（机械电子工程专业论文）rfid在卷烟仓库管理系统中的应用研究.pdf

，i at h e s i ss u b m i t t e df o rt h ea p p l i c a t i o no f t h em a s t e r sd e g r e eo f e n g i n e e r i n g r e s e a r c ho nr f i d a p p l i e di nc i g a r e t t e w a r e h o u s em a n a g e m e n t s y s t e m c a n d i d a t e ：y a n t i n g q i a n g s p ecialt y ：m e c h a n i c a l & e l e c t r o n i ce n g i n e e r i n g s u p e r v i s o r ：p r o f e s s o rf e n g y i h u a s h a n d o n gi n s t i t u t eo fl i g h ti n d u s t r y j i n a n ，c h i n a m a y ，2 0 1 0 0 ： 学位论文独创性声明 本人声明，所呈交的学位论文系在导师指导下本人独立完成的研究成果。文 中引用他人的成果，均己做出明确标注或得到许可。论文内容未包含法律意义上 已属于他人的任何形式的研究成果，也不包含本人已用于其他学位申请的论文或 成果，与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示谢意。 论文作者签名：国堑强 学位论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属山东轻工 业学院。山东轻工业学院享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请 专利等权利，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时， 署名单位仍然为山东轻工业学院。 山东轻工业学院硕士学位论文 摘 目录 a b s t r a c t i 第1 章绪论1 1 1 课题研究的背景和意义1 1 2r f i d 技术2 1 2 1r f i d 系统组成2 1 2 2r f i d 工作原理3 1 2 3r f i d 应用优势3 1 2 4i 心i d 系统分类一4 1 3 条码技术5 1 4 论文的主要研究工作6 第2 章系统方案设计j _ 9 2 1 系统设计目标9 2 2 系统工作原理1 0 2 3 系统硬件构成1 1 2 4 系统软件构成1 5 2 5 本章小结18 第3 章e p c d e m o 程序设计1 9 3 1e p c d e m o 程序的编制1 9 3 2 标签操作设计一2 2 3 2 1 标签初始化一2 2 3 2 2 标签数据写入2 3 3 2 3 标签数据读取2 5 3 2 4 标签锁定和销毁2 7 3 3 标签识别设计2 9 目录 3 3 1 单卡标签识别2 9 3 3 2 多卡标签识别31 3 4 本章小结3 3 第4 章数据库设计与连接3 5 4 1 数据库设计3 5 4 1 1 需求分析。3 5 4 1 2 概念结构分析3 6 4 1 3 逻辑结构分析3 7 4 2 数据库连接4 2 4 2 1 启动s o ls e r v e r 服务管理器4 2 4 2 2 数据库连接4 4 4 3 本章小结4 4 第5 章卷烟仓库管理系统设计与实现4 5 5 1 系统设计4 5 5 1 1 系统功能描述一4 5 5 1 2 功能模块划分。4 5 5 1 3 系统流程分析4 6 5 2 系统的实现4 7 5 2 1 账户登录模块4 7 5 2 2 基础信息模块4 7 5 2 3 存货管理模块4 9 5 2 4 入库管理、入库统计报表模块4 9 5 2 5 出库管理、出库统计报表模块5 2 5 2 6 存货统计模块5 5 5 2 7 账户管理模块5 7 5 3 本章小结5 8 第6 章结论与展望5 9 6 1 结论5 9 6 2 展望0 一5 9 参考文献6 1 2 ， 山东轻工业学院硕士学位论文 致谢6 5 在学期间主要科研成果6 7 山东轻工业学院硕士学位论文 摘要 射频识别技术( r f i d ) 是一种通过射频信号进行自动识别、获取目标对象 相关信息的非接触式识别技术。 基础数据的采集是卷烟仓库管理的重要工作之一。目前，大部分的卷烟仓库 采用条码技术对货物进行管理，智能化程度还很低。r f i d 能够对卷烟上的电子 标签内容进行远距离的反复读写，节省了人力物力，智能化程度远远高于单独使 用条码技术，能够为企业节约生产成本，提高企业经济效益。 本文通过研究r f i d 的系统组成、工作原理、应用优势、系统分类，以及条 码技术，提出将r f i d 技术与现行的条码技术相结合的方法，将两者运用到卷烟 仓库管理中进行基础数据挖掘。 研究了卷烟出入库的工作原理，提出了系统设计目标，设计了卷烟出入库的 流程图，在硬件设备上选择功能强大的d l c 6 8 2 0 c 型远距离读写器和e p c 标签。 在程序设计中调用s d k 中的读写器管理函数、读写器标签操作函数，根据 读写器与标签之间的通信协议，运用v c + + 语言开发出了e p cd e m o 程序，实现 了标签初始化、将数据写入标签、读取标签数据、锁定标签、以及销毁标签等系 统功能。 创建了适用于卷烟仓库管理系统的数据库表格并成功进行数据库连接，运用 v c # n e t 和s q ls e r v e r 开发出了基于r f i d 的卷烟仓库管理软件。在程序设计 中通过后台操作数据库，将香烟条码与e p c 标签数据关联起来，通过d l c 6 8 2 0 c 型读写器对e p c 标签进行智能扫描，将卷烟条码编号、r f i d 射频编号及其它信 息实时显示在出入库清单中，完成卷烟出入库的数据挖掘，并实现卷烟出入库汇 总、明细统计查询，分类存货统计等功能。 关键词：r f i d ：仓库管理：读写器；e p c 标签 ， 一一 生奎丝三些兰堕堡主堂垡鲨塞 一一 - - _ - - - _ _ - - _ _ _ _ - - _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ 一一 a b s t r a c t r a d i of r e q u e n c yi d e n t i f i c a t i o n ( r f i d ) i sak i n do fn o n - c o n t a c t r e c o g n m o n t e c h n o l o g yt oo b t a i ni n f o r m a t i o na b o u tt a r g e tt h r o u g hr a d i of r e q u e n c ys i g n a l s b a s i cd a t aa c q u i s i t i o ni s a l li m p o r t a n tw o r ko fc i g a r e t t e s i nw a r e h o u s e m a n a g e m e n t c u r r e n t l y , m o s to ft h ec i g a r e t t ew a r e h o u s eu s e b a rc o d et e c h n o l o g yt o m a n a g et h eg o o d s ，t h ei n t e l l i g e n c eo f i ti ss t i l ll o w r f i dr e a d sa n dw r i t e sr e p e a t l y r e m o t ec o n t e n to fe l e c t r o n i ct a g ，s a v e sm a n p o w e ra n dr e s o u r c e s t h ei n t e l l i g e n c eo f r f i di sw e l lm u c hh i g h e rt h a nt h ea p p l i c a t i o no fb a rc o d et e c h n o l o g yt or e d u c e p r o d u c t i o nc o s t sf o re n t e r p r i s e sa n di m p r o v ee c o n o m i ce f f i c i e n c y t h em e t h o do fu n i f i n gt h er f i dt e c h n o l o g ya n dt h ep r e s e n tb a rc o d et e c h n o l o g y h a sb e e np r o p o s e di nt h ec i g a r e t t ew a r e h o u s em a n a g e m e n t i th a sb e e nu s e dt oc a r r y o nt 1 1 ee s s e n t i a ld a t ae x c a v a t i o nt h r o u g ht h er e s e a r c ho ft h es y s t e mc o m p o s i t i o no f r f i d ，t h ep r i n c i p l eo fw o r k ，t h ea p p l i c a t i o ns u p e r i o r i t y , t h es y s t e mc l a s s i f i c a t i o n ，a s w e l la st h eb a rc o d et e c h n o l o g y t h es y s t e md e s i g ng o a la n dt h ef l o wc h a r th a v eb e e np r o p o s e dt h r o u g ht l l e r e s e a r c ho ft h ew o r k i n gp r i n c i p l eo ft h ec i g a r e t t eo u to fw a r e h o u s e i nt h eh a r d w a r e e q u i p m e n t , p o w e r f u ld l c 6 8 2 0 c t y p el o n g - r a n g er e a d e ra n de p ct a g sh a v eb e e n s e l e c t e d t h ee p cd e m op r o c e d u r eh a sb e e nd e v e l o p e db yc a l l i n gt h er e a d e r - w r i t e r m a n a g e m e n tf u n c t i o na n dt h er e a d e r - w r i t e rt a go p e r a t i o nf u n c t i o nf r o ms d k i nt h e v c + + p r o g r a m m i n g i th a sr e a l i s e dt h et a gi n i t i a l i z a t i o n ，t a g d a t ab e e nw r i t t e na n d r e a d e d ，l o c k i n gt a ga n dt h ed e s t r u c t i o n o ft a ga c c o r d i n gt oc o m m u n i c a t i o np r o t o c o l + 。 b e t w e e nt h er e a d e ra n dt h et a g n l es o f tb a s e do nr f i dh a sb e e nd e v e l o p e db yc o n n e c t t i n gt h es u i t a b l ed a t a b a s e t a b l e so fc i g a r e t t ew a r e h o u s em a n a g e m e n ts y s t e ms u c c e s s f u l l ya n du s i n gv c # n e t a n ds q ls e r v e r i nt h ep r o g r a m m i n g ，t h ec i g a r e t t eb a rc o d ea n dt h ee p ct a gd a t a s h a v eb e e na s s o c i a t e db yo p e r a t i n gt h eb a c k s t a g ed a t a b a s e t h es o f th a sr e a l i s e dt h e f u n c t i o n si n c l u d i n gt h ed i s p l a yo fr f i dr a d i of r e q u e n c yi da n do t h e ri n f o r m a t i o no n as t o r a g el i s t ，t h em i n i n go ft h ec i g a r e t t eo u tt h es t o r a g eo fd a t am i n i n g ，t h es u m m a r y o fc i g a r e t t ea n di n q u i r yo fd e t a i l e ds t a t i s t i c a l ，i n v e n t o r yo fs o r t i n gs t a t i s t i c st h r o u g h t h ed l c 6 8 2 0 cr e a d e r - w r i t e rt os c a nt h ee p ct a gi n t e l l i g e n t l y k e y w o r d s ：r f i d ；w a r e h o u s em a n a g e m e n t ；c i g a r e t t e ；r e a d e r ；e p ct a g s i 山东轻t 业学院硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 课题研究的背景和意义 射频识别技术( r a d i of r e q u e n c yi d e n t i f i c a t i o n ，r f i d ) 是近几年刚刚开始兴 起的并得到迅速推广应用的一项新技术，现在已是国际上最先进的第四代非接触 式自动识别技术【l l 。r f i d 通过射频信号和目标对象之间的的双向非接触通信， 能够自动识别远距离运动中的目标对象，并可以识别多个目标对象，获取存储在 电子标签中的目标对象的数据，具有识别准确度高，识别方便快捷、信号穿透能 力强、信号抗干扰能力强、反复读写性等许多无可比拟的优点【2 j 。 r f i d 读取目标对象的信息数据，识别无需人工干预，减少了人工出错的机 率，能够完成企业大批量数据的自动采集工作，从而成为快速推广应用的快速准 确采集信息数据、高效处理数据的强有力工具1 3 j 。r f i d 被视为一种安全存取技 术和一个有生命力的多应用平台，起到安全获取由基于网络解决方案提供服务的 媒介作用。卷烟物流数字化建设的基础工作之一就是基础数据的采集问题，基础 数据的真实与完备是卷烟物流数字化建设成功与否的关键，r f i d 的出现适时地 解决了这一问题【4 j 。 中国卷烟业的传统运营模式是先汇集订单、然后统一处理，这个模式的弊端 包括配送货品缺乏效率、对库存管理构成压力、同时因为送货时间大幅度滞后于 客户订货的时间，这将影响货品在市场上的流通，有可能出现缺货的情况。现行 的卷烟物流，大部分采用条形码作为仓储管理智能化的方式，虽然其智能化程度 比以前大大提高，但仍需要耗费大量的人力物力【5 6 j 。如果将r f i d 系统与现行的 条码系统相结合，可有效解决与仓库及货物流动有关的信息管理，这些详实的信 息，可以通过计算机网络系统直接被国家及地方卷烟管理部门掌握，从而为卷烟 专卖局宏观调控和决策指挥提供全面、详细、准确、及时的决策依据1 7 j 。 开发和应用基于r f i d 的卷烟仓库管理系统，可优化业务流程，提高工作效 率，方便直观的进行客户销售信息管理的工作，帮助卷烟企业做好精确预测、充 分挖掘客户数据资源，提高市场销售管理水平，实现以高科技打造“卷烟精益营 销”的策略【8 ，9 l 。 现代物流管理理念与技术的引进，改变了处于垄断行业的卷烟企业的管理方 式，在整个卷烟行业倡导信息化建设的时期，通过研发基于r f i d 的卷烟仓库管 理系统，加强对卷烟客户的管理与决策分析，提高工作效率，提高企业领导管理 决策水平，对客户的需求做出快速的反应，大大降低了运营成本，提高了客户的 第l 章绪论 满意率与忠诚度，有助于促进卷烟公司与客户之间建立良好的关系，增强企业自 身的竞争力，对促进经济和社会发展具有重要意义【1 0 , 1 1 1 。 1 2r fid 技术 1 2 1r fid 系统组成 r f i d 系统主要由三部分组成：读写器、射频标签和数据管理系统组成【1 2 】。 r f i d 系统与相应的管理信息系统相连后，可以准确地跟踪每一件运动中的物品， 实时采集每一件物品的数据，加密后的数据传输过程中不容易被外界截获，这种 安全的数据存取通道，能够为客户企业带来直接的经济效益。 射频标签，作为目标对象的数据载体，能够识别标识目标对象，跟踪对象， 采集对象信息。它主要由耦合元件和芯片组成，含有内置天线，用于在标签和射 读写器之间传递射频信号进行双向通信。射频标签中的天线接收到信号后，将被 识别对象的信息储存在一定容量的存储器内，在恶劣的工作环境下，仍然可以对 标签中的数据信息进行读、写操作，保持数据信息的实时传递，维持对象目标信 息的准确，在标签和读写器通信时将编码后的对象信息传输给读写器f 1 4 , 1 5 , 1 6 1 。 根据标签获取电能的不同方式，将射频标签分为主动式标签和被动式标签。 主动式标签也称有源射频标签，即靠标签内部的电池供电，主动发射射频信号给 读写器，由读写器读取标签中的信息，具有信号传递远，传输时间短的优点，但 是标签使用年限有限制1 1 7 ，l 剐；被动式标签也称无源射频标签，标签内没有供电电 池，工作能量由读写器发射的信号来提供。被动式标签不能主动发射射频信号， 而是响应来自于读写器发射过来的信号，由读写器反复读取标签内容或者将信息 写入标签，具有使用年限长，数据传输持续时间长和数据保存时间长等优点，但 是缺点是读写器读写标签的距离比主动式标签的小。 对于被动式标签来讲，按照标签与读写器之间的通信协议，读写器射频模块 中的天线发射载波信号，射频标签接收到射频载波信号后，响应读写器的命令， 然后射频模块再接收标签反射回来的载波信号，即建立了标签与读写器之间的通 信；读写器的读写模块具有很强的数字信号处理能力，能够快速读取标签的内容、 将信息写入标签，加密传输的数据、对数据进行纠错，保证了数据的完整性。读 写器通过r s 2 3 2 、r s 4 8 5 、以太网接口等标准接口与计算机建立通信，将标签内 的信息和其他信息一起传给计算机，由计算机处理传输过来的数据信息【2 。 数据管理系统的功能主要是存储、管理标签与读写器之间传输的数据信息以 及完成读写器对射频标签的反复读写控制来读取数据，它可以使用小型简单的数 据库设计完成的，也可以是使用集成的射频识别管理模块设计的企业资源规划数 据库管理软件【2 2 1 。 ， 2 山东轻工业学院硕 j 学位论文 1 2 2r fid 工作原理 读写器利用射频信号以交变磁场或电磁场的的形式完成和射频标签的数据 通讯。对于广泛应用的被动式标签来讲，其工作原理是：固定的或者移动的读写 器主动发射射频信号，当移动的被动式标签进入读写器读取标签的距离内时，就 会接收读写器发送过来的信号，产生感应电流使得标签获取能量而被激活，随即 标签发送内部芯片存储的数据信息；对于主动式标签来讲，带内部电池的标签靠 近读写器时，主动发射某一频率的信号给读写器，读写器读取到标签的信息进行 解码将数据送至计算机的数据管理系统进行各种数据的解析处n f 2 3 , z 4 。 读写器对被动式标签的识读过程主要包括以下4 个步骤： ( 1 ) 读写器的内部天线向外发射某一频率的设定数据的射频载波信号。 ( 2 ) 当标签处在读写器发射天线的有效识别距离内，产生的感应电流激活 标签，将标签的数据信息由标签内置天线发射出去。 ( 3 ) 读写器的接收天线接收标签内置天线发送回来的射频载波信号后，由 读写器中天线的调制器传输到读写器，反馈信号经过读写器解调解码后，传输给 后台计算机进行处理。 ( 4 ) 计算机对标签的合法性进行逻辑判断，判断标签是否合法。针对符合 设定条件的标签，计算机发出指令信号控制读写器对标签执行各种操作，完成与 物体的数据信息的相关应用。 1 2 3r f id 应用优势 r f i d 具有如下的优点： ( 1 ) 读取数据方便 标签的数据读取是非接触式的，无需人工操作，甚至可以透过物体的外包装 来进行读取数据。有效识别物体距离大，采用主动式标签时，有效识别物体的距 离可以达到3 0 米以上【2 5 】。 ( 2 ) 识别速度快 射频标签进入读写器的有效识别距离内，读写器就可以立刻读取标签中的物 体信息，而且读写器能够同时处理多个射频标签，实现批量识别【2 6 】。 ( 3 ) 标签小型化和形状多样化 读写器在读取上并不受到射频标签尺寸大小和形状的限制。标签的体积比较 小，容易封装，形式各样( 比如环状、卡状、钮扣形、笔形等) ，可以嵌入在大 多数材料或物体内，使得被标记的物品更加美观。小型化和多样化的的标签可以 应用在不同的场合中，使用非常方便【2 7 l 。 ( 4 ) 数据的记忆容量大 通常标签数据容量最大的二维条形码( p d f 4 1 7 ) ，最多也只能存储2 7 2 5 个 第1 章绪论 数字，标签若包含字母，则存储量会更少。射频标签的容量则可以根据用户的 需要扩充。目前，市场上的射频标签芯片，存储数据量最低的也有1 7 位二进制 数，远远大于条形码的数据容量。随着标签芯片技术的发展，物品所需携带的数 据信息愈来愈大，数据容量也会相应的扩大，对此射频标签的容量不会受到存储 容量小的限制2 8 2 9 1 。 ( 5 ) 穿透性 r f i d 在识别时能透过泥浆、污垢、油漆涂料、油污、木材、水泥、塑料、 水和蒸汽等非金属材料阅读标签，不必一定与射频标签载体直接接触。数据传输 使用较高的频段，利用射频传输信号，射频标签即使被诸如上述的纸张、木材、 塑料等包裹时仍然可以进行穿透性通讯【3 0 】。 ( 6 ) 耐环境性 r f i d 在黑暗或脏污的环境之中，也可以读取数据。它对水、油和药品等物 质有较强的抗污性，不像纸张一受到脏污就会看不到，甚至在恶劣环境下也可以 使用，工作温度可达2 5 。c 4 - 7 0 。c ，因此射频标签成为肮脏、潮湿和刺目等恶劣 环境下阅读的理想选择。 ( 7 ) 使用寿命长，应用范围广 射频标签的使用寿命可长达1 0 年以上，读写1 0 万次，无机械磨损、无机械 故障。 ( 8 ) 更好的安全性 射频标签的编号独一无二，可以为存储的数据信息读写时设置密码保护，还 可以通过一种加密运算加入防伪识别码【3 l 】。只要通过联网或生产厂商的防盗识别 设备如读写器等扫描，立即可以分辨产品的真伪，具有更高的安全性。 ( 9 ) 生产成本低 射频标签的价格将随着内置芯片技术的发展及生产规模的扩大而降低【3 2 】。 1 2 4r fid 系统分类 读写器对标签中数据的读取方式不同，实现功能的不同，把r f i d 系统主要 分成e a s 、便携式数据采集系统、网络系统和定位系统四种类型。 ( 1 ) e a s e a s ( e l e c t r o n i ca r t i c l es u r v e i l l a n c e ) ，又称电子商品防盗系统，是目前大型 零售行业广泛采用的商品防盗措施的r f i d 技术【3 3 1 。 e a s 系统主要由三部分组成：检测器、电子标签和解码器。 检测器主要包括发射器和接收器两个部分，其基本原理是将一扫描带利用发 射天线发射出去，在发射器的发射天线和接收器的接收天线之间形成个扫描 区，利用接收天线在接收器接收范围内将这频带进行接收还原操作，再来在接收 4 山东轻t 业学院硕士学位论文 器的接收范围内利用电磁波的共振原理识别是否有合法标签的存在，即未经过解 码器解码而被读写器读取的标签存在，当接收范围内出现合法标签时即触发报 警。 电子标签内部含有一个l c 振荡回路，以特殊的安装方式安装在商品上，只 有经过专用消码器才能将其解除。电子标签分为软标签和硬标签，软标签成本较 低，直接粘附在较“硬”商品上，软标签不可重复使用；硬标签一次性使用，成本 较软标签高，但可以重复使用。硬标签须配备专门的取钉器，多用于服装类柔软 的、易穿透的物品。 解码器多为非接触式设备，有一定的解码高度，当收银员收银或装袋时，电 子标签无须接触消磁区域即可解码。也有将解码器和激光条码扫描仪合成到一起 的设备，做到商品收款和解码一次性完成，方便收银员的工作，此种方式则须和 激光条码供应商相配合，排除二者间的相互干扰，提高解码灵敏度。未经解码的 商品带离商场，在经过检测器装置( 多为门状) 时，会触发报警，从而提醒收银 人员、顾客和商场保安人员及时处理。 ( 2 ) 便携式数据采集系统 便携式数据采集系统是计算机智能仪器获取数据信息的重要途径，使用手持 式数据采集器采集标签上的物体数据信，包 3 4 , 3 5 1 ，数据采集器带有射频识别读写 器，读取数据方便快捷，使用灵活，使用在不宜安装固定式读写器的应用环境。 手持式读写器通过无线电波实时地向计算机系统传输采集到的标签上的物体数 据信息，也可以将数据信息暂时存储在读写器的存储器中，再分批次地向计算机 系统传输数据信息川。 ( 3 ) 物流控制系统 射频识别读写器在物流控制系统中的应用是分散布置在固定的区域，读写器 直接与数据管理系统相连。当携带标签的物体经过读写器时，读写器会自动读取 合法标签上的物体数据信息，并把数据信息通过接口传输到数据管理系统，对数 据进行存储、分析、处理，对物体进行控伟l j 3 7 , 3 s , 3 9 1 。 ( 4 ) 定位系统 定位系统主要应用于自动化的加工系统中对物体进行定位以及对各种器械 的运行等进行精确定位。读写器放置在移动的车辆、轮船上，或者放置在自动化 流水线中移动的物料、半成品或成品上，嵌入到操作环境地表下面的信号发射机 上存储有识别位置的信息。 1 3 条码技术 条码技术是目前在广泛使用的自动识别技术，它是随着计算机技术、光电技 术和通信技术的发展，在现代化生产和物流管理领域中的广泛应用而发展起来的 第l 章绪论 一门综合性的识别技术，是数据自动采集和输入、处理的重要手段。 条码是由一组按一定编码规则( 码制) 排列的宽度不同、反射率不同的条和 空符号，用以表示一定的字符、数字及符号的图形标识符。它的基本工作原理是 由光源发出的光线经过光学系统照射到条码符号上面，被反射回来的光经过光学 系统成像在光电转换器上，使之产生电信号，信号经过电路放大后产生模拟电压， 它与照射到条码符号上被反射回来的光成正比，再经过滤波、整形，形成与模拟 信号对应的方波信号，经译码器解释为计算机可以直接接收的数字信号1 4 。 条码的码制不同，其符号的构成规则也不同。目前较常用的码制有e a n 码、 u p c 码、3 9 码和c o d e 9 3 码、2 5 条码和交叉2 5 条码、库德巴条码和1 2 8 码、p d f 4 1 7 码、q r 二维条码等。 条码是一种经济、实用的自动识别技术，它具有以下优越性：可靠准确性高， 键盘输入数据出错率为三百分之一，而采用条码技术如果加上校验位，出错率是 千万分之一；数据输入速度快，条码输入的速度是键盘输入速度的5 倍，并且能 实现“即时数据输入”；采集信息量大，利用传统的一维条码一次可采集几十位 字符信息，二维条码可以携带数千个字符的信息，并有一定的自动纠错能力；灵 活、实用性强，条码标识既可以作为一种识别手段单独使用，也可以和有关识别 设备组成一个系统实现自动识别，还可以和其他控制设备联接起来实现自动化管 理。另外，条码标签易于制作，对设备和材料没有特殊要求，识别设备操作容易， 不需要特殊培训，且设备也相对便宜，推广应用条码技术所需费用较低【4 刭。 条码技术的缺点：条码扫描仪必须在人的指导下工作，只能接受它视野范围 内的条码；数据存储量小，一维条码的信息容量是5 0 字节，二维条码最大的容 量可储存2 3 0 0 0 字符；抗恶劣环境差，条码被划破、污染或脱裂后很难被扫描 仪正确地识读；另外，条码还不能被改写，即不能对其存储的数据随时进行增加、 修改或删除操作1 4 引。 1 4 论文的主要研究工作 目前，在卷烟仓库管理中大部分企业采用条码作为仓库管理智能化的方式， 虽然其智能化程度比以前大大提高，但仍需要耗费大量的人力物力。将r f i d 系 统与现行的条码技术相结合，可有效解决与仓库及货物流动有关的信息管理。基 于这种方法，论文的研究工作主要有以下几点： ( 1 ) 研究r f i d 技术，包括r f i d 系统组成、工作原理、应用优势、系统分 类，以及应用广泛的条码技术，提出将两者优点运用到卷烟仓库管理中进行基础 数据挖掘的方法。 6 山东轻工业学院硕：学位论文 ( 2 ) 研究了卷烟出入库的工作原理，提出了系统设计目标，设计了卷烟出 入库的流程图，在硬件设备上选择功能强大的远距离读写器和和适合卷烟仓库管 理的射频标签。 ( 3 ) 运用v c + + 语言编写程序，在程序设计中调用软件丌发包中的读写器管 理函数、读写器标签操作函数，根据读写器与标签之间的通信协议，开发标签识 别、操作程序，运行该程序后实现标签初始化、将数据写入标签、读取标签数据、 锁定标签、以及销毁标签等功能。 ( 4 ) 运用v c # n e t 和s q ls e r v e r ，创建符合卷烟仓库管理系统的数据库表 格并进行数据库连接，开发出基于r f i d 技术的卷烟仓库管理软件。在程序设计 中通过后台操作数据库，将香烟条码与e p c 标签数据捆绑关联起来，运行该程 序后，通过d l c 6 8 2 0 c 型读写器对e p c 标签进行智能扫描，将卷烟条码编号与 r f i d 射频编号及其它信息实时显示在出入库清单中，完成卷烟出入库的数据挖 掘，并实现卷烟出入库信息汇总、明细统计查询，卷烟分类存货统计等功能。 ， 山东轻工业学院硕七学位论文 2 1 系统设计目标 第2 章系统方案设计 物流被称为卷烟企业的第三利润源泉，只有在合理、有效的物流运作管理下， 才能提高效率，降低物流成本，真正地为企业创造价值。卷烟仓库管理一般由三 部分组成：入库管理、库存管理、出库管理，它是物流管理中一个最重要的环节。 单从成本分析的角度讲，物流成本约占商品最终售价的3 0 ，而仓库作业成本又 约占总物流成本的7 0 0 o , , 8 0 0 4 4 , 4 5 j 。由此可见，仓库管理是整个物流管理的核心 环节。仓库管理成本高的主要原因是：在出、入库及库存盘点中的卷烟信息往往 是手工填写到纸面单据或人工录入到计算机中，卷烟出、入库登记手续繁琐，仓 库库存盘点的速度和有效性低下，仓库内特定货物的存储位置统计困难，大量的 实时数据信息传递滞后，导致管理人员不能及时掌握库存量，动态调节最低库存 或实现零库存。由于数据采集方式难以标准化，降低了仓库空间利用率，最终影 响企业效益l 4 6 j 。 目前国家烟草专卖局提出了“两打三扫”( 7 - 业企业入库打码、出库扫码， 商业企业入库、出库扫码，然后在分拣机上打码到条) ，这就要求仓库管理系统 中必须管理到每个件烟条码，大量的数据需要存储。如何有效地使用这些数据， 将隐藏在数据背后的重要信息挖掘出来利用，如何迅速、准确、有效但适量地提 供用户所需的信息，供仓库管理人员、国家一号工程( 卷烟生产经营决策管理系 统) 提供有效的数据，这就需要从数据挖掘中寻求突破点【4 7 a 8 】。数据挖掘是从大 量的数据中，抽取出潜在的、有价值的知识、模型或规则的过程。对于企业而言， 数据挖掘有助于揭示已知的事实、预测未知的结果。通过数据挖掘技术，利用计 算机更快的计算能力和并行体系结构对商业的海量数据进行搜集、处理，对过去 的数据进行查询和遍历，并且能够找出过去数据之间的潜在联系，支持对数据库 的操作。本文就是要对仓库管理系统中的件烟条码数据，进行数据挖掘，满足出 入库的要求，满足对一号工程的数据需求，并且要做到查询处理速度快1 4 圳。 就目前而言，我们可以看到r f i d 技术与r f d c ( 射频数据交换) 技术相结 合是解决仓库管理疑难问题的有效方式。基于射频标签的特性，可以有效的解决 仓库盘点、仓库内产品定位、产品出库、入库、移动过程中识别等问题，同时使 用无线车载终端，可以实现实时传输数据的功能。那么，如何将r f i d 技术与条 码技术、仓库管理系统紧密的结合起来，更有效的发挥r f i d 技术特点，提高仓 库管理水平，提升仓库管理效率，正是本文所研究的核心内容。 9 第2 章系统方案设计 卷烟仓库管理系统的设计目标是向件烟上安装射频标签，也就是r f i d 标签， 将射频标签编码和件烟信息绑定储存在后台数据库中，在件烟运输经过的所有入 库口处、库存统计点、出库口处安装读写器，通过读写器对出入仓库的件烟上的 射频标签进行正确的识别，经计算机处理后为仓库管理人员提供准确的件烟出入 仓库清单，包括产品条码编号、r f i d 射频编号、产品名称、规格、单位、数量、 价格、金额等基础信息，以及准确的出入库汇总单、出入库明细表、存货统计表， 从而建立一套完整的卷烟仓库管理系统。 2 2 系统工作原理 ( 1 ) 入库管理 件烟入库时，在入库口通道处的d l c 6 8 2 0 c 型读写器读取件烟上的e p c 标 签信息，同时记录到仓库管理系统中。系统对照订单信息，若是所订货物则通过 r f i d 叉车搬运，由巷道堆垛机将货物搬运进仓库，储存在仓库管理系统分配的 货位中；若不是所订货物，仓储管理系统则输出提示信息，由工作人员进行处理。 货物入库完毕后，完成库存信息和货位信息的更新，打印入库清单。货物入库流 程如图2 1 所示。 图2 1 产品入库流程图 ( 2 ) 库存管理 仓库管理人员通过d l c 6 8 2 0 c 型读写器对分类件烟进行定期的库存盘点； 1 0 山东轻工业学院硕士学位论文 可以实时掌握货架情况，实现适时补货，控制库存量；货物移位时，读写器自动 采集货物信息，将数据传送至仓库管理系统，进行货物货位管理，确保精确的库 存控制。 ( 3 ) 出库管理 按照订单要求，仓库管理系统自动确定最优交货方式，生成拣货方案，据此 安排订单拣选任务，确定拣货区。由巷道堆垛机取出货物后，同时更新货位信息 和库存信息，输送系统将货物送至分拣系统。按户分拣后，货物通过出库口通道 处时，d l c 6 8 2 0 c 型读写器自动读取货物信息，并将货物信息传送至仓储管理 系统。系统将货物信息与订单进行对比，若与订单信息相符即可装箱配送出库， 打印出库单；若不相符，由工作人员进行处理，注销已读取货物的信息，将货物 重新归位。货物出库流程如图2 2 所示。 图2 2 产品出库流程图 2 3 系统硬件构成 卷烟仓库管理系统主要包括读写器、射频标签、读出主计算机( 上位机) 等。 第2 章系统方案设计 ( 1 ) d l c 6 8 2 0 c 型读写器 读写器采用d l c 6 8 2 0 c 型读写器，它具有读写距离远、读写稳定、读写速 度快、接口开放、环境适应力强等优点，适合进行工业级应用。d l c 6 8 2 0 c 远 距离一体化读写器如图2 3 所示： 盐 一? 一 。 ”* ” 。” 。，一“”；i _ 分” d l c 6 8 2 0 c 型远距离一体化读写器主要技术参数如下： 工作频率：9 0 0 m h z 9 2 8 m h z ； 工作模式：软件设定跳频或定频工作； 功率可调范围：0 1 w 1 w ； 天线：内置圆极化天线； 通信口：r s 2 3 2 ；r s 4 8 5 ；韦根2 6 或韦根3 2 ； 通信速率：软件设定，最高可达5 7 6 0 0 b p s ； 读写性能：1 ) 读、写无源电子标签( 支持1 8 0 0 0 6 b 及e p c 协议) ； 2 ) 最远读取标签距离：5 米( 可靠读取距离3 米) ； 应用软件平台：1 ) 提供应用软件编程a p i ； 2 ) 支持v b 或v c 开发。 电源：+ 5 v d c ，平均功耗小于2 瓦； 尺寸重量：2 2 0 2 2 0 5 0 m m ，1 5 k g ； 工作温度：3 5 。c + 6 0 0 c ，存储温度：5 0 0 c + 8 0 0 c ； 产品性能：发射功率小，读写距离稳定可靠：软硬件分开设计，支持在线升级； 支持触发后识别标签的功能；数据过滤，同步和异步等功能；标签数据i d 匹配，离线工作等功能。 ( 2 ) e p c 标签 e p c ( e l e c t r o n i cp r o d u c tc o d e ，电子产品码) 是一个唯一的数，用于识别物 1 2 函 山东轻工业学院硕j ：学位论文 品。其具有一个特殊的形式和结构以便于实现标识的唯一性、数字的管理和作为 信息的参考。 e p c 的一般结构是由一个长度固定的头字段后随一串数字组成，这串数字的 结构和功能由头字段的值来决定。另外利用e p c 的二进制位表示法是为了把这 些码嵌入标签中并且通过无线和有线计算机网络传输这些码，而且为了简化这些 二进制位的表示，常常利用十六进制来表示。 所有e p c 码都有一个长度固定的头字段和一串长度、组织和结构完全由头 字段值决定的数组成，如图2 4 所示。从这方面的意义来说，头字段可以认为是 变码，即它决定了其余数据的结构和形式。 爻字段数找 、 图2 4e p c 码组成 更详细地说，e p c 头字段确定了单一物品的唯一标识的结构；制定了数据分 区的数目和格式，包括全长和每一个分区的长度；指明了与e p c 关联的内容或 数据的附加分区。 e p c 标签的存储器根据实现存储功能的不同分为四个存储体，分别为保存内 存、e p c 存储器、t i d 存储器、用户存储器，这四个存