【毕业学位论文】(Word原稿)基于RFID的仓储信息管理系统的设计实现-软件工程

中图分类号： 学校代码： 10055 密级： 硕 士 专 业 学 位 论 文 基于 仓储信息管理系统的设计实现 文作者 窦鑫磊 指导教师 程仁洪教授 申请学位 工程硕士 培养单位 软件学院 学科专业 软 件工程 研究方向 答辩委员会主席 评 阅 人 南开大学研究生院 二一三年十一月 摘 要 自从进入本世纪 ，在 我国开始逐步改善国家宏观调控的政策，使得我国金融经济各方面获得飞速发展。这也促进了 物流行 业，使物流行业保持了较快发展 ，也使 物流体系 获得了 不断完善。提高仓储管理效率，促进仓储的信息化和科学化，对整个物流行业乃至经济贸易都能起到非常重要的作用。传统的仓 储管理流程采用纯人工手动操作的管理方式，在货物量非常大且物品种类繁多的情况下，会给仓库管理人员带来巨大的工作量。并且人工清查货物不仅耗时长，而且很容易造成漏查、多查、重查等错误，降低了工作效率。 针对仓储管理数据釆集 的 速度慢、准确性 不易保证 的等问题，本文提出了基于 仓储管理信息系统研究与设计。将 术应用于仓储管理，以实现信息的自动快速准确釆集 ，实现 仓储管理 的方便快捷，以及实现降低 仓储 运营的成本提高效益 。在对 术、数据传输技术深入研究的基础上，对 提出了固定式以及手持式多种方式结合的仓储管理方式。使用 建了基于 仓储管理信息系统的体系架构。 利用 系统分层 的体系结构，实现了系统功能的分层 ，以及各层之间的解耦和，更重要的是降低了系统对数据库的依赖，大大减少了数据库操作工作量。本研究在深入研究 系统的 业务流程基础上， 分析了业务信息的处理流程 ，并基于此建立了系统功能架构 和 功能模块 信息流 。 系统开发 选择 010 和 008 作为系统和数据库开发工具， 也基于 010 平台 采用 言 进行系统编码，进行 用户管理模块、入库管理模块、移位模块、货物盘点模块及系统信息管理模块的开发实现。 线射频技术，对仓储货物进行管理，降低了工作中的人工干预，不仅节约人力物力，同时提高了统计数据的可靠性，使仓储管理更加简单。现代通信技术实现了对货物的实时更新，对货物入库情况实时监控。本研究能帮助仓库实现统筹管理，显著提高仓储管理的工作效率。 关键字 ： 线射频 仓储 信息管理 物联网 1st of to a is of a in it to in of of of to of of of in in to of On of of of on of On of 010 008 as of of of of to of of of 目录 摘 要 . 2 . 3 第一章 绪论 . 1 究的背景与意义 . 1 前国内仓储管理的弊端： . 1 技术带来的便捷 . 2 研究的意义 . 3 内外研究现状 . 3 储管理系统研究现状 . 3 联网技术的发展现状 . 5 术的发展和应用 . 7 究目标与研究内容 . 12 第二章 系统需求分析 . 13 据流分析 . 13 能分析 . 14 统用户及用例 . 15 统用户 . 15 统用例 . 16 行性分析 . 25 第三章 仓储信息管理系统总体设计 . 26 件架构设计 . 26 、入库管理 . 50 物出库基本流程 . 50 物入库基本流程 . 53 、入库管理中的无线传输技术 . 56 物入库功能实现 . 58 存信息管理 . 58 存信息管理基本流程 . 58 物盘点基本流程 . 59 物盘点功能实现 . 61 物移位基本流程 . 61 物移位功能实现 . 63 表统计管理 . 64 统信息管理 . 64 第六章 总结与展望 . 67 结 . 67 望 . 67 参考文献 . 错误 !未定义书签。 致 谢 . 错误 !未定义书签。 绪论 1 第一章 绪论 究的背景与意义 前国内仓储管理的弊端： 我国物流行业起步较晚，随着国民经济的飞速发展，物流业的市场需求持续扩大。进入 21 世纪以来，在国家继续加强 和改善 宏观调控 政策的影响下，中国物流行业保持较快增长速度，物流体系不断完善，行业运行日益成熟 和 规范 。随着我国经济发展、竞争加剧、国际化程度提高，关系国计民生和国家竞争力的重要物资的战略地位日益显现，基础行业的物流需求也提高到一个新的层次。因此，出现了销售物流向生产物流、供应物流，下游商品向上游原材料物流延伸的趋势，各个行业与物流的关系越来越密不可分。物流是经济贸易 供应链活动的一部分，是为了满足客户需要而对商品、服务以及相关信息从产地到消费地的高效、低成本流动和储存进行的规划、实施与控制的过程。 经济贸易的繁荣发展带动了物流的发展，反过来物流的发展也同样促进了经济贸易。 物流的发展必然离 不开 通过 运输 、存储、配送 等各个环节的顺利的实现。存储 作为物流系统的一个重要环节，对物流有着非常重要的作用。仓储是集 中反映物资 活动状况的综合场所，是连接生产、供应、销售的中转站，对促进生产提高效率起着重要的辅助作用。提高存储效率和存储质量，一方面能 大大减少物流的成本，另一方面还能提高物流的工作效率，缩短贸易周期。因此，提高仓储管理效率，促进仓储的信息化和科学化，对整个物流行业乃至经济贸易都能起到非常重要的作用。 传统的仓储管理流程是仓库人员收到货物，根据到货单清查货物，人工记录入库情况，并将货物随机堆放入仓库。采用这种纯人工手动操作的管理方式，在货物量非常大且或物品中繁多的情况下，无疑会给仓库管理人员带来巨大的工作量。因为货物需要人手工记录它们的名称、数量、编号、规格等属性，单是清点货物就会花费掉他们的大部分工作时间。并且人工清查货物不仅耗时长，工作 量大，而且很容易造成漏查、多查、重查等错误，大大降低了工作效率。如果货物入库不采用一定的规则管理，而是随意摆放，必然造成仓库空间的极大浪费，同时给货物清查造成了很大的困难，也降低了货物的出入库效率。手工记录的数据往往不规范，这也给相关报表的统计造成了很大不便，使财务统计的工作更加繁绪论 2 杂。 虽然目前大多仓储管理都采用了条码技术的仓储管理，相比人工操作实现了数据快速、可靠的采集，在很大程度上降低了工人的工作量，相对提高了工作效率。但是由于条码存储的只是一个编号，货物的相关信息还是需要人工输入，并且货物的条码只能 “一码一扫 ”不能成批扫码，且需要找到条形码，并对其近距离扫码，在存储量大，货物出入库频繁的情况下，人工的工作量依然很大。条形码技术虽然价格低廉，制作方便，但是由于其采用纸质材料印刷，在货物运输以及搬运过程中很容易造成污染或者损毁，以致给货物的出入库造成困难。 技术带来的便捷 随着人类文明的发展现代科技的飞速进步，信息科技的产物给我们提供了多种越来越多的选择。新技术的不断问世，以及不断尝试的应用于人类的生产生活中，让人们感受到了科技进步带来的便利。也是人们认识到要提高工作效率，减轻人工工作量，就要采用自动化、 机械化人工能代替人工产生更高的工作效率。 射频识别即 术，又 被 称 为 电子标签 ， ，它是一种基于无线通信的射频识别技术 ，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。无线电的信号是通过调成无线电频率 的 电磁场 ， 把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品 。 传统的条形码相比，有存储信息量更大，扫描速度更快，信号穿透力强，抗污染和耐久性强等特点。 许多行业都运用了射频识别技术。 将 标签 附着 在一辆正在生产中的汽车，厂方便可以追踪此车在生产线上的进度。仓库可以追踪药品的所在。射频标签也可以附于牲畜与宠物上，方便对牲畜与宠物的积极识别（积极识别意思是防止数只牲畜使用同一个身份）。射频识别的身份识别卡可以使员工得以进入锁住的建筑部分，汽车上的射频应答器也可以用来征收收费路段与停车场的费用。 在 仓储 方面采 用射频识别技术，只需要在货物的外包装 上的安装 电子标签 ，在入库处设置阅读器，就可以实现货物的自动化管理。与此同时，货物管理员可以通过安装在仓库的阅读器，了解货物的具体位 置。这对提高仓库的管理水平有着重要意义。 同时，要实现货物的实时更新，对货物入库情况实时监控，不仅需要快速准确的采集货物信息还需要试试将货物信息记录并保存到货物数据表中。现代通信技术无线网络传输 及有线传输给数据的实时更新提供了可靠地网络技术保障。 要实现仓库信息的高效管理，最重要的是有一套合理的仓储管理系统，对仓绪论 3 库货物快速高效的进行出入库管理，并且方便快捷的实现仓库货物的盘点，报表的统计，最终实现对仓储数据的科学统筹管理。 研究的意义 采用 线射频技术，对仓储货物进行管理，降低了工作中的 人工干预，不仅节约人力物力，同时提高了统计数据的可靠性，使仓储管理更加简单。现代通信技术实现了对货物的实 时更新，对货物入库情况实时监控。本研究能帮助 仓库实现统筹管理，显著提高仓储管理的工作效率。 内外研究现状 储管理系统研究现状 仓库管理系统（ 英文为 对物料存放空间进行 管理 的 软件 ，它区别于库存管理。其功能主要有两方面，一为通过在系统中设定一定的仓库仓位结构对物料具体空间位置的定位，二为通过在系统中设定一些策略对物料入库、出库、库内等 作业流程 进行指导，有利于仓库资源使用 错误 !未找到引用源。 。仓库管理系统是在 20 世纪 70 年代中期问世的，自问世以来，它发展迅速，它起源于传统的进销存库存管理系统，并在传统库存管理的基础上拓展并增加了各种新型功能发展而来。高效的仓储管理可以有效调节供应和需求，实现产品的整合，降低库存成本，保障贸易和生产的顺利进行，从而实现调控者对货物的有效控制和管理。据美国 家 绍 “目前全球 75 家 ”错误 !未找到引用源。 。 近年来，随着经济全球化 的不断增强和世界经济的发展，物流已经成为很多国家促进未来经济增长的一个重要因素，而仓储管理作为物流管理的核心环节，如果能够在物流管理中高效合理的实现仓储管理对于企业乃至金融贸易来说都将产生重大意义。也正因为如此，涉及到仓储运输的各行各业，也纷纷根据其行业特点，改进和提高仓储管理方式方法，以提高仓储管理效率，从而降低贸易成本，提高利润。 在能源领域中占据重要地位的煤炭行业，是对仓储要求很高，且依赖性很强。由于煤炭存储控制环节繁多，对产品安全要求也较高，一旦物资供应出现质量问题或其它疏忽，可能造成极大的经济损失 甚至危及生产人员的生命危险。并且物资数量巨大，造成了煤炭物资供应的工作量很大，这些都给煤炭的物资仓储以及绪论 4 供应提出了很高的要求。 延春 错误 !未找到引用源。 、 许建领 错误 !未找到引用源。 等人根据煤炭行业的行业特点，针对目前煤炭企业仓储管理过程中存在一些的问题，尝试提出并探讨了相应的对策，提高了相关企业的仓储管理水平，从而为煤炭企业实现高效仓储管理提供了先进的理论基础。医院药库的仓储管理，是医 院管理的核心组成，由于其对安全性以及环境要求非常高，因此对仓储管理提出了很高的要求。 郑宪章 、 朱炜炜 错误 !未找到引用源。 等根据医院药库的现实环境要求，探索了医院药库现代仓储管理的方法，并将探索结果应用于仓储管理中，结果证明此管理方案对于医院保障临床用药、保证仓储药品质量、降低药品仓储损耗、降低药品流通成本等起到了积极作用，对医药仓储管理的发 展有着重要意义。重要而繁杂的电站建设物资供应工作给采购和仓储管理工作带来了挑战。 张立宇 、 王霆 错误 !未找到引用源。 等认为，虽然在电站建设中加大招标采购力度和规范招标采购程序既是自觉践行招投标制度的需要，更是提高采购质量和节约投资的有效手段；提高仓储管理水平、打造高效的物资中转站是仓储管理的目标，也是电站建设顺利进行的需要；培育和加强招标采购与仓储管理之间信息共享和紧密互动关系，是构建科学、有效 和经济的物资供应链的必然要求。 要提高仓储管理水平，实现高效的物资中转，不仅需要将行业特征细化到仓储管理中，达到定制化的仓储管理，还需要将现代科技与仓储管理相结 合提 高仓储管理效率。 针对当前传统物流仓储管理中存在的工作强度高、速度慢、效率低等问题， 黄己酉将条码技术引入到仓储管理中来，使用条形码以及单片机技术构造了完整的条形码识别系统的单片机硬件系统、计算机端软件系统以及其应用，与传统的仓储管理方法相比，条形码识别系统具有很大的发展潜力。 错误 !未找到引用源。 术可对产品进行非接触式的自动识别，且储存信息量大，并且它是产品的唯一标识，使用 够实现批量货物数据的瞬时读取，以及对标签存储信息的重复读写。将 术应用到仓储管理系统中，有助于企业仓储管理系统的整体管理和优化。 修喜玲 错误 !未找到引用源。 从系统总体构建的角度出发，应用术对企业的仓储管理系统进行了设计和开发；对系统中的货架物资管理这一关键子系统，运用 统硬件设备及 #发工具进行了初步实现。张静 错误 !未找到引用源。 尝试将 术应用到了现实生产中，将 入到了远港物流中心的仓储管理系统。该系统对连云港远港物流中心仓储管理系统的合理性和有效性起到一定的指导及促进作用。经运行证实这项 研究既可以提高远港物流中心仓储管理的效率，也能保证企业的技术水平处于行业内领先水平，有利于远港物流中心的发展。 随着信息技术革命第三次浪潮的兴起，物联网的关键技术在越来越多领域被绪论 5 逐渐应用。由于物联网本身呈现出物物相连的特点，而仓储管理恰好以 物 为主，两者都存在着 物 的共性，将物联网运用到仓储管理中具有重要的现实意义和可行性。 舒正秋 错误 !未找到引用源。 从总结物联网关键技术出发，探讨物联网技术与仓储管理两者合一的现状与发展前景，对仓储管理的发展方向起到了一定的指导意义。 联网技术的发展现状 联网的研究背景 近年来，物联网、云计算等名词一度成为 乃至全社会的热点，各行各业都纷纷利用这个新名词推出新型产品来抢占先机。物联网究竟指的是什么，是一个萦绕在大众头脑中的大大疑问。维基百科中有 一种对物联网的简单描述： “物联网就是把传感器装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道以及家用电器等各种真实物体上，通过互联网联接起来，进而运行特定的程序，达到远程控制或者实现物与物的直接通信 ”。而以下对物联网的定义，更能反映出物联网是一个 “智能网络 ”， “物联网，即通过装置在各类物体上的射频识别 (传感器、二维码等，经过接口与无线网络相连，从而给物体赋予 智能 ，实现人与物体的沟通和对话，也可以实现物体与物体互相间的沟通和对话，这种将物体联接起来的网络被称为 物联网 ”；物 联网一般为无线网，根据每个网络使用者的用途及其周围的设备数量，物联网可能要包含的节点在几个到几千个甚至上万个不等。通过物联网，每个人都可以应用电子标签将真实的物体上网联结，在物联网上都可以查找出它们的具体位置。 错误 !未找到引用源。 “物联网 ”（ 的概念最早于 1999 年由麻省理工学院究中心提出， “即把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理，实质上等于 术和互联网的 结合应用 ”。2005 年 11 月 17 日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（ ，国际电信联盟 ( 告中对物联网概念进行扩展，指出 “任何时刻、任何地点、任何物体之间的互联，无所不在的 “物联网 ”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行信息交换；射频识别技术（ 传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用 ”。但 针对物联网的概念扩展提出新的准确的物联网定义。 2009 年 9 月 15 日，欧盟第 七框架下 物联网研究项目簇 (f 布了物联网战略研究路线图研究报告，其中提出了新的物联网概念，认为 “物联网是未来绪论 6 一个组成部分，可以被定义为基于标准的和可互操作的通信协议且具有自配置能力的动态的全球网络基础架构；物联网中的 “物 ”都具有标识、物理属性和实质上的个性，使用智能接口，实现与信息网络的无缝整合 ”。 无论从 、软件界的角度来看，物 联网都无疑是一个新兴的极 具 发展潜力、即将引领科技信息发展方向的新潮流。尤其对于中国这样一个跟随在世界科技前沿之后的发展中国家，技术以及应用的任何变革都将可能是一个使中国发挥后优势，利用技术变革实现跨越式发展的机遇。 作者在 错误 !未找到引用源。 一书中提到， “中国物联网有四大支柱产业群，即 感网、 两化融合；这意味着中国的物联网将有巨大的市场需求 ”。与此同时，中国各地的物联网项目纷纷出炉，如雨后春笋般涌现出来，反映出市场以及政府导向都在积极推动着物联 网这一波革新浪潮。 联网技术 应用 现状 物联网技术作为第三次信息产业浪潮，近年来已经成为全球从科研人员到政府部门乃至各行各业持续关注的热点。物联网作为信息发展的新理念，使信息获取方法和覆盖范围发生重大变化，各国都在积极布局物联网产业格局，力图抓住物联网带动产业提升的战略机会。美国、欧盟、日本、韩国、新加坡、中国台湾等在内的国家和地区都已制定了物联网发展计划。 美国总统奥巴马就职后，与美国工商业领袖举行了一次 “圆桌会议 ”，作为仅有的两名代表之一， 席执行官彭明盛首次提出 “智慧地球 ”这一概念，建议新政府投 资新一代的智慧型基础设施。奥巴马对此给予了积极的回应，将物联网列为 “在经济繁荣和国家安全两方面至关重要的技术 ”，也将物联网应用为核心的“智慧地球 ”计划上升到国家战略层面。 欧洲于 2008 年 6 月公布了 14 点计划，通过发展关键资源、标准化、项目资助和试点等构造该领域的主导地位， 术已经在欧洲实现商用。 日本则提出了 划，欲在 2010 年成为世界最先进的 家并领先全球；韩国提出了 划，想成为全球电信及 设产业先驱。 在 “物联网 ”这个全新产业中，我国积极支持物联网技术的研 究与产业发展，迅速将物联网提升到国家战略地位。使得我国的技术研发水平不仅与世界保持了同步发展，还处于了世界前列，在世界物联网技术研究领域具有重大影响力。在世界物联网领域，中国与德国、美国、韩国一起，成为国际标准制定的主导国之一。 中科院早在 1999 年就启动了传感网研究，与其它国家相比具有同发优势。绪论 7 该院组成了 2000 多人的团队，先后投入数亿元，在无线智能传感器网络通信技术、微型传感器、传感器端机、移动基站等方面取得重大进展，目前已拥有从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链。 温家宝总理 2009 年 8 月考察无 锡提出 “感知中国 ”到今年政府工作报告中提出加快物联网研发应用，加大相关产业的投入和政策支持，中国的物联网发展进入了一个全新的高速发展时期。中国科学院和无锡市政府联合成立了无锡物联网产业研究院，无锡市启动 “感知中国中心 ”的建设，中国移动、中国联通、中国电信等三大运营商，以及东南大学、北京邮电大学等纷纷在无锡成立物联网研究院，无锡市、北京市等城市制定了物联网 5 年发展规划，已逐步形成了江苏无锡、上海、北京为中心的一定的产业聚集。 目前物联网已列入国家重点发展的五大战略性新兴产业之一，工信部已将物联网规划纳入十二五 专题规划。无锡、北京、上海、深圳、成都等地都将物联网作为信息产业发展的重点，应用热点主要分布在以平安城市、智慧电力、平安家居、智慧医疗等概念涵盖范围内的行业应用。 术的发展和应用 自动识别技术就是应用一定的识别装置，通过被识别物品和识别装置之间的接近活动，自动地获取被识别物品的相关信息，并提供给后台的计算机处理系统来完成相关后续处理的一种技术； 自动识别技术在国外发展较早也较快，尤其是发达国家具有较为先进成熟的自动识别系统，而我国在 2010 年左右也实现了自动识别技术的产业化； 自动识别技术不是 稍纵即逝 的时髦技术，它已经成为人们日常生活的一部分，它所带来的高效率和方便性影响深远。 错误 !未找到引用源。 自动识别技术近 几十年在全球范围内得到了迅 猛发展，初步形成了一个包括条码技术、磁条磁卡技术、 技术、 光学字符识别 、射频技术、声音识别及视觉识别等集计算机、光、磁、物理、机电、通信技术为一体的高新技术学科。下图展示了各种不同识别技术 的性能比较。 表 一 条码 光字符 磁卡 射频识别 信息载体 纸或物质表面 物质表面 磁条 存储器 存储器 信息量 小 小 较小 大 大 读写性 只读 只读 读 /写 读 /写 读 /写 读取方式 光电扫描转换 光电转换 磁电转换 电路接 无线通信 绪论 8 人工识读性 受制约 简单容易 不可能 不可能 不可能 保密性 无 无 一般 最好 最好 智能化 无 无 无 有 有 受污 染 /潮湿影响 很严重 很严重 可能 可能 没有影响 光遮盖 全部失效 全部失效 没有影响 受方向和位置影响 很小 很小 单向 没有影响 识读速度 低（ 4s） 低（ 3s） 低（ 4s） 很快 (识读距离 近 很近 接触 接触 远 使用寿命 较短 较短 短 长 最长 国际标准 有 无 有 不全 制订中 价格 最低 低 较高 较高 表 中对各种自动识别技术进行了比较，可以看出，同其它中识别技术相比，术具有以下优势： 错误 !未找到引用源。 1. 具有非接触性。 2. 数据量大。 3. 信息处理速度快。 4. 识别距离远。 5. 保密性高。 6. 具有很轻的环境适应性。 7. 可以实现多目标识别 8. 系统可靠性高。 一种简单的无线系统，一套完整 统 只需要两个基本部件：阅读器（ 与 电子标签（ ， 该系统用于控制、检测和跟踪物体 。每个 统 通常包括 一个 或几个 阅读器 和 多个 标签 ， 统 工作时，首先 由阅读器发射无 线 电波给电子标签，用以驱动电子标签电路将 存储的标签 及其他信息发送出来 ， 同 时阅读器 接收 电子标签发送的信息 错误 !未找到引用源。 。签节约能耗 、 非 接触 错误 !未找到引用源。 、 抗污染 ， 辨识度高 错误 !未找到引用源。 ，安全性高、寿命长 ， 电子标签 拥有其他形式的条码标签无法比拟的优势 错误 !未找到引用源。 。 随着 术 的不断发展， 我们生产生活中的应用也越来越广泛 。 错误 !未找到引用源。 术分类 依据 电子 标签内部供电有无， 将 签分为被动式、半被动式、主动式绪论 9 三类。 （ 1） 被动式。 被动式标签没有内部供电电源，其内部电路通过接收到的由 读 器发出的电磁波进行驱动，所以称为被动标签。当标签接收到足够强度的讯号时，可以向读取器发出数据。这些数据包括全球惟一代码 ，和其他预先存于标签内 的数据。 由于被动式标签具有价格低廉，体积小巧，无需电源等优点。目前市场所运用的 签以被 动式为主。但是由于被动式标签读取靠读取器发射信号，并且返回信号相对衰减，从而产生一定限制。 （ 2） 半被动式。 半主动式标签类似于被动式，不同之处是多了一颗小型电池，可以驱动标签内的 标签内的内存资料回传到读取器；这样的好处在于，半主动式标签不会因读取器电磁波信号强弱，而无法执行任务，并自有足够的电力回传信号；相较至下，半主动式标签，比被动式标签在反应上速度更快，距离更远及效率更好。错误 !未找到引用源。 （ 3） 主动式 与被动式和半被动式不同的是，主动式标签本身具有内部电源 供应器，用以供应内部 需电源以产生对外的信号；一般来说，主动式标签拥有较长的读取距离和可容纳较大的内存容量可