仓库管理系统的信息采集接口设计和实现.docx

仓库管理系统的信息采集接口设计和实现.docx

《仓库管理系统的信息采集接口设计和实现.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《仓库管理系统的信息采集接口设计和实现.docx（46页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

仓库管理系统的信息采集接口设计和实现

仓库管理系统的信息采集接口设计和实现

摘要

近年来，物流业快速发展,处于物流中心环节的仓储系统,也随之加快了发展步伐.随着计算机技术和自动化技术的快速进步,仓储系统已向自动化、智能化方向发展.射频识别（RadioFrequencyIdentification，RFID）技术作为新一代自动识别技术,其具有的显著优势,在仓储管理中的应用得到了广泛的关注。

无线射频识别技术（RFID）在数据采集、数据传递方面，具有独到的优势。

在仓库中采用RFID作为信息传递的载体,可以有效避免人工输入可能出现的失误，大大提高入库、出库、验货、盘点、补货等工作的效率。

推广RFID技术，

让该技术尽快发挥其对物流行业强大推动作用，是国际物流企业技术应用的大趋势。

本文在对射频识别系统的结构和工作原理的深入学习基础上，将RFID技术应

用于仓库信息采集接口中，实现了一个基于RFID自动出入库的仓库管理原型系统。

其中研究的重点是RFID标签与条码信息的关联以及基于RFID出入库的实现。

本文通过使用深圳当代读写器，RFID标签等硬件设备，以及Eclipse，SQL

Server等软件系统，实现了软硬件的良好结合。

在数据采集方面实现了条码信息与RFID标签的关联，而在出入库过程中屏蔽掉了条码录入的不确定性以及低精确性，实现了基于RFID的自动出入库管理。

在仓库管理系统的信息采集中应用RFID技术，实现货品的动态出入库管理，极大地提高了对出入库产品信息记录采集准确性，同时使货品跟踪，实时查询更为高效。

关键词：

RFID，关联，自动出入库

Thedesignandimplementoftheinterfaceof

information-collectioninwarehousemanagement

Abstract

Recently，withtherapiddevelopmentoflogistic，thestoragesystem，inthecentraltacheofthelogisticdevelopedquickly.Withthefastdevelopmentofcomputertechnologyandautomatictechnology，thestoragesystembecameautomatedandintelligentized.RadioFrequencyIdentification（RFID）technologyasanewlyAuto-IDtechnology，ithasdistinctadvantages，anditsapplicationinstoragesystemdrawswidelyattention.

RFIDhasspecialpredominanceindata-collectionanddatatransfer.ApplyRFIDasthecarrierofinformationtransfer，wecouldavoidthemistakebymanualworkininputefficiently，andenhancetheefficiencyofen-warehous，eex-warehouse，checkandcomplementarity.TopromoteRFIDtechnology，andtomakefulluseofitsimpetustologistic，isatrendintheapplicationofinternationallogisticcorporation.

AfterstudyingtheconfigurationandworkingprincipleofRFIDSystem，thepaperapplyRFIDtechnologytotheinterfaceofinformation-collectioninwarehouse，andmakeawarehousemanagementprototypesystembasedonRFIDinen-warehouseandex-warehousecometrue.ThepaperplayemphasisontheassociationofRFIDtransponderandbarcodeandtheimplementofen-warehouseandex-warehousebasedonRFID.

Inthisthesis，usingShenzhenDrfReader，RFIDtransponderandsoftwareEclipse，SQLServer，wemakethecombinationofhardwareandsoftwarecometrue.Indata-collection，wecombineRFIDtransponderandbarcod，eandintheprocessofen-warehouseandex-warehouse，weavoidtheuncertaintyandlowaccuracycausedbybarcodeinpu，tandimplementautomateden-warehouseandex-warehousebasedonRFID.

ApplyRFIDtechnologyintheinformation-collectionofwarehousemanagementsystem，wecouldmakethegoodsen-warehouseandex-warehouseautomate，dandenhancetheaccuracyoftherecordofthegoods.Meanwhi，lewecouldmakethetrackofthegoodsandreal-timequerymoreefficiently.

Keywords:

RFID，combination，automateden-warehouseandex-warehouse

目录

摘要I

ABSTRACTII

1绪论1

1.1课题背景1

1.2目的及意义1

1.3射频识别技术的国内外应用现状2

1.4全文内容和章节安排5

2射频识别技术简介7

2.1典型的RFID系统7

2.2射频识别系统基本模型7

2.3无线射频识别技术的分类8

2.4射频识别系统的工作原理10

2.5仓库管理系统中应用射频技术的好处11

3开发环境及语言简介12

3.1软硬件环境12

3.2ECLIPSE开发环境12

321Eclipse平台简介12

322Eclipse环境特点13

3.3JAVA语言及相关技术13

331Java编程语言13

332JDBC技术14

4

15

23

仓库管理原型系统的设计

4.1需求分析15

4.2设计目标16

4.3设计流程16

4.3.1系统总体框架16

5仓库管理原型系统的实现

5.1信息采集接口的实现23

5.2出入库管理的实现25

5.2.1连接后台数据库的实现25

5.2.2入库管理的实现25

5.2.3出库管理31

6总结与展望37

6.1全文总结37

6.2不足及展望37

致谢错误!

未定义书签。

参考文献39

1绪论

1.1课题背景

目前，仓库管理主要是基于相应规范的手工作业及电脑半自动化管理，其弊病显而易见，它需要投入大量人力进行规范物品的放置、定期整理盘点以及出入库登记等工作，这使得仓库管理工作十分繁琐，浪费时间。

因此，把射频识别技术应用于仓库管理比较理想，这也是RFID技术一个新的应用领域。

建立一个基于RFID的数字化仓库，支持成品及原辅料仓库数字化管理，包括出入库管理、电子货位管理、温湿度监测等功能。

为充分利用仓库的存储空间并提高货物出入库的效率和准确性，以托盘为电子货位管理的基本单位，通过在每个托盘上应用RFID电子标签实现可视化的电子货位管理，并通过货位优化分配规则，实现货物先进先出管理。

能对库区温湿度信息进行实时监测，并能通过电子显示牌进行显示。

RFID技术是构建数字化仓库最为关键的技术。

通过建立数字化仓库管理系统，可以实现仓储管理信息自动化，促进生产过程的规范化、标准化、数据化，提高生产效率，降低库存和资金占用，增强市场竞争力。

1.2目的及意义

信息采集作为仓库管理的重要组成部分，关键所在。

信息采集的准确性不仅影响到仓库的出入库管理，而且对整个仓库系统的库存管理的自动化和智能化程度。

目前，国内物流中心大多采用的是条码扫描技术作为仓库管理中货物流和信息流同步的主要载体。

条码技术是一个无论在技术上还是标准上都趋于成熟的非接触式识别技术。

但是随着企业对信息化要求的不断提高，条码技术在应用中也存在许多无法克服的缺点。

电子标签作为一种新兴的自动识别技术，它的出现使仓库管理焕然一新。

电

子标签是用来标识各种物品的一种新的识别技术，这种标签根据无线射频识别原理（RFID,RadioFrequencyIdentificationSystem）而生产，它与读写器通过无线射频信号交换信息[2][3]。

电子标签最大的优点就在于：

（1）可以实现非接触、无视觉识别，因此完成产品识别工作时无须人工干预，便于实现自动化；

（2）阅

读距离远，识别速度快，可实现远距离监测货物快速出入仓库；（3）可进行多目

标同时读取，便于监测大量货物同时出入仓库[4][5]。

上述优点使电子标签完全实现自动化的信息采集，最大限度地降低了人工干预，为自动化仓库管理的实现提供了坚实的技术保障。

电子标签识别技术已经成为目前最具前景的物流信息采集技术，受到很多国际知名厂商和研究机构的青睐。

正是基于上述原因，本次课题采用基于电子标签的射频识别技术替代应用已经较为成熟的二维条码识别技术,应用到仓库信息采集系统中。

目前仓储管理系统中应用RFID技术主要有两种模式,一种模式是用电子标签全部替代条形码；另一种模式是将电子标签和条形码结合使用[6]。

本课题将电子标签与条形码关联，并没有完全摒弃传统条形码技术，而是把条码信息作为产品的标识信息写入到电子标签中。

通过对RFID标签号和写入信息的读取实现基于RFID的自动出入库，这是自动化立体仓库重要的一步。

实现了基于RFID的信息采集后，对仓库的生产运作过程都通过标签化的方式进行实时的追踪，便可以实时地监控库存货品状态以及出入库管理，实现对仓库的可视化管理。

在强大的市场导向下，RFID技术在世界范围内必将引起一场重大的变革，它将成为一个新的经济增长点。

在现今激烈的市场竞争中，快速、准确、实时的信息获取及处理将成为企业获得竞争优势的关键。

RFID技术的应用对于以信息化为基础的现代物流管理来说尤为重要。

相信在不久的将来，RFID技术将逐步深入到现代物流管理的方方面面[7][8]。

1.3射频识别技术的国内外应用现状

射频识别技术在国外发展得很快，RFID产品种类也较多。

如德州仪器公司

（Ml）、Motorola、Phillips、EM、iPico、Alien等世界著名厂家都生产RFID产品，并且它们得产品各有特点，自成系列。

下面举几个RFID应用的例子：

高速公路自动收费系统是RFID技术最成功得应用之一。

目前中国的高速公路发展非常快，地区经济发展的先决条件就是有便利的交通条件。

而高速公路收费却存在一些问题，一是交通堵塞，二是少数不法收费员贪污路费，使国家损失了相当的财政收入。

RFID技术应用在高速公路自动收费上，能够充分体现它费接触识别的优势，让车辆高速通过收费站的同时自动完成收费。

一般来说，对于公路收费系统，根据车辆的大小和形状不同，需要大约4m的读写距离和很快的读写速度，也就是要求系统的频率应该在900MHz以上，射频标签一般在车的挡风玻璃后面。

现在最现实的方案是将多车道的收费口分为两个部分：

自动收费口和人工收费口。

将天线架设在道路的上方，在局收费口约50〜100m处，当车辆经过天线时，车上的射频标签被头顶上的天线收到，以判别车辆是否带有有效的射频标签。

如果没带标签，读写器指示灯指示车辆进入不同车道，人工收费口仍维持现有的操作方式。

进入自动收费口的车辆，养路费款被自动从用户账户上扣除，且用指示等及蜂鸣器告诉司机收费是否完成，不用停车就可通过。

挡车器将拦下恶意闯入的车辆。

香港“驾易通”采用的就是射频识别技术。

装有射频标签的汽车能被自动识别，无须停车缴费，大大提高了行车速度和效率[9]。

在生产流水线上用RFID技术，可以实现自动控制、监视、提高生产率，改进生产方式，节约成本。

德国宝马汽车公司在装配流水线上应用射频标签，以便大量地生产用户定制地汽车。

宝马汽车的生产是基于用户提出的要求式样而生产的。

用户可以从上万种内部和外部选项种选定自己所需要的颜色、引擎型号还有轮胎式样。

这样一来，汽车装配流水线上就得装配上百种式样的宝马汽车，如果没有一个高度组织的、复杂的控制系统，就很难完成这样复杂的任务。

宝马公司就在其装配流水线上配有RFID系统，他们值用可重复使用的射频标签，该射频标签上带有详细的汽车所需的所有要求，在每个工作电处都有读写器，这样可以保证汽车在各个流水线位置处能毫不出错的完成装配任务[10]。

几家著名的集成电路制造商在竞争激烈的半导体工业中采用加入了射频识别技术的自动识别工序控制系统。

半导体生产对于超净的特殊需要，使得在此应用RFID非常理想；而其他自动识别系统，如条形码在如此苛刻的化学条件和超净要求下就不适用。

晶片是集成电路生产的关键。

一片8英寸（一英寸_2.54cm）的晶片可以制造出100〜1000个。

假如每片芯片零售价为100美元，那么一个晶片商所包含的芯片价便至少就是10000美元。

一个晶片容器可装25个晶片，4个晶片容器可同时进行处理。

那么一次误操作造成的损失就达1000000美元。

显然，跟踪每个晶片容器并消除误操作是非常必要的。

在一个超净车间里，通常能有800个位点。

晶片容器要从一个位点移动到下一位点。

有时，晶片会因进入了错误的堆而造成损失。

射频识别系统将核查晶片堆、设备、工序和操作人员。

如果其中任何一项的身份不对，设备将不能开始工作，同时向操作人员给出提示[10]。

利用电子物品监视系统（ElectronicArticleSurveillanee,EAS）的目的是防止商品被盗窃。

系统是基本配置的RFID，内存容量仅为1比特，即开或管。

它是基于从1930年就已知道的磁性物质的特性，有四种主要技术：

微波、磁场、声磁、射频。

系统包括贴在物体上的射频标签和商品出口处的扫描器。

射频标签在安装时被激活，它在激活状态时接近扫描器将会被探测到，这样就会报警。

EAS系统已被广泛使用，据估计每年消耗约60亿套。

在货物的跟踪、管理及监控方面，澳大利亚和英国的西思罗机场将射频识别技术应用于旅客行李管理中，大大提高了分拣效率，降低了出错率。

在几年前，欧共体就要求从1997年开始生产的新车型必须具有基于射频识别技术的防盗系统。

而我国铁路行包自动追踪管理系统还只是在计划推广之中，真正应用还要假以时日。

在射频卡应用方面，1996年1月韩国就在汉城的600辆公共汽车上安装射频识别系统用于电子月票，实现了非现金结算，方便了市民出行。

而德国汉莎航空公司则开始试用射频卡作为飞机票，改变了传统的机票购销方式，简化了机场人关的手续。

在我国，射频卡主要应用于公共交通、地铁、校园、社会保障等方面。

上海、深圳、北京等地陆续采用了射频公交卡。

在未来的一、两年，我国射频卡应用最大的项目将是第二代公民身份证。

我国政府在1993年制定的金卡工程实施计划及全国范围的金融卡网络系统的10年规划，使一个旨在加速推动我国国民经济信息化进程的重大国家级工程，由此各种自动识别技术的发展及应用十分迅猛。

现在，射频识别技术作为一种新兴的自动识别技术，也将在中国很快地普及，可以说，我国射频识别产品的市场是十分巨大的。

国内已经有几家公司在引进国外的新进技术，开发自己的RFID系统。

目前，在我国射频识别技术主要应用于公共交通、地铁、校园、社会保障等方面。

不久的将来，我国射频识别技术应用将在生产线自动化、仓储管理、电子物品监视系统、货运集装箱的识别以及畜牧管理等方面有所突破。

MIT1999年在RFID和Internet的基础上提出电子产品编码（ElectronicProductCode,EPC）研讨会上首次公开展示其研发了近五年的EPC网络——物联网。

物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线通信等技术，构造

一个覆盖世界上万事万物的实物物联网“InternetofThings”，旨在提高现代物流、供应链管理水平、降低成本。

2003年11月1日，国际物品编码协会（EAN/UCC）成立了EPCglobal,正式接管了EPC在全球的推广应用工作。

中国物品编码中心在取得了国际物品编码协会的唯一授权后，于2004年4月22日在北京成立了EPCglobalChina。

而作为物联网象征的RFID技术有“得RFID者得天下”之势，因此在EPC系统的推动下RFID必将迎来更大的发展空间［11］。

1.4全文内容和章节安排

本文主要内容由四个部分组成：

第一部分概述课题背景、课题研究的目的及意义、射频识别技术的应用现状；第二部分详细介绍了射频识别系统的组成，结构，分类，工作原理以及应用于仓库领域的好处；第三部分简要介绍了系统的开发环境以及相关语言，技术；第四部分详细介绍了系统的设计和实现过程，用实际的软硬件实现了一个完整的仓库管理原型系统。

全文分为六个章节，具体安排为：

第一章绪论，简介课题的研究背景，目的及意义，射频识别技术的应用现状；第二章详细描述了射频识别系统的结构，分类，工作原理，以及应用于仓库管理的好处；

第三章对本系统所使用的开发环境、语言以及相关技术做了简要介绍；

第四章详细介绍了仓库管理原型系统的设计，包括需求分析，设计目标，设

计流程；

第五章详细介绍了仓库管理原型系统的实现过程，包括信息采集，入库，出

库的实现；

第六章对全文进行总结回顾，提出本文中的不足之处。

其中第二、四、五章为全文的重点部分。

2射频识别技术简介

2.1典型的RFID系统

射频识别（即RadioFrequencyIdentification,简称RFID）技术是从90年代兴起的一项自动识别技术。

它利用无线射频方式进行非接触双向通信,以达到识别目的并交换数据[12]。

与磁卡、IC卡等接触式识别技术不同，RFID系统的电子标签和读写器之间无须物理接触就可完成识别,因此它可实现多目标识别和运动目标识别,可在更广泛的场合中应用。

典型的RFID系统由电子标签（Tag），读写器（Read/WriteDevice）以及数据交换、管理系统等组成。

电子标签也称射频卡，它具有智

能读写及加密通信的能力。

读写器由无线收发模块、天线、控制模块及接口电路等组成。

无源RFID系统,即电子标签内不含电池，电子标签工作的能量是由读写器发出的射频脉冲提供。

电子标签接收射频脉冲,整流并给电容充电。

电容电压经过稳压后作为工作电压。

数据解调部分从接收到的射频脉冲中解调出数据并送到控制逻辑。

控制逻辑接受指令,完成存储、发送数据或其它操作[13]。

EEPROM用来存储电子标签的识别号及其它用户数据。

有源RFID系统中的电子标签由电池供电,可以在较高频段工作,识别距离较长,与读写器之间的通信速率也较高。

RFID系统还可以根据工作频率的不同分为低频、中频及高频系统。

低频系统一般工作在100KHz-500KHZ,中频系统工作在10MHz-15MH左右,它们主要适用于识别距离短和成本低的应用中；而高频系统则可达850MH-950MH及2.4GHz〜5GHZ勺微波段,适用于识别距离长和读写数据率高的场合。

RFID系统最大的特点

是非接触识别,因此可以同时识别多个电子标签及高速运动的电子标签并且它的电触点无须外露,所以它可以抵抗恶劣环境[14]。

2.2射频识别系统基本模型

射频识别系统的基本模型如图2.1所示。

其中，电子标签又称为射频标签、应答器、数据载体；阅读器又称为读出装置、扫描器、读头、通信器、读写器（取决于电子标签是否可以无线改写数据）。

本文所采用的电子标签是可读写的，所以阅读装置可以称为读写器。

电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间（无接触）耦合；在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递和数据的交换［15］。

图2.1射频识别系统的基本模型图

2.3无线射频识别技术的分类

无线射频识别技术的分类有几种［15］:

1、根据标签的供电方式分为有源和无源系统。

射频标签可分为有源的和无源的两种。

有源射频标签使用标签内电池的能量，识别距离较长，可达几十米甚至上百米，但是它的寿命有限并且价格较高；标签由于带有电池，因此，有源标签的体积比较达，无法制作成薄卡（比如信用卡标签）。

无源射频标签不含有电池，利用耦合的读写器发射的电磁场能量作为自己的能量，它的重量轻，体积小，寿命可以非常长，很便宜，可制成各种各样的薄卡或挂扣卡；但它的发射距离受限制，一般是几十厘米到几十米，且需要有

较大的读写器发射功率。

2、按工作方式分类可分为主动式系统和被动式系统。

一般来讲，无源系统为被动式，有源系统为主动式。

主动式的射频系统用自身的射频能量主动地发送数据给读写器（读头），调制方式可为调幅、调频或调相。

被动式的射频系统，使用调制散射方式发射数据，它必须利用读写器的载波来调制自己的信号，在门禁或交通的应用中适宜，因为读写器可以确保只激活一定范围内的射频系统，在有障碍物的情况下，采用调制散射方式，读写器的能量必须来去穿过障碍物两次。

而主动方式的射频标签发射的信号仅穿过障碍物一次，因此主动方式工作的射频标签主要用于有障碍物的应用中，距离更远。

3、根据标签的可读写性分为只读、读写和一次写入多次读出卡。

按读写方式将射频卡分为三种：

可读写（RW）、一次写入多次读出（WORM）和只读（RO）RW卡成本比WORM卡和RO卡高，WORM卡是用户可以一次写入的卡，写入后数据不能改变。

RO卡存有唯一的号码，不能更改，这样具有较高的安全性。

只读标签内部只有只读存储器（ReadOnlyMemory，R