基于物聯(lián)網(wǎng)的智能倉儲管理系統(tǒng)

1、基于物聯(lián)網(wǎng)的智能倉儲管理系統(tǒng)1999動態(tài)的全球網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,它具有基于標(biāo)準(zhǔn)和互操作通信協(xié)議的自組織能力，其中物理和虛擬的“物”具有身份標(biāo)識、物理屬性、虛擬特征和智能接口，并且可以與信息網(wǎng)絡(luò)無縫整合。物聯(lián)網(wǎng)將于媒體互聯(lián)物聯(lián)網(wǎng)是通過射頻識別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，以有線或無線的方式把任何物;23。有一定的存儲功能;4.有 CPU；5。有操作系統(tǒng);6.有專門的應(yīng)用程序；7。有數(shù)據(jù)發(fā)送器;8.遵循物聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議；9.在世界網(wǎng)絡(luò)有可識別的唯一編碼。RFID 技術(shù),能有效地解決倉庫物資流動的信息管理問題。將物聯(lián)網(wǎng)RFIDRFID采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將更加高效、準(zhǔn)確

2、地實(shí)現(xiàn)物資設(shè)備的倉儲管理。RFID-1-信息可視化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示倉庫內(nèi)各種物資的狀況以及車輛、人員情況；同時(shí)各倉庫的各類信息可通過網(wǎng)絡(luò)相互連接 ,建立按組織層層次化的倉儲管理體系結(jié)構(gòu)，各層之間可通過網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)接口實(shí)現(xiàn)互通、互連、互操作，這將大大提高倉儲管理效率，對提高經(jīng)濟(jì)效益具有重大的意義。12 所示。1 倉儲系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)由圖2RFIDEPC(Electornic Product RFID數(shù)據(jù)，在有些大型倉儲管理系統(tǒng)中，部分物品分布不均勻，距離超過10Om 后RFIDRFID-2-2 倉儲系統(tǒng)管理流程圖一、系統(tǒng)編碼體系編碼是指給編碼對象賦予一定的有規(guī)律、易于計(jì)算機(jī)識別和處理的符號,形

3、成的代碼元素組合.其目的是用規(guī)定的字符來代表復(fù)雜的概念，便于査詢、統(tǒng)計(jì)分析和匯總。在制定編碼規(guī)則時(shí)應(yīng)遵循以下基本原則：示一個(gè)編碼對象。合理性。代碼結(jié)構(gòu)與分類體系相對應(yīng)，定義合理。（3）可擴(kuò)充性。每一類編碼設(shè)計(jì)等長,應(yīng)留有適當(dāng)?shù)暮髠渚幋a容量用于擴(kuò)充。(4)簡明性.結(jié)構(gòu)盡量簡單，長度盡量短，以節(jié)省存儲空問和減少代碼的差錯(cuò)率。（5)規(guī)范性。在一個(gè)編碼體系中，代碼的類型、結(jié)構(gòu)及代碼的編寫格式應(yīng)當(dāng)統(tǒng)一。（6）系統(tǒng)性。將選定的事物、概念的屬性或特征按一定的排列順序予以系統(tǒng)化，并形成一個(gè)合理的編碼體系。倉儲中的實(shí)體是操作和管理的最終對象 ,根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)化的步驟，首先確定倉儲系統(tǒng)的實(shí)體 ,然后將所有倉儲

4、實(shí)體進(jìn)行信息抽-3-象。一般將倉儲實(shí)體劃分為五類：物資類、設(shè)備類、設(shè)施類、人員類11 各類實(shí)體屬性分析屬性內(nèi) 容等）或單個(gè)裝設(shè)備的屬性，包括物資編碼、形態(tài)（固、液、氣、顆粒等、物資類 、存放位置、安全級別、保密級別等用來描述識別各存儲單元的設(shè)備（如 RFID 識讀器、傳感器、叉車等)的屬性，設(shè)備類（使用或停止?fàn)顟B(tài)、維護(hù)歷史、存 放位置等用來描述大型設(shè)施的屬性（如貨架等） ，包括設(shè)施編碼、購買時(shí)間、使用設(shè)施類年限、已使用年限、量、設(shè)施材質(zhì)、制造廠商、可移動性、服務(wù)貨類、量、已使用容量、區(qū)域位置、使用狀態(tài)（使或停止?fàn)?、維護(hù)歷史等人員類環(huán)境類用來描述管理倉庫的人員屬性，包括姓名、性別、年齡、聯(lián)系方

5、式、職稱、部門、在職時(shí)間、歷史任務(wù)、工作狀態(tài)等用來描述存儲對象的環(huán)境信息,包括溫度、濕度、光照、電、氣體密度、震動幅度等上述實(shí)體屬性僅根據(jù)通用倉儲系統(tǒng)設(shè)定，在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)應(yīng)根據(jù)具2-4-上層系統(tǒng)對倉庫中的實(shí)體操作2上層系統(tǒng)對倉庫中的實(shí)體操作操作類別物資類設(shè)備類設(shè)施類人員類環(huán)境類操作內(nèi)容標(biāo)識、讀寫、追蹤、移動 標(biāo)識、讀寫、啟動關(guān)閉標(biāo)識、讀寫、追蹤檢測（依靠設(shè)備實(shí)現(xiàn))、調(diào)控上述的操作中標(biāo)識是對實(shí)體進(jìn)行編碼，并貼上標(biāo)簽；讀寫是對實(shí)體的活動來監(jiān)測并改變環(huán)境信息.在倉儲系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，實(shí)體的屬性和操作EPC g1oba196 位EPCEPC（其中版本號標(biāo)識 EPCEPCEPC33 通用標(biāo)識符版本號字段版本號字

6、段域名管理對象分類序列號8282436應(yīng)用EPC日期、壽命等，可自動進(jìn)行信息集，采集速度快,出錯(cuò)率低。EPC 系統(tǒng)獲取的信息也可直接在內(nèi)部專用網(wǎng)上傳輸,可確保物資在倉儲管理過程中具有準(zhǔn)確的-5-環(huán)節(jié)進(jìn)行有的銜接和信息共享。二、射頻識別系統(tǒng)通過非接觸讀取數(shù)據(jù)完成系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的自具。與當(dāng)前廣泛應(yīng)用的條形碼相比，RFID 有著以下特點(diǎn):（1）無方向性.讀取時(shí)無需對準(zhǔn)，只需在閱讀器的范圍內(nèi)，利用無線電進(jìn)行讀取。（2)唯一性。識別碼獨(dú)一無二，無法仿造。同時(shí)性。一次能讀取數(shù)個(gè)至數(shù)千個(gè)標(biāo)簽識別碼及數(shù)據(jù)。RFID在標(biāo)簽中寫入物品的具體資料、存放位置等信息，并使貨架和托盤的標(biāo)簽信息一一對應(yīng),通過進(jìn)出倉庫閱讀器實(shí)

7、時(shí)掌握倉庫內(nèi)物品的存儲 情況，通過叉車或手持移動閱讀器能在倉庫中快速、準(zhǔn)確地找到所需33。-6-3 系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖RFID 系統(tǒng)要求能對識別物品的設(shè)備和搜尋物品的設(shè)施進(jìn)行有效的標(biāo)識此外,還需要特定的傳感器設(shè)備對環(huán)境和設(shè)備進(jìn)行檢測,以滿足存儲物資對環(huán)境的要求，并可實(shí)施安全監(jiān)控。傳感系統(tǒng)由多種傳感設(shè)備組成，可將物理被測量轉(zhuǎn)換成信號，傳感器型號的選擇需根據(jù)環(huán)境或存儲物資的要求，選擇能采集物理、生物和化學(xué)效應(yīng)等相關(guān)被測量的傳感器組成傳感系統(tǒng)。普通倉庫存儲物資對環(huán)境(如溫度、濕度、光照、電、氣體密度、-7-震動幅度等）有共性要求，因此，在倉庫應(yīng)設(shè)置環(huán)境專用傳感器，圖4ZigBee對于特殊物資的要求或者特

8、殊業(yè)務(wù)往往需要劃定區(qū)域并設(shè)置集成更多功能的傳感器，如重力、氣壓、氣體密度、噪聲傳感器等。集成功能多的傳感器較貴，不易固定使用，當(dāng)貨位改變或裝設(shè)備需求改變時(shí)，可以移動傳感器的位置，并根據(jù)裝設(shè)備的需求開啟和關(guān)閉部分服務(wù),提高傳感器的利用率。l.入庫檢測當(dāng)單件物資或人通過時(shí)，設(shè)置與物體體積適應(yīng)的讀寫通道，物體5所有通過的裝設(shè)備信息成功讀取。通道設(shè)置一般較寬，通道中的讀寫器采用分體式，天線布局可以是多個(gè)方位，根據(jù)裝設(shè)備的外形和一次）均能布圖4 環(huán)境傳感器圖5單件物品檢測當(dāng)自動檢測數(shù)據(jù)不正確、對特殊裝設(shè)備進(jìn)行操作時(shí)需使用手工檢測的方式。工作人員采用便攜式讀寫設(shè)備對指定的物資進(jìn)行單個(gè)或批量的信息采集，所采

9、集的信息既可通過無線傳輸?shù)姆绞脚c計(jì)算機(jī)上的數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)同步,也可采集完后一次性導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫。 如圖 6 所示。-8-6 人工檢測的關(guān)系。2。安全檢測裝設(shè)備和人員造成損失、傷害，以及信息泄露等對部門造成的損失 . 三、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)面對倉儲管理中存在的物流信息處理效率低以及出入庫盤點(diǎn)不準(zhǔn)RFID出入庫時(shí)，利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對倉儲車間進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以提高倉-9-儲管理的智能化水平.此外,如果某些物資正處在倉儲車間以外，其存,RFIDWSNWSN77地域的局部倉儲系統(tǒng)通過公司專用網(wǎng)連接起來建立覆蓋整個(gè)倉儲功能82。信息采集網(wǎng)絡(luò)信息采集網(wǎng)絡(luò)是指信息從實(shí)體到讀寫器等采集設(shè)備的路徑集合。物聯(lián)網(wǎng)倉儲系統(tǒng)中

10、存在多個(gè)不同類型的局部信息采集網(wǎng)絡(luò) ,由于采集對象不同，使用的采集設(shè)備也不同。采集設(shè)備部署及其組網(wǎng)協(xié)議直接影響著網(wǎng)絡(luò)的覆蓋、識別效果，合理有效的設(shè)備部署方案可以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)性能、減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)量，且可實(shí)現(xiàn)所在區(qū)域的全面覆蓋和網(wǎng)絡(luò)連通。倉儲信息采集網(wǎng)絡(luò)所采集的信息主要有 RFID 標(biāo)簽信息和環(huán)境信RFID8 智能倉儲物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)圖WSN節(jié)點(diǎn)部署方法的研究，結(jié)合倉儲的實(shí)際情況（即倉儲功能短時(shí)間不會輕易改動,倉儲應(yīng)用空間大、且設(shè)施設(shè)備較多、環(huán)境復(fù)雜)，確定倉儲Ad hocWSN RFIDWSNRFIDWSNRFID3.信息采集方式利用信息采集終端進(jìn)行信息采集的方式一般分為兩種：先下載數(shù)按照固定的格式將

11、數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成格式文件，再用通訊座或通信電纜傳到中心數(shù)據(jù)庫。器材出庫時(shí)，則通過通訊座或通信電纜從中心數(shù)據(jù) -庫接收出庫文件，數(shù)據(jù)終端根據(jù)出庫文件進(jìn)行器材出庫 .在每次盤點(diǎn)前，從中心服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中提取關(guān)鍵字段信息，通過適用的軟件接口(即中間件)形成格式文件,用通訊座或通訊電纜下載到手持?jǐn)?shù)據(jù)采集的同時(shí)，實(shí)時(shí)得知當(dāng)前盤點(diǎn)單品的信息是否與計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)庫的理論值相對應(yīng)，如商品條碼是否正確、商品名稱是否符合，亦能夠?qū)崟r(shí)對四、軟硬件設(shè)計(jì)1。軟件功能結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，倉儲系統(tǒng)服務(wù)的構(gòu)建是為倉儲實(shí)體及其信息的采的服務(wù),滿足對象管理的需求。倉儲系統(tǒng)對象的管理需求大致包括安全、定位、防損、防盜、調(diào)度、路徑優(yōu)化、考動

12、和出入盤庫等。滿足對象管理功能需求的服務(wù)有信息采集、數(shù)據(jù)集成、資源調(diào)度、流程優(yōu)化和權(quán)限管理。這些服務(wù)以一定的輸入輸出實(shí)現(xiàn)倉儲系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)入，并將指令和數(shù)據(jù)逐級分解到下級的各項(xiàng)服務(wù)，控制底層實(shí)體的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)功能。倉儲系統(tǒng)中其他層次的設(shè)備及其活動都是以軟件系統(tǒng)為核心，既服務(wù)于它，也被它控制. 以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐的倉儲全管理、數(shù)據(jù)管理、協(xié)作管理、電子地圖、設(shè)備管理、基本信息，除此以外還包括常用的財(cái)務(wù)管理等（圖 9)。 基本功能模塊通過與數(shù)據(jù)庫和中間件與設(shè)施設(shè)備進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)其功能。(1）業(yè)務(wù)管理模塊。業(yè)務(wù)管理包括常見的倉儲業(yè)務(wù)管理，在接受入庫、出庫、移庫和目標(biāo)位置和倉儲可利用資源等屬性，通過智

13、能計(jì)算得出最優(yōu)的貨-12-9 物聯(lián)網(wǎng)倉儲系統(tǒng)軟件功能圖執(zhí)行相應(yīng)的入庫、出庫、庫存和倉位管理，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，指派工作 （如叉車（2）安全管理模塊。安全管理包括權(quán)限管理、環(huán)境監(jiān)控和報(bào)警控制三個(gè)模塊。權(quán)限管理模塊負(fù)責(zé)對人員的職位、活動區(qū)域及其權(quán)限進(jìn)行調(diào)控與管理，同時(shí)還兼有記錄考勤的功能；環(huán)境監(jiān)控是通過設(shè)置環(huán)境專用傳感器、攝像設(shè)備進(jìn)行調(diào)控,使環(huán)境滿足需求;報(bào)警控制是與環(huán)境監(jiān)控模塊密切相關(guān)(3)數(shù)據(jù)管理模塊。數(shù)據(jù)管理由數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)接口和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)三部分組成。數(shù)據(jù)處理是物資、設(shè)備、工作人員、業(yè)務(wù)活動的記錄數(shù)據(jù)，用于支持其他功能模塊的訪問，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)査詢，數(shù)據(jù)更新和備份等功能；數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)實(shí)現(xiàn)各部門和人員所需的

14、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等；外部數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)倉儲部門與其他部門的數(shù)據(jù)交換，主要負(fù)責(zé)訪問權(quán)限、格式轉(zhuǎn)變、收發(fā)數(shù)據(jù)等功有用信息,引導(dǎo)或支持保障決策。電子地圖模塊。通過電子地圖能夠?qū)崟r(shí)仿真顯示倉庫中的貨位、裝設(shè)備、人員、設(shè)備的位置分布情況 ,用于及時(shí)應(yīng)對各種突發(fā)事件 .也可根據(jù)倉儲實(shí)體，對其運(yùn)動路徑和停留時(shí)間進(jìn)行監(jiān)控管理，形成路徑圖，確保設(shè)備和工作人員工作流程的正確性和有效性。（5)設(shè)備管理模塊。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)對信息進(jìn)行預(yù)處理，是軟件平臺和硬件平臺的接口模塊,負(fù)責(zé)將收集（或發(fā)送)的信息歸類處理，分發(fā)到系統(tǒng)不同的（或傳輸?shù)讲煌挠布O(shè)備中間件，是倉儲管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)正常處理和指派任務(wù)的關(guān)鍵；狀態(tài)管理模塊詳細(xì)說明倉儲各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，包括所屬任務(wù)資源及其執(zhí)行情況、是否正常運(yùn)行等；權(quán)限管理模塊控制管理設(shè)備的權(quán)限，用于對指派任務(wù)權(quán)限的執(zhí)行和記錄，并可修改更新。基本信息模塊。在庫量、倉庫使用情況、設(shè)備使用情況(數(shù)量、次數(shù)和年限、工作人員信息（模塊根據(jù)其他模塊的反饋進(jìn)行及時(shí)更新，可用于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和査詢。智能倉儲系統(tǒng)軟件層是采用上層物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，主要用于數(shù)據(jù)的存儲和加工。軟件層的結(jié)構(gòu)直接決定了系統(tǒng)的功能、反應(yīng)速度，體現(xiàn)了