基于RFID的物流出庫智能化管理方案
1. 系統概述
1.1. 系統背景
物流出庫管理在企業的整個管理流程中起著非常重要的作用，如果不能保證及時準確地發貨，將會給企業帶來巨大損失，這不僅表現為企業各項管理費用的增加，而且會導致客戶服務質量難以得到保證，最終影響企業的市場競爭力。
傳統的物流出庫管理，一般依賴于一個非自動化的、以紙張文件為基礎的系統來記錄、追蹤出庫的貨物，完全由人工實施倉庫內部的管理，因此物流出庫管理的效率極其低下，所能管理的倉庫規模也很小。隨著企業規模的不斷發展，物流出庫管理的物資種類機數量在不斷增加、出庫頻率劇增，物流出庫管理作業也已十分復雜和多樣化，傳統的人工倉庫作業模式和數據采集方式已難以滿足物流出庫管理的快速、準確要求，嚴重影響了企業的運行工作效率，成為制約企業發展的一大障礙。
1.2. 現狀及分析
物流倉庫管理中出庫環節，也采用人工倉庫作業模式，人工監督管理、數據輸入。由于企業的擴大發展，貨物多種多樣發送到全球各地，需要大量的管理人員，無法保證快速、準確發貨的要求。
采用RFID技術，有效管理物流出庫智能化。基于RFID的物流出庫智能管理系統，可以實時監控叉車是否正確提貨，以及監控叉車運輸路線是否正確，并結合報警燈、LED顯示屏提醒叉車司機，加上手持機獲取裝車的所有貨物信息，傳輸到后臺服務器，從而提高了出貨運輸物流整個過程的效率。
2. 系統介紹
2.1. 系統原理
本系統工作包括兩部分：1）標簽、托盤、叉車及路線匹配；2）無線數據傳輸。
標簽、托盤、叉車及路線匹配通過標簽數據與讀寫器的匹配，管理貨物的運輸智能化。
托盤與標簽的匹配
將貨物分批后，放置在托盤中，而粘貼在托盤上的標簽通過UHF手持機寫入數據，比如對應發往地區的代號數字，簡單容易操作。
托盤上的標簽與叉車的匹配
叉車內部安裝有UHF讀寫器和有源讀寫器，UHF讀寫器讀取托盤標簽，如果數據匹配，即叉車裝載貨物無誤；否則紅色報警燈響起，LED顯示屏顯示叉車裝載貨物等提醒語。另可通過后臺服務器對有源讀寫器進行無線配置。
運輸路線與門的匹配
門上安裝有標簽，系統可通過后臺服務器對門上的標簽進行無線配置，使其與叉車進行匹配。當叉車達到門口，叉車上的有源讀寫器獲取門上的標簽信息，如果叉車運往的地方與門對應，綠燈亮；否則，紅色報警燈響起，LED顯示屏顯示叉車運輸路線有誤等提醒語。
無線數據傳輸
標簽識別
標簽與讀寫器之間的通信，是采用無線射頻識別技術。
無線設置
本系統采用有源讀寫器和標簽組成一個局域無線網絡，可通過該局域網線網絡實現兩個功能：1）數據的無線傳輸，即讀寫器識別信息通過該無線網絡發送至后臺，避免現場布線施工。2）讀寫器和標簽的無線配置。
無線控制
讀寫器通過識別標簽，判斷是否匹配，再通過有源設備構成的無線網絡無線控制顯示屏和報警燈，或反饋服務器后，服務器無線控制顯示屏和報警燈。
無線通信
手持機獲取電子標簽的信息，通過無線方式，傳輸到服務器端。
2.2. 系統結構
本系統主要有五個部分組成，首先在拖車部分托盤標簽數據寫入，顯示屏和報警燈的安裝；然后在叉車部分兩臺讀寫器的安裝；大門部分有有源標簽、顯示屏和報警燈的安裝；車輛部分有UHF手持機獲取貨物標簽的信息；報警部分有標簽、報警燈和顯示屏。
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圖1 系統結構
2.3. 系統拓撲圖
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圖2 系統拓撲圖
2.4. 系統流程
2.4.1. 電子標簽數據寫入
電子標簽數據寫入程序是整個系統的第一步操作，在托盤上進行貼標ID標識，并將貨物名稱、數量和運往地方等貨物信息與電子標簽一一對應，信息通過UHF手持機上傳服務器端。
2.4.2. 電子標簽自動識別
電子標簽識別部分是整個應用系統的基礎，主要保證貨物準確出庫、貨物信息準確錄入。分布在貨物運輸經過的三個關鍵環節的RFID識別系統，通過識別標簽將貨物準確快速地送上裝載貨物車，貨物信息反饋服務器端。
電子標簽自動識別系統的基本配置為UHF讀寫器和有源讀寫器，安裝在每輛叉車內，通過車載電源供電；每個門對應安裝一張有源標簽。
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圖3 系統結構圖
2.4.3. 無線傳輸通信
無線配置
系統主要由服務器軟件控制有源讀寫器無線配置參數的方法，完成各個模塊的數據對接和各個模塊的匹配。
無線數據傳輸
無線傳輸通信是連接上級和下級的中間橋梁。它主要負責將前端RFID系統（叉車內的讀寫器）采集到貨物數據信息無線傳輸并無縫接入到后端信息服務器中，進行數據的交換和處理，并及時將后臺處理結果及指示傳遞給前臺（報警燈和顯示屏）進行操作和執行。
無線報警裝置
如圖4，服務器通過有源讀寫器無線改寫標簽標識位，從而控制報警燈報警。
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圖4 無線報警裝置
2.5. 系統安裝
2.5.1. 托盤標簽
標簽安裝在托盤側面或上面非貨物遮擋位置。標簽可以粘貼安裝，根據托盤情況選取合適安裝方式。
2.5.2. 叉車讀寫器
UHF讀寫器安裝在叉車前下端，有源讀寫器安裝在后端。讀寫器可通過鉚釘或螺釘等固定。
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圖5 讀寫器安裝建議圖
2.5.3. 大門標簽安裝
根據實際情況，將標簽安裝在倉庫大門內側的上端或側端位置。標簽可以懸掛安裝，或粘貼安裝。
3. 系統特點
基于RFID的物流出庫智能管理系統具有如下特點：
系統實現自動化匹配管理，簡單易操作；
系統通過無線傳輸方式，實現配置和數據交換。
系統自動獲取貨物信息，提高工作效率；
減少人為操作漏洞，由于采取了自動讀取數據的方式，所有裝車的貨物信息自動計錄，免除了人工干預，自動記錄數據。
縮短各個操作環節的操作時間，減輕勞動強度，節省人力成本。
4. 其它應用領域
大型企業物料成品出庫管理
機場托運貨物配送管理
港口、碼頭集裝箱貨物出庫管理
5. 硬件設備選型
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標簽: 基于RFID的物流出庫智能化管理方案