基于RFID技術(shù)的倉儲管理提貨方案
倉儲管理系統(tǒng)中人員權(quán)限問題是當(dāng)前研究的熱點,一個好的管理系統(tǒng)會從多個方面考慮權(quán)限的劃分問題;稍有不得當(dāng),不但會造成系統(tǒng)不穩(wěn)定,還可能會造成重要的數(shù)據(jù)信息泄露。從安全的角度考慮,一般情況,我們在程序設(shè)計時都會遵循最小授權(quán)原則;即在最少的時間內(nèi)授予程序代碼所需的最低權(quán)限,除非程序需要,否則不會允許使用管理員權(quán)限運(yùn)行應(yīng)用程序。而在一個多功能信息系統(tǒng)集成平臺中,它含有多個子模塊,而每個模塊都有可能需要自己的一套特有權(quán)限系統(tǒng),一般軟件開發(fā)者只有通過修改代碼來實現(xiàn)用戶的需求。多數(shù)情況下權(quán)限系統(tǒng)往往是在實施初期用戶就要求設(shè)置,因而設(shè)計一個健全的權(quán)限方案對信息系統(tǒng)集成平臺尤為重要。
那么在現(xiàn)代高度集成化的貨物倉儲管理中,如何合理安排人員權(quán)限問題呢?針對一個大型貨運(yùn)倉庫,如果能做到恰當(dāng)安排人員的提貨權(quán)限,那么就可以大大減少甚至避免發(fā)貨物、提錯貨、貨物丟失的情況;從而實現(xiàn)高效的自動化倉儲管理。
1方案分析
整個自動化倉儲管理人員提貨權(quán)限方案是建立在兩個基礎(chǔ)上進(jìn)行深入研究的。
1)射頻識別系統(tǒng)的核心技術(shù)一多路存取時防碰撞算法的實現(xiàn)。在RFID系統(tǒng)中主要存在有兩種通信方式:①無線廣播方式,即在一個讀寫器的閱讀范圍內(nèi)存在多個應(yīng)答器,讀寫器發(fā)出的數(shù)據(jù)流有時可能會被多個應(yīng)答器接收。②多路存取方式,即在讀寫器的作用范圍內(nèi)有多個應(yīng)答器同時傳輸數(shù)據(jù)給讀寫器。前者不是筆者考慮的重點,而后者就會出現(xiàn)通信沖突和數(shù)據(jù)碰撞問題。目前,解決方法基本有4種:空分多路法(SDMA-Space Division Multiple Access)、頻分多路法(FDMA-Frequency Division Multiple Access)、時分多路法(TDMA-Time Division Multiple Access)和碼分多路法(CDMA-Code Division Multiple Access)??紤]RFID系統(tǒng)通信形式、功耗、系統(tǒng)的復(fù)雜性以及成本等因素,選擇TDMA方法來實現(xiàn)射頻識別系統(tǒng)中的防碰撞機(jī)制?;赥DMA防碰撞算法又分為:基于比特的二進(jìn)制搜索算法和基于時隙的ALOHA算法;本方案采用二進(jìn)制搜索算法來解決防碰撞問題。
2)射頻識別系統(tǒng)的基礎(chǔ)——EPC數(shù)據(jù)編碼格式的設(shè)計。EPC數(shù)據(jù)編碼方案的選取將決定著EPC數(shù)據(jù)采集的方便實現(xiàn)。在本方案中,EPC數(shù)據(jù)編碼格式設(shè)計包括兩部分:①人員提貨權(quán)限編碼的設(shè)計。②貨物標(biāo)識的EPC編碼設(shè)計。目前,EPC編碼方案有13種,其通用結(jié)構(gòu)是由一個分層次、可變長度的標(biāo)頭以及一系列數(shù)字字段組成如圖1所示。標(biāo)頭定義了總長,識別類型和EPC編碼結(jié)構(gòu),其中還可以包括它的濾值;標(biāo)頭的長度是可變的。
圖1 EPC數(shù)據(jù)編碼的通用結(jié)構(gòu)
2方案設(shè)計
該方案設(shè)計包括2個部分:貨物編碼方案設(shè)計和提貨人員權(quán)限方案設(shè)計。在貨物編碼方案設(shè)計部分,根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的需要,采用其中一種GID-96通用標(biāo)識符。它不依賴于任何現(xiàn)有已知的規(guī)范及標(biāo)識方案,采用由3個字段(通用管理者代碼、對象分類代碼、序列號)組成的96位EPC代碼。加入標(biāo)頭后,保證了EPC命名空間的唯一性。其格式如表1所示。
表1通用標(biāo)志符(GID-96)
其中,通用管理者代碼用來標(biāo)識一個組織實體,例如一個公司、管理者等;它負(fù)責(zé)維持后字段的編號;對象分類代碼用來標(biāo)識通用管理者代碼下的物品的種類或者類型;序列號用來標(biāo)識對象分類代碼下的每個具體對象。三者的編碼都是唯一的,而且在同一類型下是不允許重復(fù)的。通過這種編碼格式可以看出,對象分類代碼部分表示了倉儲物資的類型;也就代表著倉庫中所儲存的物資種類,當(dāng)一個大型貨運(yùn)倉庫有多個提貨人員時,該代碼也給出了一種合理的分配提貨人員權(quán)限的辦法。
鑒于提貨人員只是針對一個特定的物流企業(yè),其提貨權(quán)限很少涉及對外方面;而且考慮到倉儲管理系統(tǒng)的高效運(yùn)作及健壯性與穩(wěn)定性,在提貨人員權(quán)限編碼方案設(shè)計部分,采用單獨給提貨人員設(shè)立一套自定義的權(quán)限編碼格式。其編碼格式仍然以GID-96為基礎(chǔ)進(jìn)行自定義設(shè)計,目的是為了在批量檢索數(shù)據(jù)庫時更方便實現(xiàn)、效率更高。其編碼格式如表2所示。
表2提貨人員權(quán)限編碼
編碼中通用管理者分為2種:具有最高權(quán)限的董事部、分管不同提貨人員的倉管部;分別賦予不同編碼來表示。在對象分類代碼部分:董事部下屬對象分類代碼全部置1,表示著董事部人員具有最高權(quán)限,可以查看當(dāng)前倉庫中各種物資的庫存情況及提取倉庫中的各種物資。倉管部分管的不同提貨人員具有不同的對象分類代碼,這也意識不同的提貨人員所提貨物類型不同。在序列號部分,根據(jù)人員人數(shù)N,采取高位使用辦法:N=2M-2(其中,MM36,全0、全1不用,故要減2);剩下36-M位,不考慮通用管理者及對象分類,對其全部置0.校驗碼采用循環(huán)冗余碼校驗(CRC),其最大優(yōu)點就是識別錯誤的可靠性高,即使在有多重錯誤時,也只需少量操作就可以識別出錯誤所在;而且16位CRC可以校驗4千字節(jié)長的數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)完整性,輕松滿足RFID系統(tǒng)需求。
3 方案實現(xiàn)
首先,不同類型的物資在出庫操作時,分別由具有不同權(quán)限的提貨人員來實現(xiàn)。提貨人員的權(quán)限由其EPC編碼中的對象分類代碼來表示,提貨人員首先將自身攜帶的提貨權(quán)限由專用權(quán)限閱讀器讀取得到。系統(tǒng)獲取得到該電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)后,通過截取指令將權(quán)限標(biāo)簽數(shù)據(jù)中的對象分類代碼截取存儲到一個私有變量中。其所提的貨物在出庫時,由閱讀器得到每個貨物的電子標(biāo)簽,并將采集得到的電子標(biāo)簽通過中間件傳輸?shù)较到y(tǒng)中去,在傳輸過程中,要做兩個操作:1)截取貨物電子標(biāo)簽中的對象分類代碼與提貨人員權(quán)限電子標(biāo)簽中的對象分類代碼進(jìn)行模式匹配操作,當(dāng)匹配成功時,則以該物資電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)為搜索條件遍歷數(shù)據(jù)庫中庫存表:當(dāng)匹配不成功時,(即所提貨物標(biāo)簽中的對象分類代碼與提貨人員權(quán)限標(biāo)簽中的對象分類代碼不同),說明提貨人員不具備提取該物品的權(quán)限,則將該貨物的電子標(biāo)簽反饋到液晶顯示終端,并呈高亮顯示;以備倉管人員檢查核對。2)當(dāng)提貨成功后,貨物出庫操作;同時,以該貨物電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)為搜索條件檢索數(shù)據(jù)庫,更新當(dāng)前數(shù)據(jù)庫倉儲物資庫存表;保證庫存表中貨物數(shù)量與倉庫中一一對應(yīng)。該更新操作與貨物入庫操作有一些相似。其整個提貨操作流程如圖2所示。
圖2 提貨操作流程圖
EPC數(shù)據(jù)采集部分:出庫物資的電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)采集與人員權(quán)限電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)采集二者操作是異步的。先采集提貨人員權(quán)限標(biāo)簽數(shù)據(jù),獲取后再與采集出庫物資電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)進(jìn)行模式匹配。這樣做的原因在于存儲倉儲物資信息的數(shù)據(jù)庫與人員權(quán)限信息的數(shù)據(jù)庫是分開管理的,這樣可以有效保證提貨人員權(quán)限信息不被泄露或竊取,防止倉儲物資損失。
應(yīng)用程序模塊部分:鑒于多個讀寫器同時工作時,其每秒鐘讀取得到的標(biāo)簽數(shù)量非常龐大。通常采用開辟一塊緩沖區(qū)來暫存電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)。電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)以消息隊列的方式存儲,其結(jié)構(gòu)如圖3所示。
圖3 EPC數(shù)據(jù)隊列
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