CN101887550A - 基于无线射频识别的大型仓储货物触发容错寻址方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于无线射频识别的大型仓储货物触发容错寻址方法，包括：建立一个仓储系统网络，系统网络包括控制服务器、中继器、射频采集器节点和RFID触发采集天线；射频采集器节点与中继器连接，中继器与控制服务器连接；射频采集器节点连接RFID触发采集天线，RFID触发采集天线安装在货物托盘货架的架位上，系统网络还包括RFID标签，RFID标签安装在托盘上，RFID触发采集天线通过无线信号读取RFID标签数据；本发明针对大型制造业的内部仓储系统物品寻址困难等特点，采用RFID触发容错寻址方式，实现仓储动态管理的实时化、透明化、可视化、网络化、无纸化，从而彻底解决大型仓储的物品寻址难、信息容易出现错位和断层的问题；本发明方法层次清楚，操作简单。
Description
技术领域
本发明属于无线射频识别技术，特别涉及一种基于无线射频识别的大型仓储货物触发容错寻址方法。
背景技术
传统的仓库管理一般依赖于一个非自动化的、以纸张文件为基础的系统来记录、追踪进出的货物，完全由人工实施仓库内部的管理，因此仓库管理的效率极其低下，所能管理的仓库规模也很小。依赖ERP系统的供应链管理是基于企业的局域网或互联网，对仓储的管理货物或材料进行计算机信息化管理，物品进出仓依赖人工电脑输入，并少量使用工作单的传递，货物的堆放和定位靠事先的预定程序设定，操作者必须严格执行，货物的进出平衡基本有保证，但寻址和定位就可能因为人的责任心或现场的客观情况而难于实现精准管理，通常要靠一段时间进行一次盘点来理顺，但盘点毕竟是事后行为，并不能实现仓储系统信息的实时化。智能仓储管理系统常常采用条码技术、二维码技术甚至是RFID技术，对仓库到货检验、入库、出库、调拨、移库移位、库存盘点等各个作业环节的数据进行自动化的数据采集，保证仓库管理各个环节数据输入的速度和准确性，确保企业及时准确地掌握库存的真实数据，合理保持和控制企业库存。通过科学的编码，还可方便地对物品的批次、保质期等进行管理。利用系统的库位管理功能，更可以及时掌握所有库存物资当前所在位置，有利于提高仓库管理的工作效率。目前各大企业采用数据自动采集技术管理供应链中的仓储系统，其采集方法还是被动采集或半自动采集，数据采集终端通常装配在托盘或叉车上，或者是操作者手持便携式终端，无法做到密集货架地址的唯一性，客观上还是无法实现货物的动态寻址，一定程度上还是依赖人的责任心。
目前，我国的大型制造企业的内部仓储系统虽然庞大，但自动化程度还很低，建设机械化、自动化的仓储系统投资也十分惊人，在未来很长时间内还将维持目前现状。因此设计一种既能实现数据自动采集，又能实现货物自动容错定位的仓储管理解决方案，是一种既省钱又能达到智能管理目的的好方法。
发明内容
本发明的目的是创立一种基于无线射频识别的大型仓储货物触发容错寻址方法，以解决大型制造业的内部仓储系统品种型号繁多、立体多元密集、动态变化迅速、空间操作面庞大、出货效率低下、物品寻址困难等问题，本发明的技术方案是这样实现的：一种基于无线射频识别的大型仓储货物触发容错寻址方法，包括：建立一个仓储系统网络，系统网络包括控制服务器、中继器、射频采集器节点和RFID触发采集天线；射频采集器节点与中继器连接，中继器与控制服务器连接；射频采集器节点连接RFID触发采集天线，RFID触发采集天线安装在货物托盘货架的架位上，系统网络还包括RFID标签，RFID标签安装在托盘上，RFID触发采集天线通过无线信号读取RFID标签数据；所述射频采集器节点包括通讯芯片、微处理器芯片和射频控制芯片；通讯芯片连接中继器，射频控制芯片与微处理器芯片连接，射频控制芯片连接RFID触发采集天线；微处理器芯片对RFID触发采集天线进行分时选通采集信号；所述控制服务器包括：基于RFID采集信息的信息数据库、物理仓储系统描述数据库及货物属性描述数据库；所述物理仓储系统描述数据库中有RFID触发采集器的逻辑地址，货物属性描述数据库有货架物理地址，所述逻辑地址与物理地址数据相对应；所述触发容错寻址方法步骤包括：
a. 将货物进仓信息录入货物属性描述数据库并将货物放入安装有RFID标签货物托盘上；
b. 把货物信息对应的托盘信息记录在数据库中；
c. 在数据库中查找出空闲的货架架位并分配给进仓货物托盘存放；
d. 把分配的存放位置记录录入物理仓储系统描述数据库中，获得物理存放地址和所对应的RFID触发采集器的逻辑地址；
e. 把装有货物的托盘移动到分配好的货架架位上存放，托盘的RFID标签触发在货架架位上的RFID触发采集天线，托盘的RFID标签信息通过RFID触发采集器节点读取，并经过中继器传送到系统中；
f.系统将收到的托盘的存放信息核对与系统分配的存放地址是否吻合；
g.如吻合，则确认已录入的数据库中信息；
h.如不吻合，则把实际的货物存放信息更新到数据库中。
所述货物进仓信息包括货物名称、货物编码、货物型号、货物规格和货物数量。
所述射频控制芯片通过屏蔽线连接至少1个RFID触发采集天线。
所述射频控制芯片通过屏蔽线连接6个RFID触发采集天线。
所述RFID触发采集天线用125KHz频率的射频信号读取安装在托盘上的电子标签信息。
所述射频采集器节点通过RS-485工业总线与中继器连接。
所述中继器通过网络与服务器连接。
本发明对现有技术的贡献是：
1.针对大型制造业的内部仓储系统品种型号繁多、立体多元密集、动态变化迅速、空间操作面庞大、出货效率低下、物品寻址困难等特点，采用RFID触发容错寻址方式，实现仓储动态管理的实时化、透明化、可视化、网络化、无纸化，从而彻底解决大型仓储的物品寻址难、信息容易出现错位和断层的问题；
2.本发明方法所用系统结构简单，方法层次清楚，操作简单。
下面结合实施例和附图对本发明做一详细描述。
附图说明
图1为本发明系统数据采集一、二级网络架构图；
图2为本发明系统数据采集三级网络架构图。
具体实施方式
一种基于无线射频识别的大型仓储货物触发容错寻址方法实施例，参见图1、图2，所述触发容错寻址方法包括：建立一个仓储系统网络，系统网络包括控制服务器1、中继器2和射频采集器节点3；射频采集器节点通过接口与中继器连接，中继器通过网络与控制服务器连接；射频采集器节点连接RFID（射频）触发采集天线4，RFID触发采集天线安装在货物托盘货架5的架位5-1上，系统网络还包括RFID标签，RFID标签放置在托盘上，RFID触发采集天线通过无线信号读取RFID标签数据。
所述射频采集器节点包括通讯芯片、微处理器芯片和射频控制芯片；通讯芯片连接中继器收控制服务器命令并向微处理器芯片发送命令，射频控制芯片与微处理器芯片连接，射频控制芯片连接多个RFID触发采集天线；微处理器芯片对RFID触发采集天线进行分时选通采集信号。
所述控制服务器包括：基于RFID采集信息的信息数据库、物理仓储系统描述数据库及货物属性描述数据库；所述物理仓储系统描述数据库中有RFID触发采集器的逻辑地址，货物属性描述数据库有货架物理地址，所述逻辑地址与物理地址数据相对应；所述触发容错寻址方法步骤包括：
a.将货物进仓信息录入货物属性描述数据库，并将货物放入安装有RFID标签货物托盘上；
b.把货物信息对应的托盘信息记录在数据库中；（因为标签的容量小可能记录不了货物信息，所以用数据库来记录货物和托盘的对应信息）；
c.在数据库中查找出空闲的货架架位并分配给进仓货物托盘存放；
d.把分配的存放位置记录录入物理仓储系统描述数据库中，获得物理存放地址和所对应的RFID触发采集器的逻辑地址；
e.把装有货物的托盘移动到分配好的货架架位上存放，托盘的RFID标签触发了在货架架位上的RFID触发采集天线，托盘的RFID标签信息通过RFID触发采集器节点读取，并经过中继器传送到系统中；
f.系统将收到的托盘的存放信息核对与系统分配的存放地址是否吻合；
g.如吻合，则确认已录入的数据库中信息；
h.如不吻合，则把实际的货物存放信息更新到数据库中，实现仓储货物的自动容错寻址。
所述射频控制芯片通过屏蔽线连接至少1个RFID触发采集天线。
所述货物进仓信息包括货物名称、货物编码、货物型号、货物规格和货物数量。
本方法采用了无线射频识别技术实现自动触发识别，在大型仓储环境下，RFID标签触发器组网变得复杂。在本实例中提供了解决密集读写系统的数据通路隔离和地址匹配问题。大型制造业的仓储量巨大，其货架、托盘数量可能达到上千个，每个托盘都部署有电子标签，每个货位都部署有读写天线，读写器的数量预计达几千台，可见RFID数据通讯十分频繁，一方面要建立物理位置与逻辑地址的对应关系，处理好信号采集及通讯的排序、防冲突、防干扰、信号甄别、信号遴选等核心问题，处理好RFID触发网络反应速度问题，另一方面要处理好信号的隔离问题，防止单元故障引发系统故障，同时通过诊断软件，第一时间定位故障单元，以便及时排除故障。
RFID部署的科学性直接关系到系统的稳定性、有效性和可用性，为实现RFID触发容错寻址，同时防止通讯路径的相互干扰和冲突，RFID系统部署共分为三级网络，一级网络由控制服务器和中继器组成，二级网络由中继器和射频采集器节点组成，三级网络由射频采集器节点和RFID触发采集天线组成；本实施例如图1和图2所示，一级网络包含四个二级子网络，每个二级子网络包含20个三级子网络，每个三级子网络包含66～132个射频采集器节点和66～132×6的RFID触发采集天线；RFID触发采集天线和电子标签之间采用125KHz频率无线连接，RFID触发采集天线与射频采集器节点的传输方式采用485工业总线技术传输，电源采用分组供电方式，每6个射频采集器节点共用一个电源。
所述射频采集器节点由电源部件、通讯芯片、微处理器芯片、射频控制芯片构成；其中电源部件为其他各芯片提供电源；通讯芯片负责与控制服务器进行数据交互，通讯芯片接收控制服务器命令并向微处理器芯片发送命令，微处理器芯片处理命令后通过通讯芯片反馈执行情况传递给控制服务器。
因此微处理器芯片负责处理控制服务器命令并控制射频控制芯片工作；射频控制芯片与微处理器芯片连接并通过屏蔽线连接有6个125KHz频率的RFID触发采集天线，射频控制芯片负责按微处理器芯片的指令工作；所述的通讯芯片、微处理器芯片、射频控制芯片都是市场上的标准芯片。
各个芯片的连接方法是：电源部件通电后会产生5V电压，电源部件对微处理器芯片提供1.8V和3.3V电压；电源部件与射频控制芯片通过电连接，电源部件对射频控制芯片中的射频天线提供5V电压；通讯芯片通过RS-232或者RS-485通信线与中继器连接。
其工作流程是：首先电源部件接上稳压电源后向其他各个芯片提供能量，微处理器芯片控制射频控制芯片所连接的多个RFID触发采集天线发出125MHz的射频信号（本实施例连接了六个RFID触发采集天线），不断查找其射频感应范围内是否有电子标签进入或者离开；当有装有电子标签的托盘进入任何一个天线的感应范围内，射频控制芯片通过RFID触发采集天线读取到托盘上的标签信息并送到微处理器芯片，微处理器芯片再通过通讯芯片把读取到的信息经RS-232或者RS-485工业总线通信线发送到中继器，中继器传送到控制服务器，这样就实现了货物放进货架的自动触发识别；
当在天线的感应范围内的托盘标签离开了天线的感应范围内，射频控制芯片的RFID触发采集天线不能读取到托盘上的标签信息，则射频控制芯片将托盘离开的信息送到微处理器芯片，微处理器芯片再通过通讯芯片把读取到的信息通过RS-232或者RS-485工业总线通信线发送到中继器，中继器传送到控制服务器，这样就实现了货物离开货架的自动触发识别。
微处理器芯片采用分时轮询选通机制，能在短时间内对每个RFID触发采集天线进行分时选通采集信号，具体应用中能实现一键盘点。控制服务器通过通讯芯片向微处理器芯片发出轮询命令，微处理器芯片快速对其连接的六个RFID触发采集天线分时选通轮询，每个RFID触发采集天线分别自动搜索其感应范围内的托盘电子标签，当有托盘电子便签在天线感应范围内就能马上感应出并向微处理器芯片返回信息，信息通过通讯芯片向控制服务器返回，那么每个架位上的货物就能自动识别出，实现盘点。
上述实施例中，利用无线射频识别技术实现大型仓储管理过程包括：动态监管及调度平台：包括监管仓库的货物存量、货物流量、货物存放物理及逻辑位置、发送入库指令、发送出库指令、货物寻址指引、维持动态平衡等功能；数据挖掘及分析平台：包括生成统计分析报表、决策建议、仓储效率分析、物流路径优化设计、操作者考核与作业量统计等。
一套完整的管理流程包括：入库作业流程、出库作业流程、移库作业流程、盘库作业流程。
所述入库作业流程是：收货检验→制作和粘贴标签→货物进托盘→现场控制服务器自动分配库位→运送货物到指定库位（错放了也没关系，系统会自动容错）→托盘与货架自动对接通讯→每次操作的货架号和对应物品编号自动传输到网络系统→控制服务器比对实际存放库位与理论存放库位是否一致→更新库存数据库。
所述出库作业流程是：中心计算机下达出库计划→现场控制服务器编制出库指令→作业人员按数据终端提示，到达指定库位→从库位上取出指定货物对应的托盘→货架与托盘脱离触发RFID触发采集天线→货物离开货架的信息自动传输到网络系统→货物运送到出口处→向现场控制服务器发回完成出库作业信息→更新中心数据库。
所述移库作业流程是：根据需要，控制服务器编制移库指令→将需要移动的货物对应的托盘从货架取出→货架与托盘脱离触发RFID触发采集天线→货物离开货架的信息自动传输到网络系统→运送货物到指定库位→托盘与货架自动对接通讯→每次操作的货架号和对应物品编号自动传输到网络系统→更新库存数据库。
所述盘库作业流程是：分为自动盘库和人工盘库。自动盘库流程：控制服务器发出盘库指令→对RFID触发采集天线全部单元进行扫描→输出盘库结果→比较盘库结果与货物实际存量，不符时发出警示→向现场控制服务器发出盘库结束信息。
人工盘库采用便携式RFID数据终端和条码终端，理论上并不需要人工盘库，只有当货物、货架、托盘出现匹配混乱时才需进行。
Claims (7)
1.基于无线射频识别的大型仓储货物触发容错寻址方法，其特征在于，所述方法包括：建立一个仓储系统网络，系统网络包括控制服务器、中继器、射频采集器节点和RFID触发采集天线；射频采集器节点与中继器连接，中继器与控制服务器连接；射频采集器节点连接RFID触发采集天线，RFID触发采集天线安装在货物托盘货架的架位上，系统网络还包括RFID标签，RFID标签安装在托盘上，RFID触发采集天线通过无线信号读取RFID标签数据；
所述射频采集器节点包括通讯芯片、微处理器芯片和射频控制芯片；通讯芯片连接中继器，射频控制芯片与微处理器芯片连接，射频控制芯片连接RFID触发采集天线；微处理器芯片对RFID触发采集天线进行分时选通采集信号；
所述控制服务器包括：基于RFID采集信息的信息数据库、物理仓储系统描述数据库及货物属性描述数据库；所述物理仓储系统描述数据库中有RFID触发采集器的逻辑地址，货物属性描述数据库有货架物理地址，所述逻辑地址与物理地址数据相对应；所述触发容错寻址方法步骤包括：
a.将货物进仓信息录入货物属性描述数据库，并将货物放入安装有RFID标签货物托盘上；
b.把货物信息对应的托盘信息记录在数据库中；
c.在数据库中查找出空闲的货架架位并分配给进仓货物托盘存放；
d.把分配的存放位置记录录入物理仓储系统描述数据库中，获得物理存放地址和所对应的RFID触发采集器的逻辑地址；
e.把装有货物的托盘移动到分配好的货架架位上存放，托盘的RFID标签触发在货架架位上的RFID触发采集天线，托盘的RFID标签信息通过RFID触发采集器节点读取，并经过中继器传送到系统中；
f.系统将收到的托盘的存放信息核对与系统分配的存放地址是否吻合；
g.如吻合，则确认已录入的数据库中信息；
h.如不吻合，则把实际的货物存放信息更新到数据库中。
2.根据权利要求1所述的基于无线射频识别的大型仓储货物触发容错寻址方法，其特征在于，所述货物进仓信息包括货物名称、货物编码、货物型号、货物规格和货物数量。
3.根据权利要求1所述的基于无线射频识别的大型仓储货物触发容错寻址方法，其特征在于，所述射频控制芯片通过屏蔽线连接至少1个RFID触发采集天线。
4.根据权利要求1所述的基于无线射频识别的大型仓储货物触发容错寻址方法，其特征在于，所述射频控制芯片通过屏蔽线连接6个RFID触发采集天线。
5.根据权利要求1所述的基于无线射频识别的大型仓储货物触发容错寻址方法，其特征在于，所述RFID触发采集天线用125KHz频率的射频信号读取安装在托盘上的电子标签。
6.根据权利要求1所述的基于无线射频识别的大型仓储货物触发容错寻址方法，其特征在于，所述射频采集器节点通过RS-485工业总线与中继器连接。
7.根据权利要求1所述的基于无线射频识别的大型仓储货物触发容错寻址方法，其特征在于，所述中继器通过网络与服务器连接。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20101117 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |