军需仓库的管理系统技术方案

技术方案

项目背景

目前我军军需保障还远没有实现真正意义上的“可视化”，这就需要我们用尽可能短的时间来弥补这一差距。美国用了12年的时间完成了ZIGBEE的成功应用，现在有了可借鉴的经验，我们准备用3年的时间达到军需保障的可视化。

因此，我们必须优先建立起战备仓库的管理系统，以此系统应用为起点，逐步实现全军的后勤的保障智能化。

传统的仓库管理，一般依赖于一个非自动化的、以纸张文件为基础的系统来记录、追踪进出的货物，完全由人工实施仓库内部的管理，因此仓库管理的效率极其低下。对此，我们利用基于ZIGBEE无线射频技术的仓库智能管理系统，该系统能够增强库房作业的准确性和快捷性、减少整个战备物资出入库中由于管理不到位造成的非法出入库、误置、偷窃和库存、出货错误等损失，并最大限度地减少储存成本、保障战备物资的安全。

项目概述

本公司开发研制的物联网管理系统，是适应当今时代军队信息现代化、仓库管理高效率的需求，参考国内外的先进观念和信息并且结合实际清况，针对的是当前的大多军队仓库物资物品多样化、不宜查找、需耗费大量时间及和大量人员的传统人工巡库方式，领导却只能得到一些抽象数据报表，不能看到现场的具体情况。随着军队系统建设信息化、网络化的加快，对于军用物资库房的视频、数据远程监控管理就显得非常重要。

本套战备仓库可视化管理系统结合实际需求通过深入调查，利用先进的RFID技术，实时的对战备仓库内的物资出入库、物资存放位置，进行实时监控并记录历史数据，从而实现对战备仓库的安全管理功能，使战备仓库管理达到少人甚至无人，为军队仓库的高效管理和安全运营提供有力的保证。相对于传统的方式，应用物联网方式的战备仓库管理平台将使物资管理现代化、信息化、数字化，对整个军用战备仓库综合管理事业的发展有着积极的意义。

项目目标

本系统主要实现对仓库物资的模拟可视化、智能化、数字化管理，实时显示物资的在库情况。

以绿色IT，智能应用思想为指导，以当今国家大力发展物联网的契机为依据，积极引进当前市场比较成熟的物联网技术，构建覆盖物资补充入库、仓储管理、供应配发、动用封存、技术保障、退役报废等全寿命管理过程的智能管理系统，实现物资收发料和动用数量的自动化统计、库存和使用状态的智能化监测、机动和输送情况的动态化定位、维护和维修需求的实时化提示，全面提高总公司物资管理水平和效益。

相关技术简介

5.2.2.1 核心射频识别技术

 RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。

RFID是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器（或阅读器）和很多应答器（或标签）组成。

RFID技术的基本工作原理为：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（PassiveTag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（ActiveTag，有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。射频识别技术主要按以下四种方式分类：

工作频率

根据工作频率的不同可分为低频和高频系统。

低频系统一般指其工作频率小于30MHz的系统。其基本特点是：射频卡的成本较低、标签内保存的数据量较少、阅读距离较短(无源情况，典型阅读距离为10厘米)、射频卡外形多样(卡状、环状、钮扣状、笔状)、阅读天线方向性不强等。低频系统多用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、动物监管、货物跟踪。

高频系统一般指其工作频率大于400MHz的系统。高频系统的基本特点是射频卡及读写器成本均较高、卡内保存的数据量较大、阅读距离较远、适应物体高速运动性能好、外形一般为卡状、阅读天线及射频卡天线均有较强的方向性。高频系统多应用于需要较长的读写距离和高的读写速度的场合，像火车监控、高速公路收费等系统。

射频卡

根据射频卡的不同可分成可读写(RW)卡、一次写入多次读出(WORM)卡和只读(RO)卡三种[6]。RW卡一般比WORM卡和RO卡贵得多，如电话卡、信用卡等。一般情况下改写数据所花费的时间远大于读取数据所花费的时间(常规为改写所花费的时间为s级，阅读花费的时间为ms级)。WORM卡是用户可以一次性写入的卡，写入后数据不能改变，且比RW卡要便宜。RO卡存有一个唯一的号码，不能逐改，保证了安全性。RO卡最便宜。

射频卡的有源与无源

射频卡可分为有源及无源两种。有源射频卡使用卡内电池的能量、识别距离较长，可达十几米，但是它的寿命有限(3~10年)，且价格较高；无源射频卡不含电池，利用读写器发射的电磁波提供能量，重量轻、体积小、寿命长、很便宜，但它的发射距离受限制，一般是几十厘米，且需要读写器的发射功率大。

调制方式

根据调制方式的不同还可分为主动式和被动式。

1、主动式的射频卡用自身的射频能量主动地发送数据给读写器。

2、被动式的射频卡，使用调制散射方式发射数据。它必须利用读写器的载波调制自己的信号，适宜在门禁或交通的应用中使用。因为读写器可以确保只激活一定范围之内的射频卡。

目前使用的多数系统中，一次只能读写一个射频卡。射频卡之间要保持一定距离，确保一次只能有一个卡在读写区域内。读写距离长，射频卡之间的距离就要大，应用起来很不方便。现在的射频卡具有防碰撞的功能，这对于RFID来说十分重要。所谓碰撞是指多个射频卡进入识别区域时信号互相干扰的情况。具有防碰撞性能的系统可以同时识别进入识别距离的所有射频卡，它的并行工作方式大大提高了系统的效率。

5.2.2.2 SQL Server

SQLServer是一个关系数据库管理系统它最初是由Microsoft、Sybase 和Ashton-Tate三家公司共同开发的于1988年推出了第一个OS/2版本在WindowsNT推出后Microsoft与Sybase 在SQLServer 的开发上就分道扬镳了Microsoft将SQLServer移植到WindowsNT。是一个全面的数据库平台，使用集成的商业智能（BI）工具提供了企业级的数据管理.SQLServer2000数据库引擎为关系型数据和结构化数据提供了更安全可靠的存储功能,使您可以构建和管理用于业务的高可用和高性能的数据应用程序。

SQLServer包含几个在企业数据管理中关键的增强：易管理性、可用性、可伸缩性、安全性。

5.2.2.3 易管理性

SQLServer使部署、管理和优化企业数据以及分析应用程序变得更简单、更容易。作为一个企业数据管理平台，它提供单一管理控制台，使数据管理员能够在任何地方监视、管理和调谐企业中所有的数据库和相关的服务。它还提供了一个可以使用SQL管理对象轻松编程的可扩展的管理基础结构，使得用户可以定制和扩展他们的管理环境，同时使独立软件供应商（ISV）也能够创建附加的工具和功能来更好地扩展。

5.2.2.4 可用性

在高可用技术、额外的备份和恢复功能，以及复制增强上的投资使企业能够构建和部署高可用的应用系统。SQLServer在高可用上的创新有：数据镜像，故障转移集群，数据库快照和增强的联机操作，这有助于最小化延机时间和确保企业的关键系统可用。

5.2.2.5 可伸缩性

提供了诸如表分区、快照隔离、64位支持等方面的高级可伸缩性功能，使你能够使用SQLServer构建和部署最关键的应用。表和索引的分区功能显著的增强了对大型数据库的查询性能。

5.2.2.6 安全性

一个SQLServer中新的安全模型允许管理员在某个粒度等级上和某个指定范围内管理权限，这样，管理权限更加容易并且权限最低原则得到遵循。SQLServer允许为一个模块中语句的执行指定上下文。这个功能同时也在细化权限管理时起了很重要的作用。

运行环境

 备仓库管理系统是在特定的环境中运行的，运行环境包括硬件设备，软件支持，安全支持，和其它共存的应用程序等，以下分别对他们进行说明：

u 硬件平台：ZIGBEE读卡器、ZIGBEE标签、ZIGBEE中继器、军用PDA手持机、定向分析仪、网络打印机、RFID扫描仪、北斗接收器、自助查询机、数字图像数控采集设备、液晶触摸显示器、指纹识别机、红外报警器、消防报警器、PC机。

u 操作系统和版本：Windows XP/7/8及以上操作系统。

u 支撑环境和版本：SQLServer2008 R2 DataCenter数据库。

u 该软件相关的软件组件：视频数字图像分析软件、指纹识别设备模块、PDA控制软件、战备物资出入库及定位仓储管理系统软件人员管理系统。

有源标签设计方案

5.3.1  软件构成及功能

该系统包括9个功能模块：系统设置、基础数据管理、仓库视图监管、动用封存、数据查询、指标检测、资料管理、出入库管理、PDA盘点管理模块。

系统设置模块：主要是设置系统需要的参数，包括读卡器、协调器的IP设置以及系统帐号的管理等基础功能。

基础数据管理模块：主要是基础数据的录入，包括补充入库、分组管理、仓储管理、供应商厂家管理、下属单位管理、分组管理、库房管理、库组注册管理7个子模块的基础数据录入功能。

仓库视图监管模块：主要是对仓库物资的实时监控、物资完备查看、详细物资分布和质量监控、环境质量检测、安全检测6个需要实时监控的功能的检测的模块，便于动态管理仓储物资。

数据查询模块：主要包括数据总览、物资库存位置查询、以RFID为依托的箱体或者托盘的出入库查询、物资的出入查询和库存物资的查询8个子模块。

资料管理模块：主要包括仓库料帐管理、下属单位库存查询和年度计划管理三个子模块。

出入库模块：主要包括供应配发和入库模块。是对物资的出入库记录的管理。

PDA盘点功能：主要是PDA手持终端的功能模块，包括盘点和消耗发送等功能。

5.3.2  关键流程及模块介绍

 5.3.2.1 关键流程

A、物资全生命周期管理流程图

仓储管理按照物资全生命周期管理过程，区分为补充入库、仓储管理、供应配发、动用封存、技术保障、退役报废、资料管理7个分过程，各个过程的关系如图5.2。

 

图5.2物资全生命流程

B、出库流程图

以RFID为依托的箱体或者托盘的出库的流程包括，库管员PDA扫描确认，相应物资的库位准备出库，并对其电子标签进行扫描，以核实出库信息是否准确。

库管员将找到的预出库物资放到传送带，传送带上的读卡设备将会读取物资上贴有的标签信息，并通过有线方式传递给控制中心，控制中心可对预出库物资信息进行记录，并与发料单进行对比，如发现信息不符，系统可发出警报，通知管理者，可能出货错误，请及时采取措施。

库管员将传送到货运电梯的预出库物资取下，放入电梯内，电梯内布置的定向分析仪，实时对电梯内的物资标签进行读取，把相关数据通过有线方式传递到系统终端，终端可显示物资的数量、名称、所在位置等，并与发料单进行二次审核，如发现出货错误，系统发出警报。

从货运电梯运出的物资上的标签可以被布置在出库通道内的读卡器实时读取，并联动语音播报功能，同时，系统终端可将此时读取的物资基本信息与出库单进行第三次对比，如出现错误可发出警报给管理员及库管员。

当出库正常时，在出库通道的触摸显示屏上点击确认键，控制终端将自动生成出库单，完成此次出库任务。具体过程如图5.3。

 

图5.3出库流程图

 

C、入库流程图

当运输车辆运回战备物资并进入入库检测范围时，门口处会语音提示“有标签进入检测范围”，通知库管人员做好准备。

当要进库的物资全部进入检测范围后，库管人员要操作门口处的触摸显示屏上战备仓库管理系统，点击“检测”键，门口处的RFID阅读器会读取扫描在检测范围内的标签信息，并显示在软件上。

如果全部标签的信息（包括温度、湿度、灰尘、工作电压、工作电流、工作温度）是符合入库条件，则标准字段为合格，然后从下面库房中为其选定位置。待全部标签入库后，库管人员点击“入库”键。

在前往通向楼上库房的电梯的通道，沿路都会设有RFID阅读器（电梯中也设有），保证实时监测物资的流动方向。每个楼层入口处也会设有RFID阅读器，监测进入库房的标签。软件界面会显示哪些标签进入二楼、哪些标签进入三楼。

当二楼库房门口处的RFID阅读器监测到有标签进入时，会将标签信息输送到软件。软件经过处理，下达通知信息到持有PDA设备的二楼战士处，通知战士做好准备。

二楼库房的通道设有传送带，将物品放入其上即可。

二楼库房的通道沿路也设有RFID阅读器，会实时的监测物资的状态。

当战士要搬运物资进入货架时，先要用PDA扫描要搬运的物资的标签信息，放入货架后，再点击PDA上“确认”键。这时PDA会将物资的信息、存放人上传到控制中心。具体操作流程如图5.4。

                                                                                                        

图5.4 操作流程图

5.3.2.2  模块介绍

A、系统设置

包括IP设置、账号管理2个模块：

1、IP设置：依托物资管理系统实施。进入系统主界面后，首先要对端口进行设置，即：点击主菜单上的“系统设置”，进入读卡器设置，设置IP地址和端口号。注意IP地址只需设置一次，如果换IP后需要重新设置。如果设置错误或者读卡器网络有问题，会在主界面下方提示：“与服务器端连接发生错误”，此时要检查定向筒的网络连接情况。

2、账号管理：依托物资管理系统实施。进入系统主界面后，点击“帐号管理”菜单后，如果是“admin”（即系统管理员）用户登陆，可以对一般人员的基本信息进行设置，包括添加，删除，修改等操作。注意不能再添加终极用户（即“admin”）；如果是一般用户登陆，则只能看到个人的账号信息，可以对其进行修改等操作。

B、补充入库

包括收料、入库2个模块：

1、收料：依托物资管理系统实施。总公司收到上级的收料单后，利用二维条码枪将料单信息录入管理系统，并通过网络传送给库房主管，主管将收到的料单转给分管领导阅后下达给仓库。仓库保管员根据料单中物资名称、数量等信息，利用管理系统提前做好物资标签制作和仓位分配等工作。当该批物资到达库区经核对无误后，分别安装电子标签。标签内储存的信息项包括：物资类别、物资名称、物资序号、生产厂家、出厂时间、入库时间、基本指标、维护期限以及库位类型、库位编号、存放的物资编号区间及该类物资的总数量等。

2、入库：依托RFID识别采集系统实施。库房入口设置RFID阅读器，物资入库时，RFID阅读器自动读取物资上的RFID标签信息，生成物资入库单。入库单的物资信息与发料单比对全部符合后，在管理系统提示下，由具有自动对应库位功能的叉车或传送带将物资送到相应的库位。如不符合，系统会自动报警（声音和图象同步报警），提示工作人员找出原因，予以纠正。补充入库分系统通过应用物资管理系统和RFID仓储管理系统，能更快速更准确地解决每个物资的身份识别和将物资正确送入相应的库位，为后续的出库仓储管理打好基础。

C、仓储管理

    包括仓库监管、物资完备、物资分布、数据总揽、数量盘点、质量监测、环境监控、安全监控8个模块：

1、仓库监管：依托RFID识别采集系统和物资管理系统实施。RFID阅读器将所有贴有标签的物资信息实时的反馈到物资管理系统，系统以颜色来区分物资时否在库。例如可以以绿色代表器材架上的物资在库；以红色代表器材架上的物资不全在库，即器材架上有箱体不在位；以黄色表示该器材架上的箱体正在出库，被定向筒读到即出库时箱体经过出库门口的RFID阅读器。

2、物资完备：依托RFID识别采集系统和物资管理系统实施。系统界面通过RFID阅读器监测反馈的信息汇总后会以柱形图的方式直观的显示物资的完备情况。它也是通过两种颜色加以区分。例如以黄色的柱状图为标配的各个库中标配箱体数量，以红色的为实时监控得到的箱体数量。如果有出库的箱体，红色的柱状图上可以看到，相应的库室中红色柱状图数量的变化。

3、物资分布：依托RFID识别采集系统和物资管理系统实施。系统界面通过RFID阅读器监测反馈的信息分析各个库室、每个库室的每个组的器材箱的信息分布情况，通过柱形图、饼状图直观的方式来表示库中不同物资的分布。方便以后的查询以及调配物资，合理规划。

4、数据总览：依托物资管理系统实施。数据总览即是显示所有监控的器材库的物资的总揽情况，以树状图的形式显示，一层层树点进去，可以查看详细的信息，直到每个箱体的具体的物资的详细信息。

5、数量盘点：依托RFID识别采集系统实施。①手动盘点：库管员使用手持式RFID阅读器，对货架上物资RFID标签逐批读取，读取完毕后，将阅读器内的信息直接传输到管理系统中，与仓储数据库内的信息进行核对。②自动即时盘点：在每个库位上安装RFID射频天线,通过天线分支器与读写器连接，保证每个物资能够被系统即时监控，做到物资非法离位系统自动报警。盘点时只需要在管理系统界面上点击盘点，无论标签数量多少，系统都将准确地自动完成对现有监控范围内的物资盘点。

6、质量监测：依托物资性能智能识别卡实施。物资入库后，库管员对物资性能指标进行检测，合格后联通物资性能智能识别卡（此卡单机单卡，是伴随物资全寿命管理过程中唯一的智能识别卡，在后续物资全寿命管理过程中全程使用）。识别卡自动检测物资静态的温度、湿度、灰尘量以及工作电压、电流、温度，自动传输至控制中心，实时监控物资质量状况。

7、环境监控：依托仓库安全防范系统实施。在仓库内设置温度、湿度、红外传感器，通过对温度、湿度、红外等传感器即时探测仓库环境数据，通过智能采集监控器传送到安全防范系统，安全防范系统根据软件设定的数据标准作出判断，回传给智能采集监控器，发出启动（关停）风扇、空调、加湿器等指令，做到对仓库环境的实时监控，同时在软件界面上显示设备启动（关停）、报警状态，以保证仓库物资储藏环境始终保持正常状态。

8、安全监控：依托仓库安全防范系统实施。由以下2个部分组成：一是门禁监控：由编码卡、识读器、警灯、中间件、系统组成。对总公司授权的各部门或相关人员进行编码，发放对应编码卡。授权部门或人员凭编码卡识别出入库房大门，未授权人员不能进入，同时可对授权人员编码卡与相关物资品种进行捆绑识别出入库，领用物资，人员出入库时先扫描人员卡系统确定人员是否有出入权限，实行设备保养、人员巡检等多种管理。门禁监控根据重要程度不同采用不同的门禁管理手段，普通大门安防程度不高的使用刷卡方式，重要门口采用指纹或人脸识别方式进出大门。二是视频监控和红外报警：视频监控主要是由摄像机、硬盘录像机、路由器、监控终端及管理系统等组成。在库内出入口和库房周边重要路口或地段架设网络视频监控器，视频图像通过网络传输到值班室进行监控，同时硬盘录像机将库房现场状态以数字视频方式保存，以备后查。在库房窗户及通风口处设置红外报警，当出现非法进入现象时，利用声音等方式，通知相关人员及时排除险情。

仓储管理分系统实现物资管理的数质量的信息化管理和收发料过程流程的监控，为有效提升仓储管理的科学化水平和保障仓储区域的安全奠定基础。

D、供应配发

包括发料、出库、接收3个模块：

1、发料：依托物资管理系统实施。总公司根据年度计划或下属单位申请，开出发料单并通过网络传送给库房主管，主管将收到的料单转给分管领导阅后下达给仓库。保管员根据发料单中物资名称、数量等信息，利用管理和定位系统确定物资库位信息。管理系统得到发料指令时，控制门禁系统打开库房门、安全防范系统进行移动侦测录像。当发生抢险维稳等任务时，应急供抢分队根据通信部机关通知，紧急装载物资，其信息已被记录在管理系统中，分队使用手持终端在异地完成物资器材发料后，通过管理系统，实现手持终端与数据中心计算机终端数据交换，数据库信息将自动更新。

2、出库：依托RFID识别采集系统实施。根据发料单，物资出库时，出口处RFID阅读器读取物资标签信息，传输到管理系统上，形成出库单，同时阅读器也将信息传送至出口LED显示屏上，进行核对，形成的出库单与上级下达发料单进行比照，若数据不一致，则报警提示，出库道闸或门禁将不予开启。保管员进行处理。若信息一致，则仓库管理系统将信息记录，并打印出库单，出库道闸开启。

3、接收：依托物资管理系统实施。下属单位从仓库领取物资后，根据总公司的发料单的信息和实领物资数质量，利用对应管理系统实现物资数质量信息的自动入库、入帐操作。物资管理系统中总公司部分和下属单位的数据库同步更新，实现总公司对直属仓库和下属单位仓库的收发料单、库存物资实时在线查询。

供应配发分系统可为管理部门提供实时、快速、准确的仓库作业与库存的相关信息，从而提高机关决策能力、执行能力和快速响应能力。

E、数据查询

包括物资库存位置查询、箱体入库查询、箱体出库查询、物资入库查询、物资出库查询、物资库存查询6个模块：

1、库存位置查询：依托物资管理系统实施。登陆用户可以通过此功能查询库存中物资的一些基本信息、位置信息以及库存量，它会将物资的箱体以及各个箱体所在的器材架号、在器材架上的层数、在该层的位置编号、库存量标示出来。此功能方便使用者取物资时能快速及时的找到物资的所在。

2、箱体入库查询：依托物资管理系统实施。箱体入库查询查询的是箱体入库时的记录。系统管理员可以对其进行查询、导出到Excel等操作。功能是便于以后的查询核对。

3、箱体出库查询：依托物资管理系统实施。与箱体入库查询基本一样。

4、物资入库查询：依托物资管理系统实施。物资入库查询与箱体入库查询类似。只不过它是对箱体内物资的单独操作。它可以帮助管理员更精确的、更高效的管理查找物资。它也包含操作有查询、导出到Excel、下一页、退出等操作。

5、物资出库查询：依托物资管理系统实施。与物资入库查询基本一样。

6、物资库存查询：依托物资管理系统实施。此功能主要是对在库的物资查询和管理。包含的操作有查询、导出到Excel、下一页、退出等操作。具体是查询各单位（库室）、某个单位的某个组、某个单位的某个组的某些箱体的某些物资、各个组、某个组的某些箱体、某个组的某些箱体的某些物资、某些箱体、某些箱体的某些物资的标配数量、在库数量、完备情况、所属箱体名称、所属组、所属单位的详细信息。

F、技术保障

包括维护、维修2个模块：

1、维护：依托物资性能智能识别卡实施。主要通过检测物资内部的温度、湿度和灰尘量来实现。识别卡检测到某一指标不正常时，则提示该物资需要及时进行维护。

2、维修：依托物资性能智能识别卡实施。主要通过检测物资电路中工作电压、电流和温度来实现。识别卡检测到物资某一性能指标超出正常临界点，则提示该物资需要进行维修。

技术保障分系统为仓储管理单位提供物资维护保养的时间、次数等统计信息，以及物资维修数量、故障记录等信息查询，为物资的可靠性维修性保障性收集工作提供数据，便于上级机关对物资的质量进行提高。

G、退役报废

包括退役、报废2个模块：

1、退役：依托RFID识别采集系统实施。RFID标签内存储的物资“服役期限”信息到期后，系统自动发出物资退役的提示或警告信息。

2、报废：依托RFID识别采集系统和物资性能智能识别卡联合实施。如果物资接近或超过物资服役期限，并且识别卡检测到物资的各项性能指标均已严重不符，系统自动发出物资报废的提示信息。

退役报废分系统主要是为管理机关提供物资退役报废的时间、数量等统计信息，从而实现物资全程管理。

H、出入库管理

包括入库管理、出库管理2个模块：

1、入库管理：依托物资管理系统和RFID识别采集系统实施。当运输车辆运回战备物资并进入入库检测范围时，门口处会语音提示“有标签进入检测范围”，通知库管人员做好准备。当要进库的物资全部进入检测范围后，库管人员要操作门口处的触摸显示屏上战备仓库管理系统，点击“检测”键，门口处的RFID阅读器会读取扫描在检测范围内的标签信息，并显示在软件上。如果全部标签的信息（包括温度、湿度、灰尘、工作电压、工作电流、工作温度）是符合入库条件，则标准字段为合格，然后从下面库房中为其选定位置。待全部标签入库后，库管人员点击“入库”键；库管人员可以打印此进库料单信息。如果有标签不符合入库条件，则会语音提示那个标签。在前往通向楼上库房的电梯的通道，沿路都会设有RFID阅读器（电梯中也设有），保证实时监测物资的流动方向。每个楼层入口处也会设有RFID阅读器，监测进入库房的标签。通道周围的RFID阅读器会实时的监测物资的动向，反馈给控制中心。

2、出库管理：依托物资管理系统和RFID识别采集系统实施。库管员根据物资中心的出库信息手持PDA找到相应物资的库位准备出库，并对其电子标签进行扫描，以核实出库信息是否准确。库管员将找到的预出库物资放到传送带，传送带上的读卡设备将会读取物资上贴有的标签信息，并通过有线方式传递给控制中心，控制中心可对预出库物资信息与此时物资所在的位置进行记录，并与发料单进行对比，如发现信息不符，系统可发出警报，通知管理者，可能出货错误，请及时采取措施。库管员将传送到货运电梯的预出库物资取下，放入电梯内，电梯内布置了定向分析仪，可实时对电梯内的物资标签进行读取，并把读取到的相关数据通过有线方式传递到系统终端，终端可显示物资的数量、名称、所在位置等，并与发料单进行二次审核，如发现出货错误，系统发出警报。

I、资料管理

包括仓库料帐管理、下属单位库存查询、年度计划管理3个模块，依托物资管理系统实施：

1、仓库料帐管理：完成收发料单和调库通知单的下达，及历史料单查询。

2、下属单位库存查询：完成对总公司直属仓库和下属单位仓库库存物资的查询。

3、年度计划管理：完成年度物资器材申请、审批等功能。资料管理分系统把物资全寿命管理的每个过程进行登记统计，建立物资管理资料档案，以便各级各类人员实时掌握物资动用情况和技术状态。

5.3.3  系统设备结构拓扑图

系统拓扑图介绍了系统的整体的工作原理和流程，具体如图5.5系统拓扑图所示：

 

图5.5系统拓扑图

5.3.4  视频监控系统设计

视频监控设计的目的是实时的监测物资位置状态，保障物资的安全性。

5.3.4.1 工作原理

视频采集器的主界面如图5.6所示。

                                                                                                 

图5.6视频采集器

其中箱体上贴有的编号数字是夜光的，在夜间也可以采集箱体上的数字编号，这样就保证了可以全天候的实时监控。

工作原理：视频采集器不断的采集物资上的编号数字与之前的采集的信息作对比。以此判断物资位置的状态。

5.3.4.2 工作流程

流程图如下：

 

首先，视频采集器采集箱体上的数字编号；

然后，与上次采集存储到数据库中的数字编号进行对比；

其次，如果视频采集器前后两次采集的数字编号一样，说明一切正常，将新采集的数字编号存入数据库中，覆盖上一次采集的数据：如果两次采集的编号不一样，则先要去战备仓库管理系统数据库中查询此箱体是否已经出库；

再次，如果该箱体已经出库则不进行报警，将新采集的数字编号存入数据库中，覆盖上一次采集的数据：如果该箱体没有记录出库信息，即没有出库，则会发出报警提示。

5.3.4.3 设计目的

视频监控设计的目的是实时的监测货架上物资位置的状态（包括物资未经允许移出警戒线、出现可疑物资、物资的不规则移动、物资未出库却不在所在货架、物资未经允许调动等），库管员可以通过视频监控实时的知道货架上的物资变化信息，保障库房内物资的安全性。

实现方式是通过对前后两次采集的数字编号和所抓拍的图片进行对比。如图5.8所示。

                                                                                                       

图5.8抓拍图片

图5.8是视频采集器抓拍的图片，红色框内是要采集的箱体数字编号（夜光）。

当视频采集器前后两次采集的数字编号不一样，即物资箱体前后两次出现箱体有不一致时，会出现报警提示。如图2.9所示。

                                                                                                   

图5.9箱体调动

图5.9中前后两张图片的第二个箱体号不一样。而系统中没有记录092号箱体的出库记录，所以系统会发出警示。

视频采集器会设定一个虚拟的警戒线，并设定每个箱体的移动范围。当物资未经允许移出警戒线会出现报警提示，前后两次采集的图片有较大不一致，即出现可疑物资时，亦会出现报警提示。如图5.10所示。

 

图5.10物资异常

当物资未经允许出现出现移动且是不规则移动时（即非法移动），系统也会发出报警提示。如图5.10所示。

 

图5.11物资非法移动

图5.11中红色箭头指示的是箱体的非法移动方向，当物资出现上述情况时，系统会发出报警提示。

5.3.5 物联网智能管理软件

5.3.5.1 系统部分界面设计

 

图5.12 主界面图

5.3.5.2 系统设置菜单的设计

系统设置菜单，包括读卡器的IP设置、帐号管理和退出菜单。本小节主要对这三个菜单进行介绍。

读卡器的IP设置

进入主界面后，首先要进行端口的设置，点击主菜单上的“系统设置”，弹出窗口

u 首先对战备仓库物资管理定相筒读卡器IP设置，点击“读卡器设置”按钮设置成功。

u 注意事项：IP只需设置一次，如果换IP后需要重新设置，端口号为：1234；更改IP在网络转换器中需要设置，具体设置方法参看“网络转换器”的设置说明。

u 如果设置错误或者读卡器网络有问题，会在主界面下方提示：“与服务器端连接发生错误”，此时要检查定向筒的网络连接情况。

5.3.5.3 基础物资管理菜单设计

基础物资管理菜单主要包括，物资管理、分组管理、箱体管理、库室管理、库—组管理等菜单进行对基础数据的管理。

 补充入库管理界面设计

本菜单是对战备物资入库管理。

单击物资管理菜单后，显示补充入库管理界面，对基础物资数据的录入管理。

 

 

u 图5.14中包含增加、修改、Excel导入、导出、删除、退出等基本操作。

u 新增物资信息：输入新增物资的物资类别、物资名称、物资序号、生产厂家、出厂时间、入库时间、基本指标、维护期限以及库位类型、库位编号、存放的物资编号区间后单击“增加”按钮。增加物品完毕。注意事项：物资编号=库位编号+物品编号。如414001101001=414001101（库位编号）+001（物品编号）。

u 导入物资信息：适用于增加一批物资的时候，导入Excel表格。注意事项：Excel表格的数据排列顺序为：物资编号、物资名称、生产厂家、出厂时间、入库时间、维护期限。

5.3.5.4 仓库监管菜单的设计

A、仓库视图监管

本小节主要介绍仓库视图监管的内容，是本软件的主要部分，实现了可视化的战备仓库管理功能。包含四个标签页，仓库智能管理(包括数量盘点)、物资完备情况查看、数据总揽、详细物资分布、质量监测、环境监测和安全监控。

仓库智能管理，主要是对仓库的平面图的可视化监控作用以及定时的盘点标签所在的物资信息。能够实时监控各个库室中的各个器材架上的位置和是否在库中的状态，以及数量情况。能够及时准确的报警等功能。

仓库监管视图设计如图5.15。

                                                                                             

图5.15仓库可视化监管视图

查看器材架箱体平面图信息：点击要查看器材架

B、物资完备界面设计

本标签页是监控仓库的实时柱状图，包含两个柱状体，黄色柱状图为标配的各个库中标配箱体数量，红色的为实时监控得到的箱体数量。

如果有出库的箱体，红色的柱状图上可以看到，相应的库室中红色柱状图数量的变化。

C、详细物资分布界面设计

本标签页是对各个库室、每个库室的每个组进行的器材箱的信息分布情况的查询，以方便于对战备仓库的物资的数量的查询和调配操作。

1、“单位”选择“XXX”，选择饼状图，单击“查询”按钮，出示“XXX” 的物资分布情况。包括两部分，直观的饼状图部分和下方的详细的数据表信息表现形式。

 

 

D、质量监测

此部分通过监测温度、湿度、灰尘量，工作电压、工作电流的数据，将其传给系统与标准数据作对比，以此判断物资的质量情况。

图中的字段“状态”为正常代表物资一切正常（包括温度、湿度、灰尘量以及工作电压、电流），字段“状态”为异常（并以红色显示此字段）代表物资的质量出现问题。

E、环境监测

此部分通过温度、湿度、红外传感器探测仓库环境数据，将其传给系统与标准数据作对比，以此判断库室内的环境情况，做到实时监控。

F、安全监测

包括门禁监控、视频监控和红外报警。

u 门禁监控分为两个级别：

1、当为普通门口时用刷卡方式（卡需要注册后才会有效，否则会报警提示）。

2、当为重要门口时需要指纹或人脸识别方式。（指纹及人脸都需要提前录入）。

u 视频监控和红外报警：库内出入口和库房周边重要路口或地段架设网络视频监控器，在库房窗户及通风口处设置红外报警。它们起到的主要作用是当出现异常现象时能通过视频保存现场证据，以及通过声音通知相关人员及时排除异常现象。

5.3.5.5 入库管理菜单的使用

详细入库设计

当运输车辆运回战备物资并进入入库检测范围时，门口处会语音提示“有标签进入检测范围”，通知库管人员做好准备。

当要进库的物资全部进入检测范围后，库管人员要操作门口处的触摸显示屏上战备仓库管理系统，点击“检测”键，门口处的RFID阅读器会读取扫描在检测范围内的标签信息，并显示在软件上。

如果全部标签的信息（包括温度、湿度、灰尘、工作电压、工作电流、工作温度）是符合入库条件，则标准字段为合格，然后从下面库房中为其选定位置。待全部标签入库后，库管人员点击“入库”键；库管人员可以打印此进库料单信息。

如果有标签不符合入库条件，则会语音提示那个标签。在前往通向楼上库房的电梯的通道，沿路都会设有RFID阅读器（电梯中也设有），保证实时监测物资的流动方向。每个楼层入口处也会设有RFID阅读器，监测进入库房的标签。

点击图5.23上位机出库界面的“跟踪”键会出现仓库视图监控界面通道周围的RFID阅读器会实时的监测物资的动向，反馈给控制中心。

 

 

仓库视图监控界面的“详细分布”键会出现仓库物资饼状分布图用图形的方式直观的显示库存的占用量，以便更合理的管理库存物资。

 

进入二楼库房当二楼库房门口处的RFID阅读器监测到有标签进入时，会将标签信息输送到软件。软件经过处理，下达通知信息到持有PDA设备的二楼战士处，通知战士做好准备。PDA战备仓库检测界面

 

 

收到提示后需点击“执行”键去处理物资。

二楼库房的通道设有传送带，将物品放入其上即可。二楼库房的通道沿路也设有RFID阅读器，会实时的监测物资的状态。

当要搬运物资进入货架时，先用PDA扫描要搬运的物资的标签信息，放入货架后，再点击PDA上“完成”键。这时PDA会将物资的存放位置、存放人、存放时间上传到控制中心。

 

注：PDA与持有人是绑定状态。进入三楼库房等与进入二楼库房一样。整个入库流程如下：

 

 

5.3.6 战备仓库设备选型

5.3.6.1 有源电子标签

u 产品性能

工作频率: 2.4GHz―2.5GHz ISM 微波段

识别距离：0-500m

工作电流：小于13mA

功 耗 性：超低功耗，更健康、更安全

使用寿命：1-5年

安全性能：防雷、防冲击，满足工业环境要求

信号调制方式：GFSK

静态电流：小于2μA

工作电流：小于15mA

工作湿度：小于85%

存储温度：-40℃ ～ +80℃

工作温度：-30℃ ～ +65℃

抗干扰性：10V/m 0.1～1000MHz AM调幅电磁波

外壳材料：高温改性ABS塑料

标签类型：只读型

产品外型：84.5*58.5*22.5MM

产品重量：100克

产品颜色：军绿色

可靠性：防水防冲击

u 应用领域

可用于人员物品管理，能广泛应用于以下领域：车辆、人员、物品、战备物资等的定位和管理。

5.3.6.2读写器

u 产品性能

工作频率 ：2.4GHz―2.5GHz ISM 微波段

识别距离 ： 有效识别距离可达120m

识别速度 ： 最高识别速度可达200公里/小时

识别能力 ： 同时识别 200 张标签

识别方式 ： 全方向识别、定向识别

环境温度 ： 在-40℃-85℃

使用寿命 ： 30年

抗干扰性 ： 使用频道隔离技术，多个设备互不干扰

安全性能 ： 防雷、防冲击，满足工业环境要求

通信接口 ： RS232/RS485/RJ45

电    源 ： 9V/12V-3A DC电源

天线极化 ： 垂直

数据速率 ： 最高10M bit/s

外形尺寸 ： 6cm*14.5cm*3.5cm

产品重量 ： 1kg

外壳材料 ： 金属材质

产品颜色 ： 黑色

安装方式 ： 螺丝安装或者侧挂

u 应用领域

停车场车辆免伸手出入控制；

煤矿井下人员定位管理系统；

驾校考试系统；

机动车电子牌照自动识别系统；

高速公路ETC电子收费系统；

公交车进出站“标杆”自动管理系统；

家校通学生出入校平安短信系统；

重要会议和活动的人员会议报道系统

企事业单位人员出入自动考取系统；

城市宠物追踪和管理；

野生动物追踪和管理；

动物园管理；

仓库电力设备巡检；

燃气管线、变压设备智能检修；

高附加值产品追踪；

工厂生产线工序管理；

仓储托盘等容器追踪和管理；

海运、水运、公路和铁路中的集装箱运输。

5.3.6.3 手持PDA

u 性能参数

处 理 器：SAMSUNG S3C6400 ARM11处理器，主频533MHz

操作系统：Microsoft Windows

屏    幕：触摸液晶屏，分辨率640*480

系统内存：128MB

储 存 卡：标配1G Micro SD卡（最大可扩展至4G）

接    口：USB 2.0(Host、Otg)、RS232、耳机和麦克风接口

无线通信：WIFI无线通信，支持IEEE 802.11b/g协议、GPRS无线通信

u 数据采集选项及参数

RFID（UHF）参数

标签支持：支持符合ISO 18000-6C、EPC Class1Gen2标准的电子标签

工作频率：860-960MHz（可根据客户要求进行频段调整）

中心频率：915MHz

工作方式：FHSS广谱跳频（或根据要求定频发射工作）

输出功率：32dBM

读写距离：读标签距离：0-4M；写标签距离：0-2M（与天线和标签有关）

天    线：圆性化天线（3dBi，标准配置）

平均功耗：≤1W

一维条码红外扫描（可选配）

扫描引擎：2500Pixel线性CCD红外感应器

光    源：617mm可见光源

扫描角度：43°±3°

扫描速度：200sacans/sec

扫描景深：28cm

扫描精度：0.1mm

码制支持：UPC-A、UPC-E、EAN-8、EAN-13、Bookland EAN、Code-128、UCC/EAN-128、 ISBT 128、Code 39、Code 93、Code 11、Codabar等

图像采集（可选配）

像    素：200万

焦    距：3.79±0.18mm

可视角度：61.4°

图像比例：4：3

其    他：支持图像缩放、旋转、效果模式等功能、IEEE 802.11b/g（自适应）

传输速度：802.11b：11Mbps/s、802.11g：54Mbps/s

工作频率：2.4GHz

发射功率：15dBm

天    线：内置式、阻抗匹配为50Ω

安    全：提供64/128位WEP数据加密，支持WPA等安全机制

协议支持：支持ARP, DHCP client, DNS, FTP client, ICMP (ping), IP, POP3, SMTP, TCP and UDP协议、GPRS

工作频段：880~915 / 925~960MHz 或 1710~1785 / 1805~1880MHz

u 物理特性

尺    寸：270X100X176mm(含手柄）

重    量：1.3kg

工作温度：-20—60℃

存储温度：-30—80℃

湿    度：5%-95%无凝露

电    源：3900mAh，15DCV充电锂电池（可拆卸）

机壳材料：PC工程塑料

u 配件及开发支持

标准配件：主机*1、手持手柄*1、电源适配器*1、触摸笔*1、数据通信线*1、电池*1、二次开发光盘*1、1G Micro SD卡            

选配附件：备用电池、座充、大容量SD卡

u 二次开发支持

开发环境：Microsoft Windows

演示软件：RFID、条码扫描、数据无线传输等DEMO软件、API范例