目前我军仓库大部分依靠人工管理,对物资的出入库及使用情况采用传统的人工记录及查询方式,物资入库、出库、点验、查询、跟踪、统计和分析等各方面的工作效率不高,缺乏对物资的实时监控功能。为了达到军用仓库管理的精细化、信息化和智能化的要求,本文在军用仓库管理活动中引入了物联网技术。

物联网[1]指利用射频识别(Radio Frequency Identification)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理,构造一个覆盖世界上万事万物的实物互联网。本文涉及到的物联网技术主要有RFID技术和传感器技术。

RFID技术是20世纪90年代开始兴起并逐渐走向成熟的一种非接触的自动识别技术,它利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递,并通过分析传递的信息自动识别目标[1]。

RFID系统由电子标签、天线、读写器三部分组成。电子标签由耦合元件和芯片组成,每个电子标签具有全球唯一的ID,无法修改也无法仿造。天线在电子标签和读写器间以射频信号的形式传递电子标签的数据信息。读写器是用来读取并识别电子标签中所保存的电子数据[2]。

RFID的工作原理有两种模式,一种是RFID读写器向一定范围发射射频信号,当RFID电子标签进入读写器的射频场后,标签天线就会获得感应电流,从而为RFID芯片提供能量,芯片就会通过内置天线以射频信号的形式向读写器发送存储在芯片内的信息,读写器对接收的信号进行解调和解码,然后通过有线或无线方式送至计算机系统进行有关的数据处理;另一种模式是电子标签自身有能量,可以主动发射某一频率的射频信号,读写器可直接接收信号然后传送给计算机进行处理。

传感器是由敏感元件和转换元件组成的一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节,也可以说是人类五官的延长。

传感器是信息系统的源头[3]。在客观对象的测量、测试、检测、监测、分析、定位、跟踪、导航、制导、控制及健康管理等系统中,传感器是不可缺少的且在一定程度上是决定系统性能的重要部件。常见的传感器有速度传感器、热敏传感器、压力敏和力敏传感器、位置传感器、液面传感器、能耗传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器等。

基于物联网的军用仓库管理系统有两个分系统,一是物资管理分系统,主要是物资的出入库管理;二是监控分系统,包括仓库存储环境的监控和物资状况的监控。系统总体结构如图1所示。

图1 基于物联网的军用仓库管理系统总体结构图  下载原图

在仓库管理系统中每件(箱)器材都粘贴了RFID标签,在仓库出入口的通道处设置RFID阅读器。物资在通过阅读器时,阅读器即可通过器材上的电子标签获得器材的相关信息,系统可实现信息的准确自动录入,实现器材快速准确的出库入库,并自动采集器材库各个作业环节的数据,及时全面准确地掌握仓库库存的真实数据,合理保持和控制仓库库存。物资管理功能模块包括入库模块、出库模块、查询模块和基础数据管理模块。

物资配送到仓库后,首先将物资的相关属性信息(名称、型号、数量、编号等)写入到电子标签中,然后将相应的电子标签粘贴到物资外包装上,在仓库的入口处安装的两部读写器用来识别和侦测物资。当带有电子标签的物资进入读写器的工作区域时,电子标签自动激活并将存储器中信息传送给与读写器接口连接的计算机,管理员对信息做必要的修正,经过检验无误后,按要求对数据进行处理,计算机把物资的相应信息写入数据库并自动为其安排存放位置。其流程图如图2所示。

图2 入库流程图  下载原图

首先仓库管理员依据物资请领单把要出库的物资设置为合法出库,仓库入口处安装两部读写器,当装有电子标签的物资需要出库时,读写器读到物资附带的电子标签信息,并将信息传给仓库管理系统,系统自动查询数据库中对应的信息并核对,系统终端显示该电子标签所对应物资的基本信息,并判断要出库的物资是否合法,如果合法则允许出库,否则系统自动报警,同时系统会把不合法物资出库的信息自动保存。在确认出库合法完成后,将物资上的电子标签取下,并将电子标签上的信息删除,以备下次使用,同时,系统会自动记录下该物资出库的具体时间、责任人和相关属性等信息。其流程图如图3所示。

图3 出库流程图  下载原图

包括入库历史信息的查询和统计分析,出库历史信息的查询和统计分析,仓库存放物资的统计和点验,物资存放位置图等。

对系统中人员、物资和附属设备等信息进行查看、添加、删除和修改等操作,方便系统其它功能对数据的使用。

状态监控分系统工作流程如图4所示。

图4 状态监控工作流程图  下载原图

军用仓库储存的物资一般对储存环境都有一定的要求,比如储存温度、湿度、含氧量等。基于物联网的军用仓库将根据存放物资的要求放置一定数量的传感器(温度传感器、湿度传感器、压力传感器等),传感器的信息将通过无线或有线的传感器网络传送给物流信息系统,实时监控仓储环境指标。对于一些易变质的储存物资,为了实时掌握其性能情况,防止其变质,根据实际情况需要,在存放物资的箱包中放置特定用途的传感器,实时监控该物资的性能指标。

若监控的仓储环境指标或物资指标发生异常,系统将会自动报警,并在系统监控终端界面中显示。系统管理员将根据报警信息进行确认,若是虚警,则过滤掉此次报警信息;若警报属实,则进行下一步处理。

系统会根据报警信息自动生成应对方案,经管理员确认后采取措施使监控指标正常。

随着我军转变战斗力生成模式步伐的加快,军队信息化和智能化的作用越来越突出。基于物联网的军用仓库管理系统适应军队信息化发展的需要,从根本上提高了军用仓库管理的工作效率。