0 引言
隨著市場的國際化和物流業(yè)的不斷發(fā)展，倉儲業(yè)作為物流管理中重要組成成分的地位愈顯舉足輕重。
射頻識別(RFID)是一種非接觸式自動識別技術，利用射頻信號及其空間耦合、傳輸特性，實現(xiàn)對物品的自動識別。RFID由于采用電子標簽(tag)作為信息載體，具有信息容量大、非可視識別、快速讀寫等優(yōu)勢，識別過程無需人工干預，抗干擾能力強。
無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)是由部署在監(jiān)測區(qū)域內大量微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)。目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域中對象的信息，并發(fā)送給觀察者。
將RFID與WSN技術應用于倉儲管理系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動化采集與存儲，可以及時更新倉儲物資信息，監(jiān)視設備所處的環(huán)境情況，保證物資安全。
1 倉儲系統(tǒng)的結構設計
系統(tǒng)主要包括兩大部分：RFID系統(tǒng)和WSN系統(tǒng)，如圖1所示。
1．1 RFID系統(tǒng)
電子標簽附著在設備上，記錄設備的基本屬性：設備標簽編碼、名稱、維修記錄、生產(chǎn)運輸過程中的相關信息。讀寫器可通過串口與上位機連接，亦可作為有源標簽，通過無線網(wǎng)絡與上位機連接。
工作過程：讀寫器通過天線發(fā)送一定頻率的超高頻信號，當tag進入有效工作區(qū)域時被激活，將自身存儲的信息通過內置天線發(fā)送出去，讀寫器接收到調制信號，經(jīng)解調與編碼后送到倉儲管理系統(tǒng)軟件處理。
電子標簽：共有三個存儲塊：EPC(電子產(chǎn)品編碼)、TID(標簽標識)、用戶區(qū)。EPC采用十六進制842l編碼，共96位(如圖2)，為世界每個對象提供一個唯一的編碼。用戶區(qū)是為用戶預留的一段空間，用戶可根據(jù)實際情況自行寫入信息。
1．2 WSN系統(tǒng)
在倉庫的四周隨機布置傳感器節(jié)點，采集設備所處的環(huán)境信息(如溫度、濕度)。Sink節(jié)點是具有路由功能的傳感器節(jié)點，實現(xiàn)兩種協(xié)議之間的通信轉換。
工作過程：分布在倉庫周圍的傳感器節(jié)點自組織形成網(wǎng)絡，通過多跳中繼將設備的環(huán)境信息逐級傳至sink節(jié)點，sink節(jié)點通過無線讀寫器將數(shù)據(jù)傳輸給Tinyos管理中心進行處理并保存到Tinydb數(shù)據(jù)庫。
協(xié)議轉換：由于WSN采用的IEEE 802．1 5．4是短程無線通信協(xié)議，Internet是TCP／IP有線協(xié)議，為了將數(shù)據(jù)傳送到SOL數(shù)據(jù)庫中，需要通過路由器將Tinydb轉換為SOL的數(shù)據(jù)格式與有線傳輸協(xié)議，附加到SOL數(shù)據(jù)庫表的屬性中。
1．3 將RFID與WSN技術相融合
WSN系統(tǒng)采集設備的環(huán)境信息，RFID系統(tǒng)采集設備的基本屬性信息，兩者結合，完整實時地記錄了設備的全部信息。
2 倉管系統(tǒng)的主要功能
(1)出入庫管理：采用人工檢查和自動化辦公雙重管理。設備出入庫與數(shù)據(jù)庫的出入庫操作同步，大大減少工作量。
(2)環(huán)境管理：WSN通過傳感器節(jié)點采集設備所處的溫度、濕度、聲音等環(huán)境信息。實時監(jiān)管倉庫設備所處的各種環(huán)境。
(3)設備盤點：系統(tǒng)配置了移動讀寫器，工作人員手持讀寫器在倉庫中環(huán)視一圈，即可完成定期盤點與核對數(shù)量。
(4)查詢統(tǒng)計：工作人員在何時何地都可通過網(wǎng)絡對倉庫進行遠程監(jiān)控和查詢，進行可視化網(wǎng)絡管理，方便高效。
3 倉管系統(tǒng)的軟件設計
倉儲系統(tǒng)的應用界面是由ASP．NET技術開發(fā)的網(wǎng)站，網(wǎng)站與后臺SOL Server數(shù)據(jù)庫連接，當對網(wǎng)站上的某個功能模塊進行操作時，標簽數(shù)據(jù)就會存儲到數(shù)據(jù)庫。
3．1 SQL Server數(shù)據(jù)庫設計
后臺數(shù)據(jù)庫微軟公司發(fā)布的數(shù)據(jù)庫引擎：Microsoft SQL Server 2005。該數(shù)據(jù)庫存放所有的倉庫設備信息和環(huán)境信息。數(shù)據(jù)表包括設備入庫、出庫、借出、歸還、庫存、盤點表；倉庫、供應商、讀寫器、用戶信息表；設備類型表。每個表中都包含了由RFID系統(tǒng)傳輸?shù)腅PC編碼以及用戶存儲區(qū)內的附加信息，WSN系統(tǒng)傳輸?shù)沫h(huán)境信息。圖3是庫存設備表的邏輯結構設計。
3．2 應用界面功能模塊設計
網(wǎng)站的集成開發(fā)環(huán)境為：Visual Studio 2010。配置環(huán)境如下：IIS 5．0(Internet信息服務器)、Windows XP Professional(帶有SP3)操作系統(tǒng)。系統(tǒng)采用C語言開發(fā)。
網(wǎng)站主要分為五大功能模塊：設備管理模塊、查詢統(tǒng)計模塊、基本信息模塊、系統(tǒng)設置模塊、數(shù)據(jù)管理模塊。每個模塊包括若干子模塊。倉儲管理系統(tǒng)主要功能模塊如圖4所示。
4 倉管系統(tǒng)的實現(xiàn)
4．1 讀寫器與PC機串行通訊
讀寫器設置：使用RS232／485連接讀寫器與上位機，串口通訊軟件Tera Term對讀寫器進行控制：串口設為COM1，波特率設為115200，頻率為860-960MHz，成功登錄后為讀寫器設置靜態(tài)IP地址：config network ip static<210．44．9．158>，遠程登錄：使用瀏覽器遠程登錄讀寫器http：／／speedwav-10-04-ld．local／，成功登錄后可演示屬性狀態(tài)查詢以及標簽的讀寫。圖5為查詢讀寫器狀態(tài)顯示結果：
程序設計：將讀寫器底層協(xié)議LLRP.dll，Impinj．LLRP.dll，開發(fā)包動態(tài)鏈接庫文件Impinj．OctaneSdk．dll導入到開發(fā)項目中，程序核心代碼為：
在VS2010開發(fā)環(huán)境中啟動調試程序，運行結果如圖6所示：
通過讀寫器與上位機串行通信程序調試可得到標簽的EPC編碼以及用戶區(qū)信息，之后將EPC數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中即可
4．2 應用界面窗口實現(xiàn)
應用界面窗口不同于普通的本地Windows窗體，而是采用了Visual Studio 2010平臺開發(fā)的網(wǎng)站，優(yōu)點是可以實現(xiàn)遠程網(wǎng)絡控制，而不是簡單的本地操作。
系統(tǒng)用戶分為三個角色：超級管理員、倉庫管理員、普通用戶。超級管理員管理維護整個系統(tǒng)，可以進行所有的相關操作可行使倉庫管理員的權利；倉庫管理員只能對自己所屬的倉庫進行入庫、出庫等操作；而普通用戶只能進行查詢，不能對設備的入庫、出庫等進行操作。
用戶首先進入倉儲管理系統(tǒng)的登錄頁面：Logiraspx，根據(jù)自己的用戶角色填寫用戶名、密碼、登錄類別進行登錄。登錄成功后進入系統(tǒng)主頁面：Main．a(chǎn)spx。主頁面最左側有五大功能模塊的導航菜單，點擊可進入相應頁面進行相關操作。圖7為倉儲管理系統(tǒng)設備查詢頁面：DeviceLook．a(chǎn)spx
5 結論
基于RFID技術與WSN技術的可視化倉儲管理系統(tǒng)，充分結合了ASP．NET 2．0技術和SQL Server技術，實現(xiàn)了對倉管系統(tǒng)的實時監(jiān)控和管理，加快了出、入庫操作速度，提高了人員利用率，減少了不必要的耗費。
