zigbee在倉庫、倉儲、物流智能定位信息系統(tǒng)中應用

一、概述
　　在現(xiàn)有倉庫管理中引入Zigbee技術，對倉庫到貨檢驗、入庫、出庫、調撥、移庫移位、庫存盤點等各個作業(yè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進行自動化的無線數(shù)據(jù)采集，無線數(shù)據(jù)更新。保證倉庫管理各個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)輸入的速度和準確性，確保企業(yè)及時準確地掌握庫存的真實數(shù)據(jù)，合理保持和控制企業(yè)庫存。通過科學的編碼，還可方便地對物品的批次、保質期等進行管理。利用系統(tǒng)的庫位管理功能，更可以及時掌握所有庫存物資當前所在位置，有利于提高倉庫管理的工作效率。
　　利用本系統(tǒng)建立的無線傳輸網(wǎng)絡，可根據(jù)倉庫需要接入溫度、濕度、安防等倉庫信息智能設備。將各種系統(tǒng)完全整合在一個網(wǎng)絡中，一次投資多重應用，避免重復投資。
　　二、應用介紹
　　1、倉庫應用Zigbee系統(tǒng)效益
　　提高管理信息系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的可靠性
　　高效、準確的數(shù)據(jù)采集，提高作業(yè)效率
　　遠程無線數(shù)據(jù)維護，高效集中管理
　　分區(qū)盤點，實時進行，庫存動態(tài)數(shù)據(jù)時時更新
　　入庫，出庫定位管理，防止人為失誤
　　準確、高效提高生產(chǎn)作業(yè)能力
　　2、托盤（貨架）式數(shù)字化管理優(yōu)勢
　　當今托盤（貨架）化已成為物流的必然趨勢。托盤作為基本數(shù)字化管理單位，即托盤上嵌入Zigbee智能身份識別卡，這樣既不影響貨物的外觀質量，又提高貨物整體數(shù)字化平均單位數(shù)量，便于實現(xiàn)大批量貨物的精確數(shù)字化管理。Zigbee智能身份識別卡在物流配送中心的應用，是基于數(shù)字倉庫管理應用軟件、計算機無線網(wǎng)絡技術、現(xiàn)代物流立體高架倉庫思想等實現(xiàn)的。
　　◆ 作業(yè)效率高
　　◆ 物流過程中的破損率大大降低
　　◆ 適應作業(yè)過程機械化、自動化的需要
　　3、叉車配置Zigbee收發(fā)器應用
　　對于物流應用環(huán)境，Zigbee叉車是最佳選擇
　　■ 收發(fā)貨時，叉車配置Zigbee收發(fā)器可根據(jù)實際情況調整信號讀寫距離，靈活應用。
　　■ 可以對托盤進行全過程連續(xù)跟蹤，而不是離散式跟蹤。對貨物出入庫整個過程，入庫放置位置及出庫取貨位置做智能定位跟蹤，比對工作防止人為失誤。
　　■ 配合相應的庫房管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)單步式的作業(yè)控制，排除人工介入，提高作業(yè)效率的同時，改進和加強管理，實時掌握詳細庫存及分布
　　三 應用流程
　　1、入庫
　　當貨物通過進貨口傳送帶進入倉庫時，每托盤貨物信息通過進貨口讀寫器寫入托盤，然后通過計算機倉儲管理信息系統(tǒng)運算出貨位，并通過網(wǎng)絡系統(tǒng)將存貨指令發(fā)到叉車車載系統(tǒng)，并可按照要求存放到相應貨位。
　　2、出庫
　　叉車接到出貨指令，到指定貨位叉取托盤貨物。叉取前叉車讀寫器再次確認托盤貨物準確性，然后將托盤貨物送至出貨口傳送帶，出貨口傳送帶讀寫器讀取托盤標簽信息是否準確，校驗無誤出貨。
　　3、庫存盤點
　　倉庫內(nèi)讀寫器實時讀取在庫貨物標簽信息，核對實時盤點數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中統(tǒng)計的倉儲信息是否一致。
　　4、貨物區(qū)域定位，轉移
　　倉庫內(nèi)讀寫器實時讀取貨物標簽信息，控制中心根據(jù)讀卡器網(wǎng)絡判斷各個貨物存放區(qū)域，統(tǒng)計倉庫使用情況，并據(jù)此安排新入庫貨物存放位置。

一、整體組網(wǎng)結構

　　系統(tǒng)整體分為三層網(wǎng)絡結構：

　　

　　整體網(wǎng)絡結構圖

　　1、在整個倉庫區(qū)域根據(jù)倉庫大小現(xiàn)場環(huán)境配置SC8836B遠距離收發(fā)模塊組建無線數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)絡。

　　2、每個倉庫內(nèi)部采用雙頻定位收發(fā)模塊SC8836A+b，時時采集倉庫內(nèi)部庫存信息，配合倉庫信息管理軟件系統(tǒng)，進行貨物定位倉位分配管理。并可通過定位收發(fā)模塊對托盤上配置信息卡進行發(fā)射功率，休眠間隔，卡號信息，聲光提示等工作模式進行設置修改。

　　

　　倉庫內(nèi)部圖

　　3、托盤智能信息卡，定時向系統(tǒng)發(fā)送信息。保證系統(tǒng)庫存，倉位使用情況時時更新，可配置聲光提示模塊，對入庫盤點，出庫進行導航提示。

　　

　　車載和手持設備

　　4、叉車載讀卡器，進庫、出庫、移庫對貨物、倉位進行比對驗證?？膳渲蔑@示系統(tǒng)，系統(tǒng)將入庫、出庫、移庫目標倉位、目標數(shù)量顯示在屏幕上，提示叉車操作人員進行精確操作。

　　5、手持設備，可調整自身設備發(fā)射功率、頻率。

　　5.1入庫尋貨：

　　工作人員攜帶手持設備入庫尋貨，目標貨物配置智能卡在接收到信號時，發(fā)出聲光提示，引導尋貨人員快速定位。

　　5.2入庫查庫：

　　工作人員采用手持設備定期人工查庫，近距離讀取托盤信息卡信息，并與后臺管理系統(tǒng)比對，人工盤點庫位貨物品種、數(shù)量、生產(chǎn)日期是否與后臺系統(tǒng)一致。如不一致，可現(xiàn)場對系統(tǒng)信息進行修正，或對智能信息卡進行修正。

　　5.3出入庫信息維護

　　工作人員可采用手持設備對出入庫托盤信息進行維護，入庫托盤與貨物品種、數(shù)量等信息寫入信息系統(tǒng)。出庫托盤與貨物品種、數(shù)量等信息寫入信息系統(tǒng)。

二、工作流程說明

　　1、入庫流程：

　　

　　（1） 運輸單元將貨物運輸?shù)絺}庫后，到倉庫信息系統(tǒng)進行入庫登記；

　?。?） 信息系統(tǒng)根據(jù)入庫貨物品種、數(shù)量等條件，通過zigbee無線網(wǎng)絡向倉庫查詢可用倉位，并智能分配倉位。

　?。?） 根據(jù)分配倉位，貨物托盤放置智能卡向智能卡寫入信息與信息系統(tǒng)倉位信息、入庫貨物信息進行匹配。

　?。?） 信息系統(tǒng)同時向叉車發(fā)送入庫貨物分配倉位信息，叉車根據(jù)倉位分配信息把對應的入庫貨物送入對應倉位。如送錯倉庫叉車車載系統(tǒng)和倉庫信息系統(tǒng)都會主動告警，提示叉車及時更正。

　?。?） 入庫完成后，入庫貨物托盤所附智能卡定時向信息系統(tǒng)發(fā)送庫存信息。時時更新庫存狀態(tài)。

　　2、出庫流程：

　　

　?。?） 領貨人員向倉庫信息系統(tǒng)提交出庫申請；

　?。?） 信息系統(tǒng)輸入出庫貨物信息，根據(jù)出庫優(yōu)先級（比如生產(chǎn)日期靠前的優(yōu)先出庫）向倉庫查詢出庫貨物存儲倉位及庫存狀態(tài)。并生成出庫貨物提貨倉位及相應托盤所屬貨物。

　?。?） 向叉車發(fā)出出庫指令，叉車通過zigbee無線網(wǎng)絡接收到出庫倉位，出庫托盤所屬貨物。

　?。?） 叉車根據(jù)指引向指定倉位取貨，當叉車接近倉位，托盤智能卡接收到信息，卡上配置的LED燈開始閃爍提示叉車操作人員準確取貨。叉車取貨后駛離本庫信號覆蓋范圍后閃爍提示關閉，智能卡進入省電狀態(tài)。

　?。?） 出庫貨物裝車前，通過出庫口讀卡器或手持設備進行最終確認。

　　（6） 收回智能卡，循環(huán)使用。裝車出庫完成。
一、系統(tǒng)硬件介紹：

　　系統(tǒng)包括四個部分：智能卡（貨物托盤配置），雙頻定位收發(fā)器（安裝在倉庫，雙頻可更加降低智能卡功耗），骨干網(wǎng)絡收發(fā)協(xié)調器和與倉庫智能信息系統(tǒng)（軟件），智能卡和讀寫器都是由高度集成的微功率單芯片無線收發(fā)機和單片機制成，它們的體積都非常小，單芯片收發(fā)機還可有一個全世界獨一無二的廠家編號（燒錄在芯片中），這個單芯片收發(fā)機還具有接收信號強度指示功能（RSSI）。新系統(tǒng)的智能卡和讀寫器，使用的是無需申請的2.4G ISM免費頻段，而且都滿足國家對2.4G頻道無線產(chǎn)品的相關規(guī)定。

　　1、智能卡（貨物托盤配置）

　　

　　

　　

　?。?） 硬件功能

　　a) 采用高強度ABS塑料，防止磨損。

　　b) 可添加聲光報警功能，出庫或尋貨時對工作人員進行引導。，

　　c) 電池低壓告警，電池容量低壓時主動上報低壓信息，提示管理人員更換電池。

　?。?） 性能指標：

　　a) 頻率：2.4 GHzC2.488 GHz 免費頻段,83個頻道，3822個信道， 32/64位 PN 碼

　　b) 接收靈敏度：-97dBm

　　c) 輸出功率：可達 +4dBm

　　d) 控制單片機配置： Atmega88

　　e) 自身通信距離： 150/ 250米（僅指 SC8836A 與 SC8836A 模塊之間，使用微帶（PCB）天線/內(nèi)置天線時的通信距離，SC8836與其它模塊的通信距離可以遠得多，例如SC8836A(作為接收端)與SC8836b （作為發(fā)射端，使用5-10厘米小天線）其通信距離則可達1500米，參見本公司產(chǎn)品說明）可提供SMA外接天線接口（選項）

　　f) 傳輸速率： 250 kbits/sec，125kbs, 38.4 kps, 19.2kps,…….1.2kps 可設置

　　g) 直序擴頻： DSSS通信方式，抗干擾力強，保密性高;

　　h) 高集成度，只有很少分離元器件，可靠性高，低成本

　　i) 提供TTL電平接口（3 C 15）；（RS232/RS485接口為選項）

　　j) 12-MHz 輸入時鐘運行

　　k) 休眠電流 接收 接收 => 發(fā)射)

　　x) 模塊尺寸：40 X 17 mm x 5 mm (可根據(jù)用戶需要尺寸進行設計)

　　y) 典型應用：門禁系統(tǒng)，定位系統(tǒng)，不停車收費系統(tǒng)，遙控玩具，無線身份識別卡等；

　　z) 發(fā)射功率，頻道信道，模塊編號可通過有線或無線的方式，可由用戶自己設置。

　　2、雙頻定位收發(fā)（讀寫）器

　　

　　

　?。?） 硬件功能

　　a) 采用高強度防水耐磨ABS塑料，或鑄鋁材料。

　　b) 采用SC8836A＋SC8836b雙頻工作模式，精確定位與遠距離傳輸。SC8836A負責確定定位范圍及通過變頻精確定位，SC8836b負責接收智能卡上傳信息，和轉發(fā)信息至骨干中心模塊。

　　c) 可室內(nèi)外安裝也可作為手持設備。

　　d) 可根據(jù)實際應用區(qū)域調節(jié)信號覆蓋范圍。

　　e) 自動定時回報狀態(tài)信息。

　?。?） 性能指標

　　a) 頻率：2.4 GHzC2.488 GHz 免費頻段,83個信道 32/64位 PN 碼

　　b) 接收靈敏度：-100dBm

　　c) 輸出功率：可達 +4dBm

　　d) 控制單片機配置： Atmega88 或 MSP430

　　e) 自身通信距離： 200 米

　　f) 傳輸速率： 250 kbits/sec， 38.4 kps, 19.2kps,…….1.2kps 可設置

　　g) 直序擴頻： DSSS通信方式，抗干擾力強，保密性高;

　　h) 高集成度，只有很少分離元器件，可靠性高，低成本

　　i) 直序擴頻可重新設置基帶相關系數(shù)

　　j) 提供RS232或RS485 接口；

　　k) 12-MHz 輸入時鐘運行

　　l) 休眠電流 接收 接收 => 發(fā)射)

　　y) 模塊尺寸：55 X 24 mm x 6 mm (可根據(jù)用戶需要尺寸進行設計)

　　z) 典型應用：數(shù)據(jù)采集和傳輸模塊，定位系統(tǒng)定位點模塊，讀寫器模塊等。

　　3、骨干數(shù)據(jù)收發(fā)基地臺

　　

　?。?） 硬件功能

　　a) 骨干基地臺在倉庫范圍內(nèi)組建無線定位信息系統(tǒng)骨干無線數(shù)傳網(wǎng)絡。

　　b) 采用高強度防水鑄鋁材料。

　　c) 自動定時回報狀態(tài)信息。

　　d) 可根據(jù)實際應用區(qū)域調節(jié)信號覆蓋范圍。

　　e) 骨干基地臺間可采用無線自組網(wǎng)，數(shù)據(jù)接力傳遞，無需布設有線電纜或光纖。

　?。?） 性能指標

　　a) 頻率：2.4 GHzC2.488 GHz 免費頻段,83個信道 32/64位 PN 碼

　　b) 接收靈敏度：-100 dBm

　　c) 輸出功率：可達 20dBm

　　d) 控制單片機配置： Atmega88 或 MSP430

　　e) 自身通信距離： 2000 米（天線高度8米以上，無阻擋；增加全向中饋天線可傳輸5000米）

　　f) 傳輸速率： 250 kbits/sec， 38.4 kps, 19.2kps,…….1.2kps 可設置

　　g) 直序擴頻： DSSS通信方式，抗干擾力強，保密性高;

　　h) 高集成度，只有很少分離元器件，可靠性高，低成本

　　i) 直序擴頻可重新設置基帶相關系數(shù)

　　j) 提供RS232或RS485 接口；

　　k) 12-MHz 輸入時鐘運行

　　l) 休眠電流：10 μA

　　m) 集成 64-bit 廠家 ID 編號

　　n) 最大接收信號 C20 C6 dBm

　　o) 具有測量點電池電壓功能

　　p) 工作溫度 C40 to 85C

　　q) 發(fā)射電流：約 300 mA

　　r) 接收電流：約 30 mA

　　s) 工作電壓 1.8 V to 3.6V (一般為可充電電池，或220V電源)

　　t) 天線類型：外接天線

　　u) 數(shù)據(jù)速率：250kps （DSSS模式） 1Mps (GFSK模式)

　　v) 晶振啟動時間：1mS

　　w) 頻綜穩(wěn)定時間：100uS

　　x) 收發(fā)轉換時間：30uS (發(fā)射 => 接收 接收 => 發(fā)射)

　　y) 模塊尺寸：65 X 30 mm x 6 mm (可根據(jù)用戶需要尺寸進行設計)

　　z) 典型應用：遠距離數(shù)據(jù)傳輸模塊，數(shù)據(jù)中繼模塊等；