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1、物联网系统综合设计报告 题 目 智能仓储系统的设计与实现 考生姓名 郭守昊考 号 048614206001 单 位常州纺织服装职业技术学院专 业 物联网工程二一六年三月一日目 录1 绪论11。1 WMS国内外研究及发展动态分析21。1.1国外研究动态21。1.2国内发展动态21。2 WMS的发展趋势32系统总体设计42.1网络架构42.2 系统流程42。3 系统组成43系统详细设计53。1基于RFID技术的库存管理流程设计53.1.1总体流程53.1。2收货入库流程63。1.3库存盘点流程73。1.4 出库流程84系统的实现104。1 RFID标签及读写器104.2 RFID中间件及数据过滤1
2、04。3传感器、微处理器、通信芯片及协议115 总结与思考11参考文献：121 绪论智能仓储是物流过程中的一个环节，确保货物仓库管理各个环节数据输入的速度和准确性，也可以保证企业能够及时的掌握库存的真实数据。通过科学的编码，对库存货物的批次、保质期等信息进行管理。建立一个智能仓储系统需要物联网的鼎力支持，现代仓储系统内部不仅物品复杂、形态各异、性能各异，而且作业流程复杂,既有存储,又有移动，既有分拣,也有组合。因此，以仓储为核心的智能物流中心。目前仓储业智能终端技术有机器人技术、RF手持终端、语音提示终端、视频监控终端、无人搬运车等技术。借助这些技术，实现了物品的自动搬运、机器人自动堆码跺、物
3、品自动识别、智能辅助人工拣选等作业.在智能仓储管控系统中,物联网技术与WMS技术相结合，实现了仓储也智能化与自动化。能够实现对物流过程智能控制与管理的还不多，物联网及物流信息化还仅仅停留在对物品自动识别、自动感知、自动定位、过程追溯、在线追踪、在线调度等一般的应用1。1 WMS国内外研究及发展动态分析仓储管理是指通过仓库对商品进行储存和保管。仓储管理系统是仓储管理信息化的具体形式,是一个实时的计算机软件系统。它能够按照运作的业务规则和运算法则，对信息、资源、行为、存货和分销运作进行更完美地管理，使其最大化满足有效产出和精确性的要求。仓储管理系统是企业物流系统中不可缺少的子系统。物流系统的整体目
4、标是以最低成本提供令客户满意的服务,而仓储管理系统在其中发挥着重要作用。1.1。1国外研究动态国外的WMS软件处于领先地位的是美国SAP公司的ERP软件,该ERP软件提供分布式仓储及库存控制模块，在制造业企业中得到广泛应用.1此外专家系统在网络化分布式仓储管理及库存控制领域也有广泛应用，如美国空军物流部门研发了针对仓储管理和库存控制问题的专家系统-“存货管理辅助系统”，用于存货计划的专家系统IVAN，收集和扫描零售数据误差的专家系统Infoscan等。此外，IBM推出的在SOA的基础上WMS也比较典型，其基本结构、标准模块和数据交换接口标准等方面的研究正在深入。20世纪90年代以来，国外开始结
5、合现代制造技术例如FMS、CIMS、RF、ERP、SCM和现代管理技术JIT等进行备件搬运和平面布置的研究,对仓储管理系统的研究也扩大到产品订货到销售的整个过程。至今，已经有很多基于XML、物联网技术、ARM、立体仓库等类型的WMS软件问世。1.1.2国内发展动态 国外的WMS软件处于领先地位的是美国SAP公司的ERP软件，该ERP软件提供分布式仓储及库存控制模块，在制造业企业中得到广泛应用。此外专家系统在网络化分布式仓储管理及库存控制领域也有广泛应用,如美国空军物流部门研发了针对仓储管理和库存控制问题的专家系统“存货管理辅助系统”，用于存货计划的专家系统IVAN,收集和扫描零售数据误差的专家
6、系统Infoscan等。此外，IBM推出的在SOA的基础上WMS也比较典型，其基本结构、标准模块和数据交换接口标准等方面的研究正在深入.20世纪90年代以来，国外开始结合现代制造技术例如FMS、CIMS、RF、ERP、SCM和现代管理技术JIT等进行备件搬运和平面布置的研究，对仓储管理系统的研究也扩大到产品订货到销售的整个过程。至今，已经有很多基于XML、物联网技术、ARM、立体仓库等类型的WMS软件问世. 我国的WMS研究在起步上比较晚,技术上相对落后。在应用系统方面,主要有昆船自动化工程公司的TIMMS2。0软件，该软件提供从自动化立体仓库(ASRS)到人工仓库多管理模式，具有规范和统一的
7、物流控制接口，并已跟Hair公司的ERP软件相结合，现有按订单收货、转储、成品B2B发货等功能；重庆奥林电子技术有限公司研制开发WMS2。0软件，支持IC卡条形码读入等多种控制接口，具有配送管理功能；汇驿EVIN WAREHOUSE软件,它面向第三方物流企业现代仓储管理的设计，能接收来自仓储管理设备如手持终端（RF）、无线射口与大型ERP系统如SAP进行数据交换.我国市场上WMS的应用呈现出二元结构：以跨国公司或国内少数先进企业为代表的高端市场，其应用WMS的比例较高,采用的系统也集中在国外基本成熟的主流品牌；以国内企业为代表的中低端市场，主要应用国内开发的WMS产品。我国物流需求还不是很成熟
8、，仓储管理相对落后，目前在市场占有主流的仍然是传统的WMS。而传统的WMS在过程设计方面，还不能实现统一配置企业内部资源。 从应用角度而言，国内企业WMS应用系统主要分为以下几类：第一类是基于典型的配送中心业务的应用系统，该类系统多用于制造业或分销业的供应链管理中。如北京医药股份有限公司的现代物流中心就是这样的一个典型。在销售物流和供应物流中也存在典型的应用系统,如连锁超市的配送中心，生产企业的零配件配送中心等. 第二类是以仓储作业技术的整合为主要目标的系统,解决各种自动化设备的信息系统之间整合与优化的问题。如武钢第二热轧厂的生产物流信息系统即属于此类.此类系统涉及的流程相对规范、专业化,多出
9、现在大型ERP系统之中，成为一个重要组成部分。 第三类是以仓储业的经营决策为重点的应用系统，其鲜明的特点是具有非常灵活的计费系统、准确及时的核算系统和功能完善的客户管理系统，为仓储业经营提供决策支持信息。华润物流有限公司的润发仓库管理系统就是这样的一个案例。此类系统多用于一些提供公共仓仓储服务的企业中，其流程管理、仓储作业的技术共性多、特性少，所以要求不高，适合对多数客户提供通用的服务。1.2 WMS的发展趋势随着信息技术的不断发展,制造企业对库存的要求越来越高，对仓储管理系统的要求也十分复杂，不仅希望能够达到对生产过程的实时控制，实现计算机分与网络化管理，而且仓储管理系统还需要能够同时处理上
10、千份订单并随时应付紧急订单；同时还要把社会的库存设施、各相关供应商、零售商、批发商、制造商甚至客户的库存管理设施整合起来实行企业库存管理的优化,即在供应链管理的体制下实行库存管理。 因此WMS趋向于仓储管理电子化、管理信息化、生产即时化，故与物联网结合的物流设备RFID加上商品的条形码可能是未来一个时期在WMS中探索应用推广的一条实用之路；与此同时，配送需求的专业化市场细分化正在深入，要求WMS更加支持JIT配送的专业化,将生产企业的库存转移给其上游(供应商）或下游（零售商），以期实现生产企业的“零库存；而WMS中库存管理模块则将成为一个越来越重要的组成部分，它促进了WMS的建模理论和方法的研
11、究，以及优化方法和算法的研究，库存管理与控制是现代企业生产动作中的一个核心问题。2系统总体设计对系统的总体设计，首先要有网络框架，系统流程和系统组成。2.1网络架构针对仓储管理中存在的物流信息处理效率低以及出入库盘点不准确等问题，提出一种基于物联网的仓储管理系统设计方案。方案中的仓储管理物联网通过RFID 电子标签实现物品的自动识别和出入库,利用无线传感器网络对仓储车间进行实时监控，从而极大地提高了仓储管理的智能化水平。其系统物联网的总体结构如图1所示。图1 智能仓储物联网总体结构2。2 系统流程仓储管理系统的工作流程包括入库、出库、移库、盘点、拣选与分发等环节。系统采用国际上最先进的无线射频
12、身份识别技术(RFID），为每件物品提供一个惟一标志码（EPC 代码)，并在服务器中存储货物的相关属性信息，从而使系统能够自动识别物品,可以对物品进行跟踪和监控。另外，仓储车间还安装多个摄像头或视频传感器以及温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器等构成无线传感器网络，并使其基本覆盖所有盲区，这样工作人员可以在监控中心随时了解仓储车间的情况，并及时处理。这样就在高效、准确、快捷的基础上，进一步提高了仓储管理的安全性。2。3 系统组成结合上述分析，智能仓储物联网主要由仓储物品识别、信息采集处理、仓储物品监控、后台信息服务器、本地数据库服务器、业务系统六大模块组成。在仓储物品识别模块，系统采用EPC代码
13、作为物品的惟一标志码，为每个物品贴上一个具有EPC的RFID标签。标签由存入EPC的硅芯片和天线组成,附在被标志物品上,EPC代码内含一串数字代表物品ID、类别、名称、供应商、生产日期、产地、入库时间、货架号等信息，信息存储在后台EPC-IS服务器的数据库中.同时，随着物品在仓库内外的转移或变化，这些数据可以得到实时地更新。在信息采集处理模块，通过RFID数据采集接口获取物品的详细信息从而进行处理。当物品通过仓储车间入口时,由设置在仓库入口的物品标签读写器读取物品的EPC代码,然后根据物品的EPC代码访问后台EPC-IS服务器，获得物品的详细信息,并将相关信息保存到本地数据库,最后交由信息处理
14、模块进行处理。仓储车间入口处可以安装多部读写器进行分类处理，还应为不可读标签提供手动编码区。在仓储物品监控模块，通过在仓储车间内外布置一系列的传感器，包括视频传感器、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器等，使其基本覆盖所有盲区，自组织构成一个无线传感器网络，通过该网络与Internet及业务系统互联，使工作人员可以在监控中心随时了解仓储车间内外的各类情况，以便及时处理.后台信息服务器用于存储物品的详细信息，如物品ID、类别、名称、入库时间等,并能实时地响应远程应用程序的请求，允许通过物品的EPC码对物品信息进行查询。本地数据库服务器用于存储信息采集处理模块所获得的物品信息，以便在业务系统中查询和
15、维护。仓储工作人员可以通过无线设备或Web客户端随时随地查询物品的当前状态。业务系统的功能除了出入库管理外主要就是在库管理，在库管理包括在库物品保管、在库物品查询、在库物品盘点等作业。在库物品查询、在库物品盘点作业过程中均采用RFID技术。3系统详细设计3.1基于RFID技术的库存管理流程设计汽车将物料送至仓库门口，一般情况下,贷架上摆放多件箱体,每个货架和箱体都应该有自己的RFID标签（实际上现在很多低附加值的物品并没能完全做到，部分也是因为客广隐私的原因）。RFID阅读器则放置在仓库大门、传送带、堆放点和叉车臂上。通过阅读器读取到的标签信息，货架和架上箱体(container）在供应链上活动的一系列信息都可以被跟踪采集到。3。1.1总体流程现代库存营理的主要业务流程是基础资料管理、收货入库管理、库存盘点管理和拣货出库管理，系统流程图如图2所示。图2 仓储管理整体业务流程图供应商接到采购部门发送来的订单后安排发货，经过一系列收验货程序，仓储部门安排入库，同时将入库单据发往财务部门。仓储部门需要定期盘点库存,将信息向财务部门报告。在销售过程中,销售部门将审核完毕的客户订单传往仓储部门,仓储部门根据订单安排货物出库配送。3.1。2收货入库流程 收货入库流程如图3所示： 1）仓储部门接
