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RFID收發(fā)分離技術(shù)的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)和基于IOT的相關(guān)技術(shù)研究

2023-04-27

一直以來(lái),倉(cāng)儲(chǔ)管理作為物流業(yè)的重要環(huán)節(jié)之一,隨著物流業(yè)得到迅猛發(fā)展,對(duì)于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。針對(duì)傳統(tǒng)倉(cāng)儲(chǔ)管理過(guò)程中存在的作業(yè)效率低下、管理成本高、管理水平落后等問(wèn)題,相關(guān)學(xué)者們通過(guò)以下幾個(gè)方面的研究來(lái)達(dá)到提高管理水平的目的:

 

1、基于RFID技術(shù)的倉(cāng)儲(chǔ)管理

通過(guò)手持式或固定式讀寫器來(lái)實(shí)現(xiàn)物料出入庫(kù)、倉(cāng)儲(chǔ)盤點(diǎn)等信息的自動(dòng)采集和上傳;

 

2、倉(cāng)儲(chǔ)管理機(jī)制的優(yōu)化

通過(guò)更新倉(cāng)儲(chǔ)管理理念、使用新技術(shù)、提高管理人員素質(zhì)等手段來(lái)提高倉(cāng)儲(chǔ)管理水平。

 

3、基于二維碼技術(shù)的倉(cāng)儲(chǔ)管理

通過(guò)掃描貼在物料上的二維碼來(lái)實(shí)現(xiàn)物料出入庫(kù)、倉(cāng)儲(chǔ)盤點(diǎn)等信息的自動(dòng)錄入和上傳;

 

基于IOT和RFID收發(fā)分離技術(shù)的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng),則能準(zhǔn)確、快速的采集到入庫(kù)、出庫(kù)的貨品信息,通過(guò)實(shí)時(shí)反饋,實(shí)現(xiàn)整個(gè)倉(cāng)庫(kù)區(qū)域的可視化,并且全過(guò)程可追溯,提高了倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)效率、降低了倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)營(yíng)成本,提升了倉(cāng)儲(chǔ)的自動(dòng)化、信息化管理水平。

 

采用RFID技術(shù)和二維碼技術(shù)的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)對(duì)于提高倉(cāng)儲(chǔ)管理的自動(dòng)化、信息化水平確實(shí)有很大的促進(jìn)作用,然而也存在一定的不足。其中,基于收發(fā)一體RFID技術(shù)的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)存在著通信距離短,無(wú)定位組網(wǎng)功能的問(wèn)題,在入庫(kù)、出庫(kù)、盤點(diǎn)等環(huán)節(jié)耗時(shí)較長(zhǎng)、作業(yè)效率不夠高等問(wèn)題。而基于二維碼技術(shù)的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng),分揀時(shí)需要將面單正對(duì)掃描機(jī)器,當(dāng)面單污漬或破損時(shí)需要人工拆箱手工分揀錄入系統(tǒng),人力投入大,效率低下。

              

IOT是物聯(lián)網(wǎng)的簡(jiǎn)稱,是指通過(guò)信息傳感設(shè)備,按照約定的協(xié)議,把物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái),通過(guò)信息交換實(shí)現(xiàn)信息共享,包括對(duì)物品的物理特性和特定的信息進(jìn)行識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理,它是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò),物聯(lián)網(wǎng)具有全面感知、處理智能、傳送可靠等特點(diǎn)。

 

IOT分為三層結(jié)構(gòu):感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層。

 

1、感知層:主要由各種傳感器、采集器和傳感器網(wǎng)關(guān)組成,相當(dāng)于人體的神經(jīng)末梢,用于實(shí)時(shí)采集物體的動(dòng)態(tài)信息。

2、應(yīng)用層:是物聯(lián)網(wǎng)和用戶(政府、企事業(yè)單位或家庭個(gè)人)的接口,利用各種智能計(jì)算技術(shù),對(duì)海量的感知數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析并處理,實(shí)現(xiàn)智能化的決策和控制。

3、網(wǎng)絡(luò)層:由各種通信網(wǎng)絡(luò)組成,相當(dāng)于人體的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),隨時(shí)隨地進(jìn)行信息交換和通信。

 

RFID收發(fā)分離技術(shù)是以空間隔離的方式實(shí)現(xiàn)收發(fā)通道分離,在一定的空間內(nèi),RFID激勵(lì)器發(fā)出信號(hào)激勵(lì)RFID標(biāo)簽,接收器采集空間內(nèi)RFID標(biāo)簽被激勵(lì)后發(fā)出的RFID標(biāo)簽信息,這種技術(shù)稱為RFID收發(fā)分離技術(shù)。單個(gè)RFID設(shè)備的收發(fā)分離通過(guò)空間隔離的方式,避免了單個(gè)設(shè)備發(fā)送與接收通道間的干擾,同時(shí)將上下行解耦技術(shù)、蜂窩網(wǎng)絡(luò)和頻分調(diào)度技術(shù)應(yīng)用在RFID管理上,解決RFID激發(fā)器和接收器在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的同步問(wèn)題。

 

RFID技術(shù)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲得相關(guān)數(shù)據(jù),識(shí)別過(guò)程無(wú)需人工干預(yù),作為條碼的無(wú)線版本,RFID技術(shù)具有條形碼所不具有的防水、防磁、耐高溫、壽命長(zhǎng)、讀取距離遠(yuǎn)、標(biāo)簽數(shù)據(jù)可以加密、存儲(chǔ)容量更大、存儲(chǔ)信息更改自如等優(yōu)點(diǎn)。

 

通過(guò)空間隔離消除了單個(gè)設(shè)備射頻干擾,通過(guò)頻分調(diào)度避免了設(shè)備間的干擾,實(shí)現(xiàn)了區(qū)域連續(xù)覆蓋,就可以使RFID設(shè)備自動(dòng)去感應(yīng)區(qū)域內(nèi)所有RFID標(biāo)簽。設(shè)備間的干擾問(wèn)題解決了,RFID設(shè)備就可以組成網(wǎng)絡(luò),通過(guò)連續(xù)組網(wǎng),提供米級(jí)精確定位能力。

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1  RFID收發(fā)分離工作模式圖

 

 

RFID分離技術(shù)具有區(qū)域無(wú)線連續(xù)覆蓋、自動(dòng)感應(yīng)、通信距離遠(yuǎn)(可達(dá)100m)、無(wú)環(huán)境干擾、連續(xù)組網(wǎng)、精確定位等優(yōu)點(diǎn)

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傳統(tǒng)RFID技術(shù)與RFID收發(fā)分離技術(shù)的性能比較

 

基于IOT和分布式RFID網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建了智能倉(cāng)儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施,倉(cāng)儲(chǔ)管理的核心就是貨物數(shù)據(jù)的采集、加工、分析和展示?;贗OT和RFID收發(fā)分離技術(shù)的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)主要由設(shè)備層、RFID中間層和應(yīng)用層組成。

 

1、中間層提供IOT智能倉(cāng)儲(chǔ)服務(wù),實(shí)現(xiàn)RFID設(shè)備接入管理,標(biāo)簽信息的采集、解析?;赗FID設(shè)備的接入,構(gòu)建數(shù)字孿生,包括倉(cāng)庫(kù)數(shù)字化建模,RFID網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系的管理,基于數(shù)字化建模,提高實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析、離線數(shù)據(jù)分析的能力,將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為業(yè)務(wù)事件,通過(guò)流轉(zhuǎn)構(gòu)建業(yè)務(wù)場(chǎng)景。對(duì)于倉(cāng)儲(chǔ)而言,構(gòu)建了資產(chǎn)的出入、盤點(diǎn)、定位等業(yè)務(wù)場(chǎng)景?;贗OT智能倉(cāng)儲(chǔ)服務(wù)可以有效降低頂層應(yīng)用的開(kāi)發(fā)難度。

 

2、設(shè)備層由激勵(lì)器和接收器構(gòu)成,構(gòu)建了RFID分布式網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集,采集RFID標(biāo)簽信息和實(shí)時(shí)感知標(biāo)簽位置。

 

3、應(yīng)用層用于倉(cāng)儲(chǔ)管理,提供智能化的業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)管理模式,還可用于智慧物流、智慧零售等。系統(tǒng)總體框圖如圖2所示。

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2  系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)框圖

 

本文探討的基于IOT和RFID收發(fā)分離技術(shù)的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng),采用IOT技術(shù)架構(gòu),利用RFID收發(fā)分離技術(shù)、RFID網(wǎng)絡(luò)連續(xù)覆蓋、連續(xù)組網(wǎng)以及動(dòng)態(tài)識(shí)別RFID標(biāo)簽等技術(shù),實(shí)現(xiàn)貨物入庫(kù)出庫(kù)及庫(kù)存狀態(tài)自動(dòng)判定、出入庫(kù)異常自動(dòng)感知、自動(dòng)分揀、在庫(kù)自動(dòng)盤點(diǎn)、貨物信息實(shí)時(shí)更新、精確定位等功能,減少了人力投入,降低了倉(cāng)儲(chǔ)管理成本,大大提升了倉(cāng)儲(chǔ)的自動(dòng)化、信息化、智能化及精細(xì)化管理水平。


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