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隨著現(xiàn)代物流技術(shù)的進(jìn)步, 要求裝備倉儲管理越來越信息化、自動化, 才能達(dá)到安全、準(zhǔn)確、快速出入庫的目的。倉儲管理中, 主要圍繞貨物入庫、庫存盤點(diǎn)、貨物出庫這3個業(yè)務(wù)來進(jìn)行, 隨著RFID標(biāo)簽在倉庫管理中的應(yīng)用, 主要解決了貨物電子化識別的難題, 并大大減少了出入庫與盤點(diǎn)的工作量。但僅靠RFID標(biāo)簽還不能實(shí)現(xiàn)貨物的自動出入庫、精確盤點(diǎn), 需要對貨物在倉庫中的位置進(jìn)行定位, 才能實(shí)現(xiàn)貨物的自動尋址、入庫定位、搬運(yùn)引導(dǎo)、盤點(diǎn)引導(dǎo)、地圖展示, 從而達(dá)到貨物出入庫及盤點(diǎn)自動、準(zhǔn)確、快速、直觀的目的。

最主流的定位技術(shù)非GPS莫屬, 但商用GPS精度在15米以內(nèi), 并且很難穿透建筑物, 不能滿足貨物的室內(nèi)倉儲定位要求。目前, 基于三大電信運(yùn)營商基站的室內(nèi)定位技術(shù)還處于實(shí)驗(yàn)階段, 還未向公眾開放接口, 精度與穿透性還不明確。從國家戰(zhàn)略角度來看, 向公眾開放精度3米以下的定位接口, 可能會對國家安全造成威脅, 普通用戶很難獲得基于服務(wù)商提供的精確定位數(shù)據(jù)。所以, 依賴現(xiàn)有商用衛(wèi)星、基站的定位服務(wù), 不滿足解決室內(nèi)倉儲的定位需求。

在倉儲范圍內(nèi), 自建基站進(jìn)行定位服務(wù), 在技術(shù)上、資金投入上、定位精度上, 具有可行性。目前, 主流室內(nèi)基站定位技術(shù)有:紅外線室內(nèi)定位技術(shù), 當(dāng)標(biāo)識放在口袋里或者有墻壁及其他遮擋時就不能正常工作, 需要在每個房間、走廊安裝接收天線, 造價較高, 而且容易被熒光燈或者房間內(nèi)的燈光干擾;超聲波定位技術(shù), 受多徑效應(yīng)和非視距傳播影響很大, 同時需要大量的底層硬件設(shè)施投資, 成本太高;藍(lán)牙技術(shù), 其不足在于藍(lán)牙器件和設(shè)備的價格比較昂貴, 而且對于復(fù)雜的空間環(huán)境, 藍(lán)牙系統(tǒng)的穩(wěn)定性稍差, 受噪聲信號干擾大。射頻識別技術(shù), 其缺點(diǎn)在于作用距離近, 不具有通信能力, 而且不便于整合到其他系統(tǒng)之中, 目前成熟產(chǎn)品精度為3米。Wi-Fi技術(shù), 很容易受到其他信號的干擾, 從而影響其精度, 定位器的能耗也較高。Zig Bee技術(shù), 其成熟解決方案定位精度小于2米;基于CSS信號的定位技術(shù), 具有穿透力強(qiáng)、功耗低、抗干擾效果好、安全性高、系統(tǒng)復(fù)雜度低、能提供精確定位精度等優(yōu)點(diǎn), 目前成熟解決方案定位精度可達(dá)0.6米。

以RFID為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng), 應(yīng)用基于射頻技術(shù)的定位看似能更方便推廣應(yīng)用, 但實(shí)際上, 也需要對射頻基站進(jìn)行技術(shù)升級, 且定位精度差強(qiáng)人意。所以, 在考慮都需要硬件升級的情況, 選擇現(xiàn)定位精度最高的CSS定位技術(shù), 不失為最好的解決方案。

在倉儲管理中, 貨物定位與貨物識別往往是聯(lián)合使用才能達(dá)到智能倉儲的目的, 基于CSS的定位技術(shù)就需要與RFID技術(shù)相結(jié)合。系統(tǒng)的定位功能組成包括4個固定錨節(jié)點(diǎn)、多個移動標(biāo)簽點(diǎn)和定位服務(wù)器。4個錨節(jié)點(diǎn)固定在定位服務(wù)區(qū)域的4個固定坐標(biāo)點(diǎn)上, 定位區(qū)域內(nèi)的移動標(biāo)簽點(diǎn)處于對等關(guān)系, 可以進(jìn)行定位及相互間的數(shù)據(jù)通信。系統(tǒng)使用一種改進(jìn)的TOA測距算法———對稱雙邊雙向測距算法 (SDS-TWR) , 利用該算法不需要標(biāo)簽點(diǎn)和錨節(jié)點(diǎn)的時鐘同步的優(yōu)點(diǎn), 降低系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)難度。當(dāng)有移動標(biāo)簽點(diǎn)需要定位時, 系統(tǒng)標(biāo)簽點(diǎn)依次向各個固定錨節(jié)點(diǎn)發(fā)出測距信號, 固定錨節(jié)點(diǎn)收到測距信號后, 根據(jù)SDS-TWR算法產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)答信號, 與移動標(biāo)簽點(diǎn)完成測距。移動標(biāo)簽點(diǎn)分別與4個固定錨節(jié)點(diǎn)完成測距后, 將距離信息通過USB接口或無線數(shù)通模塊送入定位服務(wù)器。由于各固定錨節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)已知, 定位服務(wù)器可以通過LLOP算法計算出移動標(biāo)簽的坐標(biāo), 并進(jìn)行顯示。RFID識別功能由1臺無線AP、多個無線手持RFID讀寫器、1臺無線RFID讀寫天線、若干無源RFID標(biāo)簽組成, 完成RFID標(biāo)簽對應(yīng)貨物的識別。其中, 移動標(biāo)簽點(diǎn)與手持RFID讀寫器集成, 讀取RFID標(biāo)簽同時發(fā)送貨物位置信息。

圖1 倉儲定位識別系統(tǒng)模型圖  下載原圖

在倉儲管理中, 貨物的入庫、出庫是業(yè)務(wù)量最大的工作。

貨物入庫主要包括貨物標(biāo)簽賦碼、貨物入庫交接、貨物入庫定位等步驟:標(biāo)簽賦碼主要是給每一件貨物賦予唯一的ID號并對應(yīng)貨物詳細(xì)數(shù)據(jù), 同時打印RFID標(biāo)簽貼于貨物表面;入庫交接是庫管方通過固定天線掃描RFID標(biāo)簽, 并與送貨方履行交接手續(xù);入庫定位是指庫管方將入庫后貨物置與倉庫合適位置, 手持掃描儀讀取RFID標(biāo)簽, 移動標(biāo)簽點(diǎn)獲取定位數(shù)據(jù), 同時傳入服務(wù)器。

貨物出庫主要包括分析出庫信息、引導(dǎo)出貨、出庫交接等步驟:分析出庫信息主要是指根據(jù)出庫單驗(yàn)證貨物;引導(dǎo)出貨主要是指根據(jù)服務(wù)器所存貨物定位信息, 通過標(biāo)簽點(diǎn)獲取實(shí)時行動路徑反射到手持RFID標(biāo)簽讀寫器, 導(dǎo)航搬運(yùn)設(shè)備到倉庫正確位置, 手持掃描儀讀取RFID標(biāo)簽驗(yàn)證貨物;出庫交接是指固定天線讀取RFID數(shù)據(jù), 核對出貨單, 履行交接手續(xù), 準(zhǔn)予出庫。

室內(nèi)定位技術(shù)在倉儲管理中能對人工搬運(yùn)、機(jī)械搬運(yùn)進(jìn)行自動導(dǎo)航, 促進(jìn)出入庫智能化、自動化, 提高倉儲管理中出入庫、盤點(diǎn)、抽檢效率, 將隨著物流行業(yè)走向信息化而逐步成熟, 具有很廣闊的市場前景。