RFID技術(shù)在氣象設(shè)備倉庫中的應(yīng)用

蘇小浩

摘要：氣象設(shè)備倉庫具有備件種類多、數(shù)量大、價(jià)值高、位置分散等特點(diǎn)。為了方便及時(shí)更換備件，第一時(shí)間掌握備件的庫存等信息，提高倉庫管理效率，本文引入RFID技術(shù)，提出了一種智能化的倉庫管理方案。該方案通過射頻天線自動識別貼有電子標(biāo)簽的設(shè)備，能夠快速定位備件存放位置，方便設(shè)備出入庫和統(tǒng)計(jì)，及時(shí)了解設(shè)備狀態(tài)等信息，從而提高倉庫管理效率和信息化水平，對于設(shè)備保障具有重要意義。

關(guān)鍵詞：RFID技術(shù) 倉庫管理系統(tǒng) 備件管理 電子標(biāo)簽

Application of RFID Technology in Meteorological

Equipment Warehouse

SU Xiaohao

（Henan Air Traffic Control Branch of CAAC， Zhengzhou， He'nan Province， 450000 China）

Abstract： Meteorological equipment warehouse has the characteristics of many kinds of spare parts， large quantity， high value and scattered location. In order to facilitate the timely replacement of spare parts， grasp the inventory information of spare parts at the first time， and improve the efficiency of warehouse management， this paper introduces RFID technology， and puts forward an intelligent warehouse management scheme. The scheme can quickly locate the storage location of spare parts， facilitate the equipment storage and statistics， and timely understand the equipment status and other information， so as to improve the warehouse management efficiency and information level， which is of great significance for equipment support.

Key Words： RFID technology; Warehouse management system; Spare parts management; Electronic tags

0.引言

倉庫管理是氣象設(shè)備保障中的重要環(huán)節(jié)。目前設(shè)備倉庫的管理方式以人工為主^[1]，不僅耗時(shí)耗力，還極易出現(xiàn)差錯(cuò)，導(dǎo)致更換備件時(shí)無法迅速找到位置，影響設(shè)備保障效率。本文以倉庫中備件管理為主要研究對象，在分析日常管理中存在問題的基礎(chǔ)上，將射頻識別（Radio frequency Identification，RFID）技術(shù)引入倉庫管理中，實(shí)現(xiàn)對備件的高效精準(zhǔn)管理，提高氣象設(shè)備保障的效率和信息化水平。

1.目前倉庫管理存在的問題

當(dāng)前，大多數(shù)空管分局（站）的氣象設(shè)備倉庫管理模式單一，在對種類繁多、出入庫頻繁的備件進(jìn)行管理時(shí)，往往顯得力不從心，暴露出以下幾方面問題：

（1）氣象設(shè)備倉庫設(shè)備出入庫以手工記錄為主，長時(shí)間記錄，導(dǎo)致信息更新不及時(shí)，記錄混亂等問題。

（2） 倉庫內(nèi)備件眾多，在需要更換某些體積小的備件時(shí)往往無法快速找到，影響工作效率。

（3）對于需要定期檢定的設(shè)備，存在檢定日期更新不及時(shí)，型號不對應(yīng)，忘記在規(guī)定時(shí)間內(nèi)送檢等問題。

（4）對倉庫的每個(gè)貨物狀態(tài)不了解，存在出庫的備件丟失或浪費(fèi)現(xiàn)象，無法在備件缺庫存時(shí)及時(shí)補(bǔ)足。

2.RFID技術(shù)介紹

RFID技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分，它利用電磁波信號自動獲取到電子標(biāo)簽存儲的物理對象信息，是一種非接觸式智能識別技術(shù)，在工業(yè)生產(chǎn)、物流運(yùn)輸與貨物管理、商品貿(mào)易、醫(yī)療衛(wèi)生、安全檢查和智能交通等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價(jià)值^[2]。

RFID系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分。其中，硬件部分包括閱讀器、電子標(biāo)簽和網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備等，軟件系統(tǒng)包括RFID中間件、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等^[3]。一套簡單的RFID系統(tǒng)主要包括閱讀器、天線、電子標(biāo)簽和應(yīng)用系統(tǒng)，如圖1所示。

在RFID系統(tǒng)中，具體工作步驟如下：

（1）處于開啟狀態(tài)的閱讀器通過控制天線將特定頻率的電磁波信號發(fā)出;

（2）處于識別區(qū)域的電子標(biāo)簽通過自身的射頻電路接收到電磁波信號，從而獲得能量被激活，將存儲的信息經(jīng)過編碼處理后發(fā)送給閱讀器。

（3）閱讀器通過天線接收到電子標(biāo)簽回傳的信息后，經(jīng)過一系列處理后，將數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

（4）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)處理后，利用數(shù)據(jù)庫將信息存儲，在應(yīng)用軟件上得到需要展示的信息。

3.RFID倉庫管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

以某氣象設(shè)備倉庫為例，在了解日常倉庫中備件出入庫流程和業(yè)務(wù)需求的基礎(chǔ)上，通過RFID技術(shù)構(gòu)建一套完整的倉庫管理系統(tǒng)，通過硬件設(shè)備采集和傳輸、軟件系統(tǒng)的管理，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備到貨、入庫、出庫、借用、歸還、定位、庫存盤點(diǎn)、庫存預(yù)警等數(shù)據(jù)^[4]的全過程監(jiān)控和可視化管理。

3.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

在日常值班過程中，值班人員的活動區(qū)域包括倉庫、設(shè)備機(jī)房和工作區(qū)。倉庫主要存放各種氣象設(shè)備和工具，機(jī)房存放支持氣象設(shè)備運(yùn)行的各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，工作區(qū)主要對各種設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控，因此，基于RFID技術(shù)的倉庫管理系統(tǒng)硬件主要部署在這三個(gè)區(qū)域，如圖2所示。倉庫管理員在倉庫操作管理員終端錄入設(shè)備信息，利用電子標(biāo)簽打印機(jī)將存儲有設(shè)備信息的電子標(biāo)簽打印出來粘貼在倉庫設(shè)備上，再利用固定式天線和閱讀器將電子標(biāo)簽識別，通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳輸?shù)綑C(jī)房的服務(wù)器，服務(wù)器對接收到的數(shù)據(jù)存儲和處理，在工作區(qū)的普通用戶可以通過用戶終端登錄倉庫管理系統(tǒng)，及時(shí)了倉庫各種備件的庫存情況等，并將需要得到的各種數(shù)據(jù)報(bào)表通過打印機(jī)打印出來。

3.2功能模塊分析

氣象設(shè)備倉庫中存放設(shè)備眾多，備件更換頻繁，還需要定期對某些設(shè)備進(jìn)行檢定、采購和資產(chǎn)統(tǒng)計(jì)等，因此，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)不僅要具備倉庫管理的一般出入庫和統(tǒng)計(jì)功能，還要實(shí)現(xiàn)貨物定位和各種報(bào)警功能?；赗FID技術(shù)的倉庫管理系統(tǒng)共分為四大模塊，每個(gè)模塊下對應(yīng)不同的功能，如圖3所示。

3.2.1 系統(tǒng)管理

此模塊主要對系統(tǒng)的基本信息進(jìn)行維護(hù)和管理，具體包括備件信息管理、標(biāo)簽信息管理、人員信息管理和閱讀器管理。備件信息管理主要是對系統(tǒng)中錄入的電子標(biāo)簽所對應(yīng)的設(shè)備信息進(jìn)行修改;標(biāo)簽信息管理主要是對標(biāo)簽中的字段信息、標(biāo)簽樣式和加密信息的修改;人員信息管理主要實(shí)現(xiàn)人員信息的修改、人員權(quán)限和所在群組的變更，對不同級別的用戶訪問權(quán)限的數(shù)據(jù)給予限制^[5];閱讀器管理實(shí)現(xiàn)已安裝閱讀器的參數(shù)修改、添加和刪除閱讀器等。

3.2.2 備件出入庫管理

（1）出庫

當(dāng)倉庫中存放的備件被使用或調(diào)撥到其他地方的時(shí)候，需要進(jìn)行出庫操作^[6]，出庫時(shí)需要首先在用戶終端查詢需要出庫的貨物，待確定庫存和位置信息后，提交出庫申請單，倉庫管理員接到出庫單后準(zhǔn)備出庫操作。若出庫貨物數(shù)量較少，可以使用手持式閱讀器采集電子標(biāo)簽信息;若出庫貨物數(shù)量較多、體積較大或者貨品為小件散貨時(shí)，則使用托盤出庫，將貨物放置在貼有電子標(biāo)簽的托盤中，利用安裝在倉庫門口的固定式RFID閱讀器和天線讀取標(biāo)簽信息，如圖4所示。

在出庫過程中，應(yīng)用系統(tǒng)會自動核對出庫清單和出庫申請單中的貨物，如有錯(cuò)誤則提示錯(cuò)誤信息，最終打印出庫清單，完成出庫任務(wù)。

（2）入庫

當(dāng)采購的貨物到貨或者歸還備件時(shí)需要進(jìn)行入庫操作。倉庫管理員在接收到待入庫的貨物后，需要在終端上根據(jù)貨物的基本信息和需存放位置，根據(jù)編碼規(guī)則打印出對應(yīng)的電子標(biāo)簽，將電子標(biāo)簽貼在貨物上。金屬物品表面粘貼抗金屬標(biāo)簽，非金屬物品表面粘貼非抗金屬標(biāo)簽^[7]。通過手持或固定式RFID設(shè)備自動采集到電子標(biāo)簽信息，此時(shí)系統(tǒng)會根據(jù)掃描結(jié)果，以可視化界面的形式將存放位置顯示在管理員終端，引導(dǎo)倉庫管理員完成入庫操作，生成入庫清單以便倉庫管理員核對。

3.2.3 備件倉儲管理

由于氣象設(shè)備總體分為自動氣象觀測設(shè)備、天氣雷達(dá)設(shè)備和數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(luò)設(shè)備三大類，為了方便管理、實(shí)現(xiàn)貨物的定位，將倉庫分為三個(gè)倉區(qū)，每個(gè)倉區(qū)對應(yīng)一類設(shè)備，在每個(gè)倉庫中根據(jù)貨架數(shù)量，又分為多個(gè)倉位，每個(gè)倉位包含若干個(gè)貨架，每個(gè)貨架上粘貼有電子標(biāo)簽，從倉位到貨架再到貨架上的貨物通過編號的方式實(shí)現(xiàn)位置和在庫貨品的關(guān)聯(lián)，具體倉庫布局如圖5所示。

為保證倉庫中的貨物都被識別到，在每個(gè)貨架上至少配備四個(gè)平板天線，當(dāng)需要貨物盤點(diǎn)時(shí)，倉庫管理員通過應(yīng)用軟件打開指定貨架上的天線通道，會自動識別并顯示存放的貨物信息，生成統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

3.2.4 報(bào)警信息管理

當(dāng)某個(gè)氣象設(shè)備部件出現(xiàn)問題時(shí)，需要立即更換備件，由于傳統(tǒng)的倉庫管理模式無法實(shí)時(shí)掌握備件庫存狀態(tài)，往往是根據(jù)管理者的經(jīng)驗(yàn)或者年度采購計(jì)劃來進(jìn)行倉庫補(bǔ)給的^[8]，很容易造成“平時(shí)不備，用時(shí)不夠”的情況?；赗FID技術(shù)的倉庫管理系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)掌握庫存情況，當(dāng)庫存低于設(shè)定閾值時(shí)會自動報(bào)警，便于提前制定采購計(jì)劃。對于需要定期檢定的設(shè)備，將最近一次檢定時(shí)間寫入對應(yīng)的電子標(biāo)簽中，系統(tǒng)會根據(jù)每種設(shè)備設(shè)定的檢定周期提前發(fā)出報(bào)警信息，提示用戶及時(shí)進(jìn)行檢定。通過軟件系統(tǒng)設(shè)定某些設(shè)備的借用周期，當(dāng)借出時(shí)間超過借用周期時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信息，便于倉庫管理員管理，防止資產(chǎn)流失。

4結(jié)語

精細(xì)化、智能化是今后倉庫管理的發(fā)展方向。本文在分析傳統(tǒng)倉庫管理弊端的基礎(chǔ)上，提出了一種基于RFID技術(shù)的倉庫管理方案，能夠基本滿足日常氣象設(shè)備倉庫的管理需求，減少人力投入，提高工作效率和管理水平。

但在實(shí)施過程中，還需重點(diǎn)解決如下幾方面問題：

（1）在實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)多個(gè)閱讀器或者多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)發(fā)送或接收數(shù)據(jù)時(shí)，產(chǎn)生碰撞問題，造成信息的丟失或誤讀，因此如何最大限度避免碰撞，提高標(biāo)簽識別率是項(xiàng)目的難點(diǎn)。

（2）如何合理布置天線架設(shè)位置，調(diào)整天線參數(shù)設(shè)置，利用定位算法等方法提高貨物定位的精準(zhǔn)度也是值得研究的問題。

（3）在利用RFID 設(shè)備進(jìn)行倉庫設(shè)備管理時(shí)，會產(chǎn)生大量的底層元組數(shù)據(jù)，并保持著很高的增長速度，給數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)增加負(fù)擔(dān)。因此，如何通過對數(shù)據(jù)的有效組織和聚類存儲，盡可能的降低數(shù)據(jù)冗余度，提高運(yùn)行效率是今后的一個(gè)研究方向。

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