基于RFID技術(shù)的倉儲管理提貨方案

倉儲管理系統(tǒng)中人員權(quán)限問題是當前研究的熱點，一個好的管理系統(tǒng)會從多個方面考慮權(quán)限的劃分問題；稍有不得當，不但會造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，還可能會造成重要的數(shù)據(jù)信息泄露。從安全的角度考慮，一般情況，我們在程序設(shè)計時都會遵循最小授權(quán)原則；即在最少的時間內(nèi)授予程序代碼所需的最低權(quán)限，除非程序需要，否則不會允許使用管理員權(quán)限運行應(yīng)用程序。而在一個多功能信息系統(tǒng)集成平臺中，它含有多個子模塊，而每個模塊都有可能需要自己的一套特有權(quán)限系統(tǒng)，一般軟件開發(fā)者只有通過修改代碼來實現(xiàn)用戶的需求。多數(shù)情況下權(quán)限系統(tǒng)往往是在實施初期用戶就要求設(shè)置，因而設(shè)計一個健全的權(quán)限方案對信息系統(tǒng)集成平臺尤為重要。

那么在現(xiàn)代高度集成化的貨物倉儲管理中，如何合理安排人員權(quán)限問題呢？針對一個大型貨運倉庫，如果能做到恰當安排人員的提貨權(quán)限，那么就可以大大減少甚至避免發(fā)貨物、提錯貨、貨物丟失的情況；從而實現(xiàn)高效的自動化倉儲管理。

1方案分析

整個自動化倉儲管理人員提貨權(quán)限方案是建立在兩個基礎(chǔ)上進行深入研究的。

1）射頻識別系統(tǒng)的核心技術(shù)一多路存取時防碰撞算法的實現(xiàn)。在RFID系統(tǒng)中主要存在有兩種通信方式：①無線廣播方式，即在一個讀寫器的閱讀范圍內(nèi)存在多個應(yīng)答器，讀寫器發(fā)出的數(shù)據(jù)流有時可能會被多個應(yīng)答器接收。②多路存取方式，即在讀寫器的作用范圍內(nèi)有多個應(yīng)答器同時傳輸數(shù)據(jù)給讀寫器。前者不是筆者考慮的重點，而后者就會出現(xiàn)通信沖突和數(shù)據(jù)碰撞問題。目前，解決方法基本有4種：空分多路法（SDMA-Space Division Multiple Access）、頻分多路法（FDMA-Frequency Division Multiple Access）、時分多路法（TDMA-Time Division Multiple Access）和碼分多路法（CDMA-Code Division Multiple Access）。考慮RFID系統(tǒng)通信形式、功耗、系統(tǒng)的復雜性以及成本等因素，選擇TDMA方法來實現(xiàn)射頻識別系統(tǒng)中的防碰撞機制?；赥DMA防碰撞算法又分為：基于比特的二進制搜索算法和基于時隙的ALOHA算法；本方案采用二進制搜索算法來解決防碰撞問題。

2）射頻識別系統(tǒng)的基礎(chǔ)——EPC數(shù)據(jù)編碼格式的設(shè)計。EPC數(shù)據(jù)編碼方案的選取將決定著EPC數(shù)據(jù)采集的方便實現(xiàn)。在本方案中，EPC數(shù)據(jù)編碼格式設(shè)計包括兩部分：①人員提貨權(quán)限編碼的設(shè)計。②貨物標識的EPC編碼設(shè)計。目前，EPC編碼方案有13種，其通用結(jié)構(gòu)是由一個分層次、可變長度的標頭以及一系列數(shù)字字段組成如圖1所示。標頭定義了總長，識別類型和EPC編碼結(jié)構(gòu)，其中還可以包括它的濾值；標頭的長度是可變的。

圖1 EPC數(shù)據(jù)編碼的通用結(jié)構(gòu)

2方案設(shè)計

該方案設(shè)計包括2個部分：貨物編碼方案設(shè)計和提貨人員權(quán)限方案設(shè)計。在貨物編碼方案設(shè)計部分，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的需要，采用其中一種GID-96通用標識符。它不依賴于任何現(xiàn)有已知的規(guī)范及標識方案，采用由3個字段（通用管理者代碼、對象分類代碼、序列號）組成的96位EPC代碼。加入標頭后，保證了EPC命名空間的唯一性。其格式如表1所示。

表1通用標志符（GID-96）

其中，通用管理者代碼用來標識一個組織實體，例如一個公司、管理者等；它負責維持后字段的編號；對象分類代碼用來標識通用管理者代碼下的物品的種類或者類型；序列號用來標識對象分類代碼下的每個具體對象。三者的編碼都是唯一的，而且在同一類型下是不允許重復的。通過這種編碼格式可以看出，對象分類代碼部分表示了倉儲物資的類型；也就代表著倉庫中所儲存的物資種類，當一個大型貨運倉庫有多個提貨人員時，該代碼也給出了一種合理的分配提貨人員權(quán)限的辦法。

鑒于提貨人員只是針對一個特定的物流企業(yè)，其提貨權(quán)限很少涉及對外方面；而且考慮到倉儲管理系統(tǒng)的高效運作及健壯性與穩(wěn)定性，在提貨人員權(quán)限編碼方案設(shè)計部分，采用單獨給提貨人員設(shè)立一套自定義的權(quán)限編碼格式。其編碼格式仍然以GID-96為基礎(chǔ)進行自定義設(shè)計，目的是為了在批量檢索數(shù)據(jù)庫時更方便實現(xiàn)、效率更高。其編碼格式如表2所示。

表2提貨人員權(quán)限編碼

編碼中通用管理者分為2種：具有最高權(quán)限的董事部、分管不同提貨人員的倉管部；分別賦予不同編碼來表示。在對象分類代碼部分：董事部下屬對象分類代碼全部置1，表示著董事部人員具有最高權(quán)限，可以查看當前倉庫中各種物資的庫存情況及提取倉庫中的各種物資。倉管部分管的不同提貨人員具有不同的對象分類代碼，這也意識不同的提貨人員所提貨物類型不同。在序列號部分，根據(jù)人員人數(shù)N，采取高位使用辦法：N=2M-2（其中，MM36,全0、全1不用，故要減2）；剩下36-M位，不考慮通用管理者及對象分類，對其全部置0.校驗碼采用循環(huán)冗余碼校驗（CRC），其最大優(yōu)點就是識別錯誤的可靠性高，即使在有多重錯誤時，也只需少量操作就可以識別出錯誤所在；而且16位CRC可以校驗4千字節(jié)長的數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)完整性，輕松滿足RFID系統(tǒng)需求。

3 方案實現(xiàn)

　　首先，不同類型的物資在出庫操作時，分別由具有不同權(quán)限的提貨人員來實現(xiàn)。提貨人員的權(quán)限由其EPC編碼中的對象分類代碼來表示，提貨人員首先將自身攜帶的提貨權(quán)限由專用權(quán)限閱讀器讀取得到。系統(tǒng)獲取得到該電子標簽數(shù)據(jù)后，通過截取指令將權(quán)限標簽數(shù)據(jù)中的對象分類代碼截取存儲到一個私有變量中。其所提的貨物在出庫時，由閱讀器得到每個貨物的電子標簽，并將采集得到的電子標簽通過中間件傳輸?shù)较到y(tǒng)中去，在傳輸過程中，要做兩個操作：1）截取貨物電子標簽中的對象分類代碼與提貨人員權(quán)限電子標簽中的對象分類代碼進行模式匹配操作，當匹配成功時，則以該物資電子標簽數(shù)據(jù)為搜索條件遍歷數(shù)據(jù)庫中庫存表：當匹配不成功時，（即所提貨物標簽中的對象分類代碼與提貨人員權(quán)限標簽中的對象分類代碼不同），說明提貨人員不具備提取該物品的權(quán)限，則將該貨物的電子標簽反饋到液晶顯示終端，并呈高亮顯示；以備倉管人員檢查核對。2）當提貨成功后，貨物出庫操作；同時，以該貨物電子標簽數(shù)據(jù)為搜索條件檢索數(shù)據(jù)庫，更新當前數(shù)據(jù)庫倉儲物資庫存表；保證庫存表中貨物數(shù)量與倉庫中一一對應(yīng)。該更新操作與貨物入庫操作有一些相似。其整個提貨操作流程如圖2所示。

圖2 提貨操作流程圖

　　EPC數(shù)據(jù)采集部分：出庫物資的電子標簽數(shù)據(jù)采集與人員權(quán)限電子標簽數(shù)據(jù)采集二者操作是異步的。先采集提貨人員權(quán)限標簽數(shù)據(jù)，獲取后再與采集出庫物資電子標簽數(shù)據(jù)進行模式匹配。這樣做的原因在于存儲倉儲物資信息的數(shù)據(jù)庫與人員權(quán)限信息的數(shù)據(jù)庫是分開管理的，這樣可以有效保證提貨人員權(quán)限信息不被泄露或竊取，防止倉儲物資損失。

　　應(yīng)用程序模塊部分：鑒于多個讀寫器同時工作時，其每秒鐘讀取得到的標簽數(shù)量非常龐大。通常采用開辟一塊緩沖區(qū)來暫存電子標簽數(shù)據(jù)。電子標簽數(shù)據(jù)以消息隊列的方式存儲，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 EPC數(shù)據(jù)隊列