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2005年11月27日,在突尼斯舉行的信息社會峰會上,國際電信聯盟(ITU)發布了《ITU互聯網報告2005:物聯網》,正式提出了物聯網的概念。“物聯網”被稱為繼計算機、互聯網之后,世界信息產業的第三次浪潮。倉儲管理在物聯網的支持下,可以更好實現產品的自動跟蹤,清楚了解產品移動信息,實現對產品原料供應管理、產品銷售運輸、倉儲各環節物品流動監控,提高管理水平。

物聯網主要包括感知層、網絡層、應用層。[1]

感知層由各種傳感器以及傳感器網關構成,包括二維碼標簽、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、GPS等感知終端。感知層是物聯網識別物體,采集物理世界中發生的物理事件和數據,包括各類物理量、標識、音頻、視頻數據,是物聯網的基礎。

網絡層能夠把感知到的信息無障礙、高可靠性、高安全性地進行傳送,需要傳感器網絡與移動通信技術、互聯網技術相融合。

物聯網的應用層主要完成數據的管理和數據的處理,并將這些數據與各行業應用相結合。應用是物聯網發展的目的,最終達到物與人,物與物之間的連接、識別和控制。最終用戶在應用層通過終端設備接入物聯網以實現物聯網功能。終端設備包括無線和有線兩種,無線終端設備包括手機、PDA、PC和各種專用設備,有線終端包括PC、有線電話、機頂盒和各種專用設備。專用設備有智能家電、智能電表等。

現有的倉儲管理系統主要是由傳統的條形碼管理系統與人工數據管理相結合,管理員清點庫存是通過掃描庫存的條形碼,進行清點庫存和更新數據的操作。

條形碼管理的缺點是:容易復制,不防污,不防潮,只能近距離的讀取。

人工錄入缺點是:工作繁瑣,數據工作量大時容易出錯,增加倉儲管理的人工成本。

人工管理容易出錯,盤點時間長,貨物損耗(例如貨物放錯位置,貨物被偷,貨物包裝或者發運時出錯誤)不容易被發現。

由于倉儲管理物資種類和數量在不斷增加、出入庫頻率劇增,倉儲管理作業也已十分復雜和多樣化,傳統的人工倉庫作業模式和數據采集方式已難以滿足倉儲管理的快速、準確要求,嚴重影響了企業的運行工作效率。

基于物聯網的倉儲管理系統在感知層采用二維碼技術,借助無線網絡技術,實現對庫存物品的可視化管理.精確掌握物資情況.優化合理庫存,消除人為操作誤差,實現收發貨的自動化和集成化,加快企業的發展。

倉儲管理系統采用三層架構的原則[2],即數據訪問層——業務邏輯層——表示層。表示層(UI)為用戶提供一種交互式操作的界面。業務邏輯層(BL)處于數據訪問層與表示層中間。數據訪問層(DB),負責數據庫的訪問。層是一種低耦合結構,層與層之間的依賴是向下的,改變上層的設計對于其調用的底層而言沒有任何影響。分層設計時同樣遵循了面向接口的設計思想,各層之間的信息傳遞以實體(Entity)方式進行。[3]

系統的整體運行架構如圖1所示:

圖1 倉儲系統架構圖  下載原圖

本系統采用“瘦客戶端——胖服務器”模式,PDA上只包含表示層,完成簡單的數據錄入工作,由服務器完成所有的業務邏輯和與數據庫的交互,提高了PDA客戶端的運行效率。

客戶端分為PC和PDA兩部分。PC端完成系統輔助功能如系統設置、數據管理與查詢,同時實現部分不適于PDA開發的功能,例如條碼打印。條碼打印主要運用到二維條碼技術,以單據為單位統一打印,每個備件對應一個編號,該編號在倉庫內是唯一的,方便清點數據的同時保證備件的可追溯性。

PDA是整個系統的中心。倉儲中的整個流通過程主要通過PDA完成[4]。PDA的便攜性保證在無線AP可覆蓋的范圍內對備件信息進行采集,調用Web Service服務,服務器驗證數據完整性并實時反饋給現場工人,把工人從繁重的手工勞動中解脫出來,避免了長時間的等待,提高包裝效率和正確率。PDA通過無線AP連接中間件服務器和數據庫服務器,為兼容企業現有SAP系統,中間件與SAP之間的交互完全采用面向接口的模式,業務流程由中間件負責處理,接口只需進行簡單的數據處理,易于接口的擴展,盡可能降低系統耦合度。面向接口的設計使聲明和實現分離,調用者無需關注具體實現,便于升級擴展。

圖2 倉儲系統硬件架設圖  下載原圖

備件標簽采用二維碼。二維碼具有容錯能力強,成本低,易制作和持久耐用等特點,非常適宜在倉儲環節中使用[5]。每個備件對應唯一一個以數字和大寫字母組成的八位條碼標識。標簽生成算法以固定日期為起點,選取標簽打印時間與固定日期時間間隔作為輸入,單位為百分之一秒(標簽打印速度無法達到該級別,可保證標識唯一性)。算法流程如圖3所示。

初始sequence為輸入時間間隔,以百分之一秒為單位。算法保證每一步驟Temp都落在數字或大寫字母范圍內,按位獲得八位字符,確保八位碼的唯一性。

由于倉庫環境的復雜性,在無線AP網絡信號不穩定時,PDA客戶端應具備一定的緩存機制,保證現場作業不中斷。數據處理對用戶完全是透明的,在斷網情況下數據的傳輸被中斷,暫存用戶采集到的數據不丟失是解決斷網問題的關鍵[6]。

在PDA上部署小型數據庫可有效解決網絡不穩定的問題,但會增加客戶端的存儲壓力,增加PDA響應時間。綜合PDA性能和現場工作的實際情況,本系統采用讀寫隱藏文件的方式解決緩存問題。PDA檢測到網絡信號不穩定時,會停止向服務器傳輸數據,同時將采集到的數據按規定格式寫入本地隱藏文件,待網絡恢復通暢后統一傳輸給服務端,同時文件從本地刪除。在一些對數據安全性要求較高的場合也可結合數據加密技術對文件進行讀寫,在網絡不出現長期無法恢復現象的情況下,可以有效解決斷網數據丟失問題。

圖3 算法流程圖  下載原圖

本文設計的倉儲管理系統已實際應用于現實生產中,系統充分利用物聯網技術,使用合理設備,極大降低了人力成本,PDA使用戶的移動操作變為現實,杜絕了人為操作失誤,操作簡便,在企業應用發展中起到了高效和便利的作用,也提高了企業經濟效益