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隨著現代物流技術的進步, 要求裝備倉儲管理越來越信息化、自動化, 才能達到安全、準確、快速出入庫的目的。倉儲管理中, 主要圍繞貨物入庫、庫存盤點、貨物出庫這3個業務來進行, 隨著RFID標簽在倉庫管理中的應用, 主要解決了貨物電子化識別的難題, 并大大減少了出入庫與盤點的工作量。但僅靠RFID標簽還不能實現貨物的自動出入庫、精確盤點, 需要對貨物在倉庫中的位置進行定位, 才能實現貨物的自動尋址、入庫定位、搬運引導、盤點引導、地圖展示, 從而達到貨物出入庫及盤點自動、準確、快速、直觀的目的。

最主流的定位技術非GPS莫屬, 但商用GPS精度在15米以內, 并且很難穿透建筑物, 不能滿足貨物的室內倉儲定位要求。目前, 基于三大電信運營商基站的室內定位技術還處于實驗階段, 還未向公眾開放接口, 精度與穿透性還不明確。從國家戰略角度來看, 向公眾開放精度3米以下的定位接口, 可能會對國家安全造成威脅, 普通用戶很難獲得基于服務商提供的精確定位數據。所以, 依賴現有商用衛星、基站的定位服務, 不滿足解決室內倉儲的定位需求。

在倉儲范圍內, 自建基站進行定位服務, 在技術上、資金投入上、定位精度上, 具有可行性。目前, 主流室內基站定位技術有:紅外線室內定位技術, 當標識放在口袋里或者有墻壁及其他遮擋時就不能正常工作, 需要在每個房間、走廊安裝接收天線, 造價較高, 而且容易被熒光燈或者房間內的燈光干擾;超聲波定位技術, 受多徑效應和非視距傳播影響很大, 同時需要大量的底層硬件設施投資, 成本太高;藍牙技術, 其不足在于藍牙器件和設備的價格比較昂貴, 而且對于復雜的空間環境, 藍牙系統的穩定性稍差, 受噪聲信號干擾大。射頻識別技術, 其缺點在于作用距離近, 不具有通信能力, 而且不便于整合到其他系統之中, 目前成熟產品精度為3米。Wi-Fi技術, 很容易受到其他信號的干擾, 從而影響其精度, 定位器的能耗也較高。Zig Bee技術, 其成熟解決方案定位精度小于2米;基于CSS信號的定位技術, 具有穿透力強、功耗低、抗干擾效果好、安全性高、系統復雜度低、能提供精確定位精度等優點, 目前成熟解決方案定位精度可達0.6米。

以RFID為基礎的物聯網, 應用基于射頻技術的定位看似能更方便推廣應用, 但實際上, 也需要對射頻基站進行技術升級, 且定位精度差強人意。所以, 在考慮都需要硬件升級的情況, 選擇現定位精度最高的CSS定位技術, 不失為最好的解決方案。

在倉儲管理中, 貨物定位與貨物識別往往是聯合使用才能達到智能倉儲的目的, 基于CSS的定位技術就需要與RFID技術相結合。系統的定位功能組成包括4個固定錨節點、多個移動標簽點和定位服務器。4個錨節點固定在定位服務區域的4個固定坐標點上, 定位區域內的移動標簽點處于對等關系, 可以進行定位及相互間的數據通信。系統使用一種改進的TOA測距算法———對稱雙邊雙向測距算法 (SDS-TWR) , 利用該算法不需要標簽點和錨節點的時鐘同步的優點, 降低系統的實現難度。當有移動標簽點需要定位時, 系統標簽點依次向各個固定錨節點發出測距信號, 固定錨節點收到測距信號后, 根據SDS-TWR算法產生相應的應答信號, 與移動標簽點完成測距。移動標簽點分別與4個固定錨節點完成測距后, 將距離信息通過USB接口或無線數通模塊送入定位服務器。由于各固定錨節點的坐標已知, 定位服務器可以通過LLOP算法計算出移動標簽的坐標, 并進行顯示。RFID識別功能由1臺無線AP、多個無線手持RFID讀寫器、1臺無線RFID讀寫天線、若干無源RFID標簽組成, 完成RFID標簽對應貨物的識別。其中, 移動標簽點與手持RFID讀寫器集成, 讀取RFID標簽同時發送貨物位置信息。

圖1 倉儲定位識別系統模型圖  下載原圖

在倉儲管理中, 貨物的入庫、出庫是業務量最大的工作。

貨物入庫主要包括貨物標簽賦碼、貨物入庫交接、貨物入庫定位等步驟:標簽賦碼主要是給每一件貨物賦予唯一的ID號并對應貨物詳細數據, 同時打印RFID標簽貼于貨物表面;入庫交接是庫管方通過固定天線掃描RFID標簽, 并與送貨方履行交接手續;入庫定位是指庫管方將入庫后貨物置與倉庫合適位置, 手持掃描儀讀取RFID標簽, 移動標簽點獲取定位數據, 同時傳入服務器。

貨物出庫主要包括分析出庫信息、引導出貨、出庫交接等步驟:分析出庫信息主要是指根據出庫單驗證貨物;引導出貨主要是指根據服務器所存貨物定位信息, 通過標簽點獲取實時行動路徑反射到手持RFID標簽讀寫器, 導航搬運設備到倉庫正確位置, 手持掃描儀讀取RFID標簽驗證貨物;出庫交接是指固定天線讀取RFID數據, 核對出貨單, 履行交接手續, 準予出庫。

室內定位技術在倉儲管理中能對人工搬運、機械搬運進行自動導航, 促進出入庫智能化、自動化, 提高倉儲管理中出入庫、盤點、抽檢效率, 將隨著物流行業走向信息化而逐步成熟, 具有很廣闊的市場前景。