基于rfid仓库管理系统设计(共49页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上评阅编号： 密 级： 中国人民解放军后勤工程学院本科毕业设计（论文）题目：基于的仓库物资管理系统设计学位级别： 学 士 学员姓名： 李 俊 霖专 业： 仓储自动化指导教师： 冯云 技术职务： 副 教 授中国·重庆二一二年六月专心-专注-专业摘要 随着自动化立体仓库系统设备的生产技术逐渐成熟和应用的逐渐普及，传统的以手工记录为主的管理方式已不能满足企业目前的需求，而磁卡、条形码等技术由于自身存在的缺陷，已经不适合今后物流业发展的需要。 RFID技术是一项新兴的、先进的自动识别技术，它在各行业的广阔发展前景己经引起了世界各个国家、各个企业的普遍重视。RFID技术具有其他识别技术所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离远、读取方便快捷、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如、形状多样化等优点。RFID技术的出现，解决了数据自动识别的难题，处理信息更为快速、准确，减少了人工干预，避免了繁琐的手工输入等流程，从而降低了生产成本。本系统是基于RFID的仓库物资管理系统，具有以下几种功能：1、 通过RFID自动对物资进行入库出库；2、 可以对库存进行查询和盘点，掌握库存情况；3、 能对物资信息，客户信息等基础信息进行更新，尽可能满足不同仓库的需要。关键词： RFID 仓库管理 自动识别 自动化立体仓库 AbstractWith automatic warehouse system equipment production technology gradually mature and growing popularity of the application, the traditional manual give priority to record the management method of already cannot satisfy the needs of enterprise at present, and magnetic card, bar code technology because of its own defects, is not suitable for the need of the development of the logistics industry in the future.RFID technology is a new, advanced automatic identification technology, in all its broad prospects for development has been caused the world each country and each enterprise's universal attention. RFID technology has other recognition technology has waterproof, prevent magnetic, high temperature resistant, long service life, read the distance, read fast, convenient and label data can be stored data encryption, and larger capacity, storage information freely, change shape diversification, etc. RFID technology appear, solve the problem of the data to be automatic recognition and processing information more rapid, accurate, reduce artificial intervention, to avoid the tedious manual input process, so as to reduce the production cost.This system is an RFID-based warehouse material management system, with the following features:1,Through RFID, it can put the materials in and out storage automatically;2, it can check the inventory and count the inventory, then master inventory;3,the material information, customer information and other basic information to be updated to meet the different needs of the warehouse.Keywords : RFID, warehouse management, automatic identification, automatic warehouse目录摘 要.Abstract. .目 录.1 绪论.11.1 系统开发的背景.11.2 系统开发的目的与意义.11.3 RFID概述.22 基于RFID的仓库物资管理系统分析.62.1系统概述.62.2业务流程分析.102.3数据流程分析.112.4数据字典.123 基于RFID的仓库物资管理系统设计.153.1 系统设计目标和原则.153.2 系统总体结构设计.153.3 系统代码设计.183.4 数据库设计.194 基于RFID的仓库物资管理系统实现.204.1 系统登录模块设计.204.2 物资入库模块设计.234.3 物资出库模块设计.254.4 库存管理模块设计.264.5 基础信息模块设计.285总结.32参考文献.33致 谢.34附 录.35附录1 系统数据表.35附录2 英文文献.381 绪论1.1 系统开发背景 随着计算机的应用普及，目前大多数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。这不仅造成大量的人力资源浪费，而且由于人为的因素，数据录入速度慢、准确率低。随着企业规模的不断发展，仓库管理的物资种类机数量在不断增加、出入库频率剧增，仓库管理作业也已十分复杂和多样化，传统的人工仓库作业模式和数据采集方式已难以满足仓库管理的快速、准确要求，严重影响了仓库的运行工作效率，成为制约仓库发展的一大障碍。 RFID技术正在为供应链领域带来一场巨大的变革，以识别距离远，快速，不易损坏，容量大等条码无法比拟的优势，简化繁杂的工作流程，有效改善了仓库管理的业务流程1。 1.2 系统开发的目的与意义货物管理是一项非常重要的工作。使用人工方式管理各项材料信息不仅效率低下，而且容易出错，安全性很差。并且在实际操作中，数据的查找和维护都不容易实现，容易发生差错，导致了管理费用增加，服务质量难以得到保证，从而影响企业的竞争力。本人设计该系统，就是为了解决以上这些问题。其目的在于实现仓库材料信息管理和出入库记录的快速高效检索，使操作简单安全，提高工作效率和质量。现在由于物资量大、品种丰富且周转率高，这给仓库管理带来了一定的困难。因此，仓库物资管理的自动化是仓库发展的重中之重。射频识别（RFID）不需要人工干预，不需要直接接触不需要光学可视即可完成信息输入和处理，可工作于各种恶劣环境。基于RFID的仓库物资管理系统能自动化增加生产力，并限制人工干涉，避免人为错误；获利快速的后勤管理，取得即时的供应链动态，实现供应链完全可视化。其优势有：缩短作业流程；改善盘点作业质量；增大配送中心吞吐量；降低运转费用；信息的传送更加迅速、准确2。本系统兼有以上优势，能更好的为仓库管理提供更好的保障。1.3 RFID概述 RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别技术，又称为无线射频标签（E-Tag），是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象，可快速地进行物品追踪和数据交换1。识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境，RFID技术可识别高速运动的物体并可识别多个标签，操作快捷方便。射频识别（RFID）技术具有很多突出的优点，如不需要人工干预。不需要直接接触不需要光学可视即可完成信息输入和处理，可工作于各种恶劣环境。可识别高速运动物体并可同时识别多个电子标签，操作快捷方便，实现了无源和免接触操作，应用便利，无机械磨损，寿命长，机具3无标签的密码保护外，数据部分可用一些算法实现安全管理，如DES、RSA、DSA、MD5等，读写器与电子标签之间也可相互认证，实现安全通信和存储。电子标签系统的成本一直处于下降得趋势，越来越接近接触式IC卡系统，设置更低，为其大量应用奠定了基础。如果RFID技术能与电子供应链紧密联系，那它很有可能在几年以内取代条码扫描技术。RFID技术以其独特的优势，逐渐地被广泛应用于生产、物流、交通、运输、医疗、防伪、跟踪、设备和资产管理等需要收集和处理数据的应用领域。随着大规模集成电路技术的进步以及生产规模的不断扩大，RFID产品的成本将不断降低，其应用将越来越广泛。图1.1 射频识别(RFID)系统的组成结构 总之，RFID技术的未来发展中结合其他高新技术，如DRS、生物识别技术，由单一识别向多功能识别方向发展的同时，将结合现代通信技术及计算机技术，实现跨地区，跨行业应用。本系统采用的是常州高特电子技术有限公司生产的一系列读卡器，现对此读卡器的几个重要功能说明如下：1） 唤醒标签：只有被唤醒的标签才能与读写器进行通信，防止系统外其它标签的干扰，确保读写器与本系统标签信息交换的可靠与准确；2） 识别距离：有效识别距离14米；3） 通信接口：读卡器有RS232，RS484，Wiegand接口各一个，本系统采用的是RS232接口，数据格式为8位数据位，一位起始位和一位停止位，无校验位；数据率可选9600，19200，38400，57600和。读写器主要操作函数：1） public int OpenCommPort(string port)，打开串口；2） public int ClearIdBuf();用来清空读写器缓存；3） public int EpcMultiTagIdentify(ref byte, tag_buf, ref byte tag_cnt, ref byte tag_flag);连续读取EPC标签数据。数据链路层帧格式1命令帧格式：HeadAddrLenCmdparameterparametercheck0x0A1byten+21bytebyte1byte ncc Head 是帧头标志，定义为0x0A Addr是读写器地址，一般从0240,255（0xFF）为公用地址，254（0xFE）为广播地址。读写器接受自身地址、公用地址和广播地址的命令，对广播地址命令不做回复。Len是包长域，表示Length域后帧中字节数。Cmd是命令码域。Parameter是命令帧中的参数域。Check是校验和域，规定校验范围是从帧头域到参数域最后一字节所有字节的校验和（相加取反加1，取最后两位）。读写器接收到命令帧后要计算校验和来验错。2响应帧格式HeadAddrLenStatusResponseResponsecheck0xE01byten+21bytebyte1byte nccHead是包类型域，响应帧包类型固定为0xE0。Addr是读写器自身地址。Len是包长域，表示Length域后帧中的字节数。Status表示命令所规定的操作执行的结果，0表示正确执行，非0表示执行过程中发生异常。Response是响应帧中的返回数据。Check是校验和域，规定校验范围是从帧头域到参数域最后一字节所有字节的校验和（相加取反加1，取最后两位）。计算机接收到命令帧后要计算校验和来验错。Status域取值规定如下表： 值说明0x00命令成功完成0x01笼统的错误0x02参数设置失败0x03参数读取失败0x04无标签0x05标签读失败0x06标签写失败0x07标签锁定失败0x08标签擦除失败0xFE命令不支持或参数超过长度0xFF未定义的错误3 EPC多标签识别命令HeadAddrLenCmdcheck0x0A0x020x80cc读写器收到此命令帧后，进行EPC Gen2多标签识别操作。识别完成后返回识别的标签数，标签数据存入读写器缓存区。应答帧格式如下：HeadAddrLenStatusresponsecheck0x0B0x030x00TagCountccTagCount为标签数量。4 缓存区管理命令4.1从缓存中取标签数据，取完后删除数据。HeadAddrLenCmdParametercheck0x0A0x030x40CountccCount为要取出的标签的数量，最大为8。应答帧格式如下HeadAddrLenStatusresponseresponsecheck0x0B14*n+30x40CountData(14*n)ccCount为本次上传的标签数量，最大为8，Data为标签数据。每组数据以14字节一组，每组第一字节表示标签类型，第二字节表示天线号，后面12字节为标签数据。4.2 从缓存中取出标签数据，取完后保留数据。HeadAddrLenCmdcheck0x0A0x020x41ccCount为要取出的标签数量，应答帧格式如下：HeadAddrLenStatusresponsecheck0x0B170x00Data(14)cc2 基于RFID的仓库物资管理系统分析2.1 系统概述 本系统基于RFID技术，自动对数据进行采集和处理，是保管员能轻松快速的对仓库进行到货检验、入库、出库、调拨、移库移位、库存盘点等作业，保证数据输入的速度和准确性，减少多余资料的录入。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，有利于提高仓库管理的工作效率，降低差错率。 基于RFID的仓库物资管理系统具有自动录入和输出功能，通过RFID实现对物资的实时查询、盘点等管理操作。主要的系统功能包括：1、 物资入库管理：包括对入库及入库的基本信息查询；2、 物资出库管理：包括对出库及出库基本信息查询库存管理；对当前的产品数量及品种做出一些综合统计及报告；3、物资库存管理：通过物资记录和盘点等操作，可以实现对物资库存的情况进行查询和管理；4、基础信息管理：可以实现对基础物资维护、客户信息等的管理和对用户账号的权限等相关操作。本系统是基于RFID的仓库物资管理系统在局域网环境下运行的信息平台，系统在设计过程中秉承以用户为核心的开发理念，使用Visual Studio 2008 的开发环境，采用C#语言进行程序编写，具有一定的实用性和安全性。系统可在Windows XP以上版本环境下运行。在手持终端方面，我们选择小巧轻便且设计精巧的C在极其苛刻的工业环境下，这款读写器有着很好的抗震和防尘的性能。其主要参数如下：工作频率125KHz数据编码类型ASK Manchester coding，EM Compatible 64Bits读取距离20-30mm读取时间小于1秒电源可充电锂电池功率读取状态小于2W，空闲状态0W防护等级IP54通信接口RS232工作温度-5至55尺寸185*70*35mm（长*宽*高）内置天线型阅读器我们选择C，它体积小巧，功耗低并且多功能，能应用不同的配置，可访问手持终端。具体参数如下：工作频率13.56MHz±7KHz工作协议ISO/IEC15693读取距离50-120mm读取时间小于1秒功率5V DC 20mA通信接口RS232 or USB or TCP/IP工作温度-20至65尺寸120*100*30mm（长*宽*高）入口处我们选择万全公司生产的VC420通道式阅读器，其识别速度快，可靠性高，功能全面。具体参数如下工作频率902-928MHz 可根据需要定制工作协议ISO/IEC15693读取距离50-120mm读取时间小于1秒射频输出功率20-30dBm通信接口RS232 or RJ45 or TCP/IP电源110V-240V AC适配器防护等级IP40工作温度-10至55尺寸180*35*20cm（长*宽*高）固定阅读器我们选择体积小巧，读写迅速的C，具体参数如下：工作频率902-928MHz 可根据需要定制读取距离1-4米读取时间单标签ID号小于6ms通信接口RS232 or RS485 or TCP/IP工作电压DC +9V工作温度-10至55图2.1仓库平面图图2.2 系统网络图 2.2业务流程分析 军队仓库业务管理，是指对军事仓储业务作业系统活动的计划、组织、指挥、调节和控制的总称2。要设计一个性能良好的管理系统，明确用户的应用环境对系统的要求是首要的和基本的。本系统首先从入库管理对用户需求进行了分析，入库流程图如图图2.1所示。出库流程图如图2.2所示。图2.1入库流程图图2.2出库流程图2.3数据流程分析 （1） 顶层数据流程图如图2.3所示。图2.3 顶层数据流程图(2).细化流程图如图2.4所示。图2.4细化数据流程图2.4 数据字典数据库系统是一个复杂的系统，其中所包含的信息除了用户数据以外还有很多非用户数据。例如文件间的联系、数据项的长度、类型、用户标识符、口令、索引等等。为了使数据库的设计、运行和维护有一个共同遵循的标准和依据，也为了保证数据库的共享性、安全性、完整性、一致性、有效性可恢复性和可扩充性，人们设置数据字典来保存这些信息3。 （1）数据项定义（部分）字段名数据类型是否为空说明用户名nchar(10)Not null管理员名（主键）密码nchar(20)Not null管理员密码真实姓名nchar(10)Not null管理员姓名表2.6.1 管理员表字段名数据类型是否为空说明物资编号nchar(10)否主键品名nchar(16)否重量nchar(10)否单位nchar(10)否物资单价nchar(10)否物资类型nchar(10)否包装规格nchar(4)否表2.6.2 货物信息表 （2）数据流定义（部分）名称：入库信息描述：入库信息通过RFID录入到系统中，并修改原始数据。定义：入库信息=货物名称十货物号十数量十入库时间十单价+审核时间+建单员+审核员位置：仓库管理员一>货物入库信息管理一>入库单名称：出库信息描述：出库信息通过RFID录入到系统中，并修改原始数据。定义：出库信息=货物名称十货物号十数量十出库时间十单价+审核时间+建单员+审核员位置：仓库管理员一>货物出库信息管理一>出库单 （3）数据存储定义（部分）名称:入库信息管理描述:由仓库管理员通过RFID将入库信息录入入到入库信息管理系统中存储输入:入库信息输出:入库信息表数据结构:货物名称+货物号+数量+入库时间（4）数据处理（部分） 数据处理名称:管理员登陆管理处理定义：管理员信息增加，修改，删除激发条件：输入各种管理员信息输入：管理员管理信息输出：产品入库登记、确认入库信息、添加人员、修改密码、删除库内信息、查询库内信息 3 基于RFID的仓库物资管理系统设计3.1 系统设计目标和原则 现代仓库管理系统，尤其是军事后勤仓库管理系统，不仅要强调程序的正确性和效率，更侧重于强调程序的可维护性、可靠性、实用性4。本系统的编程也是朝着这些目标靠近的，以求使得本系统的设计能够达到令人满意的结果。 系统应遵循的原则： (1)可靠性：系统运行的可靠性是十分重要的，在任何时候都是衡量系统质量的重要指标。每件物资都有其独一无二的标签号，其中存储着该物资标识身份的信息。物资信息的记录是唯一的，从而物资存取的安全可靠性。 (2)实用性：本系统充分从用户的角度来审查各个部分功能的实用性，在物资出入库的时候，用户只要打开界面，一切关于物资的操作都会由系统自动完成。都会(3)可维护性：本系统的各子程序之间相互独立，数据之间没有关联，大部分都存储在数据库里统一管理，便于维护。(4)兼容性：为了适应不同仓库的要求，系统充分考虑到各种情况，以应对我军后勤建设的变化。3.2 系统总体结构设计 通过对军队仓库的调研和实习，根据仓库的实际需求和规范，基于RFID的仓库物资管理系统分为以下四个功能模块，划分如图3.1所示。 图3.1 系统功能模块图(1) 物资出入库管理货物进出仓库要进行登记记录，这是仓库管理的主要内容。货物进入仓库，从入库申请的人员向执行货物入库的仓库保管员提交货物开始。入库申请人想仓库管理员提交货物和入库申请单，入库申请单记录本次入库的货物名称、数量、提交货物的单位等信息。库管依据送货人员提供的入库申请单对待入库的货物进行检查。若入库货物与入库申请单信息一致，则允许入库；若不一致，则禁止入库，提交货物的单位重新出具入库申请单。对允许入库的货物，执行库管要将入库货物的名称、数量、入库时间、执行入库的执行人等信息进行登记后，将货物存入仓库。货物存入仓库后，执行入库操作的库管给提出入库申请的人员开具入库单，入库流程结束。货物从仓库中出库，是从需求货物的出库单位出库人员向执行出库保管员做的库管提出出库申请开始的。首先，出库人员向库管提交出库申请单。出库申请记录申请出库的货物名称、申请出库的数量、申请出库的单位等信息。执行出库的库管首先对出库单的真伪进行检验。对有效的出库单，依据其要求出库货物的名称查找仓库库存货物的信息和此货物的库存数量。如果有此货物，并且其库存数量满足出库申请单的数量，则库管保存出库申请单并进行出库登记。在出库登记中，执行库管要记录出库货物的名称、出库数量、出库时间、执行库管名称等信息。进行出库登记后，将货物出库。出库结束后，执行库管给提出出库申请的人员开具出库单，出库流程结束。(2) 出入库记录的查询仓库的管理人员要对仓库储存的货物信息、入库记录和出库记录等及时掌握，这样才能及时了解仓库的运行现状，才能使仓库处在良好的运行状态。所以对出入库查询是仓库管理系统的重要功能之一。根据军队建设信息化要求，后勤保障要求仓库达到“保障资源透明可视，仓库保障活动精确可控”的目的。 物资存储管理就是对物资的种类、数量等信息的管理，是为了确保仓库物资存储的数量符合要求和无差错管理而进行的物资库存盘点等操作。仓库管理员通过RFID对库存物资进行盘点后，将信息反馈给系统，通过对比能发现物资与账面记录的是否一致，实时把握库存信息，查找差错原因。仓库物资可以进行查询操作，通过对物资的查询，了解物资实时情况，为仓库制定物资相关策略提供依据。（3）货物信息管理 仓库要存放货物，关于这些货物本身的信息，对货物的正常存储是非常重要的，例如哪些货物需要防潮，哪些货物需要轻搬轻放等，所以对货物本身的信息的登记、管理是仓库管理的重要内容4。 （4）基础信息管理 基础信息管理包括货物的基础信息维护，供应商信息，客户信息，用户信息管理和导入标签。其中部分信息只能由超级管理员来查看并修改。但相对于一般仓库而言，军队仓库一般保持着稳定的供货商和客户，货物类型也较平常仓库不会轻易变动。用户信息的创建和修改只有超级管理员才能进行。也为了仓库物资的特殊性，为每个用户设置了权限，限制部分用户查看和修改相关信息，提高系统的安全性。3.3 系统代码设计系统代码设计时应遵循的原则：1.唯一性。每一个代码只能唯一的代表系统中的一个实体或实体属性，而一个实体或实体属性也只能由一个代码表示。2.标准化。在代码设计时应采用国际或国家标准代码。这些标准代码设计的重要依据，必须严格遵守。3.合理性和简单性。代码设计必须与编码对象的分来体系相适应，以便代码对编码的分类具有标识作用。4.可扩充性。编码是要留有足够的备用代码，以满足今后的扩充需要。5.简单性。代码结构要简单，尽可能的短，以方便输入、提高效率。6.适用性。代码要尽可能的反映对象的特点，以便于识别和研究。使使用者容易了解和掌握。7.规范化。在一个代码体系中，所有的代码结构、类型、编写格式必须保持一致，以便与信息交换和共享，并有利于系统的更新与维护5。物资代码设计：仓库物资种类繁多，为了满足需要，每个物资的编码采用8位编码，每一种物资有唯一的标识码。其具体的编码方式为：其代码的前两位表示保留编号，3、4位仓库编号，5、6位表示物资总分类，最后两位表示物资次分类 00 00 00 00 保留编号 仓库编号 物资总分类 物资次分类其中仓库代码：01表示1号仓库，02表示2号仓库；物资总分类代码：01表示生活用品类物资，02表示服装类物资，03表示食品类物资，04表示配件类物资。物资次分类代码：01表示牙膏，02表示牙刷，03表示方便面，04表示八宝粥，05表示饼干，06表示洗衣粉，07表示衣服，08表示裤子，09表示被装，10表示帽子，11表示鞋子，12表示帐篷，13表示服装配件等。 3.4 数据库设计管理信息系统都是以数据库系统为基础的，它直接影响系统的功能和运行效率。我们首先把概念结构从现实中抽象出来，然后以之转化成数据模型，接着进行优化6。仓库物资管理系统采用了SQL SERVER数据库。SQL SERVER 是使用比较广泛的数据库之一，具有很好的数据库所具有的功能。数据库表见附录1. 4 基于RFID的仓库物资管理系统实现4.1 系统登录模块设计 系统登陆模块是用户登录系统时使用的模块。用户在登录界面（图4.1.1）输入用户名和密码后，和系统数据库进行比较确认，如果用户名和密码和保存的数据一致，则此用户便可进入系统主界面（图4.1.3）继续进行操作，如果用户名或密码错误，则系统会出现如图4.1.2所示的提示，用户需再次输入，直致正确才能进行相关操作。图4.1.1 登录界面图4.1.2 提示图4.1.3 主界面 当用户输入登陆用户名和密码，点击登陆后其处理流程如图4.1.4所示。当用户登陆成功后，系统会检测此用户的权限，根据不同权限用户开放其部分功能。如领导只能查看物资情况和导入数据。每一个角色都有其特定的功能。用户根据自己账号的角色来处理待办事项。只有超级管理员才能给账号升级权限，本系统分有4个角色，分别是超级管理员、领导、助理员和保管员。每个角色的具体权限如下：超级管理员是整个系统的核心管理员，它能进行一切本系统所拥有的功能，还能对其他用户的角色权限进行更改；领导角色的权限只能查看物资出入库、存储情况以及导入标签、修改密码等操作；助理员角