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    探究物联网技术在发射机房仓库管理中的运用

      信息来源:   发布时间:2021-11-24  点击数:

    一、目的和意义

    随着互联网技术的深度广泛应用,以及各类传感技术的不断发展进步,物联网技术已经从探索试验阶段逐渐发展到成熟应用阶段。如今的仓储物流、车联网以及自动停车场等社会生活的各个方面,都在广泛的使用物联网技术。

    广播发射机的备件仓库的规模数量虽然不能与现代大型仓储物流仓库相比,但是仓库存放的各类备件种类繁多、规格大小不一,需要科学的管理方法才能保证仓库的管理有序,才能为发射机的应急抢修和日常维护提供坚强保障。

    目前,海峡之声广播电台的备件仓库主要是人工管理。因为发射机备件具备较强的技术特性,往往要求仓库管理员对发射机性能比较熟悉,才能准确识别的各类备件,了解其功能作用,并根据备件大小、使用地点、功能作用等类别进行整理摆放。由于每任仓库管理员对仓库的管理方法和模式都有自己的理解和方式,造成非仓库管理员取用备件不便,新老仓库管理员交接工作需要花费大量时间等问题。这种非标准化的人工管理模式难以满足仓库管理的快速、准确的要求,影响整个发射机房的工作效率,成为发射机房正规化管理的障碍。

    因此,探究如何将较为成熟的物联网技术运用到发射机房仓库的管理中,对于提高仓库管理的信息化水平和效率具有重大意义。

    二、功能原理

    (一)系统架构

    基于物联网的智能仓储管理系统将物联网技术主要以光载交换技术作为整个系统的核心网络技术,以RFID射频技术作为仓储管理系统与备件交互信息的媒介。系统的总体架构分为三层:第一层为感知层,第二层为传输层,第三层为应用层。

    感知层用于整个系统的信息获取,它主要由RFID读写器组成。传输层是通过网络将感知层获取的数据传输给应用层的系统。应用层主要是面向工作人员,将从网络层获取的数据存储在服务器中,并根据用户需求进行处理和分析。如图1所示:

    图1 设计架构图

    图1 设计架构图  下载原图


    (二)分系统介绍

    1. 底层信息获取系统

    该系统主要由RFID设备、电子标签、传感器等组部件成。在该系统中,每件备件都贴有对应的电子标签,在出入库或者盘点时由RFID读写器读取每件备件的信息交互给上层。机房仓库安装摄像头及温湿度、烟雾传感器,构成无线传感网络模块,使得值班人员值班时能够随时在监控中心了解仓库各项情况,保证仓库管理的安全。

    2. 网络传输系统

    网络传输系统主要是利用无线WiFi、路由器、光纤以太网转换器等构建一个小型局域网,用来构建底层信息获取系统与仓库管理系统的传输通道。

    3. 操作管理系统

    操作管理系统是整个系统组成的核心部分,能够实时获取仓库存储、盘点、出入库等信息,并能够对仓库温度湿度等环境参数进行监控。该系统主要由主机及运行于其上的软件组成。由于机房仓库只有两个,需要存储和处理的数据量小,所以只需将操作管理系统设置在机房的主机服务器上即可。若对数据的安全性要求高,可再增加一台服务器建立冗余,与原有服务器形成一主一备模式。

    系统框架图,如图2所示:

    图2 智能仓储管理系统系统框架图

    图2 智能仓储管理系统系统框架图  下载原图


    (三)关键技术

    1. 电子标签

    当前,RFID主要有三大标准体系,即国际标准化组织的ISO/IEC 18000、欧美的EPCglobal和日本的UID。由于欧美的EPCglobal标准定义的目的是解决供应链的透明性和追踪性,透明性和追踪性指的是供应链各环节中所有的合作伙伴都能够了解单件物品的相关基本信息,如位置、生产日期等,并在仓储物流领域中广泛应用,因此,本系统的电子标签采用欧美的EPCgIobal标准的EPC编码。EPC编码类型有三种:64位,96位和256位,三种编码原理相同,都由版本号、产品域名管理、产品分类部分和序列号四部分组成,只是因为位数不同,所代表的物品数量上的差异。在本系统中,我们采用EPC-96I型编码,结构如图3所示:

    图3 EPC-961型编码结构图

    图3 EPC-961型编码结构图  下载原图


    EPC编码中的版本号,即EPC代码的结构说明,用来指出了EPC中编码的总位数和其他三部分中每部分的位数。

    域名管理,是指EPC代码的域名管理者编码,用来描述备件的位置信息。例如,在A区域的1号货架的1层的1号位置,编为0A111。

    对象分类,是用于一个产品EPC的分类编号,用来标识产品种类。例如,高末电子管,编为0001,高前电子管,编为0002。

    序列号用于备件EPC编码的序列号编码,具有唯一性,每个序列号编码只能代表唯一的一件备件。

    2. RFID设备与存储区域规划

    系统中的RFID设备包括门式阅读器、便携式阅读器,两者的功能相同。门式阅读器安装在备件仓库出入口,当备件通过出入口时,能够对货物进行扫描,配套设备有现场控制终端,使用以太网与机房主机通信。便携式阅读器放置于仓库内部,用于工作人员盘点时直接扫描使用。

    机房仓库共有4个部分,主要为便于为存储备件进行编号,每部分最小存储单元编号可根据物品摆放的实际情况进行。仓库结构图如图4所示:

    图4 仓库示意图

    图4 仓库示意图  下载原图


    3. 传感器、微处理器、通信芯片及协议

    在仓储物联网的设计中,针对本单位机房仓库的监控需求,可以采用Zigbee无线传感器网络和局域网相连的通信设计思路来实现机房仓库整体的监控。Zigbee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术,它的这些特点适用于本系统的监控设计。

    为了让系统更加节能,本文机房仓库监控数据的采集要求传感器体积小、功耗低、外围电路结构简单,采用不需要信号调理电路的数字式传感器。主控单元采用Atmel公司的Atmega16L单片机。无线通信模块采用LCX24A芯片与微控器。

    三、系统功能

    为了实现仓库管理的流程化、简单化、智能化,根据实际需要,智能仓储管理系统设计了入库、出库、盘点和监控四个基本功能。

    (一)入库管理

    当备件到达仓储仓库后,工作人员需要将含有备件种类和位置等各类信息的电子标签贴在备件上,将备件从入口处送进仓库,入口处门式四通道阅读器扫描电子标签获取入库的备件的基本信息,在获取基本信息后,通过无线网络处理传输到数据库,操作管理系统将返回备件的存储信息,工作人员根据显示屏上所显示的信息进行备件的入库存放。与传统的入库相比明显提高了入库备件的准确率,而且在入库的同时又可以快速的找到备件的存储位置,大大提高了入库的效率。

    (二)盘点管理

    无论是核对仓库内备件的实际数量与出入库是否一致,还是完善新老仓库管理员交接工作,都需要对仓库进行清点,以保证账物相符。管理员可以通过使用手持阅读器来读取包装上的电子标签进行,把电子标签信息传送到终端设备,在计算机上对传送数据进行处理,形成清点报表,以确认仓库备件的实际数量是否与电子账簿相符。

    (三)出库管理

    工作人员根据需求自动生成出库清单,输入需要出库备件的基本信息,由在智能仓库的控制系统分析并找到对应备件所处的位置,此时不需要人工来核对出库备件的位置等基本信息。确定好要出库的备件之后,工作人员根据位置信息进行拣货,在出口处使用RFID阅读器对出库备件采集核对信息,并将出库信息传送至控制系统,控制系统根据RFID阅读器传送来的信息与出库清单进行核对并更新库存信息,若出现错误系统将发出错误提醒,这大大节约了出库的时间成本并提高了准确率。

    (四)监控管理

    通过在机房仓库布置的各类传感器,包括摄像头、温湿度传感器和烟雾传感器,使用Zigbee无线传感器网络和局域网相连的通信技术,值班人员可随时在监控中心了解机房仓库的情况,发现问题可及时进行处理,提高了仓库备件的安全性。

    四、结语

    当前物联网技术给很多行业发展带来了重大变革,本文对基于物联网的智能仓储管理系统做了一定的思考和研究,针对当前发射机房仓库管理智能化、标准化不足的问题提出了解决方案,但该系统目前只是对仓库管理的入库、出库、盘点和环境监控这些基本功能进行构想,还存在很大设计冗余,实际使用者可以根据具体情况进一步丰富设计。

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