基于RFID的智能仓储管理系统.doc
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1、基于 RFID 的射频识别应用演示系统设计与实现 基于 C S 架构的仓储管理系统 1 基于基于 RFID 的射频识别应用演示系统设计与实现的射频识别应用演示系统设计与实现 基于基于 C S 架构的仓储管理系统架构的仓储管理系统 周周 侗侗 201371060139 13 级物联网工程 级物联网工程 1 班 班 摘要摘要 近年来 随着计算机网络的普及和物联网技术的广泛应用 大多数企业的仓库管理 数据资料已开始采用计算机数据系统管理 但数据还是采用先纸张记录 再手工输入计 算机的方式进行采集和统计整理 这样不仅费时费力 而且由于人为的因素 数据录入 速度慢 准确率低 RFID 技术作为新一代自动
2、识别技术在自动化 智能化仓储管理中得 到了广泛的应用 基于 RFID 的仓储管理技术采用无线电技术实现对静止或移动的物体 进行识别 以达到识别物体的身份 特征等信息的目的 并通过计算机无线通信网络把 它们自动采集到中央信息系统 进而实现信息交换和共享 实现对物品的 透明 管理 本文详细介绍了 基于 RFID 的智能仓储管理演示系统 使用 SQL Server 2005 设计 实现了数据库的基本需求 采用 visual studio 2008 开发了 C S 架构的可视化管理界面 对仓库管理的入库 出库 库存 盘点等各个作业环节的数据进行自动化数据采集 保 证仓库管理各个环节数据输入的速度和准确
3、性 还可对物品的批次 保质期等进行管理 有效提高了仓库管理的工作效率 关键词 关键词 RFID 数据库 自动化 智能化 仓储管理系统 基于 RFID 的射频识别应用演示系统设计与实现 基于 C S 架构的仓储管理系统 2 目录目录 摘要摘要 2 目录目录 3 第一章第一章 绪论绪论 5 1 1 研究背景 5 1 2 研究课题意义 5 第二章第二章 系统开发环境及基本思路系统开发环境及基本思路 6 2 1 系统开发环境 6 2 1 1 Visual Studio 2008 介绍 6 2 1 2 SQL Server 2005 介绍 7 2 2 系统设计思路 8 2 2 1 仓库管理演示系统的主要
4、工作 8 2 2 2 系统主要的工作流程 8 第三章第三章 无线射频识别技术无线射频识别技术 9 3 1 RFID 系统基本组成 9 3 2 硬件组件 10 3 2 1 阅读器 10 3 2 2 天线 10 3 2 3 高频段电子标签 10 3 2 4 中间件 11 3 3 元件清单 11 第四章第四章 智能仓储管理演示系统设计智能仓储管理演示系统设计 11 4 1 系统需求分析 11 4 2 系统功能模块详细流程 12 4 2 1 入库业务流程 12 4 2 2 出库业务流程 13 4 2 3 盘点业务流程 15 4 2 4 库存业务流程 16 4 2 5 信息管理业务流程 16 4 3 仓
5、储管理系统整体流程 16 4 3 1 系统总体功能模块图 16 4 3 2 系统界面分析 16 基于 RFID 的射频识别应用演示系统设计与实现 基于 C S 架构的仓储管理系统 3 4 3 3 系统总体流程分析 21 4 4 数据库设计分析 24 4 4 1 数据需求分析 24 4 4 2 数据库逻辑设计 24 4 4 3 数据库物理设计 25 4 5 关键程序代码 28 4 5 1 C 连接数据库的代码 28 4 5 2 读取 UID 的核心代码 28 第五章第五章 关键问题的解决关键问题的解决 30 5 1 串口开关控制 30 5 2 串口通信设置 30 5 3 读写器读卡时 防碰撞 3
6、0 5 4 数据库表字段命名 30 5 5 主键设置 31 第六章第六章 总结总结 31 6 1 需要讨论解决的问题 31 6 2 本学期的学习总结 31 6 3 对教师的教学建议 32 参考文献参考文献 32 基于 RFID 的射频识别应用演示系统设计与实现 基于 C S 架构的仓储管理系统 4 第一章第一章 绪论绪论 1 11 1 研究背景研究背景 传统的企业仓储是以人工笔录或者使用条形码对仓库物品进行识别记录 随着市场 经济的快速发展 销售产品种类多样化 更新速度快 加上承包仓库场地成本的提高 这种依靠笔录或者条形码对仓储产品进行管理的方式已经无法满足现实市场高速运转的 需要 因此 建立
7、一个能够快速识别及定位库存物品 物品存储量与仓库管理员三者紧 密联合的智能仓储系统是市场发展的新需求 目前 市场竞争日益激烈 提高生产效率 降低运营成本对整个企业的发展有十分 重要的作用 智能仓储管理及库存精确定位在整个企业仓库的管理流程中起着十分重要 的作用 若不能保证入库 出库 库存 盘点等各个作业环节数据的采集效率 将可能 会给企业带来巨大的损失 这样不仅导致企业各项管理费用增加 而且还会使得客户服 务质量很难得到保证 而最终影响到企业的市场竞争力 现有的仓储管理数据还是采用 先纸张记录 再手工输入计算机的方式进行采集和统计整理 这样不仅费时费力 而且 由于人为的因素 数据录入速度慢 准
8、确率低 所以本文提出了全新的基于 RFID 的智 能仓储管理系统来解决传统仓储管理中出现的问题 1 21 2 研究课题意义研究课题意义 传统的企业仓储相当部分数据的处理都是通过人工手工录入 这样不仅数据量十分 庞大 劳动强度大 而且由于人为的因素 数据录入速度慢 准确率低 同样也失去了 时代的意义 为了解决这些问题 人们就研究和发展了各种各样的自动识别技术 提高 了系统信息的实时性和准确性 因为 物流过程比其他任何环节更接近于现实的 物 物流过程产生的数据比其他任何情况都要密集 数据量都要庞大 在计算机网络和物联网技术发展的今天 传统企业逐步走向信息化 智能化 仓库 管理的自动化 大大提高了入
9、库管理 出库管理和库存管理等各个作业环节数据的采集 效率 可以节约不少管理开支 增加企业收入 仓库管理的操作自动化和信息的电子化 全面提高了仓库的管理水平 仓储管理系统在我国的应用还处于起步阶段 国内的大部分企业还停留在传统的人 工管理仓库阶段或者条形码的使用阶段 传统的人工管理仓库既费时又费力 而且容易 基于 RFID 的射频识别应用演示系统设计与实现 基于 C S 架构的仓储管理系统 5 造成混乱 严重时会影响商城 企业的正常运作 造成恶劣的后果 条形码自出现以来 就得到了人们的普遍关注 极大地提高了数据采集和信息处理的速度 提高了工作效率 随着经济的飞速发展 条形码的易复制 不妨污 不防
10、潮等特点和人工写单据的繁琐性 易于造成损失 使的国内的仓储管理模式始终不能得到突破 为了跟上时代的步伐 加 快仓储管理的自动化步伐 减轻企业员工的工作负担 提高仓库管理业务的处理效率 拥有适合自己的仓库管理系统已经变得十分必要 本文详细介绍的 基于 RFID 的智能仓储管理演示系统 是对各企业的仓储管理进 行分析后设计的 并基于 SQL Server 2005 数据库和 Visual studio 2008 开发环境开发 了 C S 架构的可视化管理界面 对仓库管理的基本入库 出库 库存 盘点等各个作业 环节的数据进行自动化数据采集 保证仓库管理各个环节数据输入的速度和准确性 还 可对物品的批
11、次 保质期等进行管理 同时利用系统的库位管理功能 更可以及时掌握 所有库存物资当前所在位置 有利于提高仓储管理的工作效率 第二章第二章 系统开发环境及基本思路系统开发环境及基本思路 2 12 1 系统开发环境系统开发环境 系统的开发环境采用 Microsoft 公司的可视化开发环境 Visual studio 2008 作为主要的 开发工具 系统主要是用 C 语言编写了基于 C S 架构的可视化管理界面 数据库采用 SQL Server 2005 管理系统数据 2 1 12 1 1 VisualVisual StudioStudio 20082008 介绍介绍 Microsoft Visual
12、 Studio 2008 是面向 Windows Vista Office 2007 Web 2 0 的 下一代开发工具 代号 Orcas 是对 Visual Studio 2005 一次全面的升级 使用 Visual Studio 2008 可以高效开发软件 设计器中可以实时反映变更 XAML 中智能感知 功能可以提高开发效率 同时 Visual Studio 2008 支持项目模板 调试器和部署程序 Visual Studio 2008 可以高效开发 Web 应用 集成了 AJAX 1 0 包含 AJAX 项目模板 它还可以高效开发 Office 应用和 Mobile 应用 1 VS 20
13、08 中对 C 编译器做了显著的改进 a 函数式编程 b 自动属性 c 对象初始化器 集合初始化器 d 隐式本地变量 2 编译器性能改进 a 重新生成一个 C 项目并运行一个后台编译器的速度提高到了原来的 3 倍 使用 基于 RFID 的射频识别应用演示系统设计与实现 基于 C S 架构的仓储管理系统 6 的内存却只有原来的 1 3 b 在编辑器里滚动较大的 C 文件的速度比原来快了一倍 键入新文本的速度是原 来的 1 5 倍 c 对 C 中庞大类型的智能感应响应时间提高了 10 倍 2 1 22 1 2 SQLSQL ServerServer 20052005 介绍介绍 Microsoft
14、SQL Server 2005 是一个数据库平台 SQL Server 2005 数据库引擎为 关系型数据和结构化数据提供了更安全可靠的存储功能 SQLSQL Server2005Server2005 特点特点 1 1 NET NET 框架主机框架主机 使用 SQL Server2005 开发人员通过使用相似的语言 例如微软的 Visual C 将能够 创立数据库对象 2 2 增强的安全性 增强的安全性 SQL Server 2005 中的新安全模式将用户和对象分开 允许对数据存取进行更大的 控制 另外 所有系统表格将作为视图得到实施 对数据库系统对象进行了更大程度的 控制 3 3 Trans
15、act SQLTransact SQL 的增强性能的增强性能 SQL Server 2005 为开发可升级的数据库应用软件 提供了新的语言功能 这些增 强的性能包括处理错误 递归查询功能 关系运算符和其他数据列排行功能 等等 4 4 SQLSQL 服务中介服务中介 SQL 服务中介将为大型 营业范围内的应用软件 提供一个分布式的 异步应用框 架 5 5 报表服务 报表服务 利用 SQL Server 2005 报表服务可以提供报表控制 可以通过 Visual Studio 2005 发行 6 6 全文搜索功能的增强 全文搜索功能的增强 SQL Server 2005 将支持丰富的全文应用软件
16、服务器的编目功能将得到增强 对 编目的对象提供更大的灵活性 查询性能和可升级性将大幅得到改进 同时新的管理工 具将为有关全文功能的运行 提供更深入的了解 2 22 2 系统设计思路系统设计思路 2 2 12 2 1 仓库管理演示系统的主要工作仓库管理演示系统的主要工作 1 信息管理设计 完成系统用户的权限设置和显示用户信息 2 智能叉车设计 完成托盘的出入库和定位 3 入库系统设计 完成物品和托盘信息的对应和绑定 4 出库系统设计 完成托盘出库时对应出库货物的核对和显示产品的详细信息 5 盘点系统设计 完成对货物的质检和盘查 基于 RFID 的射频识别应用演示系统设计与实现 基于 C S 架构
17、的仓储管理系统 7 2 2 22 2 2 系统主要的工作流程系统主要的工作流程 a 货物入库工作流程 货物入库工作流程 入库时 先通过网络系统将存货指令发到叉车车载系统 并获取货位信息 以便叉 车按照指令要求存放到相应货位 a 录入入库单 b 入库指令生成 c 货位自动分配 d 智能叉车导航 e 货物定位确认 f 货物扫码入库 b 货物出库工作流程 货物出库工作流程 出库时 叉车接到出货指令 按指示到指定货位取货物 然后到相应货位读取 RFID 标签中货物编号并捕获货物信息 完成以托盘为单位的出库扫码 从而大大提高出库的 工作效率 a 录入出库单 b 出库指令生成 c 获取货位信息 d 智能叉
18、车导航 e 读取货物信息 f 货物扫码出库 c 货物盘点工作流程 货物盘点工作流程 a 录入盘点单 b 盘点指令生成 c 获取货位信息 d 盘点货位相应货物 e 盘点数量确认 第三章第三章 无线射频识别技术无线射频识别技术 3 13 1 RFIDRFID 系统基本组成系统基本组成 基本的 RFID 系统主要有三部分组成 标签 阅读器 天线和应用系统软件组成 系统 结构如图 3 1 所示 基于 RFID 的射频识别应用演示系统设计与实现 基于 C S 架构的仓储管理系统 8 读写器读写器 天线天线 图 3 1 RFID系统结构 3 23 2 硬件组件硬件组件 3 2 13 2 1 阅读器阅读器
19、阅读器 Reader 又称读写器 阅读器主要负责与电子标签的双向通信 同时接收 来自主机系统的控制指令 阅读器的频率决定了 RFID 系统工作的频段 其功率决定了 射频识别的有效距离 阅读器根据使用的结构和技术的不同可以是读或读 写装置 它是 RFID 系统信息控制和处理中心 阅读器通常由射频接口 逻辑控制单元和天线三部分组 成 基于 RFID 的射频识别应用演示系统设计与实现 基于 C S 架构的仓储管理系统 9 图 3 2 无线龙试验箱 3 2 23 2 2 天线天线 天线是一种能将接收到的电磁波转换为电流信号 或者将电流信号转换成电磁波发 射出去的装置 在 RFID 系统中 阅读器必须发
20、射天线以形成电磁场 通过电子标签 识别电磁领域通过能源 因此 阅读器天线所形成的电磁场范围即为阅读器的可读区域 3 2 33 2 3 高频段电子标签高频段电子标签 高频的 RFID 电子标签主要是由天线合成 通过腐蚀或者印刷的方式制作天线 与高 频卡的区别在于 它的读写距离较远 性能稳定 读写速度快 信号反应灵敏 可设计 任意规格尺寸卷标 满足用户不同需求 标签材质多样 质地柔软 可任意封装 可同 时多个读取 具备防冲撞功能 国际标准有 ISO14443 ISO15693 ISO18000 3 等 射 频标签天线设计相对简单 标签一般制成标准卡片形状 3 2 43 2 4 中间件中间件 中间件
21、是一种独立的系统软件或服务程序 分布式应用软件借助这种软件在不同的 技术之间共享资源 中间件位于客户机 服务器的操作系统之上 管理计算机资源和网 络通信 3 33 3 元件清单元件清单 元件名称元件数量元件功能 RFID 无线龙试验箱 1 读写 HF ISO15693 标签 HF ISO15693 标签若干RFID 超高频标签 USB 数据线 1 数据传输 上位机 1 可视化控制 基于 RFID 的射频识别应用演示系统设计与实现 基于 C S 架构的仓储管理系统 10 第四章第四章 智能仓储管理演示系统设计智能仓储管理演示系统设计 4 14 1 系统需求分析系统需求分析 仓储管理系统作为企业的
22、核心业务 基于 RFID 的仓储管理系统其综合性要求达到简 明实用 以提高仓储管理的质量和效率为目的 应满足一下几个方面 1 建立一个能够快速识别及定位库存物品 物品存储量与仓库管理员三者紧密联合的 智能仓储系统及市场的需求 2 实现出入库 出库 库存 盘点等各个作业环节采集数据的自动化 提高采集效率 是仓储管理的需求 加快入出库速度 增大仓库货物的吞吐量 保证物品的批次 保质期等进行有效管理 及时掌握所有库存货物当前所在位置 从而保障畅通的业 务流程 是提高仓储管理的工作效率的基础 3 货物储存空间利用的最大化 劳动力和设备达到最大程度和最有效地利用 货物能 够方便的存取 能够做到快速定位
23、确保高效的完成货物种类和数量上的统计和管 理存储空间与货物对应关系是仓储管理中必不可少的环节 因此 我们设计了如下图 4 1 所示的仓储管理系统架构图 图 4 1 仓储管理系统架构图 基于 RFID 的射频识别应用演示系统设计与实现 基于 C S 架构的仓储管理系统 11 4 24 2 系统功能模块详细流程系统功能模块详细流程 4 2 14 2 1 入库业务流程入库业务流程 货物准备阶段 入库管理部管理员通过仓储管理系统获取到货物要入库的指令及入库单 了解 相关业务流程 如 入库时间 入库库位等 并给工作人员发送指令 货物入库阶段 入库工作人员收到管理员所发的货物要入库的指令 将货物打包装到箱
24、子里 然 后将每个箱子中的货物信息写入箱子上的 RFID 的电子标签中 入库信息包括产 品编号 批次号 货物名称 货物规格 货物数量 过期日期等 入库待检阶段 在入库口 入库门口的固定式的 RFID 读写器读取货物电子标签中的信息 对比 预入库信息和实际入库信息 如无误 系统自动分配空闲的库位 并把具体位置 通过无线数据终端通知叉车司机 若出现错误 则由系统输出提示信息 并由相 关业务部门的工作人员解决 货物入位阶段 货物待检无误后 叉车司机收到指令 入库物品被叉车司机运到指定的货位 通 过车载终端应用程序发出扫描指令后 控制车前固定式 RFID 阅读器读取货位标 签信息 此时货位 Id 和产
25、品信息会显示在车载终端上 若产品已经过待检阶段 确认无误后点击入库 货物信息和货位信息会绑定在一起送到数据库 同时反馈 回入库信息及入库表 重复上述操作 直到货物全部入库 基于 RFID 的射频识别应用演示系统设计与实现 基于 C S 架构的仓储管理系统 12 图 4 2 入库业务流程图 4 2 24 2 2 出库业务流程出库业务流程 出库准备阶段 出库管理部管理员通过仓储管理系统获取到要出库的指令及出库单 了解相关业 务流程 如 出库时间 出库库位 出库货物等 并给工作人员发送指令 货物出库阶段 叉车司机管理员所发的货物要出库的指令 通过车载终端下载出库单并获得出库 信息及出库货位 叉车司机
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