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全球經濟一體化趨勢的加快, 物流倉儲作為供應鏈中的核心環節之一, 其重要性日顯突出。鑒于品種繁多及數量巨大, 貨物在倉庫中的收貨、調配、盤點、發貨等環節極其繁瑣, 且容易出錯。研究了如何將無線局域網技術 (WLAN) 及射頻識別 (RFID) 引入物流倉儲管理中, 通過一套完整的體系實現智能化倉儲管理, 在降低人力成本的同時, 也降低差錯率。

無線局域網 (WLAN) 是高速發展的現代無線通信技術在計算機網絡中的應用, 它采用無線多址信道的有效方式支持計算機之間的通信, 并為通信的移動化和多媒體應用提供了實現的手段。隨著個人數據通信的發展, 功能強大的便攜式數據終端以及多媒體應用終端得到了廣泛應用。

無線局域網提供了在有限覆蓋區域內的無線連接。覆蓋范圍通常是指以基站或者AP為中心, 半徑在10 m～100 m的區域。AP和移動終端可針對具體的網絡環境調整網絡連接速率, 移動終端利用AP 所提供的相同頻道進行通信, 形成一個基本服務集。AP 通常連到有線網絡, 與其他連接同一網絡的AP構成一個分布式系統。目前以傳輸數率11 Mbps 的IEEE 802.11b和54 Mbps 的IEEE 802.11g 2 種WLAN 標準最為常見, 新一代的高速無線局域網標準IEEE 802.11n的草案已經出臺, 傳輸速率高達600 Mbps。

射頻識別系統 (RFID) 是EPC體系下的核心部分, 由電子標簽和電子標簽讀寫器組成。標簽是射頻識別系統的核心, 是射頻識別系統的數據載體。標簽由耦合元件和芯片組成, 每個標簽具有唯一的電子編碼, 附著在物體上用于標識目標對象。根據標簽分類標準不同, 有不同的類別。根據電子標簽供電形式, 可分為有源標簽和無源標簽。有源標簽使用標簽內自帶的電池工作。

讀寫器通過天線發射一定頻率的射頻信號, 當被動式標簽進入天線工作區域時產生感應電流, 標簽獲得能量并被激活, 將自身信息通過標簽的內置天線發送出去;讀寫器的天線接收到從標簽發送來的載波信號, 傳送到讀寫器, 讀寫器對接收的信號進行解調和解碼, 然后送到計算機系統進行相應處理;計算機系統根據邏輯運算驗證該卡的合法性, 做出相應的處理和控制, 發出指令信號控制執行機構做出相應的動作。

通過貼于貨物的電子標簽來存儲和識別, 由射頻讀寫器來讀取信息現在已經廣泛應用于物流行業。而倉儲中的貨物種類繁多, 并且在出入庫和調配時經常移動, 因此工作人員攜帶能較遠距離讀取且一次讀取多個電子標簽的手持式射頻讀寫器, 并通過建立的無線局域網來傳輸讀取的電子標簽信息往往更加方便, 而對于中小型的倉庫, 一臺覆蓋半徑100 m的AP足以滿足要求。對于大型倉庫則需要多臺AP來支撐整個體系。RFID和WLAN在物流倉儲中的應用主要包括收貨、盤點調配、發貨這3個功能模塊。下面敘述物流倉儲中的WLAN及RFID架構, 對各功能模塊逐一進行闡述, 并給出相應的偽碼算法。

物流倉儲的無線射頻架構主要包括控制計算機、AP、貨物的電子標簽、存儲區域的射頻讀寫器、手持式射頻讀寫器、倉庫大門的射頻讀寫器、信息接收器及控制設備。

其中貨物電子標簽用于識別庫存貨物及存儲區域的相關信息, 倉庫大門的射頻讀寫器用于收貨和發貨環節的信息讀取, 手持式讀寫器用于調配和盤點環節的信息讀取, 所有讀取的信息, 通過AP經WLAN發送給控制計算機, 由其通過Internet連接到數據庫, 對接收的數據進行判斷和處理, 并再次通過無線局域網返回給大門的接收器, 產生相應的控制操作。架構圖如圖1所示。

圖1 物流倉儲中的WLAN及RFID架構  下載原圖

電子標簽中存儲的信息應包括:貨物的名稱種類、入庫時間、出庫時間、貨物存儲編號。而計算機中存儲的各庫存區域信息包括:存儲區域編號, 存儲類型, 存儲空間, 剩余空間。以M表示貨物, 以D表示存儲區, 則各字段分別為:貨物種類 (M.type) 、貨物容積: (M.cap) 、入庫時間 (M.intime) 、出庫時間 (M.outtime) 、貨物存儲編號: (M.capid) 、貨物編號: (M.id) 、存儲區域編號 (D.id) 、存儲類型: (D.type) 、存儲空間 (D.cap) 、 剩余空間: (D.lastcap) 。

收貨模塊的流程如下:貨物進入倉庫, 大門的射頻讀寫器將當日時間信息寫入電子標簽的入庫時間, 同時讀取入庫的貨物種類、數量信息, 通過WLAN發送給計算機, 計算機查看各存儲區域的剩余空間, 并為每一樣貨物分配存儲區域, 將數據通過AP由WLAN發送給大門的射頻讀寫器, 寫入貨物的電子標簽。

貨物入庫后, 工作人員攜帶手持式射頻讀寫器, 讀取每一批貨物的存儲編號, 并將其運送至指定的存儲區域。該存儲區域的射頻讀寫器, 讀取存入的貨物數量, 并經由WLAN發送至控制計算機, 由其更新存儲空間信息, 至此完成了收貨模塊的操作。偽碼算法如下:

每隔一段時間, 由工作人員抽取部分區域的庫存貨物進行定期盤點, 通過手持式射頻讀寫器, 讀取貨物和存儲區域的條形碼信息, 檢查是否有缺失的貨物, 以及是否有存放區域錯誤的貨物, 對于需要調配的貨物進行及時調配, 重新寫入存儲編號信息, 并更新各區域的存儲空間信息通過WLAN返回給計算機。偽碼算法如下:

發貨模塊中, 首先是外部數據庫通過Internet向該倉庫的控制計算機發送發貨清單, 然后計算機通過WLAN將清單數據發送至工作人員的手持機上, 并在顯示屏上顯示。工作人員根據清單信息至指定區域取貨。手持射頻讀取器進入一定范圍后, 即貨物的電子標簽信息, 從成堆的貨物中讀取要求的貨物并進行提取, 以便工作人員能快速找到清單上的貨物。貨物裝車后, 在經過出口時, 由出口的射頻讀寫器對所有貨物進行讀取和再次識別, 并將信息通過無線局域網返回給計算機, 與出庫清單進行比較。如果車上所有貨物都在出庫清單上, 則計算機通過控制系統打開出口通道放行, 而如果有不在清單上的貨物, 則發出警報。這樣可以在減少人力成本的情況下較好控制出庫的安全性。該模塊的偽碼算法如下:

論文敘述了WLAN及RFID技術的基本概念, 并將其應用于物流倉儲管理中, 給出了相應的架構圖。在收貨、盤點配送和發貨這3個環節, 分別分析了相應的控制功能如何實現, 以達到自動化、智能化及安全性的目的, 并給出了偽碼算法流程。