黃維銘 林新 周冰 李品斌 曾文鈺

（1.廣西廣播電視技術(shù)中心玉林分中心；2.廣西廣播電視技術(shù)中心貴港分中心）

一、引言

近年來，隨著廣播電視事業(yè)的快速發(fā)展，由技術(shù)中心向分中心分發(fā)的工程設(shè)備、廣播電視備用器件、電線電纜等器材數(shù)量日益增加，給分中心的倉庫管理增加了不少工作和壓力，同時(shí)對分中心的倉庫管理工作也提出了更高的要求。目前分中心倉庫管理模式主要是人工管理模式，即貨物的出入庫、貨物的庫存狀態(tài)等信息均由分中心資產(chǎn)管理員通過整理倉庫管理員手抄的紙質(zhì)表格內(nèi)容并做好記錄后，再由資產(chǎn)管理員本人制作并添加相關(guān)信息到Excel中，維護(hù)部人員借用或者歸還貨物均通過QQ群向資產(chǎn)管理員進(jìn)行報(bào)告，整個(gè)過程不僅繁瑣，而且極易出現(xiàn)差錯(cuò)，對管理的貨物相關(guān)信息也難以實(shí)時(shí)更新，當(dāng)需要進(jìn)行貨物的盤點(diǎn)或統(tǒng)計(jì)的時(shí)候也十分耗費(fèi)時(shí)間和人力，人工管理的方式已經(jīng)越來越不能滿足事業(yè)發(fā)展對倉庫管理的要求。為此，我們借助物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的RFID技術(shù)用于分中心的倉庫管理工作，幫助倉庫管理人員方便地完成對倉庫的各類貨物統(tǒng)計(jì)，加快倉庫管理自動(dòng)化的步伐，提高倉庫管理的業(yè)務(wù)處理效率，盡可能地減少倉庫管理的重復(fù)性和低效性，從而實(shí)現(xiàn)了倉庫管理的系統(tǒng)化、規(guī)范化和自動(dòng)化，為安全播出提供了堅(jiān)實(shí)可靠的后勤保障。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D

二、系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)和功能概述

本文主要以玉林分中心的倉庫管理為需求進(jìn)行分析。目前分中心主要有兩個(gè)倉庫，一個(gè)是241臺區(qū)的備品備件貨物倉庫，一個(gè)是綜合部的儀器設(shè)備倉庫，系統(tǒng)主要工作是對分布于上述兩個(gè)不同地域的倉庫的貨物信息進(jìn)行采集。貨物信息主要包括貨物到貨驗(yàn)收、入庫、出庫、借用、歸還、庫存盤點(diǎn)等數(shù)據(jù)，借助RFID技術(shù)采用自動(dòng)采集的方式，各個(gè)倉庫點(diǎn)都將采集到的數(shù)據(jù)傳送到后臺服務(wù)器數(shù)據(jù)庫，提高倉庫管理系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)錄入的速度和數(shù)據(jù)一致性、準(zhǔn)確性，確保資產(chǎn)管理員能及時(shí)準(zhǔn)確地掌握庫存的真實(shí)數(shù)據(jù)，合理保持和控制倉庫中的物件庫存。

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要由硬件和軟件設(shè)計(jì)兩部分構(gòu)成，硬件部分主要是完成數(shù)據(jù)的采集和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸，軟件部分主要完成數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析處理。兩個(gè)倉庫點(diǎn)的每一件貨物都具有由收發(fā)天線和存儲芯片構(gòu)成的RFID電子標(biāo)簽, 該標(biāo)簽可存儲貨物的種類、數(shù)量等相關(guān)信息；在倉庫貨架上安裝固定式讀寫器和手持式移動(dòng)閱讀器，用于倉庫貨物數(shù)量的監(jiān)控、定位和自動(dòng)盤點(diǎn)。每臺固定式讀寫器均配帶多支收發(fā)天線，每支天線有唯一的地址碼；讀寫器可以和標(biāo)簽遠(yuǎn)距離通信，讀寫貨物包裝表面的 RFID 電子標(biāo)簽所記錄的內(nèi)容，同時(shí)讀寫器可以通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等實(shí)時(shí)上傳數(shù)據(jù)至服務(wù)端的數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D如圖1所示。

系統(tǒng)主要有以下五種功能：貨物數(shù)據(jù)采集功能、貨物數(shù)據(jù)信息管理功能、貨物查詢功能、庫存盤點(diǎn)功能以及系統(tǒng)信息管理功能，其中貨物數(shù)據(jù)采集功能通過RFID實(shí)現(xiàn)對入庫和出庫的貨物數(shù)據(jù)的采集操作；貨物數(shù)據(jù)信息管理功能對采集來的貨物數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，將貨物的初始編碼數(shù)據(jù)信息輸入到系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)庫中，做到每一件貨物對應(yīng)數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)列表字段唯一的 ID 號；貨物查詢功能是對每件貨物的實(shí)時(shí)狀態(tài)和出入庫時(shí)間快速查詢的功能；庫存盤點(diǎn)功能可定期完成對在庫貨物器材的清點(diǎn)，倉庫中每件裝備的標(biāo)簽 ID號都與數(shù)據(jù)庫中的編碼信息建立了一一對應(yīng)的映射，通過計(jì)算機(jī)遍歷查找，能夠減少人為盤點(diǎn)貨物的工作量，增加工作的精確性以及高效性；系統(tǒng)信息管理功能主要是對系統(tǒng)的配置信息進(jìn)行設(shè)置，如添加、刪除系統(tǒng)用戶、設(shè)置用戶權(quán)限、設(shè)置系統(tǒng)操作日志等。

軟件使用C#編程工具開發(fā)，使用三層軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)，如圖2所示。

圖2 架構(gòu)設(shè)計(jì)圖

由于本系統(tǒng)處理的貨物數(shù)據(jù)量較大，故對系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的時(shí)候首先對貨物數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，使用E-R圖進(jìn)行描述，通過邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析，建立了職工信息表，貨架代碼表，貨物信息表，貨物入庫表，貨物出庫表，現(xiàn)有庫存表，系統(tǒng)操作日志表等。

三、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)主要包括系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信架構(gòu)和系統(tǒng)各個(gè)主要功能模塊的實(shí)現(xiàn)，其中前者的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵考慮是分布式，涉及到倉庫點(diǎn)的整體布局、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的部署和軟件網(wǎng)絡(luò)編程，如倉庫點(diǎn)的整體布局包括貨架的放置、分揀區(qū)和工作區(qū)，如可以按照廣播電視器材的分類或者工程用途等對貨架區(qū)進(jìn)行歸類，科學(xué)合理的倉庫布局能提升管理的高效性，同時(shí)也為后續(xù)的開發(fā)設(shè)計(jì)提供便捷。數(shù)據(jù)采集設(shè)備實(shí)現(xiàn)通過 RFID 天線讀取貨物上的電子標(biāo)簽，然后將其傳遞給射頻模塊中的 MCU 進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理及操作，處理后的數(shù)據(jù)由模塊的URAT接口傳輸給上位機(jī)，上位機(jī)通過調(diào)用 API 函數(shù)把該貨物射頻標(biāo)簽的信息以TCP/IP的格式把數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝以便在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?？紤]到讀寫速度和通信接口兩個(gè)因素，選擇讀寫器采用MFRC522模塊，它支持雙向數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)424kbit/s，并且支持豐富的接口， MFRC522模塊管腳定義如圖3所示。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備我們選擇帶路由功能的H3C-S5120V2-20P-LI三層交換機(jī)。

本系統(tǒng)使用C#編程軟件工具中的Socket網(wǎng)絡(luò)編程，數(shù)據(jù)庫的操作通過實(shí)例化類SqlConnection、SqlDataReader、SqlCommand、SqlDataAdapter 等實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)庫使用Microsoft SQL Server 2012。連接數(shù)據(jù)庫的部分關(guān)鍵代碼如下：

圖3 MFRC522模塊管腳定義

四、安裝和調(diào)試

系統(tǒng)的安裝調(diào)試工作包括每件貨物的電子標(biāo)簽、讀寫器的安裝以及讀寫器上位機(jī)軟件的調(diào)試，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)配置，軟件設(shè)置等。讀寫器上位機(jī)軟件配置調(diào)試的參數(shù)主要有通信COM號，波特率，工作頻率，輸出功率等，大類讀寫器具體配置如圖4所示。本系統(tǒng)的關(guān)鍵是對貨物數(shù)據(jù)的采集，因此電子標(biāo)簽和讀寫器的安裝顯得尤其重要，系統(tǒng)安裝和調(diào)試的過程中需要考慮的幾個(gè)關(guān)鍵問題 ：（一）固定式讀寫器的天線功率對識別電子標(biāo)簽的影響；（二）廣播電視臺區(qū)強(qiáng)大的中波電磁場是否影響讀寫器發(fā)出的RF信號；（三）讀寫器的信號是否覆蓋對應(yīng)的貨物，確保電子標(biāo)簽的信號能被完整準(zhǔn)確讀寫；（四）讀寫器的天線參數(shù)選擇是否合適，以便確保讀寫器與電子標(biāo)簽之間通信正常，避免出現(xiàn)誤讀和漏讀電子標(biāo)簽，保證數(shù)據(jù)采集功能和出入庫操作記錄功能的完整實(shí)現(xiàn)等等。

圖4 大類讀寫器上位機(jī)配置

系統(tǒng)軟件設(shè)置需結(jié)合網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)配置進(jìn)行聯(lián)調(diào)聯(lián)試，實(shí)現(xiàn)整個(gè)鏈路的正常通信。在倉庫的客戶端PC上點(diǎn)擊運(yùn)行系統(tǒng)，如設(shè)備的各個(gè)端口號，IP 地址配置正確，即可正常登陸，通過輸入查詢的某一貨物現(xiàn)在的庫存狀態(tài)，可以通過觀看判斷系統(tǒng)返回的結(jié)果驗(yàn)證是否與服務(wù)器通信正常。系統(tǒng)登錄界面如圖5所示，系統(tǒng)主界面如圖6所示，貨物庫存查詢界面如圖7所示。由于篇幅有限，僅展示系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試的部分截圖。

圖5 系統(tǒng)登錄界面

圖6 系統(tǒng)主界面

圖7 貨物庫存查詢界面

五、結(jié)束語

為了提高分中心倉庫貨物的管理效率，我們提出和設(shè)計(jì)了基于RFID倉庫貨物管理系統(tǒng)。通過對系統(tǒng)的進(jìn)行初步測試，驗(yàn)證了基于RFID的分中心倉庫貨物管理系統(tǒng)的可行性，基本達(dá)到了預(yù)期的效果，后期將對系統(tǒng)進(jìn)行分布式設(shè)計(jì)，采樣更多倉庫點(diǎn)的貨物管理信息，實(shí)現(xiàn)大型網(wǎng)絡(luò)管理模式。后期不斷擴(kuò)展和完善系統(tǒng)的功能，可以考慮增加采集倉庫的環(huán)境參數(shù)，如溫度，濕度，煙霧濃度等，通過設(shè)定倉庫的環(huán)境參數(shù)閾值，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開啟空調(diào)等保證倉庫貨物安全存放環(huán)境條件的設(shè)備，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)防火防潮等聯(lián)動(dòng)告警。