利用RFID技術實現倉庫人員取貨自動化管理解決方案

倉庫管理系統中的人員權限問題是目前研究的熱門議題。 一個好的管理制度會從多方面考慮權限的劃分； 如果不合適，不僅會造成系統不穩定，還可能導致重要資料資訊外洩。 。 從安全角度來說，一般來說，我們在設計程序時會遵循最少授權的原則； 即在最短的時間內授予程式碼所需的最低權限。 除非程式需要，否則應用程式將不允許以管理員權限執行。 。 在多功能資訊系統整合平台中，包含多個子模組，每個模組可能需要自己獨特的權限系統。 一般來說，軟體開發人員只能透過修改程式碼來滿足使用者的需求。 在大多數情況下，權限系統往往是使用者在實施初期就需要的，因此設計完善的權限方案對於資訊系統整合平台尤其重要。

那麼在現代高度整合的貨物倉儲管理中，如何合理安排人員權限呢？ 對於大型貨運倉庫來說，如果能夠合理安排人員的取貨權限，那麼就可以大幅減少甚至避免貨物問題和錯誤取貨的情況發生。 貨物及貨損情況； 從而實現高效的自動化倉儲管理。 本文提出一種基於RFID技術的自動化人員權限管理策略，依靠軟硬體結合實現倉庫人員取貨的自動化管理。

1. 程序分析

整個自動化倉庫管理人員接送權限方案是基於兩個基礎進行深入研究的。

1）射頻識別系統的核心技術是多通道存取時防衝突演算法的實現。 RFID系統中主要有兩種通訊方式：①無線廣播方式，即一個讀寫器的讀取範圍內有多個應答器，讀寫器發送的資料流有時可能會被多個應答器接收到。 。 ②多路存取方式，即在讀寫器範圍內，多個應答器同時向讀寫器傳輸資料。 前者不是我考慮的重點，但後者會造成通訊衝突和資料碰撞問題。 目前，基本上有四種解：SDMA-空分多址、頻分多址(FDMA-頻分多址)、TDMA-時分多址和碼分多址(CDMA-碼分多址)。 綜合考慮RFID系統通訊形式、功耗、系統複雜度、成本等因素，選擇TDMA方式來實現射頻辨識系統中的防衝突機制。 基於TDMA的防衝突演算法分為：基於位元的二分查找演算法和基於時隙的ALOHA演算法； 此方案採用二分查找演算法來解決防碰撞問題。

2）無線射頻辨識系統的基礎－EPC資料編碼格式的設計。 EPC資料編碼方案的選擇將決定EPC資料擷取的便利實現。 本方案中，EPC資料編碼格式設計包括兩部分：①人員接送權限編碼設計。 ②貨物識別的EPC編碼設計。 目前，EPC編碼方案有13種，其整體結構由分層的、可變長度的標頭和一系列數字字段組成，如圖1所示。報頭定義了總長度、標識類型和EPC編碼結構，可以還包括其過濾值； 標頭的長度是可變的。

2 方案設計

方案設計包括貨物編碼方案設計和配送人員權限方案設計兩部分。 在貨物編碼方案的設計部分，根據系統設計的需要，採用了GID-96通用識別碼之一。 它不依賴任何現有的已知規範和識別方案，並使用由3個欄位（總經理代碼、物件分類代碼、序號）組成的96位元EPC代碼。 在添加標頭後，保證了EPC命名空間的唯一性。 其格式如表1所示。

其中，總經理代碼用於識別一個組織實體，如公司、經理等； 它負責維護以下欄位的數量； 物件分類ion代碼用於標識總經理代碼下物品的類別或種類； 序號用於識別物件分類代碼下的每個特定物件。 三者的代碼是唯一的，同一類型下不允許重複。 從這個編碼格式可以看出，物件分類代碼部分代表倉儲物料的類型； 它也代表倉庫中存放的物料類型。 當大型貨運倉庫有多名提貨人員時，本代碼也給出了合理的方式來分配提貨人員的權限。

鑑於提貨人員只針對特定的物流企業，其提貨權限很少涉及外部； 考慮到倉庫管理系統的高效運作、健全性和穩定性，在提貨人員權限編碼方案的設計部分，對提貨人員進行了單獨的分配。 設定自訂權限編碼格式。 其編碼格式依然是基於GID-96定制的，目的是為了在批量檢索資料庫時更容易實現、更有效率。 其編碼格式如表2所示。

編碼中，總經理分為兩類：具有最高權力的董事會和負責不同配送人員的倉庫管理部門； 每個都由不同的代碼表示。 物品分類代碼部分：董事會下的物品分類代碼全部設定為1，表示董事會擁有最高權限，可以查詢目前倉庫中各種物資的庫存狀況以及提取各種物資從倉庫。 倉庫管理部門負責的不同提貨人員擁有不同的物品分類代碼，這也意味著不同的提貨人員攜帶的貨物類型不同。 序號部分，依人員數N，採用使用高位的方法：N=2M-2（其中M<36，全0和全1不使用，所以減2）； 其餘36-M位元不考慮用於通用管理器和物件分類，全部設定為0。校驗碼使用循環冗餘校驗（CRC）。 其最大的優點是辨識錯誤的可靠性高。 即使出現多個錯誤，也只需要很少的操作。 可以識別錯誤； 16位元CRC可以驗證4KB長資料塊的資料完整性，輕鬆滿足RFID系統的需求。

3 計劃實施

首先，不同類型的物料出庫時，由不同權限的提貨人員實施。 拾取人的許可由「物件分類代碼」表示。 在 EPC 代碼中。 接送人首先用專用許可閱讀器讀取其攜帶的接送許可。 系統取得電子標籤資料後，截取並儲存「物體分類碼」。 透過攔截指令將權限標籤資料放入私有變數。 當貨物出庫時，讀寫器會取得每個貨物的電子標籤，並將採集到的電子標籤透過中介軟體傳送至系統。 在傳輸過程中，需要進行兩個操作：1）截取貨物電子標籤中的物體分類碼，並在提貨人的許可下對電子標籤中的物體分類碼進行模式匹配操作。 當配對成功時，以該物料的電子標籤資料為檢索條件，遍歷資料庫中的庫存表： 符合不成功時（即被提貨的標籤中的物件分類代碼為與提貨人權限標籤中的物品分類碼不同） ，表示提貨人沒有提貨權限，則饋送該貨物的電子標籤返回液晶終端。 並突出顯示以供倉庫管理人員檢查。 2) 提貨成功後，貨物出庫； 同時，以貨物的電子標籤資料為檢索條件檢索資料庫，更新目前資料庫倉庫物料庫存表。 確保庫存表中的貨物數量與倉庫中的貨物數量相對應。 這個更新操作有點類似貨物入庫操作。 整個交付操作流程如圖2所示。

EPC資料收集部分：出庫物料電子標籤資料收集和人事權限電子標籤資料收集這兩個操作是「非同步」的。 首先採集取貨人員的權限標籤數據，然後與採集到的出庫物料電子標籤數據進行模式匹配。 原因是儲存倉儲物料資訊的資料庫和儲存人員權限資訊的資料庫是分開管理的。 這樣可以有效確保提貨人員的權限資訊不外洩、不被盜，以防止倉儲物資遺失。

應用模組部分：鑑於多個讀寫器同時運作時，每秒讀取的標籤數量非常大。 通常會開闢一個緩衝區來暫時儲存電子標籤資料。

為了便於理解，筆者僅以EPC資料佇列中任一個電子標籤為例來示範整個處理過程。 首先，電子標籤資料出隊並進入應用程式介面。

4. 方案驗證

由於EPC資料收集是在硬體部分實現的，這裡不再贅述。 模擬收集到的EPC數據來驗證計劃。 採集到的EPC資料以二維表的形式儲存在EXCEL表中，當前倉庫物料庫存表儲存在ORACLE資料庫中，以便批次檢索資料庫。 由於批次檢索資料庫對查詢回應時間的要求非常高，因此這裡採用劃分-抽樣-匹配的想法。 倉儲作業時，物料已簡單分類。 因此，批量檢索時，只需匹配各類型入庫物料庫存表中的第一個即可。 當物品分類代碼部分與目前庫存表中儲存的記錄相符時，則序號相符； 這種方法最大的好處就是：攔截一次，多次使用。 大量檢索資料資料庫的物品分類代碼在檢查人員是否有權取貨時會再次使用。 只需要一個臨時變數來暫時儲存程式碼：大幅減少了攔截工作量，縮短了處理時間。

鑑於上述研究，在MatLab中在三種環境下進行了模擬。 模擬環境1：庫存表記錄固定為1000條，出庫標籤8~100不等，提貨人員數量為1；

模擬環境2：出庫標籤固定30個，庫存表記錄變化：100~1500個，提貨人員數量為1；

模擬環境3：出庫標籤變更：20~70條，庫存表記錄變更：150~1,450條，提貨人1人； 仿真結果如圖7所示。

從模擬結果可以看出，此方法能夠正確處理數據，實現以物件分類程式碼為核心的分類和投放管理。 與一般揀貨方式相比，縮短了交貨時間。 透過鎖定貨物的電子標籤，將揀貨的錯誤減少到最低限度，達到了解決方案設計的初衷。 為現代倉儲配送管理提供了新的思路。

  5 結論

為了實現高效、快速的現代化倉儲管理，提出基於RFID技術的人員取貨權限自動化管理解決方案。 依托提貨人員專用EPC編碼，合理分配倉管人員提貨權限，解決了倉庫出庫慢、提貨出錯的問題。 但從設計權限編碼本身的特性來看，這種傳遞權限方案有一定的限制。 當倉儲物料種類較多時，只賦予每位倉管員領取某一類貨物的權限，可能無法滿足倉庫管理的彈性需求，造成倉管員的浪費，增加倉儲管理的投資成本。 這也是這個方案下一步需要改進的地方。