第一章 概述
基于RFID的倉庫管理系統(tǒng)是在現(xiàn)有倉庫管理中引入RFID技術(shù),，對倉庫到貨檢驗(yàn),、入庫、出庫,、調(diào)撥,、移庫移位、庫存盤點(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,，保證倉庫管理各個(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)確地掌握庫存的真實(shí)數(shù)據(jù)，合理保持和控制企業(yè)庫存,。通過科學(xué)的編碼,，還可方便地對物品的批次、保質(zhì)期等進(jìn)行管理,。利用系統(tǒng)的庫位管理功能,，更可以及時(shí)掌握所有庫存物資當(dāng)前所在位置，有利于提高倉庫管理的工作效率,。
采用RFID技術(shù)后,，將為企業(yè)帶來以下效益：
（1） 節(jié)省人工采集數(shù)據(jù)成本；
（2） 自動(dòng)化的倉庫管理作業(yè),，提高工作效率,；
（3） 減少管理成本和人為差錯(cuò)；
（4） 更精確的進(jìn),、銷,、存控制；
（5） 增進(jìn)合作伙伴關(guān)系,；
（6） 快速響應(yīng)顧客需求,，擴(kuò)大產(chǎn)品銷售量。
采用RFID可以：
＊ 減少庫存10～30%,；
＊ 庫存空間利用率提高20%,；
＊ 降低勞動(dòng)力成本10～40%；
＊ 加快揀貨,、送貨速度10%,；
＊ 減少因偷盜、保管不善造成的損失50%,；
＊ 增加銷售額2～10%,；
＊ 運(yùn)輸成本降低2～13%。
＊ 發(fā)運(yùn)準(zhǔn)確度達(dá)到95%(托盤運(yùn)輸?shù)墓究梢猿^ 99.9% 的準(zhǔn)確度)；
＊ 計(jì)費(fèi)性退貨減少80%,；
第二章 RFID技術(shù)簡介
2.1,、RFID技術(shù)
RFID是Radio Frequency Identification 的縮寫，即射頻識別,。RFID技術(shù)是一種非接觸式自動(dòng)識別技術(shù),，它是通過射頻信號自動(dòng)識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。它能對相距幾厘米到幾十米范圍內(nèi)的物體進(jìn)行識別,，而且可以批量讀取,、可識別靜止和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的物體、設(shè)備,、車輛和人員,，從而成為了自動(dòng)識別領(lǐng)域一顆耀眼的新星,。形碼是一種已經(jīng)應(yīng)用非常廣泛的自動(dòng)識別技術(shù),，但RFID與之相比優(yōu)勢非常明顯：
（1）快速掃描
每次只能有一個(gè)條形碼受到掃描；RFID讀器可同時(shí)辨識讀取數(shù)個(gè)RFID標(biāo)簽,。
（2）體積小型化,、形狀多樣化
RFID不需要為讀取精確度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質(zhì)，更適合往小型化與多樣形態(tài)發(fā)展,，以方便嵌入或附著在不同形狀,、類型的產(chǎn)品上
（3）抗污染能力和耐久性
傳統(tǒng)條形碼的載體是紙張，因此容易受到污染,，但RFID對水,、油和化學(xué)藥品等物質(zhì)具有很強(qiáng)抵抗性。此外,，由于條形碼是附于塑料袋或外包裝紙箱上,，所以特別容易受到折損；RFID卷標(biāo)是將數(shù)據(jù)存在芯片中,，因此可以免受污損,。
（4）可重復(fù)使用
現(xiàn)今的條形碼印刷上去之后就無法更改，RFID標(biāo)簽內(nèi)儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)可以動(dòng)態(tài)的更新,，可以回收并多次使用,。
（5）穿透性和無屏礙閱讀
條形碼掃描機(jī)必須在近距離而且沒有物體阻擋的情況下，才可以辨讀條形碼,。RFID能夠穿透紙張,、木材和塑料等非金屬和非透明的材質(zhì)，進(jìn)行穿透性通信,，不需要光源,，讀取距離更遠(yuǎn)。但不透過金屬等導(dǎo)電物體進(jìn)行識別。
（6）數(shù)據(jù)的記憶容量
一維條形碼的容量是50Bytes,，二維條形碼最大容量可儲(chǔ)存2到3000字符,，RFID最大的容量則有數(shù)MegaBytes。隨著記憶載體的發(fā)展,，數(shù)據(jù)容量也有不斷擴(kuò)大的趨勢,。未來物品所需攜帶的資料量會(huì)越來越大，對標(biāo)簽所能擴(kuò)充容量的需求也相應(yīng)增加
（7）安全性
由于RFID承載的是電子信息,，其數(shù)據(jù)內(nèi)容可經(jīng)由密碼保護(hù),，使其內(nèi)容不易被偽造及變編造，安全性更高,。
2.2,、RFID系統(tǒng)
最基本的RFID系統(tǒng)由三大部分組成：
（1） 電子標(biāo)簽（Tag）
電子標(biāo)簽又稱為射頻標(biāo)簽、應(yīng)答器,，一般由耦合元件（天線）及專用芯片組成,。
電子標(biāo)簽是射頻識別系統(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）,，而且標(biāo)簽一般保存有約定格式的電子數(shù)據(jù),。
在實(shí)際應(yīng)用中，RFID標(biāo)簽通常貼在不同類型,、不同形狀的物體表面,，甚至嵌入到物體內(nèi)部，因此會(huì)根據(jù)需要做成不同形狀
（2） 閱讀器（Reader）
讀?。ㄓ袝r(shí)還可以寫入）標(biāo)簽信息的設(shè)備,，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式；閱讀器可無接觸地讀取并識別電子標(biāo)簽中所保存的電子數(shù)據(jù),，從而達(dá)到自動(dòng)識別物體的目的,。通常閱讀器與電腦相連，所讀取標(biāo)簽信息被傳到電腦上進(jìn)行下一步處理,。
（3） 天線（Antenna）：在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號,。
天線是一種以電磁波形式把無線電收發(fā)機(jī)的射頻信號接收或輻射出去的裝置。
2.3,、RFID的工作原理
閱讀器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號,，當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入天線輻射場時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電流從而獲得能量,，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。
2.4,、RFID的應(yīng)用
射頻識別可以用來跟蹤和管理幾乎所有物理對象,，因此可廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),，典型應(yīng)用包括：
（1） 供應(yīng)鏈與物流管理
（2） 生產(chǎn)制造與裝配
（3） 行李、郵件和包裹處理
（4） 身份識別,、防偽,、門禁和防盜系統(tǒng)
（5） 文檔追蹤/圖書館管理
（6） 交通管理與城市規(guī)劃
（7） 服務(wù)體驗(yàn)與CRM
（8） 空間定位與跟蹤
（9） 普適計(jì)算
第三章 系統(tǒng)方案
3.1對象和任務(wù)
3.1.1倉庫管理對象
倉庫管理的主體是倉庫管理員，其管理對象包括：
（1）庫存品：放在倉庫中保管的物品,，它是倉庫管理的根本對象,；庫存品按存在形式分為：托盤、箱體和散裝三種形式,，限于目前RFID還不適合管理到每一個(gè)細(xì)小的單件物品,，因此使用RFID管理物品的單位是整箱和整個(gè)托盤（含大件單品）；
（2）庫位：倉庫中用來擺放庫存物品的,、在空間上互不重疊的區(qū)域,，一般一個(gè)庫位可以擺放多個(gè)庫存品；也可以一個(gè)較大的庫存品占用幾個(gè)庫位,。
（3）庫管設(shè)備：用于倉庫管理的設(shè)備,，如叉車、手推車等,；在大型,、繁忙倉庫中需要對這些設(shè)備進(jìn)行合理調(diào)度,、實(shí)時(shí)定位,，以提高設(shè)備的利用率。
3.1.2倉庫管理的作業(yè)任務(wù)
倉庫管理的主要作業(yè)任務(wù)有：
（1） 入庫（進(jìn)貨檢驗(yàn)）
（2） 出庫（揀選）
（3） 移庫（補(bǔ)貨）
（4） 盤庫
（5） 根據(jù)需要,，產(chǎn)生各種庫存報(bào)表
3.2總體設(shè)計(jì)
3.2.1基本思路
（1）給每一庫位貼電子標(biāo)簽,，該標(biāo)簽稱為庫位標(biāo)簽。在進(jìn)行庫房管理作業(yè)時(shí),，讀取該標(biāo)簽編號,，就可判定當(dāng)前作業(yè)的位置是否正確。
（2）在物品入庫時(shí),，給每個(gè)庫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,、整箱或便于安裝標(biāo)簽的大件物品,。在進(jìn)行庫房作業(yè)時(shí)，讀取標(biāo)簽的編號,，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,。在貨物出庫時(shí)取下,，送到入庫處再重新使用,。
（3）架設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)，覆蓋整個(gè)倉庫作業(yè)區(qū),，所有作業(yè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸,。在叉車上安裝固定無線數(shù)據(jù)終端，手工作業(yè)人員配手持式無線數(shù)據(jù)終端,。無線數(shù)據(jù)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,。
（4）使用自動(dòng)導(dǎo)引車AGV（Automatic Guided Vehicle）作為平臺(tái),，在上面安裝RFID識讀器、控制設(shè)備,、無線通信設(shè)備,。安裝識讀器設(shè)備的AGV車，每天在設(shè)定時(shí)間自動(dòng)對庫房進(jìn)行盤點(diǎn),，并把盤點(diǎn)結(jié)果傳輸給系統(tǒng)管理中心,。
3.2.2系統(tǒng)架構(gòu)
倉庫管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用如下三層架構(gòu)：
第一層是采集（Capture），主要是通過射頻識別設(shè)備以及其它自動(dòng)識別設(shè)備采集數(shù)據(jù),，包括庫位標(biāo)簽,、貨物標(biāo)簽、無線數(shù)據(jù)終端,、AGV車等,；
第二層是移動(dòng)（Movement），即通過無線通信技術(shù),，把采集來的數(shù)據(jù)傳遞到中央數(shù)據(jù)庫,，包括無線接入設(shè)備和相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
第三層是管理（Management）,，對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理,，包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)服 務(wù)器等設(shè)備和倉庫管理系統(tǒng)軟件,。
3.3系統(tǒng)構(gòu)成
倉庫管理信息系統(tǒng)由三部分組成：
（1） 倉庫管理中心子系統(tǒng)
負(fù)責(zé)倉庫管理數(shù)據(jù)庫的集中管理與維護(hù),，負(fù)責(zé)進(jìn)貨計(jì)劃、出庫計(jì)劃的制定和指令下達(dá),；打印生成各種管理報(bào)表,。
（2） 倉庫管理現(xiàn)場子系統(tǒng)
發(fā)行入庫標(biāo)簽、進(jìn)行實(shí)時(shí)庫存管理（庫位管理）,、通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)布倉庫管理作業(yè)指令,。
（3） 倉庫管理執(zhí)行子系統(tǒng)
完成入庫、出庫,、移庫,、盤庫等作業(yè)具體操作,，并返回執(zhí)行實(shí)況。
3.4系統(tǒng)信息流
系統(tǒng)的信息流程如下：
3.5作業(yè)流程
3.5.1庫位標(biāo)簽的制作與安裝
除非庫位調(diào)整或標(biāo)簽損壞,，一般庫位標(biāo)簽只需制作安裝一次,。操作步驟如下：
＊ 先對庫位進(jìn)行編碼
＊ 使用倉庫管理現(xiàn)場子系統(tǒng)計(jì)算機(jī)和RFID讀寫器把庫位編碼等信息寫入電子 標(biāo)簽；
＊ 使用標(biāo)簽打印機(jī),，在紙標(biāo)簽上打印庫位編碼文字和條碼信息,；
＊ 把紙標(biāo)簽貼在電子標(biāo)簽上生成庫位標(biāo)簽；
＊ 把庫位標(biāo)簽安裝到庫位上,。要求安裝牢固,，以防脫落；并要求標(biāo)簽盡量統(tǒng)一安裝在庫位正下方的支撐橫梁上,。
3.5.2入庫作業(yè)流程
（1）收貨檢驗(yàn)
重點(diǎn)檢查：
＊ 送貨單與訂貨單是否一致,；
＊ 實(shí)到貨物與送貨單是否一致；
如果不符拒絕接收,。
（2）制作和粘貼標(biāo)簽
具體方法如下：
＊ 采用選定的物品編碼方案對入庫物品進(jìn)行編碼,；
＊ 制作貨物標(biāo)簽：把編碼信息寫入電子標(biāo)簽，同時(shí)打印紙質(zhì)標(biāo)簽（方便人工校核）,，再把紙質(zhì)標(biāo)簽和電子粘合在一起就成為貨物標(biāo)簽,。
＊ 在庫存品上固定標(biāo)簽：考慮到目前標(biāo)簽成本較高，為了方便電子標(biāo)簽的回收,，一般采用懸掛的方式把標(biāo)簽固定到物品上,。如果不回收則可以采用粘貼方式固定。
（4） 現(xiàn)場計(jì)算機(jī)自動(dòng)分配庫位,，并逐步把每次操作的庫位號和對應(yīng)物品編號下載到無線數(shù)據(jù)終端（手持終端或叉車終端）上,；
（5）作業(yè)人員運(yùn)送貨物到指定庫位，核對位置無誤后把貨物送入庫位（如有必要,，修改庫位標(biāo)簽中記錄的貨物編號和數(shù)量信息）；
（6） 無線數(shù)據(jù)終端把入庫實(shí)況發(fā)送給現(xiàn)場計(jì)算機(jī),，及時(shí)更新庫存數(shù)據(jù)庫,。
3.5.3出庫作業(yè)流程
出庫作業(yè)流程見下圖：
（1）中心計(jì)算機(jī)下達(dá)出庫計(jì)劃；
（2）現(xiàn)場計(jì)算機(jī)編制出庫指令,，并下載到數(shù)據(jù)終端,；
（3）作業(yè)人員按數(shù)據(jù)終端提示，到達(dá)指定庫位
（4）從庫位上取出指定數(shù)量的貨物,，改寫庫位標(biāo)簽內(nèi)容,；
（5）貨物運(yùn)送到出口處，取下貨物標(biāo)簽,；
（6）向現(xiàn)場計(jì)算機(jī)發(fā)回完成出庫作業(yè)信息,；
（7）更新中心數(shù)據(jù)庫,。
3.5.4移庫作業(yè)流程
移庫作業(yè)流程如下：
（1） 根據(jù)需要，現(xiàn)場計(jì)算機(jī)編制移庫指令,，并下載到數(shù)據(jù)終端,；
（2） 作業(yè)人員按數(shù)據(jù)終端提示，到達(dá)指定庫位,；
（3） 從庫位上取出指定數(shù)量的貨物,，并改寫庫位標(biāo)簽內(nèi)容；
（4） 把貨物運(yùn)到目的庫位,，貨物送入庫位,，修改庫位標(biāo)簽內(nèi)容；
（5） 向現(xiàn)場計(jì)算機(jī)發(fā)回移庫作業(yè)信息,。
3.5.5盤庫作業(yè)流
盤庫作業(yè)流程如下：
（1） 現(xiàn)場計(jì)算機(jī)根據(jù)盤庫計(jì)劃,，向盤庫機(jī)器人（裝備有RFID識讀設(shè)備的AGV車）發(fā)出盤庫指令；
（2） 盤庫機(jī)器人按照事先設(shè)定的路線和行駛速度行進(jìn),，在行進(jìn)過程中讀取庫位標(biāo)簽和物品標(biāo)簽編碼,，如發(fā)現(xiàn)兩者不能互相匹配，則向現(xiàn)場計(jì)算機(jī)發(fā)出報(bào)警提示,；
（3） 盤庫機(jī)器人按照指定路線行駛一遍后,，向現(xiàn)場計(jì)算機(jī)發(fā)出盤庫結(jié)束信息。