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2005年11月27日,在突尼斯舉行的信息社會(huì)峰會(huì)上,國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005:物聯(lián)網(wǎng)》,正式提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念?！拔锫?lián)網(wǎng)”被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后,世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。倉(cāng)儲(chǔ)管理在物聯(lián)網(wǎng)的支持下,可以更好實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的自動(dòng)跟蹤,清楚了解產(chǎn)品移動(dòng)信息,實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品原料供應(yīng)管理、產(chǎn)品銷售運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)各環(huán)節(jié)物品流動(dòng)監(jiān)控,提高管理水平。

物聯(lián)網(wǎng)主要包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層。[1]

感知層由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關(guān)構(gòu)成,包括二維碼標(biāo)簽、RFID標(biāo)簽和讀寫器、攝像頭、GPS等感知終端。感知層是物聯(lián)網(wǎng)識(shí)別物體,采集物理世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù),包括各類物理量、標(biāo)識(shí)、音頻、視頻數(shù)據(jù),是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。

網(wǎng)絡(luò)層能夠把感知到的信息無(wú)障礙、高可靠性、高安全性地進(jìn)行傳送,需要傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融合。

物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層主要完成數(shù)據(jù)的管理和數(shù)據(jù)的處理,并將這些數(shù)據(jù)與各行業(yè)應(yīng)用相結(jié)合。應(yīng)用是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的目的,最終達(dá)到物與人,物與物之間的連接、識(shí)別和控制。最終用戶在應(yīng)用層通過(guò)終端設(shè)備接入物聯(lián)網(wǎng)以實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)功能。終端設(shè)備包括無(wú)線和有線兩種,無(wú)線終端設(shè)備包括手機(jī)、PDA、PC和各種專用設(shè)備,有線終端包括PC、有線電話、機(jī)頂盒和各種專用設(shè)備。專用設(shè)備有智能家電、智能電表等。

現(xiàn)有的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)主要是由傳統(tǒng)的條形碼管理系統(tǒng)與人工數(shù)據(jù)管理相結(jié)合,管理員清點(diǎn)庫(kù)存是通過(guò)掃描庫(kù)存的條形碼,進(jìn)行清點(diǎn)庫(kù)存和更新數(shù)據(jù)的操作。

條形碼管理的缺點(diǎn)是:容易復(fù)制,不防污,不防潮,只能近距離的讀取。

人工錄入缺點(diǎn)是:工作繁瑣,數(shù)據(jù)工作量大時(shí)容易出錯(cuò),增加倉(cāng)儲(chǔ)管理的人工成本。

人工管理容易出錯(cuò),盤點(diǎn)時(shí)間長(zhǎng),貨物損耗(例如貨物放錯(cuò)位置,貨物被偷,貨物包裝或者發(fā)運(yùn)時(shí)出錯(cuò)誤)不容易被發(fā)現(xiàn)。

由于倉(cāng)儲(chǔ)管理物資種類和數(shù)量在不斷增加、出入庫(kù)頻率劇增,倉(cāng)儲(chǔ)管理作業(yè)也已十分復(fù)雜和多樣化,傳統(tǒng)的人工倉(cāng)庫(kù)作業(yè)模式和數(shù)據(jù)采集方式已難以滿足倉(cāng)儲(chǔ)管理的快速、準(zhǔn)確要求,嚴(yán)重影響了企業(yè)的運(yùn)行工作效率。

基于物聯(lián)網(wǎng)的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)在感知層采用二維碼技術(shù),借助無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)庫(kù)存物品的可視化管理.精確掌握物資情況.優(yōu)化合理庫(kù)存,消除人為操作誤差,實(shí)現(xiàn)收發(fā)貨的自動(dòng)化和集成化,加快企業(yè)的發(fā)展。

倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)采用三層架構(gòu)的原則[2],即數(shù)據(jù)訪問(wèn)層——業(yè)務(wù)邏輯層——表示層。表示層(UI)為用戶提供一種交互式操作的界面。業(yè)務(wù)邏輯層(BL)處于數(shù)據(jù)訪問(wèn)層與表示層中間。數(shù)據(jù)訪問(wèn)層(DB),負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)。層是一種低耦合結(jié)構(gòu),層與層之間的依賴是向下的,改變上層的設(shè)計(jì)對(duì)于其調(diào)用的底層而言沒(méi)有任何影響。分層設(shè)計(jì)時(shí)同樣遵循了面向接口的設(shè)計(jì)思想,各層之間的信息傳遞以實(shí)體(Entity)方式進(jìn)行。[3]

系統(tǒng)的整體運(yùn)行架構(gòu)如圖1所示:

圖1 倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)架構(gòu)圖  下載原圖

本系統(tǒng)采用“瘦客戶端——胖服務(wù)器”模式,PDA上只包含表示層,完成簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)錄入工作,由服務(wù)器完成所有的業(yè)務(wù)邏輯和與數(shù)據(jù)庫(kù)的交互,提高了PDA客戶端的運(yùn)行效率。

客戶端分為PC和PDA兩部分。PC端完成系統(tǒng)輔助功能如系統(tǒng)設(shè)置、數(shù)據(jù)管理與查詢,同時(shí)實(shí)現(xiàn)部分不適于PDA開發(fā)的功能,例如條碼打印。條碼打印主要運(yùn)用到二維條碼技術(shù),以單據(jù)為單位統(tǒng)一打印,每個(gè)備件對(duì)應(yīng)一個(gè)編號(hào),該編號(hào)在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)是唯一的,方便清點(diǎn)數(shù)據(jù)的同時(shí)保證備件的可追溯性。

PDA是整個(gè)系統(tǒng)的中心。倉(cāng)儲(chǔ)中的整個(gè)流通過(guò)程主要通過(guò)PDA完成[4]。PDA的便攜性保證在無(wú)線AP可覆蓋的范圍內(nèi)對(duì)備件信息進(jìn)行采集,調(diào)用Web Service服務(wù),服務(wù)器驗(yàn)證數(shù)據(jù)完整性并實(shí)時(shí)反饋給現(xiàn)場(chǎng)工人,把工人從繁重的手工勞動(dòng)中解脫出來(lái),避免了長(zhǎng)時(shí)間的等待,提高包裝效率和正確率。PDA通過(guò)無(wú)線AP連接中間件服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器,為兼容企業(yè)現(xiàn)有SAP系統(tǒng),中間件與SAP之間的交互完全采用面向接口的模式,業(yè)務(wù)流程由中間件負(fù)責(zé)處理,接口只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理,易于接口的擴(kuò)展,盡可能降低系統(tǒng)耦合度。面向接口的設(shè)計(jì)使聲明和實(shí)現(xiàn)分離,調(diào)用者無(wú)需關(guān)注具體實(shí)現(xiàn),便于升級(jí)擴(kuò)展。

圖2 倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)硬件架設(shè)圖  下載原圖

備件標(biāo)簽采用二維碼。二維碼具有容錯(cuò)能力強(qiáng),成本低,易制作和持久耐用等特點(diǎn),非常適宜在倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)中使用[5]。每個(gè)備件對(duì)應(yīng)唯一一個(gè)以數(shù)字和大寫字母組成的八位條碼標(biāo)識(shí)。標(biāo)簽生成算法以固定日期為起點(diǎn),選取標(biāo)簽打印時(shí)間與固定日期時(shí)間間隔作為輸入,單位為百分之一秒(標(biāo)簽打印速度無(wú)法達(dá)到該級(jí)別,可保證標(biāo)識(shí)唯一性)。算法流程如圖3所示。

初始sequence為輸入時(shí)間間隔,以百分之一秒為單位。算法保證每一步驟Temp都落在數(shù)字或大寫字母范圍內(nèi),按位獲得八位字符,確保八位碼的唯一性。

由于倉(cāng)庫(kù)環(huán)境的復(fù)雜性,在無(wú)線AP網(wǎng)絡(luò)信號(hào)不穩(wěn)定時(shí),PDA客戶端應(yīng)具備一定的緩存機(jī)制,保證現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)不中斷。數(shù)據(jù)處理對(duì)用戶完全是透明的,在斷網(wǎng)情況下數(shù)據(jù)的傳輸被中斷,暫存用戶采集到的數(shù)據(jù)不丟失是解決斷網(wǎng)問(wèn)題的關(guān)鍵[6]。

在PDA上部署小型數(shù)據(jù)庫(kù)可有效解決網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的問(wèn)題,但會(huì)增加客戶端的存儲(chǔ)壓力,增加PDA響應(yīng)時(shí)間。綜合PDA性能和現(xiàn)場(chǎng)工作的實(shí)際情況,本系統(tǒng)采用讀寫隱藏文件的方式解決緩存問(wèn)題。PDA檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)信號(hào)不穩(wěn)定時(shí),會(huì)停止向服務(wù)器傳輸數(shù)據(jù),同時(shí)將采集到的數(shù)據(jù)按規(guī)定格式寫入本地隱藏文件,待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)通暢后統(tǒng)一傳輸給服務(wù)端,同時(shí)文件從本地刪除。在一些對(duì)數(shù)據(jù)安全性要求較高的場(chǎng)合也可結(jié)合數(shù)據(jù)加密技術(shù)對(duì)文件進(jìn)行讀寫,在網(wǎng)絡(luò)不出現(xiàn)長(zhǎng)期無(wú)法恢復(fù)現(xiàn)象的情況下,可以有效解決斷網(wǎng)數(shù)據(jù)丟失問(wèn)題。

圖3 算法流程圖  下載原圖

本文設(shè)計(jì)的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)已實(shí)際應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中,系統(tǒng)充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),使用合理設(shè)備,極大降低了人力成本,PDA使用戶的移動(dòng)操作變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),杜絕了人為操作失誤,操作簡(jiǎn)便,在企業(yè)應(yīng)用發(fā)展中起到了高效和便利的作用,也提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益