基于物联网的智能仓储管理系统
物联网的概念于1999年由美国麻省理工學院提出,物联网是一种動态的全球网络基础设施,它具有基于原则和互操作通信协议的自组织能力,其中物理和虚拟的“物”具有身份標识、物理属性、虚拟特性和智能接口,并且可以与信息网络無缝整合。物联网将于媒体互联网、服务互联网和企业互联网一起,构成未来互联网。
物联网是通過射频识别、紅外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按照约定的协议,以有线或無线的方式把任何物品与互联网连接起来,以计算、存储等处理方式构成對应的静态与動态信息的知识网络,用以实現智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网是物物相连的网络。物联网中的“物”要满足某些条件才可以被纳入其范围:1.有對应信息的接受器;2.有数据传播通路;3.有一定的存储功能;4.有CPU;5.有操作系统;6.有专门的应用程序;7.有数据发送器;8.遵照物联网的通信协议;9.在世界网络有可识别的唯一编码。
目前仓储管理一部分是人工管理,一部分实現了条形码管理,仅有少部分開始使用二维码或射频標签。条码系统与物联网RFID技术相比,存在识别速度慢、信息携带量小、尺寸大、易损毀等缺陷。应用物联网RFID技术,能有效地处理仓库物资流動的信息管理問題。将物联网RFID標签贴在仓库内的托盘、包装箱或元件上。標签内包括元件规格、序列号等信息。當物资通過安装在预置地點的RFID识讀器時,便可自動记录信息,無线局域网将数据传播到後台管理信息系统,指挥中心就掌握了实時的物资储存信息。在這個過程中不需要保管员使用手持条形码扫描器對仓储物资進行逐一扫描,這将大大加紧物资的流動速度,且能減少操作失误,減少管理成本,提高仓库管理的工作效率。
采用物联网技术将愈加高效、精确地实現物资设备的仓储管理。将存储到仓库中的物资贴上RFID標签,能自動记录每件物资的入库、出库等操作,并且還能查询物资在仓库中的详细位置,同步能自動识别進出仓库的車辆、人员等,并能根据权限存取對应的物资信息。运用信息可视化技术,实現实時显示仓库内多种物资的状况以及車辆、人员状况;同步各仓库的各类信息可通過网络互相连接,建立按组织层次、更大规模的分层仓储管理系统,并与其他物流应用管理系统相连,形成“大”的物流信息系统,供各级部门或有关人员查询、使用,形成层次化的仓储管理体系构造,各层之间可通過网络和信息系统接口实現互通、互连、互操作,這将大大提高仓储管理效率,對提高經济效益具有重大的意义。
将物联网系统地、详细地用到仓储系统中,其关键内容包括系统编码体系、射频识别系统、系统网络构造及软、硬件设计四部分,如图1所示,其管理流程如图2所示。
图1仓储系统的关键技术
由图2可以看出,出入库管理运用RFID实現物品的自動识别,通過网络建立各物品之间的关联,运用EPC(ElectornicProductCode,中文称為产品電子代码)实現物品的统一编码,并应用传感器及视频技术实現物品的实時状态监控,對物品寄存环境及其工作状态進行监控,當环境状态(例如温度、湿度、光照、气体浓度、震動幅度等)超過规定值時,启動對应的报警措施。由于RFID必须通過讀写器才能搜集数据,在有些大型仓储管理系统中,部分物品分布不均匀,距离超過10Om後RFID無法识别,因此,可将無线传感器与RFID相結合建立覆盖整個存储范围的仓储管理系统。
图2仓储系统管理流程图
一、系统编码体系
编码是指給编码對象赋予一定的有规律、易于计算机识别和处理的符号,形成的代码元素组合。其目的是用规定的字符来代表复杂的概念,便于査询、记录分析和汇总。在制定编码规则時应遵照如下基本原则:
(1)唯一性。每一种编码對象仅有一种代码,而一种代码只唯一表达一种编码對象。
(2)合理性。代码构造与分类体系相對应,定义合理。
(3)可扩充性。每一类编码设计等長,应留有合适的後备编码容量用于扩充。
(4)简要性。构造尽量简朴,長度尽量短,以节省存储空問和減少代码的差錯率。
(5)规范性。在一种编码体系中,代码的类型、构造及代码的编写格式应當统一。
(6)系统性。将选定的事物、概念的属性或特性按一定的排列次序予以系统化,并形成一种合理的编码体系。
仓储中的实体是操作和管理的最终對象,根据物联网应用系统化的环节,首先确定仓储系统的实体,然後将所有仓储实体進行信息抽象。一般将仓储实体划分為五类:物资类、设备类、设施类、人员类和环境类。基于物联网的仓储系统需要,根据各类实体管理规定,對存储的实体進行有关操作,因此,要提取实体的基本属性满足监控的基本规定。各类实体的属性分析如表1所示。
表1各类实体属性分析
属性
内容
物资类