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RFID收發(fā)分離技術的倉儲管理系統(tǒng)和基于IOT的相關技術研究

2023-04-27

一直以來,倉儲管理作為物流業(yè)的重要環(huán)節(jié)之一,隨著物流業(yè)得到迅猛發(fā)展,對于經濟的發(fā)展發(fā)揮著至關重要的作用。針對傳統(tǒng)倉儲管理過程中存在的作業(yè)效率低下、管理成本高、管理水平落后等問題,相關學者們通過以下幾個方面的研究來達到提高管理水平的目的:

 

1、基于RFID技術的倉儲管理

通過手持式或固定式讀寫器來實現物料出入庫、倉儲盤點等信息的自動采集和上傳;

 

2、倉儲管理機制的優(yōu)化

通過更新倉儲管理理念、使用新技術、提高管理人員素質等手段來提高倉儲管理水平。

 

3、基于二維碼技術的倉儲管理

通過掃描貼在物料上的二維碼來實現物料出入庫、倉儲盤點等信息的自動錄入和上傳;

 

基于IOT和RFID收發(fā)分離技術的倉儲管理系統(tǒng),則能準確、快速的采集到入庫、出庫的貨品信息,通過實時反饋,實現整個倉庫區(qū)域的可視化,并且全過程可追溯,提高了倉儲作業(yè)效率、降低了倉儲運營成本,提升了倉儲的自動化、信息化管理水平。

 

采用RFID技術和二維碼技術的倉儲管理系統(tǒng)對于提高倉儲管理的自動化、信息化水平確實有很大的促進作用,然而也存在一定的不足。其中,基于收發(fā)一體RFID技術的倉儲管理系統(tǒng)存在著通信距離短,無定位組網功能的問題,在入庫、出庫、盤點等環(huán)節(jié)耗時較長、作業(yè)效率不夠高等問題。而基于二維碼技術的倉儲管理系統(tǒng),分揀時需要將面單正對掃描機器,當面單污漬或破損時需要人工拆箱手工分揀錄入系統(tǒng),人力投入大,效率低下。

              

IOT是物聯網的簡稱,是指通過信息傳感設備,按照約定的協議,把物品與互聯網連接起來,通過信息交換實現信息共享,包括對物品的物理特性和特定的信息進行識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理,它是在互聯網基礎上延伸和擴展的網絡,物聯網具有全面感知、處理智能、傳送可靠等特點。

 

IOT分為三層結構:感知層、網絡層、應用層。

 

1、感知層:主要由各種傳感器、采集器和傳感器網關組成,相當于人體的神經末梢,用于實時采集物體的動態(tài)信息。

2、應用層:是物聯網和用戶(政府、企事業(yè)單位或家庭個人)的接口,利用各種智能計算技術,對海量的感知數據和信息進行分析并處理,實現智能化的決策和控制。

3、網絡層:由各種通信網絡組成,相當于人體的神經網絡,隨時隨地進行信息交換和通信。

 

RFID收發(fā)分離技術是以空間隔離的方式實現收發(fā)通道分離,在一定的空間內,RFID激勵器發(fā)出信號激勵RFID標簽,接收器采集空間內RFID標簽被激勵后發(fā)出的RFID標簽信息,這種技術稱為RFID收發(fā)分離技術。單個RFID設備的收發(fā)分離通過空間隔離的方式,避免了單個設備發(fā)送與接收通道間的干擾,同時將上下行解耦技術、蜂窩網絡和頻分調度技術應用在RFID管理上,解決RFID激發(fā)器和接收器在整個網絡上的同步問題。

 

RFID技術是一種非接觸式的自動識別技術,通過射頻信號自動識別目標對象并獲得相關數據,識別過程無需人工干預,作為條碼的無線版本,RFID技術具有條形碼所不具有的防水、防磁、耐高溫、壽命長、讀取距離遠、標簽數據可以加密、存儲容量更大、存儲信息更改自如等優(yōu)點。

 

通過空間隔離消除了單個設備射頻干擾,通過頻分調度避免了設備間的干擾,實現了區(qū)域連續(xù)覆蓋,就可以使RFID設備自動去感應區(qū)域內所有RFID標簽。設備間的干擾問題解決了,RFID設備就可以組成網絡,通過連續(xù)組網,提供米級精確定位能力。

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1  RFID收發(fā)分離工作模式圖

 

 

RFID分離技術具有區(qū)域無線連續(xù)覆蓋、自動感應、通信距離遠(可達100m)、無環(huán)境干擾、連續(xù)組網、精確定位等優(yōu)點

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傳統(tǒng)RFID技術與RFID收發(fā)分離技術的性能比較

 

基于IOT和分布式RFID網絡構建了智能倉儲基礎設施,倉儲管理的核心就是貨物數據的采集、加工、分析和展示。基于IOT和RFID收發(fā)分離技術的倉儲管理系統(tǒng)主要由設備層、RFID中間層和應用層組成。

 

1、中間層提供IOT智能倉儲服務,實現RFID設備接入管理,標簽信息的采集、解析?;赗FID設備的接入,構建數字孿生,包括倉庫數字化建模,RFID網絡拓撲關系的管理,基于數字化建模,提高實時數據分析、離線數據分析的能力,將原始數據轉換為業(yè)務事件,通過流轉構建業(yè)務場景。對于倉儲而言,構建了資產的出入、盤點、定位等業(yè)務場景。基于IOT智能倉儲服務可以有效降低頂層應用的開發(fā)難度。

 

2、設備層由激勵器和接收器構成,構建了RFID分布式網絡,實現數據自動采集,采集RFID標簽信息和實時感知標簽位置。

 

3、應用層用于倉儲管理,提供智能化的業(yè)務運營管理模式,還可用于智慧物流、智慧零售等。系統(tǒng)總體框圖如圖2所示。

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2  系統(tǒng)方案設計框圖

 

本文探討的基于IOT和RFID收發(fā)分離技術的倉儲管理系統(tǒng),采用IOT技術架構,利用RFID收發(fā)分離技術、RFID網絡連續(xù)覆蓋、連續(xù)組網以及動態(tài)識別RFID標簽等技術,實現貨物入庫出庫及庫存狀態(tài)自動判定、出入庫異常自動感知、自動分揀、在庫自動盤點、貨物信息實時更新、精確定位等功能,減少了人力投入,降低了倉儲管理成本,大大提升了倉儲的自動化、信息化、智能化及精細化管理水平。


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