物联网智能仓储系统的设计毕业设计论文.docx

1、毕业设计题目：物联网智能仓储系统的设计诚信声明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。作者签名：日期：2009 年 6 月 10 日毕业设计（ 论文） 任务书题目：物联网智能仓储系统的设计姓名 李光烜 学院 计算机通信学院 专业 计算机科学与技术 班级 0803 学号指导老师职称副教授教研室主任一、基本任务及要求：结合 RFID 技术

2、、无线传感器网络技术、视频监控技术、条码技术等实现仓储环境监控及商品出入库、智能仓位分配、辅助拣货等功能。 主要完成： 货物贴标登记：给货物粘贴RFID 标签并向货物中写入商品信息。 商品入库登记：通过货物通道读取RFID 标签中的货物信息，执行全部货物的整体入库操作。仓位自动分配：执行入库操作后根据同类商品、仓位空余情况、自动分配仓位，相应的仓位指示灯亮起、并通过LED 数字板显示需要摆放的商品数量，货物正确摆放后指示灯熄灭，LED 数字板归零。 上架商品查询：使用RFID 手持机扫描仓位RFID 后，在手持机上显示该仓位需要摆放的货物。 出库单（订单）：当执行出库操作时，根据需要出库的商品

3、生成出库单，出库单进行打印，上面对应出库单号打印条码。 智能拣货提示：拣货员执行拣货操作时，带着打印好的出库单，使用条码枪进行出库单条码扫描， 这时相应仓位的指示灯亮起，LED 数字板显示拣货数量，正确拣货后指示灯熄灭，LED 数字板归零。否则指示灯闪烁给予错误提示。 仓储环境监控：使用网络摄像头对仓储环境进行视频监控，同时可以进行温湿度、烟感、红外入侵监控。非拣货状态下货物的移动及人员进入仓储区都会给予报警。 二、进度安排及完成时间： 第一二周 1、课题讲解；2、任务布置；3、调查被开发（设计）的软件的应用环境和用户需求；4、资料收集整理；5、查阅资料；6、制订初步的设计计划；为概要设计提供

4、需求说明书；第三四周 1、概要设计： 建立目标系统的总体结构和模块间的关系，定义各功能模块的功能。设计总体模块，规定设计限制，制订组装测试计划；2、完成概要设计说明书；第五周详细设计：对概要设计中产生的功能模块进行过程描述，设计功能模块的内部细节，包括算法和数据结构，为编写源代码提供必要的说明；第六十一周 实现：将详细设计说明转化为所要求的程序设计语言或源程序。并对编写好的源程序进行程序单元测试，验证程序模块接口与详细设计说明的一致性。第十二周文档的生成与整理，给指导教师修改；完成毕业设计说明书、用户手册； 第十三周答辩。目录摘 要1 ABSTRACT2 前 言3 第 1 章 绪论5 1.1

5、物联网技术简介5 1.2 物联网技术产生的背景5 1.3 物联网技术未来的发展7 1.4 目前仓储业应用的主要物联网技术8第 2 章 系统总体设计9 2.1 网络架构9 2.2 系统流程9 2.3 系统组成10 2.4 系统总体技术架构10 2.5 系统功能结构设计11 2.5.1 系统的功能模块设计11 2.5.2 系统的数据库设计14 第 3 章 系统详细设计16 3.1 基于 RFID 技术的库存管理流程设计16 3.1.1 总体流程16 3.1.2 收货入库流程17 3.1.3 库存盘点流程18 3.1.4 出库流程19 3.2 系统的主要功能模块流程图21 3.2.1 货物贴标登记2

6、2 3.2.2 商品入库23 3.2.3 仓位自动分配24 3.2.4 上架商品盘点25 3.2.5 出库26 3.2.5 仓库环境监控27 第 4 章 系统的实现28 II4.1 RFID 标签及读写器28 4.2 RFID 中间件及数据过滤28 4.3 传感器、微处理器、通信芯片及协议29 结束语30 参考文献31 致谢33 湖南工程学院毕业设计（论文）物联网智能仓储系统的设计摘 要: 仓储管理是仓储机构为了充分利用所具有的仓储资源提供高效的仓储服务所进行的计划、组织、控制和协调过程，包括货物入库，管理，出库等多项工作，这些工作准确性要求高、工作量大，人工作业强度和难度都十分巨大。因此，迫

7、切需要能自动识别产品的技术和方法，以减轻管理人员的工作量，提高工作效率。仓储管理的关键在于对物品的识别和产品信息的采集，RFID电子标签以其独特的优点成为物品自动识别的关键技术，而物联网（Internet of Things）则为物品信息共享和互通提供了一个高效、快捷的网络平台。本文设计出一个基于物联网的仓储管理系统，其基本原理就是以电子标签作为物品识别和信息采集的技术纽带，通过读写器和中间件读取物品RFID电子标签中的EPC代码对物品进行自动识别，通过物联网ONS服务器获取EPC代码相对应的详细信息，从而达到自动化管理的目的，不但增加了一天内处理货物的数量，还监督这些货物的一切信息， 对其数

8、量，种类，保质日期等信息进行及时准确的跟踪与更新，避免人为操作的失误， 提高管理效率。关键词: 仓储管理RFID 物联网EPC 15物联网智能仓储系统的设计Design of the Internet of Things in Intelligent WarehouseManagementABSTRACT: Warehouse management is the planning,organizing,controlling and coordinating process which the warehouse organization carries out for the sake of

9、 taking full advantage of the storage resources,including putting the goods in and fetching them out from the warehouse and managing them These works are all required high strength and accuracy,a new thechnology which can identify the goods and collect their information automatically is needed urgen

10、tly to Improve the working efficiency and reduce the workload. The key point of warehouse management is identifying the goods and collecting their information automatically, RFID tag becaomes the key point of automatically identifying with its unique advantages, and the Intenet of Things provides an

11、 efficient, fast network platform of Information sharing and exchanging for the goods.In this thesis, the warehouse management system based on the Internet of Things is proposed,which achieves identifying the goods and collect their information automatically by using EPC,RFID adn middleware as the b

12、ridge of goods identifying ,and using the ONSservice as the means of information collecting.Using this system,the efficiency can be improved Significantly,not only increasing the amount of the goods which is needed to processed,but also reducing the mistakes which might be taken by manual operations

13、.Key words: Warehouse Management RFID Internet of Things EPC湖南工程学院毕业设计（论文）前言根据华夏物联网研究中心调查了解，目前在中国仓储业应用最普遍的物联网感知技术就是 RFID 技术，在一些先进的仓储配送中心，RFID 标签及智能手持 RF 终端产品有比较广泛的应用。这是因为 RFID 技术与托盘系统结合，在仓储配送中心闭环应用，可以有效降低成本；此外，基于RFID 技术的只能手持拣选终端，可以提升拣选效率和速度。2010 年随着物联网技术的发展，RFID 技术在仓储业应用也获得了快速发展，增长速度预计在 18%以上。在普通的仓储

14、系统中，除了基于条码自动识别等技术具有最广泛应用外，“电子标签辅助拣选系统”也有普遍的应用。这里所谓的电子标签指的不是 RFID 标签，而是指采用电子指示标签进行拣选作业的系统。利用这一系统，将出入库订单经计算机系统分解，传输到货架个货位，用电子手段显示拣选的数量的辅助拣选系统。这一系统简洁实用，应用较广。近两年出现了采用无线网络技术传输拣选数据，不用现场布线搭建系统， 大大方便了技术的应用。在先进的仓储配送系统中，全自动输送分拣系统也常用激光、红外等技术进行物品感知、定位与计数，进行全自动的快速分拣。此外为了使仓储作业做到可视化，对仓库实行视频监控，部分仓储系统采用了视频感知监控系统，取得了

15、良好的效果。2010 年，一种基于辅助语音拣选的系统也开始在国内得到应用。这一系统由仓储信息系统将出入库的订单进行分解处理，形成语音提示信息，借助无线网络和戴在拣货员头上的耳机，向拣货员发出拣货指令，完成拣选作业。此外，随着物联网技术的发展，2010 年在无锡粮食物流中心、济宁物联网大蒜冷库基地，均采用了温度、湿度等传感器感知技术，将传感器技术与其他感知技术集成，实时感知物品的温度、湿度等物理信息，使感知技术得到更深入应用。目前仓储业智能终端技术有机器人技术、RF 手持终端、语音提示终端、视频监控终端、无人搬运车等技术。借助这些技术，实现了物品的自动搬运、机器人自动堆码跺、物品自动识别、智能辅

16、助人工拣选等作业。在智能仓储管控系统中，物联网技术与 WMS 技术相结合，实现了仓储也智能化与自动化。能够实现对物流过程智能控制与管理的还不多，物联网及物流信息化还仅仅停留在对物品自动识别、自动感知、自动定位、过程追溯、在线追踪、在线调度等一般的应用。专家系统、数据挖掘、网络融合与信息共享优化、智能调度与线路自动化调整管理等智能管理技术应用还有很大差距。物联网智能仓储系统的设计目前只是在企业物流系统中，部分物流系统还可以做到与企业生产管理系统无缝结合，智能运作；在部分全智能化和自动化的物流中心的物流信息系统，可以做到全自动化与智能化物流作业。湖南工程学院毕业设计（论文）第 1 章绪论1.1 物

17、联网技术简介物联网(Internet of Things)指的是将无处不在（Ubiquitous）的末端设备（Devices）和设施（Facilities），包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、数控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”(Enabled)的，如贴上 RFID 的各种资产（Assets）、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”（Mote），通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通（M2M)、应用大集成（Grand Integration)、以及基于云计算的 SaaS 营运等模式，在内网（Intranet）、专

18、网（Extranet）、和/或互联网（Internet）环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面（集中展示的Cockpit Dashboard)等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。“物联网技术”的核心和基础仍然是“互联网技术”，是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术；其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间，进行信息交换和通讯。因此，物联网技术的定义是：通过射频识别（ RFID）、红外感应器、全球定

19、位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术叫做物联网技术。1.2 物联网技术产生的背景1、1990 年 物联网的实践最早可以追溯到 1990 年施乐公司的网络可乐贩售机Networked Coke Machine。 2、1999 年 在美国召开的移动计算和网络国际会议首先提出物联网(Internet of Things)这个概念；是 1999 年 MIT Auto-ID 中心的 Ashton 教授在研究 RFID 时最早提出来的。提出了结合物品编码、RFID 和互联网技术的解决方案。当时基

20、于互联网、RFID 技术、EPC 标准，在计算机互联网的基础上，利用射频识别技术、无线数据通信技术等， 构造了一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网“Internet of things”（简称物联网），这也是在 2003 年掀起第一轮华夏物联网热潮的基础。 1999 年，在美国召开的移动计算和网络国际会议提出了“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。 物联网智能仓储系统的设计3、2003 年，美国技术评论提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。 4、2005 年 11 月 17 日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布ITU 互联网报

21、告 2005：物联网，引用了“物联网”的概念。物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于 RFID 技术的物联网。 报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。 根据 ITU 的描述，在物联网时代，通过在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发器，人类在信息与通信世界里将获得一个新的沟通维度，从任何时间任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物和物与物之间的沟通连接。物联网概念的兴起， 很大程度上得益于国

22、际电信联盟 2005 年以物联网为标题的年度互联网报告。然而，ITU 的报告对物联网缺乏一个清晰的定义。 虽然目前国内对物联网也还没有一个统一的标准定义，但从物联网本质上看，物联网是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升，将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用，使人与物智慧对话，创造一个智慧的世界。物联网技术被称为是信息产业的第三次革命性创新。物联网的本质概括起来主要体现在三个方面：一是互联网特征，即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络；二是识别与通信特征，即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别与物物通信（M2M）的功能；三是智能化特征，

23、即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。 5、2008 年后，为了促进科技发展，寻找经济新的增长点，各国政府开始重视下一代的技术规划，将目光放在了物联网上。在中国，同年 11 月在北京大学举行的第二届中国移动政务研讨会“知识社会与创新 2.0”提出移动技术、物联网技术的发展代表着新一代信息技术的形成，并带动了经济社会形态、创新形态的变革，推动了面向知识社会的以用户体验为核心的下一代创新（创新 2.0）形态的形成，创新与发展更加关注用户、注重以人为本。而创新 2.0 形态的形成又进一步推动新一代信息技术的健康发展。 6、2009 年 1 月 28 日，奥巴马就任美国总统后，与美国工商业

24、领袖举行了一次“圆桌会议”，作为仅有的两名代表之一，IBM 首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。当年，美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点。 湖南工程学院毕业设计（论文）2009 年2 月24 日2009IBM 论坛上，IBM 大中华区首席执行官钱大群.公布了名为“智慧的地球”的最新策略。此概念一经提出，即得到美国各界的高度关注，甚至有分析认为 IBM 公司的这一构想极有可能上升至美国的国家战略，并在世界范围内引起轰动。IBM 认为，IT 产业下一阶段的任务是把新一代 IT 技术充分运用在各行各业之中，具体地说， 就是把感应器嵌入和装备到电

25、网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成物联网。 在策略发布会上，IBM 还提出， 如果在基础建设的执行中，植入“智慧”的理念，不仅仅能够在短期内有力的刺激经济、促进就业，而且能够在短时间内为中国打造一个成熟的智慧基础设施平台。IBM 希望“智慧的地球”策略能掀起“互联网”浪潮之后的又一次科技产业革命。IBM 前首席执行官郭士纳曾提出一个重要的观点，认为计算模式每隔 15 年发生一次变革。这一判断像摩尔定律一样准确，人们把它称为“十五年周期定律”。1965 年前后发生的变革以大型机为标志，1980 年前后以个人计算机的普及为标志，而 1995

26、 年前后则发生了互联网革命。每一次这样的技术变革都引起企业间、产业间甚至国家间竞争格局的重大动荡和变化。而互联网革命一定程度上是由美国“信息高速公路”战略所催熟。20 世纪 90 年代，美国克林顿政府计划用20 年时间,耗资2000 亿-4000 亿美元,建设美国国家信息基础结构， 创造了巨大的经济和社会效益。 而今天，“智慧地球”战略被不少美国人认为与当年的“信息高速公路”有 许多相似之处，同样被他们认为是振兴经济、确立竞争优势的关键战略。该战略能否掀起如当年互联网革命一样的科技和经济浪潮，不仅为美国关注，更为世界所关注。 2009 年 8 月温家宝总理在视察中科院无锡物联网产业研究所时，对

27、于物联网应用也提出了一些看法和要求。自温总理提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中国受到了全社会极大的关注， 其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比拟的。 物联网的概念与其说是一个外来概念，不如说它已经是一个“中国制造”的概念， 它的覆盖范围与时俱进，已经超越了 1999 年 Ashton 教授和 2005 年 ITU 报告所指的范围，物联网已被贴上“中国式”标签。 截至 2010 年，发改委、工信部等部委正在会同有关部门，在新一代信息技术方面开展研究，以形成支持新一代信息技术的一些新政策措施，从而推动我国经济的发展。1.3

28、物联网技术未来的发展物联网将是下一个推动世界高速发展的重要生产力。物联拥有业界最完整的专业物联产品系列，覆盖从传感器、控制器到云计算的物联网智能仓储系统的设计各种应用。产品服务智能家居、交通物流、环境保护、公共安全、智能消防、工业监测、个人健康等各种领域。构建了“质量好、技术优、专业性强，成本低， 满足客户需求”的综合优势，持续为客户提供有竞争力的产品和服务。1.4 目前仓储业应用的主要物联网技术物联网是“物物相连的互联网”，是通过各类传感装置、RFID 技术、视频识别技术、红外感应、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，根据需要实现物品互联互通的网相连接，进行信息交换和通信，

29、以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的智能网络系统。物联网主要有三层架构：即：感知层、网络层和应用层，根据这一物联网架构，物联网主要有三大技术体系，一是感知技术体系；二是通信与网络技术体系；三是智能技术体系。在智能仓储中，为了对仓储货物实现感知、定位、识别、计量、分拣、监控等，主要采用传感器、RFID、条码、激光、红外、蓝牙、语音及视频监控等感知技术。在以仓储为核心的物流中心信息系统中，常采用企业内部局域网直接相连的网络技术，并留有与互联网、无线网扩展的接口；在不方便布线的地方，一般采用无线局域网技术；现代仓储系统内部不仅物品复杂、形态各异和性能各异，而且作业流程复杂：既有存储、又有移动；

30、既有分拣，也有组合。因此以仓储为核心的智能物流中心，常采用的智能技术有：自动控制技术、智能机器人堆码跺技术、智能信息管理技术、移动计算技术、数据挖掘技术等等；湖南工程学院毕业设计（论文）第 2 章系统总体设计2.1 网络架构针对仓储管理中存在的物流信息处理效率低以及出入库盘点不准确等问题，提出一种基于物联网的仓储管理系统设计方案。方案中的仓储管理物联网通过RFID 电子标签实现物品的自动识别和出入库，利用无线传感器网络对仓储车间进行实时监控，从而极大地提高了仓储管理的智能化水平。其系统物联网的总体结构如图2.1所示。物品标签无线射频识别系统物品标签业务系统服务器上位机本地数据库服务器后台信息服务器Internet图2.1 智能仓储物联网总体结构2.2 系统流程仓储管理系统的工作流程包括入库、出库、移库、盘点、拣选与分发等环节。系统采用国际上最先进的无线射频身份识别技术（RFID），为每件物品提供一个惟一标志码（EPC 代码），并在服务器中存储货物的相关属性信息，从而使系统能够自动识别物品， 可以对物品进行跟踪和监控