无源RFID在仓库管理中的应用
一、背景说明
随着物联网时代的到来，物流仓储业日趋发达，对仓储的要求也越来越高，目前，仓库管理主要是基于相应规范的手工作业及电脑半自动化管理实现的。其弊病显而易见，即需要投入大量人力进行规范物品的摆置、定期整理盘点以及出/入库登记等工作，这使得仓库管理问题十分繁琐，浪费大量时间。
二、功能优势
现代化的物流和仓储管理面临着越来越大的挑战，如何降低存货投资，加强存货控制，降低仓储和配送费用，缩短定单处理和补货时间，成为了各个企业共同关心的问题。
基于RFID 自动识别技术实现的现代化仓库管理系统，能有效地对仓库流程和空间进行管理，能有效实现以下功能：
⏹ 实现货品批次管理、快速出入库和动态盘点；
⏹ 实现仓库管理人员对库存物品的入库、出库、物品存放位置及数量统计、信息查询过程的自动化管理；
⏹ 方便管理人员进行统计、查询和掌握物资流动情况。
⏹ 有效的利用仓库存储空间，提高仓库的仓储能力，在物料的使用上实现先进先出，最终提高仓库存储空间的利用率，降低库存成本；
⏹ 达到规范化仓库管理、规范化基础数据、规范化仓库操作；强化物流与信息流的同步及精细化，提高物流信息的及时性、可视性。
三、RFID简介
射频识别技术(Radio Frequency identification，RFID)是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。其系统特点如下：
相对与条码识别技术，RFID显著优点为存储数据量大、非接触式读写、多标签同时读写、加密防伪等。其不易污染、磨损、划伤，以及标签本身是无源件、体积小、耐用可靠、操作迅速方便等优点。
无源RFID还被广泛应用于公路收费、考勤、门禁及身份识别等系统中，给人民的生活带来了前所未有的方便。
四、系统构成：
RFID仓库管理系统硬件包括：无源电子标签、出/入库读写器、位置读写器、手持读写器、主机、打印机、RS-485接口卡、电动控制门、报警检测装置等。
其中主机安装了管理软件，通过 RS-485接口卡与出/入读写器及所有的位置读写器连接并对它们进行控制，如：设置权限、读取记录及统计查询等。
位置读写器记录物品的存放位置，出/入库读写器控制电动门、采集物品出入库记录等。
本系统使用RFID电子标签作为物品的标识，存储货品型号、生产日期、数量等资料。
五、系统示意图（如下图）
系统管理软件主要包括四大模块，如下：
◆ 系统设置：密码修改、仓库区域监控、读写器地址、串口及报警设置等功能；
◆ 出、入库管理：电子标签的读/写、记录的添加与删除，生成报表等功能；
◆ 物资管理：物资定位、盘点、调拨、退换、报表分析、货品数据采集等功能；
◆ 数据库管理：对数据库进行浏览、查询、排序等操作，（注：对部分信息可进行修改或编辑：如损坏程度、备注等，无权添加或删除任何记录。）
系统结构拓扑图
六、流程
出、入库流程
物资出/入库登记是仓库管理中的重要环节。一旦物品种类、数量过多，工作量就很大，而且容易出错，可能造成国家财产或企业财产的损失。
本系统本着谨慎小心的原则，采用人工检查和自动化办公双重管理。该系统的优点是物资出/入库与数据库的添加/删除同步，并最终生成报表，大大减少了管理人员的工作量。出入库管理子系统的工作流程如图所示。
工作流程图：
物资定位
物品进出仓库中的某区域时需经过该区的位置读写器，读写器记录此物品。主机接收记录并
可根据读写器不同天线位置的时间信息判断物品进出方向，对数据库进行修改。若物品进入某区，就在数据库中将记录添加到该区；反之则删除记录。这就实现了仓库物资的实际位置与主机数据库内的信息一一对应，为管理人员查询、点验、寻物资带来了很大的方便。
入库管理
首先依据入库单及标签制作申请单录入的货物信息生成每个物品的电子标签，在标签表面上打印标签序号及产品名称、型号规格，在芯片内记录产品的详细信息。
入库时，仓库管理员根据订货清单清点检查每一件货品，检查合格后交给仓库保管员送入库房。仓库保管员持手持机根据货架库位标签和入库物品上的标签并输入物品数量进行入库登记，数据记入手持机内的入库操作数据表，然后将物品放置到指定库位上。
如果需要将多类物品装入包装箱内存放，还需在包装箱标签来并更新系统中包装箱明细表并登记在手持设备中。全部物品入库完毕后，将手持设备交给管理员，由管理员将入库数据导入后台管理数据库内，完成入库操作。
经过这一流程后，仓库中每一种物品的位置、数量、规格型号等都可以在仓储管理软件中一目了然的查出来，实现了仓储状态的可视化。
注：该系统中的出入读写器与位置读写器类似，装配有两个天线来判断是入库操作还是出库操作。另外，正常情况下，电动挡板是在人工指令和出/入库读写指令独立控制下工作的，在读写器工作异常时可人为强制打开或合上电动挡板。
出库管理
货品在出仓库出口时，需通过设置在仓库出口的门式读写器读入电子标签编码。凡是经过门
式读写器读记录的货品，会自动在电脑数据库里产生出库记录并产生出库单，当商品出库时，系统库存自动减少。
出库部分读卡器收到信息与物品核对，确认无误后系统同时自动删除库存记录。全部出库物品取出后将出库信息上传到主机，与预出库单作比较，并根据实出数量进行登帐。
上述出库程序实施完毕，若准确无误，就准予出库。
注：如物品非法被带出仓库会触发门禁系统，引发报警。
盘点流程
仓库盘点是按照常规的要求进行周期性的仓库清点工作，以便及时掌握库存货物的现状。所以盘点时，可以参照RFID系统的流程操作，只要求能根据操作人员的指令，生成各种不同的盘点结果报表，如：盘盈、盘亏、库存、仓位报表等等。
本系统还配置了移动读写器，工作人员使用手持数据采集终端进行数据的采集，如物品标签、摆放货架、物品数量等，迅速完成物资清点任务。
盘点管理分区域进行：读写器读取RFID电子标签的信息，输送到主机上作为记录存入新数据库；一个区域读取完毕后，系统将该区域的新旧数据库进行比较并记录结果，系统会自动列出已盘产品与未盘产品；进入下一区域重复以上过程。
仓库盘点结束后，生成物资统计表和差异报表，便于及时发现问题。
七、系统特点
1、 仓库管理与射频识别技术相结合，高效完成各种业务操作，改进仓储管理，提升工作效率及价值；
2、 提高物品出入库过程中的识别率，并能同时识别多个物品，提高出入库效率；
3、 在库存盘点中，脱离单据提高盘点效率，缩减盘点周期，提高盘点正确率及数据实时性，实时动态掌握库存情况，实现对库存物品的可视化管理；
4、 采用射频技术能大大提高拣选与分发过程的效率与准确率，并加快配送的速度，节省人力成本、降低配送费用；
5、 精确掌握物资情况，优化合理库存。
八、系统安全性分析
随着RFID技术的迅速发展，各个RFID电子标签生产厂家为用户提供的安全体系也越来越完善。
首先，每张标签的序列号都是唯一的，在生产过程中已被固化，不可以更改。在通信安全上采用符合ISO9798国际标准的3次感校验技术，以对电子标签和读写器的合法性进行相互校验；在数据通信上采用DSA算法对数据进行加密，确保数据不被非法修改。在读写器控制器上采用授权方式，即读写器设备必须先获得“设备授权标签”的授权后才能读写本系统的电子标签，而电子标签的初始化又必须经过上级授权标签的授权，并且只能在指定的授权设备上进行。因此，授权方式不存在密码被破解问题，只要保证授权标签不被盗用，即可保证系统的安全性。
注：1）由于无源RFID电子标签的读写器距离较短，所以需要规范仓库管理人员的操作，以保证数据读写有效；
2）RFID电子标签的价格较贵，仓库内的物品种类、数量众多，因此要求合理配置电子标签，以使系统的性价比最佳。
九、总结
基于RFID技术的仓库管理系统是RFID技术的一个新的应用，其使用当今世界最先进的RFID 技术，融入先进的管理理念和前瞻性考虑。并采用先进的国际标准，支持和兼容多种RFID 协议，能够随着物流的信息共享链长度的增加而平滑地由封闭系统向开放系统过渡，无需增加设备或进行改造。
另外系统具有开放的与流行电子商务平台集成的能力；具有对企业内部业务及对供应链外部资源的完整整合能力。系统内部数据结构与流程面向全面企业信息化设计，能方便实现与企业将来增加的信息系统的友好联结和数据共享。吞吐量及响应速度只受到网络带宽的限制，系统本身无限制。
此系统拥有极好的可维护性和极低的维护成本，并具备完善的权限设置，可以通过软件管理平台轻松实现；完善的安全日志，记录每个用户的重要行为的操作记录。
十、系统设备
设备包括
读写器
远距离四通道读写器：NFC-9814（出入管理、适合多区域监控）
工作频率
902MHz～928MHz(可根据用户需要或使用地区规定定制）
支持协议标准
ISO18000-6B、EPC Class 1、EPC Class 1 GEN 2、集装箱标签、铁路标签
无线类型
支持WEP、WPA和802.11i
无线速率
54Mbps，可根据距离或信号调整速率
无线工作模式
Ad-Hoc（点到点模式）和Infrastructure（基础结构模式）
工作方式
广谱跳频（FHSS）或定频，可由软件设置
天线
可外接天线1个、SMA接头
最大RF输出功率
30 dBm
功率平坦度
＜0.5 DB
输出调节范围
20~30 dBm，可由配套工具软件调节
读卡方式
定时自动读卡、外触发控制读卡或软件发命令读卡，读卡方式可设置
识别卡时间
单卡识别小于8ms
读/写卡时间
读每8字节小于5ms，写每4字节小于25ms
读/写卡距离
大于8m，写卡距离为读卡的70%（依天线性能而定）
通信接口
A型：RS-232、RS-485、Wiegand26/34
输入输出接口
2路触发输入，2路继电器输出
电源
DC 5V电源适配器
功耗
≤5W
外形尺寸
200mm×190mm×80mm
包装尺寸
440mm×260mm×85mm
毛量
1.68kg
净重
0.92kg
工作温度
－45℃~＋75℃ （－49°F~ ＋167°F）
储存温度
－50℃~＋85℃ （－58°F~ ＋185°F）
工作状态提示vertical怎么读
蜂鸣器、天线指示灯、通信指示灯、电源指示灯、读卡指示灯、RF发射指示灯
远距离一体式读写器：NFC-9801（适合检测区域固定的位置）
工作频率
902MHz～928MHz(可根据用户需要或使用地区规定定制）
支持协议标准
ISO18000-6B、EPC Class 1、EPC Class 1 GEN 2、集装箱标签、铁路标签
工作方式
广谱跳频（FHSS）或定频，可由软件设置
天线
内置12 dBi垂直极化天线
最大RF输出功率
30 dBm
功率平坦度
＜0.5 DB
输出调节范围
20~30 dBm，可由配套工具软件调节
读卡方式
定时自动读卡、外触发控制读卡或软件发命令读卡，读卡方式可设置
识别卡时间
单卡识别小于8ms
读/写卡时间
读每8字节小于5ms，写每4字节小于25ms
读/写卡距离
大于8m，写卡距离为读卡的70%（依天线性能而定）
通信接口
A型：RS-232、RS-485、Wiegand26/34
输入输出接口
1路触发输入、2路继电器
电源
DC 9V电源适配器
功耗
≤5W
外形尺寸
450mm*450mm*50mm
包装尺寸
540mm*540mm*140mm
毛量
4.82kg
净重
2.66kg
工作温度
－45℃~＋75℃ （－49°F~ 167°F）
储存温度
－50℃~＋85℃ （－58°F~ 185°F）
工作状态提示
蜂鸣器
备注：

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