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全球經(jīng)濟(jì)一體化趨勢(shì)的加快, 物流倉儲(chǔ)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(diǎn)、發(fā)貨等環(huán)節(jié)極其繁瑣, 且容易出錯(cuò)。研究了如何將無線局域網(wǎng)技術(shù) (WLAN) 及射頻識(shí)別 (RFID) 引入物流倉儲(chǔ)管理中, 通過一套完整的體系實(shí)現(xiàn)智能化倉儲(chǔ)管理, 在降低人力成本的同時(shí), 也降低差錯(cuò)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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)之間的通信, 并為通信的移動(dòng)化和多媒體應(yīng)用提供了實(shí)現(xiàn)的手段。隨著個(gè)人數(shù)據(jù)通信的發(fā)展, 功能強(qiáng)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(dòng)終端可針對(duì)具體的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境調(diào)整網(wǎng)絡(luò)連接速率, 移動(dòng)終端利用AP 所提供的相同頻道進(jìn)行通信, 形成一個(gè)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(gè)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(biāo)準(zhǔn)最為常見, 新一代的高速無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11n的草案已經(jīng)出臺(tái), 傳輸速率高達(dá)600 Mbps。

射頻識(shí)別系統(tǒng) (RFID) 是EPC體系下的核心部分, 由電子標(biāo)簽和電子標(biāo)簽讀寫器組成。標(biāo)簽是射頻識(shí)別系統(tǒng)的核心, 是射頻識(shí)別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體。標(biāo)簽由耦合元件和芯片組成, 每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼, 附著在物體上用于標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象。根據(jù)標(biāo)簽分類標(biāo)準(zhǔn)不同, 有不同的類別。根據(jù)電子標(biāo)簽供電形式, 可分為有源標(biāo)簽和無源標(biāo)簽。有源標(biāo)簽使用標(biāo)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(hào), 當(dāng)被動(dòng)式標(biāo)簽進(jìn)入天線工作區(qū)域時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流, 標(biāo)簽獲得能量并被激活, 將自身信息通過標(biāo)簽的內(nèi)置天線發(fā)送出去;讀寫器的天線接收到從標(biāo)簽發(fā)送來的載波信號(hào), 傳送到讀寫器, 讀寫器對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼, 然后送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)處理;計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算驗(yàn)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(hào)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)做出相應(yīng)的動(dòng)作。

通過貼于貨物的電子標(biāo)簽來存儲(chǔ)和識(shí)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(chǔ)中的貨物種類繁多, 并且在出入庫和調(diào)配時(shí)經(jīng)常移動(dòng), 因此工作人員攜帶能較遠(yuǎn)距離讀取且一次讀取多個(gè)電子標(biāo)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(biāo)簽信息往往更加方便, 而對(duì)于中小型的倉庫, 一臺(tái)覆蓋半徑100 m的AP足以滿足要求。對(duì)于大型倉庫則需要多臺(tái)AP來支撐整個(gè)體系。RFID和WLAN在物流倉儲(chǔ)中的應(yīng)用主要包括收貨、盤點(diǎn)調(diào)配、發(fā)貨這3個(gè)功能模塊。下面敘述物流倉儲(chǔ)中的WLAN及RFID架構(gòu), 對(duì)各功能模塊逐一進(jìn)行闡述, 并給出相應(yīng)的偽碼算法。

物流倉儲(chǔ)的無線射頻架構(gòu)主要包括控制計(jì)算機(jī)、AP、貨物的電子標(biāo)簽、存儲(chǔ)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(biāo)簽用于識(shí)別庫存貨物及存儲(chǔ)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(diǎn)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(jì)算機(jī), 由其通過Internet連接到數(shù)據(jù)庫, 對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)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(chǔ)中的WLAN及RFID架構(gòu)  下載原圖

電子標(biāo)簽中存儲(chǔ)的信息應(yīng)包括:貨物的名稱種類、入庫時(shí)間、出庫時(shí)間、貨物存儲(chǔ)編號(hào)。而計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的各庫存區(qū)域信息包括:存儲(chǔ)區(qū)域編號(hào), 存儲(chǔ)類型, 存儲(chǔ)空間, 剩余空間。以M表示貨物, 以D表示存儲(chǔ)區(qū), 則各字段分別為:貨物種類 (M.type) 、貨物容積: (M.cap) 、入庫時(shí)間 (M.intime) 、出庫時(shí)間 (M.outtime) 、貨物存儲(chǔ)編號(hào): (M.capid) 、貨物編號(hào): (M.id) 、存儲(chǔ)區(qū)域編號(hào) (D.id) 、存儲(chǔ)類型: (D.type) 、存儲(chǔ)空間 (D.cap) 、 剩余空間: (D.lastcap) 。

收貨模塊的流程如下:貨物進(jìn)入倉庫, 大門的射頻讀寫器將當(dāng)日時(shí)間信息寫入電子標(biāo)簽的入庫時(shí)間, 同時(shí)讀取入庫的貨物種類、數(shù)量信息, 通過WLAN發(fā)送給計(jì)算機(jī), 計(jì)算機(jī)查看各存儲(chǔ)區(qū)域的剩余空間, 并為每一樣貨物分配存儲(chǔ)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(biāo)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(chǔ)編號(hào), 并將其運(yùn)送至指定的存儲(chǔ)區(qū)域。該存儲(chǔ)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(jì)算機(jī), 由其更新存儲(chǔ)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(shí)間, 由工作人員抽取部分區(qū)域的庫存貨物進(jìn)行定期盤點(diǎn), 通過手持式射頻讀寫器, 讀取貨物和存儲(chǔ)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(cuò)誤的貨物, 對(duì)于需要調(diào)配的貨物進(jìn)行及時(shí)調(diào)配, 重新寫入存儲(chǔ)編號(hào)信息, 并更新各區(qū)域的存儲(chǔ)空間信息通過WLAN返回給計(jì)算機(jī)。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(jì)算機(jī)發(fā)送發(fā)貨清單, 然后計(jì)算機(jī)通過WLAN將清單數(shù)據(jù)發(fā)送至工作人員的手持機(jī)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(jìn)入一定范圍后, 即貨物的電子標(biāo)簽信息, 從成堆的貨物中讀取要求的貨物并進(jìn)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(shí), 由出口的射頻讀寫器對(duì)所有貨物進(jìn)行讀取和再次識(shí)別, 并將信息通過無線局域網(wǎng)返回給計(jì)算機(jī), 與出庫清單進(jìn)行比較。如果車上所有貨物都在出庫清單上, 則計(jì)算機(jī)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(bào)。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(chǔ)管理中, 給出了相應(yīng)的架構(gòu)圖。在收貨、盤點(diǎn)配送和發(fā)貨這3個(gè)環(huán)節(jié), 分別分析了相應(yīng)的控制功能如何實(shí)現(xiàn), 以達(dá)到自動(dòng)化、智能化及安全性的目的, 并給出了偽碼算法流程。