物資庫存表存儲在ORACLE數(shù)據(jù)庫中，進行批量檢索數(shù)據(jù)庫。由于批量檢索數(shù)據(jù)庫對查詢響應(yīng)時間要求非常高，這里采用劃分抽樣匹配的思想。物資在

11、入庫操作時已進行了簡單的分類的劃分，因而在批量檢索時只需對每類倉儲物資抽取庫存表中第一個進行匹配。當(dāng)對象分類代碼部分與當(dāng)前庫存表中存儲記錄吻合時，再進行序列號的匹配；該方法最在的好處是：一次截取，多次使用。批量檢索數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫的對象分類代碼在核對人員提貨權(quán)限時會再次使用，只需一個臨時變量來暫存該代碼即可：大大減少了截取工作量，縮短了處理時間。 針對上述研究，在MatLab中分3種環(huán)境進行仿真。仿真環(huán)境1：庫存表記錄固定1000條，出庫標簽變化：8100個，提貨人員為1人；仿真結(jié)果如圖5所示。 仿真環(huán)境2：出庫標簽固定30個，庫存表記錄變化：1001 500個，提貨人員為1人；仿真結(jié)果如圖6所示。 仿真環(huán)境3：出庫標簽變化：2070個，庫存表記錄變化：1501 450個，提貨人員為1人；仿真結(jié)果如圖7所示。 從仿真結(jié)果可以看出，該方法能夠正確處理數(shù)據(jù)；實現(xiàn)以對象分類代碼為核心的分類提貨管理。相比普通提貨方法，縮短出庫時間。通過對貨物電子標簽的鎖定，使得提貨出錯故障降低到最小，達到了方案設(shè)計時的初衷。為現(xiàn)代化的倉儲提貨管理提供了一個新的思路。 5 結(jié)論 為了實現(xiàn)高效、快捷的現(xiàn)代化倉儲管理，提出了一種