登录
注册
电子标签拣货系统的研究与设计
作者：RFID世界网 收编
来源：现代物流网
日期：2009-03-30 09:24:56
摘要：电子标签拣货系统是一种提升传统物流作业质量和提高传统物流作业效率的有效方式，是物流系统无纸化的基础技术。论文对电子标签拣货系统的原理及构成进行逐层分析，提出并归纳了硬件总体结构、通信协议的设计以及上位机数据库的设计等系统设计必须要考虑的问题，对电子标签拣货系统的研究与设计具有一定的指导意义。
1 系统介绍及工作流程
电子标签拣货系统是一套安装在货物储位上的电子装置，由与PC机连接的DAT数据控制器连接并控制这些电子装置，借助灯号与数字显示引导拣货人员快速、准确、轻松地完成拣货工作。在系统中电子标签取代拣货单，可以在储架上显示拣货信息，拣货员只需依照电脑指示执行拣货作业，电子标签上有一小灯，灯亮表示该储位的商品是待拣商品；电子标签中间有多个字位的数码显示器，可显示拣货数量；如此，拣货员可根据通道指示，跳过无拣货的通道，进入有拣货指示的通道，在储架通道行走，看到灯亮的电子标签就停下来，并按显示数字来拣取该商品所需的数量。整个系统具有弹性控制拣货作业流程，即时现场监控、紧急订单处理和缺货通知等强大的功能。其工作流程如下：
①资料输入员输入资料给计算机，自上位计算机下载订单资料
②控制器及接线箱将资料传送至货架上电子票签
③电子标签显示出拣货数量
④拣货员按照实时指示，快速而准确地执行拣货指令，不必携带拣货单
⑤拣货员按动“完成”按钮，回报完成信号给计算机，进入下一张订单
2 系统的硬件总体结构
本系统是一个以ＰＣ机作为主控机，由多个单片机为控制器的电子标签组成的监测系统，主机轮询各个节点（电子标签）的信息，并根据其相关的内容进行相关的操作。电子标签接收主机的命令和数据，并进行相关的操作。
现场控制PC是整个拣货系统中心灵魂部分，直接负责控制与DAT数据控制器通信，监控拣货、盘点作业并处理相应的数据。在电子标签拣货系统中，DAT数据控制器是整个系统通讯的枢纽，它上连PC机，下接电子标签，在实际应用中每个DAT数据控制器可连接至多256个电子标签、大于50个区段/通道拣货指示器、大于50个订单显示器。根据需要每台PC机可扩展到200个DAT数据控制器，以形成较大的电子标签拣货系统。
3 系统通信设计
电子标签拣货系统的通信为主从式半双工通信。控制PC机为整个系统的唯一主机（即上位机），其余的电子标签全部为从机（下位机）。通信由主机发起，所有的从机都能接收到相同的数据信息（数据包），从机接收到数据包后，首先判读数据包中的地址信息，若地址信息与本机地址相符，那么就处理相应的数据包，并返回信息给主机。主机每发送的一个数据包，从机只要地址相符，都应作答。
如果一个应用系统（应用软件）要从电子标签中读出数据或者写入数据到电子标签，那么它需要一个接口，从应用软件的角度来看，需要对电子标签的访问应该是尽可能的透明。应用软件作为主动方时，控制器则作为从动方只对应用软件的读写指令作出反应，而不主动发送数据给应用系统软件。特别是当PC机采用RS485[2]多机通信的时候，这种主从原则就可以很好地避免数据之间的冲突。
系统通信设计包括主、从机通信帧、数据包（内型、格式、同步）、波特率设置等。PC与DAT控制器之间通信采用串口RS485协议。在应用系统中控制器通过RS232/RS485接口与应用系统中的通信控制器或PC机连接，接收计算机发来的命令并把命令执行结果返回计算机。因此我们把从计算机发往控制器的数据通信包packet称为命令包，而把从控制器发往计算机的数据通信包packet称为返回包。
遵从上述通讯协议格式，制定PC机对控制器发送的命令码和控制器对PC机的返回码。
例：电子标签显示数据
功能：发送数据在电子标签显示板上显示
命令参数：DTA_addr、Node_addr、DspData
命令包：55 00 05 65 01 00 00 64 00 AA
返回包：如果成功，则返回数据55 00 03 65 01 00 64 AA
通信波特率越高，通信速度越快，系统对按键的响应时间自然就越快。
4 上位机数据库设计
物流数据的存储一般采用的是关系数据库，通过关系数据库可集成企业进行生产计划、生产控制所需要的各种数据，如原材料、半成品和最终产品（如库存、订单、任务）及各种技术数据。关系数据库以表的形式或行列矩阵的形式查看数据，从用户观点来看关系数据库，其逻辑结构就是一个二维表。表中的列也称为域，可以代表不同的数据类；行也称为记录，包含真正的数据值。
微软公司所出的SQL Server数据库系统支持客户端/服务器体系（Client/Server），可以构筑分布式的融合网络。在C/S体系中，服务器计算机控制数据库管理，负责存储数据、操纵数据并为用户检索数据。客户计算机控制了用户界面，应用程序完全在客户系统上运行。客户机负责向用户显示文本和图像并让用户输入数据。在数据库开发时，也可以使用数据访问对象（DAO）、远程数据对象（RDO），ActiveX数据对象（ADO）OLE DB，DB-library和其它第三方提供的开发工具访问SQL Server数据库。
根据最基本的电子标签拣货系统的工作流程可建立初步的电子标签拣货信息系统，来对现场情况进行在线监控。在电子标签辅助拣货系统实施过程中，通常需要软件供应商进行大量客户访谈把握其需求。科学的方法是把软件做成标准化和功能化的模块，即把电子标签的软件功能全部罗列出来，由客户进行选择。其中涉及的内容可以保证解决各类配送中心80%~90%的共同功能需求。还有一些功能并不是所有的客户都会需要，比如对作业人员的效率分析、对硬件的检测等功能。对于这部分需求，需要根据客户的实际使用情况进行定制开发。另外，与上位系统的接口也属于软件范畴内，配送中心上位机使用的系统不一样，所需要的接口也应改变。
电子标签拣货系统是一套安装在货物储位上的电子装置，由与PC机连接的DAT数据控制器连接并控制这些电子装置，借助灯号与数字显示引导拣货人员快速、准确、轻松地完成拣货工作。在系统中电子标签取代拣货单，可以在储架上显示拣货信息，拣货员只需依照电脑指示执行拣货作业，电子标签上有一小灯，灯亮表示该储位的商品是待拣商品；电子标签中间有多个字位的数码显示器，可显示拣货数量；如此，拣货员可根据通道指示，跳过无拣货的通道，进入有拣货指示的通道，在储架通道行走，看到灯亮的电子标签就停下来，并按显示数字来拣取该商品所需的数量。整个系统具有弹性控制拣货作业流程，即时现场监控、紧急订单处理和缺货通知等强大的功能。其工作流程如下：
①资料输入员输入资料给计算机，自上位计算机下载订单资料
②控制器及接线箱将资料传送至货架上电子票签
③电子标签显示出拣货数量
④拣货员按照实时指示，快速而准确地执行拣货指令，不必携带拣货单
⑤拣货员按动“完成”按钮，回报完成信号给计算机，进入下一张订单
2 系统的硬件总体结构
本系统是一个以ＰＣ机作为主控机，由多个单片机为控制器的电子标签组成的监测系统，主机轮询各个节点（电子标签）的信息，并根据其相关的内容进行相关的操作。电子标签接收主机的命令和数据，并进行相关的操作。
现场控制PC是整个拣货系统中心灵魂部分，直接负责控制与DAT数据控制器通信，监控拣货、盘点作业并处理相应的数据。在电子标签拣货系统中，DAT数据控制器是整个系统通讯的枢纽，它上连PC机，下接电子标签，在实际应用中每个DAT数据控制器可连接至多256个电子标签、大于50个区段/通道拣货指示器、大于50个订单显示器。根据需要每台PC机可扩展到200个DAT数据控制器，以形成较大的电子标签拣货系统。
3 系统通信设计
电子标签拣货系统的通信为主从式半双工通信。控制PC机为整个系统的唯一主机（即上位机），其余的电子标签全部为从机（下位机）。通信由主机发起，所有的从机都能接收到相同的数据信息（数据包），从机接收到数据包后，首先判读数据包中的地址信息，若地址信息与本机地址相符，那么就处理相应的数据包，并返回信息给主机。主机每发送的一个数据包，从机只要地址相符，都应作答。
如果一个应用系统（应用软件）要从电子标签中读出数据或者写入数据到电子标签，那么它需要一个接口，从应用软件的角度来看，需要对电子标签的访问应该是尽可能的透明。应用软件作为主动方时，控制器则作为从动方只对应用软件的读写指令作出反应，而不主动发送数据给应用系统软件。特别是当PC机采用RS485[2]多机通信的时候，这种主从原则就可以很好地避免数据之间的冲突。
系统通信设计包括主、从机通信帧、数据包（内型、格式、同步）、波特率设置等。PC与DAT控制器之间通信采用串口RS485协议。在应用系统中控制器通过RS232/RS485接口与应用系统中的通信控制器或PC机连接，接收计算机发来的命令并把命令执行结果返回计算机。因此我们把从计算机发往控制器的数据通信包packet称为命令包，而把从控制器发往计算机的数据通信包packet称为返回包。
遵从上述通讯协议格式，制定PC机对控制器发送的命令码和控制器对PC机的返回码。
例：电子标签显示数据
功能：发送数据在电子标签显示板上显示
命令参数：DTA_addr、Node_addr、DspData
命令包：55 00 05 65 01 00 00 64 00 AA
返回包：如果成功，则返回数据55 00 03 65 01 00 64 AA
通信波特率越高，通信速度越快，系统对按键的响应时间自然就越快。
4 上位机数据库设计
物流数据的存储一般采用的是关系数据库，通过关系数据库可集成企业进行生产计划、生产控制所需要的各种数据，如原材料、半成品和最终产品（如库存、订单、任务）及各种技术数据。关系数据库以表的形式或行列矩阵的形式查看数据，从用户观点来看关系数据库，其逻辑结构就是一个二维表。表中的列也称为域，可以代表不同的数据类；行也称为记录，包含真正的数据值。
微软公司所出的SQL Server数据库系统支持客户端/服务器体系（Client/Server），可以构筑分布式的融合网络。在C/S体系中，服务器计算机控制数据库管理，负责存储数据、操纵数据并为用户检索数据。客户计算机控制了用户界面，应用程序完全在客户系统上运行。客户机负责向用户显示文本和图像并让用户输入数据。在数据库开发时，也可以使用数据访问对象（DAO）、远程数据对象（RDO），ActiveX数据对象（ADO）OLE DB，DB-library和其它第三方提供的开发工具访问SQL Server数据库。
根据最基本的电子标签拣货系统的工作流程可建立初步的电子标签拣货信息系统，来对现场情况进行在线监控。在电子标签辅助拣货系统实施过程中，通常需要软件供应商进行大量客户访谈把握其需求。科学的方法是把软件做成标准化和功能化的模块，即把电子标签的软件功能全部罗列出来，由客户进行选择。其中涉及的内容可以保证解决各类配送中心80%~90%的共同功能需求。还有一些功能并不是所有的客户都会需要，比如对作业人员的效率分析、对硬件的检测等功能。对于这部分需求，需要根据客户的实际使用情况进行定制开发。另外，与上位系统的接口也属于软件范畴内，配送中心上位机使用的系统不一样，所需要的接口也应改变。
