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全球經(jīng)濟一體化趨勢的加快, 物流倉儲作為供應(yīng)鏈中的核心環(huán)節(jié)之一, 其重要性日顯突出。鑒于品種繁多及數(shù)量巨大, 貨物在倉庫中的收貨、調(diào)配、盤點、發(fā)貨等環(huán)節(jié)極其繁瑣, 且容易出錯。研究了如何將無線局域網(wǎng)技術(shù) (WLAN) 及射頻識別 (RFID) 引入物流倉儲管理中, 通過一套完整的體系實現(xiàn)智能化倉儲管理, 在降低人力成本的同時, 也降低差錯率。

無線局域網(wǎng) (WLAN) 是高速發(fā)展的現(xiàn)代無線通信技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用, 它采用無線多址信道的有效方式支持計算機之間的通信, 并為通信的移動化和多媒體應(yīng)用提供了實現(xiàn)的手段。隨著個人數(shù)據(jù)通信的發(fā)展, 功能強大的便攜式數(shù)據(jù)終端以及多媒體應(yīng)用終端得到了廣泛應(yīng)用。

無線局域網(wǎng)提供了在有限覆蓋區(qū)域內(nèi)的無線連接。覆蓋范圍通常是指以基站或者AP為中心, 半徑在10 m～100 m的區(qū)域。AP和移動終端可針對具體的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境調(diào)整網(wǎng)絡(luò)連接速率, 移動終端利用AP 所提供的相同頻道進行通信, 形成一個基本服務(wù)集。AP 通常連到有線網(wǎng)絡(luò), 與其他連接同一網(wǎng)絡(luò)的AP構(gòu)成一個分布式系統(tǒng)。目前以傳輸數(shù)率11 Mbps 的IEEE 802.11b和54 Mbps 的IEEE 802.11g 2 種WLAN 標準最為常見, 新一代的高速無線局域網(wǎng)標準IEEE 802.11n的草案已經(jīng)出臺, 傳輸速率高達600 Mbps。

射頻識別系統(tǒng) (RFID) 是EPC體系下的核心部分, 由電子標簽和電子標簽讀寫器組成。標簽是射頻識別系統(tǒng)的核心, 是射頻識別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體。標簽由耦合元件和芯片組成, 每個標簽具有唯一的電子編碼, 附著在物體上用于標識目標對象。根據(jù)標簽分類標準不同, 有不同的類別。根據(jù)電子標簽供電形式, 可分為有源標簽和無源標簽。有源標簽使用標簽內(nèi)自帶的電池工作。

讀寫器通過天線發(fā)射一定頻率的射頻信號, 當被動式標簽進入天線工作區(qū)域時產(chǎn)生感應(yīng)電流, 標簽獲得能量并被激活, 將自身信息通過標簽的內(nèi)置天線發(fā)送出去;讀寫器的天線接收到從標簽發(fā)送來的載波信號, 傳送到讀寫器, 讀寫器對接收的信號進行解調(diào)和解碼, 然后送到計算機系統(tǒng)進行相應(yīng)處理;計算機系統(tǒng)根據(jù)邏輯運算驗證該卡的合法性, 做出相應(yīng)的處理和控制, 發(fā)出指令信號控制執(zhí)行機構(gòu)做出相應(yīng)的動作。

通過貼于貨物的電子標簽來存儲和識別, 由射頻讀寫器來讀取信息現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于物流行業(yè)。而倉儲中的貨物種類繁多, 并且在出入庫和調(diào)配時經(jīng)常移動, 因此工作人員攜帶能較遠距離讀取且一次讀取多個電子標簽的手持式射頻讀寫器, 并通過建立的無線局域網(wǎng)來傳輸讀取的電子標簽信息往往更加方便, 而對于中小型的倉庫, 一臺覆蓋半徑100 m的AP足以滿足要求。對于大型倉庫則需要多臺AP來支撐整個體系。RFID和WLAN在物流倉儲中的應(yīng)用主要包括收貨、盤點調(diào)配、發(fā)貨這3個功能模塊。下面敘述物流倉儲中的WLAN及RFID架構(gòu), 對各功能模塊逐一進行闡述, 并給出相應(yīng)的偽碼算法。

物流倉儲的無線射頻架構(gòu)主要包括控制計算機、AP、貨物的電子標簽、存儲區(qū)域的射頻讀寫器、手持式射頻讀寫器、倉庫大門的射頻讀寫器、信息接收器及控制設(shè)備。

其中貨物電子標簽用于識別庫存貨物及存儲區(qū)域的相關(guān)信息, 倉庫大門的射頻讀寫器用于收貨和發(fā)貨環(huán)節(jié)的信息讀取, 手持式讀寫器用于調(diào)配和盤點環(huán)節(jié)的信息讀取, 所有讀取的信息, 通過AP經(jīng)WLAN發(fā)送給控制計算機, 由其通過Internet連接到數(shù)據(jù)庫, 對接收的數(shù)據(jù)進行判斷和處理, 并再次通過無線局域網(wǎng)返回給大門的接收器, 產(chǎn)生相應(yīng)的控制操作。架構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 物流倉儲中的WLAN及RFID架構(gòu)  下載原圖

電子標簽中存儲的信息應(yīng)包括:貨物的名稱種類、入庫時間、出庫時間、貨物存儲編號。而計算機中存儲的各庫存區(qū)域信息包括:存儲區(qū)域編號, 存儲類型, 存儲空間, 剩余空間。以M表示貨物, 以D表示存儲區(qū), 則各字段分別為:貨物種類 (M.type) 、貨物容積: (M.cap) 、入庫時間 (M.intime) 、出庫時間 (M.outtime) 、貨物存儲編號: (M.capid) 、貨物編號: (M.id) 、存儲區(qū)域編號 (D.id) 、存儲類型: (D.type) 、存儲空間 (D.cap) 、 剩余空間: (D.lastcap) 。

收貨模塊的流程如下:貨物進入倉庫, 大門的射頻讀寫器將當日時間信息寫入電子標簽的入庫時間, 同時讀取入庫的貨物種類、數(shù)量信息, 通過WLAN發(fā)送給計算機, 計算機查看各存儲區(qū)域的剩余空間, 并為每一樣貨物分配存儲區(qū)域, 將數(shù)據(jù)通過AP由WLAN發(fā)送給大門的射頻讀寫器, 寫入貨物的電子標簽。

貨物入庫后, 工作人員攜帶手持式射頻讀寫器, 讀取每一批貨物的存儲編號, 并將其運送至指定的存儲區(qū)域。該存儲區(qū)域的射頻讀寫器, 讀取存入的貨物數(shù)量, 并經(jīng)由WLAN發(fā)送至控制計算機, 由其更新存儲空間信息, 至此完成了收貨模塊的操作。偽碼算法如下:

每隔一段時間, 由工作人員抽取部分區(qū)域的庫存貨物進行定期盤點, 通過手持式射頻讀寫器, 讀取貨物和存儲區(qū)域的條形碼信息, 檢查是否有缺失的貨物, 以及是否有存放區(qū)域錯誤的貨物, 對于需要調(diào)配的貨物進行及時調(diào)配, 重新寫入存儲編號信息, 并更新各區(qū)域的存儲空間信息通過WLAN返回給計算機。偽碼算法如下:

發(fā)貨模塊中, 首先是外部數(shù)據(jù)庫通過Internet向該倉庫的控制計算機發(fā)送發(fā)貨清單, 然后計算機通過WLAN將清單數(shù)據(jù)發(fā)送至工作人員的手持機上, 并在顯示屏上顯示。工作人員根據(jù)清單信息至指定區(qū)域取貨。手持射頻讀取器進入一定范圍后, 即貨物的電子標簽信息, 從成堆的貨物中讀取要求的貨物并進行提取, 以便工作人員能快速找到清單上的貨物。貨物裝車后, 在經(jīng)過出口時, 由出口的射頻讀寫器對所有貨物進行讀取和再次識別, 并將信息通過無線局域網(wǎng)返回給計算機, 與出庫清單進行比較。如果車上所有貨物都在出庫清單上, 則計算機通過控制系統(tǒng)打開出口通道放行, 而如果有不在清單上的貨物, 則發(fā)出警報。這樣可以在減少人力成本的情況下較好控制出庫的安全性。該模塊的偽碼算法如下:

論文敘述了WLAN及RFID技術(shù)的基本概念, 并將其應(yīng)用于物流倉儲管理中, 給出了相應(yīng)的架構(gòu)圖。在收貨、盤點配送和發(fā)貨這3個環(huán)節(jié), 分別分析了相應(yīng)的控制功能如何實現(xiàn), 以達到自動化、智能化及安全性的目的, 并給出了偽碼算法流程。