物联网智能化物流仓储管理系统

基于物联网的智能化物流仓储管理系统物联网工程·1班蔡鑫1310504252物联网因其巨大应用前景受到各国政府和学术、工业界的重视，智能物流也被广泛关注。在对物联网概念、技术体系、网络结构、工作原理等研究的基础上，提出了一种基于物联网的高智能化物流仓储管理系统设计方案。重点分析了系统的总体架构、工作流程及功能模块，进而分析了系统物联网中的RFID系统、无线传感器监控网络和业务系统的实现方法。在物流领域看来，物联网只是技术手段，目标是物流的智能化。仓储管理是现代物流的重要组成部分，本文试图通过对物联网的研究设计一种新型高智能化的仓储管理系统，为智能物流开展细节的研究和探索。技术体系结合实际应用对物联网涉及的核心技术进行归类和梳理，主要包括感知与标识技术、网络与通信技术、计算与服务技术及管理与支撑技术四大体系。感知和标识技术是物联网的基础，负责采集物理世界中发生的物理事件和数据，实现外部世界信息的感知和识别。网络是物联网信息传递和服务支撑的基础设施，通过泛在的互联功能，实现感知信息高可靠性、高安全性传送；通信技术包括各种有线及无线通信，其中近距离无线通信技术将是物联网的研究重点。海量感知信息的计算与处理是物联网的核心支撑，需要研究数据融合、高效存储、语义集成、数据挖掘等关键技术，攻克物联网云计算中的虚拟化、网格计算、服务化和智能化技术；服务和应用是物联网的最终价值体现，需要面向典型应用需求，提炼核心共性支撑技术，研究规范化、通用化服务体系结构以及应用支撑环境、面向服务的计算技术等。管理与支撑技术是保证物联网实现可运行-可管理-可控制的关键，包括测量分析、网络管理和安全保障等方面。物品在生产完成时，贴上存储有电子产品代码（EPC）的电子标签对物品属性进行标识，同时将这个EPC代码的详细信息存储在EPC信息服务系统的服务器中。在运输、销售、使用、回收等任何环节，当某个读写器在其读取范围内监测到标签的存在，就会将标签所含EPC数据传往与其相连的中间件，中间件以该EPC数据为键值，在ONS服务器获取包含该物品信息的EPC信息服务器的网络地址，然后中间件根据该地址查询EPC信息服务器，获得物品的特定信息，并将信息转换为适合网络传输处理的数据格式。再将物品的信息通过网络传输到信息处理中心，由处理中心利用应用程序完成更深层次的计算处理。系统设计仓储管理系统的工作流程包括入库、出库、移库、盘点、拣选与分发等环节。系统采用国际上最先进的无线射频身份识别技术（RFID），为每件物品提供一个惟一标志码（EPC代码），并在服务器中存储货物的相关属性信息，从而使系统能够自动识别物品，可以对物品进行跟踪和监控。另外，仓储车间还安装多个摄像头或视频传感器以及温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器等构成无线传感器网络，并使其基本覆盖所有盲区，这样工作人员可以在监控中心随时了解仓储车间的情况，并及时处理。这样就在高效、准确、快捷的基础上，进一步提高了仓储管理的安全性。结合上述分析，智能仓储物联网主要由仓储物品识别、信息采集处理、仓储物品监控、后台信息服务器、本地数据库服务器、业务系统六大模块组成。在仓储物品识别模块，系统采用EPC代码作为物品的惟一标志码，为每个物品贴上一个具有EPC的RFID标签。标签由存入EPC的硅芯片和天线组成，附在被标志物品上，EPC代码内含一串数字代表物品ID、类别、名称、供应商、生产日期、产地、入库时间、货架号等信息，信息存储在后台EPC-IS服务器的数据库中。同时，随着物品在仓库内外的转移或变化，这些数据可以得到实时地更新。在信息采集处理模块，通过RFID数据采集接口获取物品的详细信息从而进行处理。当物品通过仓储车间入口时，由设置在仓库入口的物品标签读写器读取物品的EPC代码，然后根据物品的EPC代码访问后台EPC-IS服务器，获得物品的详细信息，并将相关信息保存到本地数据库，最后交由信息处理模块进行处理。仓储车间入口处可以安装多部读写器进行分类处理，还应为不可读标签提供手动编码区。在仓储物品监控模块，通过在仓储车间内外布置一系列的传感器，包括视频传感器、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器等，使其基本覆盖所有盲区，自组织构成一个无线传感器网络，通过该网络与Internet及业务系统互联，使工作人员可以在监控中心随时了解仓储车间内外的各类情况，以便及时处理。后台信息服务器用于存储物品的详细信息，如物品ID、类别、名称、入库时间等，并能实时地响应远程应用程序的请求，允许通过物品的EPC码对物品信息进行查询。本地数据库服务器用于存储信息采集处理模块所获得的物品信息，以便在业务系统中查询和维护。仓储工作人员可以通过无线设备或Web客户端随时随地查询物品的当前状态。业务系统的功能除了出入库管理外主要就是在库管理，在库管理包括在库物品保管、在库物品查询、在库物品盘点等作业。在库物品查询、在库物品盘点作业过程中均采用RFID技术。系统实现在智能仓储物联网中，针对仓储物品识别和信息采集处理两个模块的应用需求，建议采用西门子研发的适用于物流、仓储和配送的智能无线射频识别系统—SIMATICRFID系统。该系统可以将数据直接存储到附在产品上的标签中，能够可靠、快速、经济地读写数据；而且MOBY系列标签通信速率快、抗干扰性强，具有不同存储容量、不同环境耐受条件的移动存储单元，有不同的读/写距离和数据传输速率，根据具体应用需求可选择配合不同的接口模块使用，可以以不同的通信方式和业务控制系统进行通信。系统图列：该业务系统基于Internet环境，采用B/S模式进行开发。如图所示，在JavaEE平台上设计并实现的业务系统包括RFID通信管理、物品入库管理、物品出库管理、物品在库管理（包括在库物品监控、查询和盘点）、货位优化管理、合同管理、报表管理、费用管理、系统管理等模块。从而使整个基于物联网技术的仓储管理系统无缝连接，彻底实现了信息采集、仓储物品识别、仓储物品监控、后台服务器维护及本地数据库维护等功能。基于2.4GHZ有源RFID技术，能够记录业务数据，能够记录开关信息，开关需要验证，是保证物流完整性和责任划分的有效手段；可以有效提高企业物流安全、信息化、智能化程度。结束语智能仓储物联网解决了传统仓储管理过程中物流信息处理效率低以及出入库盘点不准确等问题，系统在出入库、监控、盘点、拣货等方面具有快速、便捷、准确、高效及高度自动化等优点。在现代物流领域，物联网已经体现出其积极的促进作用。通过该系统的分析与实现，形成一种利用物联网进行物流仓储管理的新型实用的设计方法。可以结合本文的部分基础理论知识和具体系统架构方法进行深入研究和探讨，在切实理解物联网原理和技术特点的基础上，进一步促进其在诸多领域的更广应用和更大发展。由于物联网要求所有的物品都贴上具有一定成本的电子标签，而且不断壮大的物联网会频繁招至各类病毒攻击，因此物联网在仓储物流等诸多领域的应用方面，如何降低系统成本、提高网络安全性，还需要进一步深入研究。