射頻識(shí)別技術(shù)在倉庫管理中的應(yīng)用

1、ＬｏｇｉｓｔｉｃｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ№９，２００６物流技術(shù)２００６年第９期射頻接口控制單元天線［摘要］介紹了一種非接觸式ＩＣ卡既射頻識(shí)別卡在倉庫管理系統(tǒng)中應(yīng)用的設(shè)計(jì)方案、系統(tǒng)組成、主要功能及其實(shí)現(xiàn)，并對(duì)系統(tǒng)安全性進(jìn)行了論述。［關(guān)鍵詞］ＲＦＩＤ；射頻卡；倉庫管理；讀寫器［中圖分類號(hào)］Ｆ２５３９［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］Ａ［文章編號(hào)］１００５－１５２Ｘ（２００６）０９－００４５－０２Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓａｄｅｓｉｇｎ

2、ｐｌａｎ，ｓｙｓｔｅｍｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｍａｉｎｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｉｔｓｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｗｈｉｃｈａｐｐｌｉｅｓａｎｕｎｔｏｕｃｈｅｄＩＣｃａｒｄ，ｉｅｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｃａｒｄ，ｉｎｗａｒｅｈｏｕｓｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｓｅｃｕｒｉｔｙｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍＫｅｙｗｏｒｄｓ：ＲＦＩＤ；ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃａｒｄ；ｗａｒｅｈｏｕｓ

3、ｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔ；ｒｅａｄｅｒ／ｗｒｉｔｅｒ１引言目前，倉庫管理主要是基于相應(yīng)規(guī)范的手工作業(yè)及電腦半自動(dòng)化管理，其弊病顯而易見，它需要投入大量人力進(jìn)行規(guī)范物品的放置、定期整理盤點(diǎn)以及出入庫登記等工作，這使得倉庫管理工作十分繁瑣，浪費(fèi)時(shí)間。因此，把射頻識(shí)別卡應(yīng)用于倉庫管理比較理想，這也是ＲＦＩＤ技術(shù)一個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域。２射頻識(shí)別技術(shù)簡介射頻識(shí)別卡（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎＣａｒｄ）是一種非接觸式ＩＣ卡，

4、具有非接觸雙向通訊、操作迅速、讀寫可靠、安全性高等特點(diǎn)。如圖１所示，非接觸式ＩＣ卡的硬件結(jié)構(gòu)由天線和專用芯片兩部分組成。天線是只有幾組繞線的線圈，很適合封裝到ＩＳＯ７８１６標(biāo)準(zhǔn)的卡片中；專用芯片是由１個(gè)高速射頻接口，１個(gè)存取單元和１個(gè)Ｅ２ＰＲＯＭ組成。射頻接口部分以其本身的共振電路接收信號(hào)并從中產(chǎn)生電源和工作時(shí)鐘，接口還解調(diào)從讀寫設(shè)備傳輸?shù)椒墙佑|式ＩＣ卡的數(shù)據(jù)及從非接觸式ＩＣ卡傳輸?shù)阶x寫設(shè)備的數(shù)據(jù)。控制單元用于密碼校驗(yàn)、編程模式檢查、數(shù)

5、據(jù)加密和解密等，并控制對(duì)Ｅ２ＰＲＯＭ的讀寫操作。為防止卡片之間出現(xiàn)數(shù)據(jù)干擾，非接觸式ＩＣ卡還具有防沖突閉合機(jī)制。當(dāng)有多張卡片進(jìn)入讀寫器的操作范圍，防沖突閉合電路首先選擇１張作為預(yù)處理對(duì)象，而其他卡片處于空閑模式以等待下一次被選中，這樣可連續(xù)處理多張卡片。３基于射頻識(shí)別技術(shù)的倉庫管理系統(tǒng)射頻識(shí)別卡倉庫管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是實(shí)現(xiàn)物品出入庫控制、物品存放位置及數(shù)量統(tǒng)計(jì)、信息查詢過程的自動(dòng)化，方便管理人員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、查詢和掌握物資流動(dòng)情況。以達(dá)到方

6、便、快捷、安全、高效等要求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)如下。３１系統(tǒng)組成射頻識(shí)別卡倉庫管理系統(tǒng)硬件包括：主機(jī)、打印機(jī)、出入庫讀寫機(jī)、位置讀寫機(jī)、移動(dòng)讀寫器、ＲＳ４８５接口卡、電動(dòng)控制門、報(bào)警檢測(cè)裝置等。其中主機(jī)安裝了管理軟件，通過ＲＳ４８５接口卡與出入庫讀寫機(jī)及所有的位置讀寫器相連接并對(duì)它們進(jìn)行控制，如設(shè)置權(quán)限、讀取記錄及統(tǒng)計(jì)查詢等；位置讀寫器記錄物品的放置，出入庫讀寫器控制電動(dòng)控制門，采集物品出入庫記錄等。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖２所示。本系統(tǒng)使用射頻識(shí)別卡作為物

7、品的標(biāo)識(shí)，存儲(chǔ)其型號(hào)、生產(chǎn)日期、數(shù)量等資料。本系統(tǒng)管理軟件是在Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００環(huán)境下，采用ＶＢ６０開發(fā)的，主要包括：系統(tǒng)設(shè)置、入庫管理、出入庫管理、物資管理以及數(shù)據(jù)庫管理五大模塊。系統(tǒng)設(shè)置包括密碼修改，倉庫區(qū)域、讀寫器地址、串口及報(bào)警規(guī)則等設(shè)置；出、入庫管理讀、寫ＩＣ卡，添加、刪除記錄，生成報(bào)表等模塊；物資管理內(nèi)有物資定位、盤點(diǎn)、統(tǒng)計(jì)及生成報(bào)表等射頻識(shí)別技術(shù)在倉庫管理中的應(yīng)用ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＲＦＩＤｉｎＷａｒｅｈｏｕｓｉ

8、ｎｇＭａｎａｇｅｍｅｎｔ王曉東ＷａｎｇＸｉａｏ－ｄｏｎｇ（湖北物資流通技術(shù)研究所，湖北襄樊４４１００２）（ＨｕｂｅｉＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉａｎｇｆａｎ４４１００２，Ｃｈｉｎａ）圖１非接觸式ＩＣ卡的硬件結(jié)構(gòu)４５－－圖４出入庫管理子系統(tǒng)流程圖入庫開始出庫開始加空白卡檢查物資寫卡驗(yàn)卡添加記錄娶卡刪除記錄核對(duì)物資人工處理報(bào)警讀卡無效有效輸入物資信息無效有誤正確出錯(cuò)

9、是是否繼續(xù)？打印報(bào)表結(jié)束功能；數(shù)據(jù)庫管理對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行瀏覽、查詢、排序等操作，只能修改或編輯部分信息，如損壞程度、備注等，無權(quán)添加或刪除任何記錄。３２系統(tǒng)主要功能及其實(shí)現(xiàn)（１）物資定位。物品進(jìn)出倉庫中某區(qū)域時(shí)需經(jīng)過該區(qū)的位置讀寫器，讀寫器記錄此物品，由邏輯電路判斷出物品進(jìn)出方向，如圖３所示。主機(jī)接收記錄及進(jìn)出標(biāo)識(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行修改。若物品進(jìn)入某區(qū)，就在數(shù)據(jù)庫中將記錄添加到該區(qū)；反之則刪除記錄。實(shí)現(xiàn)了倉庫物資的實(shí)際位置與主機(jī)數(shù)據(jù)庫內(nèi)的信息一

10、一對(duì)應(yīng)，為管理人員查詢、點(diǎn)驗(yàn)、尋找物資帶來了很大的方便。（２）出入庫管理。物資出入庫登記是倉庫管理中的重要環(huán)節(jié)。一旦物品種類數(shù)量過多，工作量就很大，而且容易出錯(cuò)，可能造成國家或企業(yè)財(cái)產(chǎn)的損失。系統(tǒng)本著謹(jǐn)慎小心的原則，采用人工檢查和自動(dòng)化辦公雙重管理。出入庫管理子系統(tǒng)的工作流程如圖４所示。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是物資出入庫與數(shù)據(jù)庫的添加刪除同步，并最終生成報(bào)表，大大減少了管理人員工作量。需要說明的是該系統(tǒng)中的出入庫讀寫機(jī)與位置讀寫機(jī)類似，裝配有２個(gè)

11、紅外線接收器用來判斷是入庫操作還是出庫操作。另外，正常情況下電動(dòng)擋板是在人工指令和出入庫讀寫機(jī)指令相“與”的控制下工作的，在讀寫器工作異常時(shí)可人為強(qiáng)制打開或合上。（３）物資盤存。在倉庫管理中，定期進(jìn)行盤點(diǎn)是必不可少的工作。本系統(tǒng)還配置了移動(dòng)讀寫器，工作人員手持它在倉庫中巡視一圈即可迅速完成物資清點(diǎn)任務(wù)。具體流程是：分區(qū)域進(jìn)行；讀寫器讀?。桑每ㄐ畔?，輸送到主機(jī)作為記錄存入新數(shù)據(jù)庫；一個(gè)區(qū)域讀取完畢后，主機(jī)進(jìn)行該區(qū)域的新舊數(shù)據(jù)庫比較并記錄結(jié)

12、果；進(jìn)入下一區(qū)域重復(fù)以上過程。倉庫盤點(diǎn)結(jié)束后，生成物資統(tǒng)計(jì)報(bào)表和差異報(bào)表，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。３３接口通信設(shè)計(jì)主機(jī)通過ＲＳ２３２串行口或ＲＳ４８５串行接口卡（聯(lián)網(wǎng)）與出入庫讀寫機(jī)、位置讀寫機(jī)及移動(dòng)讀寫器相連。⑴讀寫器接口協(xié)議。命令／應(yīng)答格式：“長度命令字地址參數(shù)校驗(yàn)數(shù)”，其中，長度為從“命令字”到“校驗(yàn)數(shù)”的字節(jié)數(shù)地址分配如下：主機(jī)地址為００Ｈ，出入庫讀寫器地址為ＦＦＨ，位置讀寫器地址為０１－Ｆ０Ｈ，移動(dòng)讀寫器地址為ＦＥＨ；校驗(yàn)為偶校驗(yàn)。

13、串口參數(shù)波特率為９６００，８位，１位停止位，無校驗(yàn)。（２）接口函數(shù)。系統(tǒng)采用ＷｉｎｄｏｗｓＡＰＩ通信接口函數(shù)來實(shí)現(xiàn)主機(jī)與各讀寫器之間的數(shù)據(jù)通信。Ｗｉｎｄｏｗｓ系統(tǒng)ＡＰＩ函數(shù)包含了通信支持中斷功能。Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００系統(tǒng)為每個(gè)通信設(shè)備開辟了用戶定義的輸入輸出緩沖區(qū)（即讀／寫緩沖區(qū)），數(shù)據(jù)進(jìn)出通信口均由系統(tǒng)后臺(tái)來完成。應(yīng)用程序只需完成對(duì)輸入輸出緩沖區(qū)操作即可。實(shí)際過程是每接收一個(gè)字符就產(chǎn)生一個(gè)低級(jí)硬件中斷，Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００系統(tǒng)中的

14、串行驅(qū)動(dòng)程序就取得了控制權(quán)，并將接收到的字符放入輸入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。然后將控制權(quán)返還正在運(yùn)行的應(yīng)用程序。如果輸入緩沖區(qū)數(shù)據(jù)已滿，串行驅(qū)動(dòng)程序用當(dāng)前定義的流控制機(jī)制通知發(fā)送方停止發(fā)送數(shù)據(jù)。隊(duì)列中的數(shù)據(jù)按“先進(jìn)先出”的次序處理。３４系統(tǒng)安全性分析隨著射頻識(shí)別技術(shù)的迅速發(fā)展，各射頻識(shí)別卡生產(chǎn)廠家為用戶提供的安全體系也越來越完善。首先每張卡的序列號(hào)都是唯一的，在生產(chǎn)過程中已被固化，不可以更改。在通訊安全上采用符合ＩＳＯ９７９８國際標(biāo)準(zhǔn)的３次互感校驗(yàn)

15、技術(shù)，以對(duì)卡和讀寫器的合法性進(jìn)行相互校驗(yàn)；在數(shù)據(jù)通訊上采用ＤＳＡ算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，確保數(shù)據(jù)不被非法修改。在讀寫控制上采用授權(quán)方式，即讀寫設(shè)備必須先獲得“設(shè)備受權(quán)卡”的授權(quán)后才能讀寫本系統(tǒng)的ＩＣ卡，卡的初始化又必須經(jīng)過上級(jí)授權(quán)卡的授權(quán)，并且只能在指定的授權(quán)設(shè)備上進(jìn)行。因此受權(quán)方式不存在密碼被破解問題，只要保證授權(quán)卡不被盜用，即可保證系統(tǒng)的安全性。因此，正確規(guī)范射頻識(shí)別卡的管理制度，妥善保存和使用各授權(quán)卡，將確保本系統(tǒng)的高安全性。３５存在

16、的問題（１）由于射頻識(shí)別卡的讀寫距離較短，所以需要規(guī)范倉庫管理人員的操作，以保證數(shù)據(jù)讀寫有效；（２）射頻識(shí)別卡的價(jià)格較貴，倉庫內(nèi)物品種類數(shù)量眾多，因此要求合理配置ＩＣ卡，以使系統(tǒng)的性價(jià)比最佳。［收稿日期］２００６－０７－３１［作者簡介］王曉東（１９６６－），男，河南方城人，１９８５年畢業(yè)于西南交通大學(xué)，湖北物資流通技術(shù)研究所工程師，主要研究方向：自動(dòng)化儀表。圖２系統(tǒng)結(jié)構(gòu)平面圖邏輯電路接收器ＡＩＣ卡讀寫器紅外線發(fā)射器Ａ紅外線發(fā)射器Ｂ接收器