一、項(xiàng)目概述
1.1 項(xiàng)目背景
隨著企業(yè)規(guī)模的不斷發(fā)展，倉庫管理的物資種類不斷增加，叉車出入庫的頻率劇增，倉庫管理作業(yè)已十分復(fù)雜和多樣化，傳統(tǒng)的，依賴于一個(gè)非自動(dòng)化的，以紙張文件為基礎(chǔ)，完全由人工實(shí)施倉庫內(nèi)部叉車管理的系統(tǒng)，因其調(diào)度管理效率的低下，已越來越不能滿足當(dāng)今大型倉庫管理的快速、準(zhǔn)確的要求，嚴(yán)重影響了企業(yè)的運(yùn)行效率，成為制約企業(yè)發(fā)展的一大障礙。
由于倉庫內(nèi)部格局一致，叉車在倉庫內(nèi)部作業(yè)時(shí)行駛路線固定而統(tǒng)一，從而為叉車的統(tǒng)一調(diào)配、出入監(jiān)控、實(shí)時(shí)定位提供了基礎(chǔ)。為了滿足企業(yè)的業(yè)務(wù)要求和未來發(fā)展的需要，及時(shí)處理倉庫管理和叉車調(diào)度過程中亟待解決的問題，提高企業(yè)在復(fù)雜的市場環(huán)境中的競爭能力，我公司運(yùn)用RFID技術(shù)建設(shè)一套完善的，可行的叉車定位調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)，并編制了改系統(tǒng)的解決方案——《叉車定位調(diào)度監(jiān)控RFID管理系統(tǒng)解決方案》
1.2 技術(shù)背景
射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)技術(shù)，是一種利用射頻通信實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動(dòng)識別技術(shù)。射頻識別系統(tǒng)主要由RFID讀寫器和天線以及RFID電子標(biāo)簽組成。
電子標(biāo)簽中保存有約定格式的數(shù)據(jù)信息，應(yīng)用中將其嵌入或附著在物品的表面，通過讀寫器進(jìn)行識別和讀寫；讀寫器讀取標(biāo)簽中的信息并將其輸入網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的設(shè)備，與電子標(biāo)簽之間利用無線感應(yīng)方式進(jìn)行信息交換，讀取電子標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)信息或向電子標(biāo)簽中編程寫入約定格式的數(shù)據(jù)信息，建立通信并且在應(yīng)用軟件和標(biāo)簽之間傳送數(shù)據(jù)，與信息系統(tǒng)相連實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。
射頻自動(dòng)識別技術(shù)與其他如IC卡、磁卡、條形碼、攝像等識別技術(shù)相比，具有閱讀距離遠(yuǎn)、快速移動(dòng)識別、多目標(biāo)同時(shí)識別、快速讀寫、重復(fù)使用、信息處理量大且準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，近年來已成為自動(dòng)識別技術(shù)的主要發(fā)展方向。射頻自動(dòng)識別技術(shù)解決了信息采集的難題，已成為推動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)信息化發(fā)展的重要基礎(chǔ)和手段，是各行業(yè)信息化應(yīng)用系統(tǒng)的重要組成部分。特別是RFID技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、通訊等技術(shù)相結(jié)合后，廣泛應(yīng)用于物流、制造、交通管理、軍事應(yīng)用、公共信息服務(wù)等領(lǐng)域，可實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)物品跟蹤與信息共享，對于大幅度提高管理和運(yùn)作效率、降低成本、提升社會(huì)信息化水平、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性發(fā)展、提高人民生活質(zhì)量、增強(qiáng)公共安全與國防安全等方面具有深遠(yuǎn)影響和重要戰(zhàn)略意義。
1.3項(xiàng)目總體目標(biāo)
本項(xiàng)目的目標(biāo)是建設(shè)一個(gè)綜合性的叉車定位調(diào)度監(jiān)控RFID管理系統(tǒng)，將倉庫人員調(diào)度、倉庫叉車調(diào)度、任務(wù)發(fā)放管理、叉車出入監(jiān)控、叉車實(shí)時(shí)定位、人員出勤、叉車使用時(shí)間的數(shù)據(jù)查詢等工作，綜合到統(tǒng)一的平臺上、進(jìn)行統(tǒng)一處理，以適應(yīng)“數(shù)據(jù)集中、平臺綜合”的發(fā)展思路。
綜合性的叉車定位調(diào)度監(jiān)控RFID管理系統(tǒng)需要在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮不同業(yè)務(wù)的構(gòu)成比例變動(dòng)的影響，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，另外在軟硬件設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)傳輸性能和數(shù)據(jù)容量以及備份和可靠安全性方面要進(jìn)行全面考慮，以滿足企業(yè)倉庫內(nèi)部管理要求。
為了加強(qiáng)對倉庫內(nèi)部的管理，完善制約監(jiān)督機(jī)制，減少叉車作業(yè)事故，防止作業(yè)怠工，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)人員管理、叉車管理、作業(yè)時(shí)長、交班記錄等數(shù)據(jù)電子化，數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化，杜絕人為因素的影響，保證倉庫管理的準(zhǔn)確性和任務(wù)執(zhí)行的及時(shí)性。
二、項(xiàng)目需求分析
2.1 需要概述
● 叉車出入倉庫時(shí)，其出入信息需及時(shí)判斷出并上傳至管理系統(tǒng)，以便后臺切換定位數(shù)據(jù)源。
● 任務(wù)下達(dá)時(shí)，需及時(shí)統(tǒng)計(jì)出沒有任務(wù)的叉車和人員信息，以便調(diào)度管理員分配叉車及人員。
● 叉車任務(wù)執(zhí)行完成后，其任務(wù)執(zhí)行狀態(tài)需及時(shí)切換，以便調(diào)度管理員統(tǒng)計(jì)。人員出勤記錄保存到數(shù)據(jù)庫中，以便月底形成報(bào)表并打印。
● 叉車的使用時(shí)長及維護(hù)記錄保存到數(shù)據(jù)庫中，以便管理員及時(shí)通知相關(guān)人員維護(hù)。
● 叉車在倉庫內(nèi)部行駛時(shí)，每前進(jìn)二十米，其位置信息需及時(shí)上傳至管理系統(tǒng)，比便調(diào)度管理員調(diào)配。
● 叉車執(zhí)行任務(wù)前，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出其最佳行駛路線，叉車在倉庫內(nèi)作業(yè)時(shí)，行駛至目標(biāo)位置前，其行駛路線及行駛速度需及時(shí)計(jì)算并上傳至管理系統(tǒng)，以便叉車超速、越界或員工怠工時(shí)，調(diào)度管理員對其發(fā)出警告。
2.2系統(tǒng)性能指標(biāo)要求
● 門禁系統(tǒng)叉車識別、人員識別準(zhǔn)確率達(dá)到99.99%；
● 定位系統(tǒng)叉車自動(dòng)識別成功率達(dá)到99.99%；
● 系統(tǒng)所有設(shè)備性能可靠，連續(xù)工作平均無故障時(shí)間大于6000小時(shí)；
● 每輛叉車使用時(shí)長，進(jìn)出倉庫時(shí)間，每個(gè)人員的出勤記錄必須保證完全正確地記錄到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)記錄有后備方案；
● 叉車、人員身份數(shù)據(jù)保證其唯一性，不可復(fù)制；
● 線路上每隔二十米安裝一讀寫器天線，同時(shí)工作，相互不干擾，互相不串讀；
● 門禁系統(tǒng)中，使用分體式讀寫器，安裝兩個(gè)天線，保證兩個(gè)天線的讀卡區(qū)域不重合
● 所有的超高頻RFID電子標(biāo)簽自動(dòng)識別系統(tǒng)，每天晚上重新啟動(dòng)，保證系統(tǒng)軟件運(yùn)行可靠，確保平均運(yùn)行1年無故障。
● 電子標(biāo)簽自動(dòng)識別失敗，系統(tǒng)提供人工糾錯(cuò)功能，保證100%完成叉車人員的識別。
三、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
3.1概述
叉車調(diào)度定位監(jiān)控管理系統(tǒng)是一個(gè)基于國際先進(jìn)的RFID技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的長期不間斷運(yùn)行的局域網(wǎng)環(huán)境的閉環(huán)實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)，需要高性能的處理效率 、高度可靠的安全策略、靈活方便的系統(tǒng)配置，易于安裝維護(hù)、升級、推廣、使用。因此該系統(tǒng)需要在RFID讀寫系統(tǒng)設(shè)備、軟件系統(tǒng)架構(gòu)、主機(jī)平臺，數(shù)據(jù)庫平臺、應(yīng)用服務(wù)器平臺等方面從先進(jìn)性、穩(wěn)定性、安全性、開放性、可擴(kuò)展性等方面綜合進(jìn)行考慮。
我公司根據(jù)對本期工程目標(biāo)的理解，基于RFID的WEB 服務(wù)體系，在核心框架設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了叉車調(diào)度定位監(jiān)控的RFID管理信息系統(tǒng)的總體方案的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)采取集中的部署模式，包括覆蓋叉車出入、行、停等全過程的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用服務(wù)和接口應(yīng)用。系統(tǒng)綜合運(yùn)用.NET和C++為核心技術(shù)體系框架，采用了靈活配置及業(yè)務(wù)與流程控制的分離，保證叉車調(diào)度定位RFID管理信息系統(tǒng)的高效運(yùn)行。
我公司認(rèn)為一個(gè)集中式的叉車調(diào)度定位RFID管理信息系統(tǒng)在建設(shè)時(shí)應(yīng)遵循如下原則：
適應(yīng)性：滿足企業(yè)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)組織、業(yè)務(wù)管理、服務(wù)質(zhì)量等要求，在設(shè)計(jì)和建設(shè)時(shí)要考慮和適應(yīng)企業(yè)的現(xiàn)狀以及現(xiàn)代物流流程管理的現(xiàn)狀。
靈活性：系統(tǒng)能夠企業(yè)的發(fā)展，靈活的設(shè)計(jì)、調(diào)整業(yè)務(wù)處理流程和組織結(jié)構(gòu)，能適應(yīng)未來業(yè)務(wù)的發(fā)展變化，使系統(tǒng)具有前瞻性。
高度的可靠和穩(wěn)定性：本系統(tǒng)作為企業(yè)倉儲(chǔ)物流運(yùn)營支撐的RFID管理系統(tǒng)，系統(tǒng)的可靠性和安全性和準(zhǔn)確性非常重要。采用RFID技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)是為了提高調(diào)度管理能力，RFID設(shè)備的選型、配置、安裝以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的部署都是為了改善客戶管理的水平，提高信息處理的及時(shí)性，如果系統(tǒng)的可靠性無法保證，就大大降低了該系統(tǒng)的可用性。因此，該系統(tǒng)應(yīng)具有較強(qiáng)的容錯(cuò)、容災(zāi)能力、完善的系統(tǒng)安全機(jī)制、可靠的糾錯(cuò)恢復(fù)能力。
先進(jìn)性：系統(tǒng)的RFID讀寫系統(tǒng)設(shè)備、主機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)平臺、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、應(yīng)用軟件均應(yīng)使用目前國際上先進(jìn)、成熟和適用的技術(shù)，采用符合國際的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。其中，RFID讀寫系統(tǒng)設(shè)備采用的是先施科技擁有自主產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)品性能可與國外同類產(chǎn)品相媲美并可以取代國外產(chǎn)品的UHF RFID讀寫系統(tǒng)設(shè)備。
實(shí)效性：對押運(yùn)綜合業(yè)務(wù)信息處理準(zhǔn)確、快速的押運(yùn)綜合業(yè)務(wù)RFID管理信息系統(tǒng)而言，高靈敏度高性能的RFID讀寫系統(tǒng)設(shè)備和多進(jìn)程的并發(fā)操作可以大大增強(qiáng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的高效性、準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性以及采集數(shù)據(jù)的處理能力。RFID讀寫系統(tǒng)設(shè)備在應(yīng)用實(shí)踐中體現(xiàn)出較強(qiáng)的數(shù)據(jù)采集能力，系統(tǒng)應(yīng)用平臺具備并行機(jī)制，通過并行處理數(shù)據(jù)，提高大數(shù)據(jù)量的處理效率。
開放性：系統(tǒng)應(yīng)采用統(tǒng)一系統(tǒng)平臺、統(tǒng)一的RFID讀寫系統(tǒng)設(shè)備接口、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)字典、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式和統(tǒng)一的模塊間接口。系統(tǒng)的建設(shè)充分考慮開放性，適應(yīng)倉儲(chǔ)物流業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展。
可維護(hù)性：系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)接口設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)，使其具有良好的可維護(hù)性。同時(shí)，提供友好的應(yīng)用操作維護(hù)界面，維護(hù)操作簡單。
易操作性：統(tǒng)一風(fēng)格的友好的操作界面，完整的操作流程及操作手冊，易于操作人員學(xué)習(xí)掌握。系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)注重滿足叉車調(diào)度管理的科學(xué)性、方便性以及合理的習(xí)慣。
叉車調(diào)度定位監(jiān)控RFID管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)是在充分分析倉儲(chǔ)物流管理業(yè)務(wù)現(xiàn)狀和發(fā)展方向基礎(chǔ)上進(jìn)行高度的抽象概括。設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮各方面因素，通過合理取舍，達(dá)至系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確率、數(shù)據(jù)處理效率和靈活性間的平衡折衷。
3.2系統(tǒng)組成
根據(jù)倉庫管理的要求，叉車調(diào)度定位監(jiān)控管理系統(tǒng)框架可分為四個(gè)層次，分別為設(shè)備層、采集層、集成層和應(yīng)用層：
設(shè)備層
設(shè)備層構(gòu)造RFID的應(yīng)用環(huán)境，包括標(biāo)簽（標(biāo)識人員、叉車等）、天線、讀寫器、計(jì)算機(jī)硬件、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、終端設(shè)備等。
采集層
基于RFID技術(shù)的叉車、人員信息采集，通過讀寫器采集RFID標(biāo)簽中的信息，進(jìn)行解碼、防沖撞、多通道信息去重、信息過濾、分類等信息預(yù)處理后，將信息傳送到集成層。
集成層
集成層是RFID應(yīng)用的支撐平臺，支持RFID信息的輸入、獲得、傳輸、處理及協(xié)同。包括RFID中間件、集成平臺、信息傳輸?shù)取?
●RFID中間件解決信息語義定義、讀寫器信息采集、信息寫入（一次寫入或分段寫入）和數(shù)據(jù)庫接口。
●集成平臺在中間件基礎(chǔ)上增加與第三方應(yīng)用的接口（為各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口），使各種應(yīng)用軟件與RFID兼容。
●信息傳輸完成異地點(diǎn)到點(diǎn)之間信息的傳輸架構(gòu)，異地系統(tǒng)信息傳輸?shù)陌踩軜?gòu)，實(shí)現(xiàn)信息的分發(fā)和流轉(zhuǎn)。
應(yīng)用層
應(yīng)用層為RFID后端軟件系統(tǒng)及應(yīng)用系統(tǒng)界面，形成可定制的應(yīng)用系統(tǒng)。叉車調(diào)度定位監(jiān)控管理系統(tǒng)由任務(wù)發(fā)放系統(tǒng)、叉車調(diào)度查詢系統(tǒng)、人員調(diào)度查詢系統(tǒng)、叉車定位系統(tǒng)、叉車出入監(jiān)控系統(tǒng)等應(yīng)用系統(tǒng)組成。
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