基于RFID的仓储管理系统Word格式.docx

基于RFID的仓储管理系统Word格式.docx

《基于RFID的仓储管理系统Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于RFID的仓储管理系统Word格式.docx（53页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

RFID是当前在供应领域最为热门的话题，RFID不但可以满足一般的数据读写功能，还具有穿透性、环境无关性以及可重复使用等特性，这些特性可以充分满足仓储管理的需要。

本系统将要实现仓储管理中各个环节的自动化，整个入货和出货环节的信息获取完全由RFID射频器扫描完成，从最大程度上提高仓库的利用率与工作人员的工作效率。

本文在详细分析了用户需求的基础上，研究了基于RFID技术的仓储管理系统移动设备应用程序的设计和实现。

关键词：

WMS；

WindowsMobile；

SyncServicesforADO.NET；

RFID

ABSTRACT

Withthedevelopmentofsupplychainmanagementasthemostimportantmanifestationofmicrologistics,theefficientoperationofwarehousemanagementmechanismhavebeenobtainingmoreandmoreattentioninthisfield.Thecirculationspeedofthegoodsinthewarehouseaffectitscirculationinthewholesupplychaincurrently.Toimprovethecirculationspeedofthegoodsinthewarehouseandtheefficiencyoftheworkersismostdependonoptimizationandconfigurationoftheprocessinthestoragemanagement.Warehousemanagementistheprocessfromgoodsreception,goodsstorage,checking,warehousingtothegoodsrelease.Generallyspeaking,thedevelopmentofinformationtechnologyhasenabledeachlogisticscorporationtomaintainasetofWarehouseManagementSystemontheirown.ButsuchsystemstillremainsatthestageofInformationartificialanglewhichis,tointroducemanualworkstoprocedureslikereceipt,storage,release,andcheckmanagement.Thisisleadtotheun-efficiencyandthehighrateoferroroccurring.Soitisworthyofstudyingtheautomationofwarehousemanagement.

RFIDisthehottesttopicinSupplyChainfield.RFIDnotonlyhasthefunctionofgeneralreadandwritebutalsohasthecharacteristicsofusedrepeatedly,transparentreadingandenvironmentfreewhichcantakeasthemostsuitablefacilitytobeusedinthewholesupplychaintotrackingproducts.

Thissystemistorealizetheautomationofeachlinkinthewarehousemanagement.TheinformationacquisitionofthereceptionandreleaseofthegoodswillbedonewiththeRFIDradiofrequency.Thesystemwillmostlyimprovetheutilizationratioofwarehouseandtheefficiencyoftheworkers.

ThispaperbasedonadetailedanalysisofnecessaryofcustomsandstudythedesigningandrealizationofsmartdeviceapplicationwhichbasedontheRFIDwarehousemanagement.

Keywords:

WMS;

WindowsMobile;

SyncServicesforADO.NET;

RFID

目录

第一章引言1

第一节课题背景及意义1

第二节射频识别技术及其应用领域1

第二章系统开发环境及关键技术3

第一节系统开发环境3

第二节关键技术5

第三章系统总体设计10

第一节系统需求分析10

第二节系统总体结构14

第三节移动设备系统功能分析及模块设计16

第四章系统详细设计17

第一节数据库设计17

第二节与底层RFID射频读卡器通信的实现21

第三节上层托管代码对底层DLL导出函数的调用26

第四节数据同步的实现27

第五节手持设备程序设计与实现29

第六节叉车移动PC程序设计与实现33

第五章结束语37

参考文献38

致谢39

第一章引言

第一节课题背景及意义

市场竞争日益激烈，提高生产效率、降低运营成本,对于企业来说至关重要。

仓储管理广泛应用于各个行业，设计及建立整套的仓储管理流程，提高仓储周转率，减少运营资金的占用，使冻结的资产变成现金，减少由于仓储淘汰所造成的成本，是为企业提高生产效率的重要环节[1]。

目前，仓储管理系统通常使用条码标签或是人工仓储管理单据等方式支持自有的仓储管理。

但是条码的易复制、不防污、不防潮等特点，和人工书写单据的繁琐性，容易造成人为损失，使得现在国内的仓储管理始终存在着缺陷[2]。

随着无线射频电子标签这一最新科技产品的投入应用，可以从根本上解决上述的问题。

基于射频识别（RFID）技术，主要完成的任务是通过自动化增加生产力并限制人工干涉,避免人为错误;

获利快速的后勤管理,取得即时的供应链动态资料,实现供应链之完全可视化,加速物流的运送并改善对运送的掌握;

减少多余的资料录入并且提高资料的正确性。

其优势有：

缩短作业流程；

改善盘点作业质量；

增大配送中心的吞吐量；

降低运转费用；

信息的传送更加迅速、准确，实现远距离、动态的自动识别、一次识别多个标签。

[3]-[6]

第二节射频识别技术及其应用领域

（一）射频识别技术简介

无线射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频识别信号自动识别目标对象并获得相关的数据，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。

RFID技术可识别高速运动的物体并可用于识别多个标签，操作快捷方便。

概括起来说是一种应用电磁波频谱，以非接触无视觉方式，传递特别识别信息的。

[7]

技术。

无线射频识别的距离从几厘米到几十米，且根据读写的方式，可以输入数千字节的信息，同时，还具有极高的保密性和不可伪造性。

[8]-[10]

最基本的RFID系统由标签、阅读器和天线等三部分组成。

标签（Tag）由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；

阅读器（Reader）是读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；

天线（Antenna）在标签和阅读器间传递射频信号。

RFID系统的工作原理是：

阅读器通过天线发送出一定频率的射频信号；

当RFID标签进入阅读器工作场时，其天线产生感应电流，从而RFID标签获得能量被激活并向阅读器发送出自身编码等信息[11]。

阅读器接收到来自标签的载波信号，对接收的信号进行解调和解码后送至计算机主机进行处理；

计算机系统根据逻辑运算判断该标签的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号；

RFID标签的数据解调部分从接收到的射频脉冲中解调出数据并送到控制逻辑，控制逻辑接收指令完成存储、发送数据或其他操作。

与条码技术相比，RFID具有明显的优势。

条形码是只读的，需要对准目标、一次只能读一个而且容易破损；

而RFID标签是可擦写的，使用时不需要对准目标、可同时读取多个、存储量大、坚固可全天候使用，不需人力介入操作。

从概念上来说，两者很相似，但两者之间最大的区别是条形码是“可视技术”，扫描仪在人的指导下工作，只能接收它视野范围内的条形码。

相比之下，RFID不要求看见目标。

RFID标签只要在读写器的作用范围内就可以被读取。

RFID读写器对快速移动中的RFID标签具有“群采”能力，也就是说可同时辨识读取数个快速移动中的RFID标签，而条形码则必须逐一静态扫描[12]。

RFID读写器还能够穿透纸张、木材和塑料等非金属、非透明的材质，进行穿透性通信，而条形码扫描仪则必须在没有物体阻挡的情况下，才可以辨读条形码。

RFID标签巨大的信息存储量也是条形码不可比肩的，RFID标签最大容量有数兆字符，而二维条形码最大的容量是2000至3000字符[13]。

（二）射频识别技术应用领域

●物流：

物流过程中的货物追踪，信息自动采集，仓储应用，港口应用，邮政，快递。

●零售：

商品的销售数据实时统计，补货，防盗。

●制造业：

生产数据的实时监控，质量追踪，自动化生产。

●服装业：

自动化生产，仓储管理，品牌管理，单品管理，渠道管理。

●医疗：

医疗器械管理，病人身份识别，婴儿防盗。

●身份识别：

电子护照，身份证，学生证等各种电子证件。

●防伪：

贵重物品（烟，酒，药品）的防伪，票证的防伪等。

●资产管理：

各类资产（贵重的或数量大相似性高的或危险品等）

●交通：

高速不停车，出租车管理，公交车枢纽管理，铁路机车识别等。

●食品：

水果，蔬菜，生鲜，食品等保鲜度管理

●图书馆：

书店，图书馆，出版社等应用

●汽车：

制造，防盗，定位，车钥匙

●航空：

制造，旅客机票，行李包裹追踪

●军事：

弹药，枪支，物资，人员，卡车等识别与追踪

第二章系统开发环境及关键技术

系统的开发环境采用Microsoft公司的可视化开发环境VisualStdio2008作为主要开发工具。

系统的移动设备部分建立在.NETCompactFramework框架之上，利用此框架提供的托管类编写移动设备窗体，通过建立C++的dll工程来实现手持设备与底层射频器的通信，最后使用平台调用服务（PlatformInvocationServices），完成托管代码与非托管代码的交互操作。

移动数据库采用SQLServerCompact3.5.移动设备模拟器采用WindowsMobile6模拟器。

第一节系统开发环境

（一）VS2008开发环境简介

VisualStdio2008是微软公司推出的开发环境。

是目前最流行的windows平台应用程序开发环境。

VisualStudio2008在三个方面为开发人员提供了关键改进：

快速的应用程序开发、高效的团队协作、突破性的用户体验。

VisualStudio2008是一套完整的开发工具，用于生成ASP.NETWeb应用程序、XMLWebservices、桌面应用程序和移动应用程序。

VisualBasic、VisualC#和VisualC++都使用相同的集成开发环境（IDE），这样就能够进行工具共享，并能够轻松地创建混合语言解决方案。

另外，这些语言使用.NETFramework的功能，它提供了可简化ASPWeb应用程序和XMLWebservices开发的关键技术。

在08的版本中特别加入了“本地数据缓存”项目以支持SyncServicesforADO.NET的数据同步技术。

.NETFramework提供了用于解决常见编程任务的构建基块（预制的软件），从而能够快速构造具有出色的最终用户体验的紧密联系的应用程序。

在.NETFramework模型业务流程上有效构建的紧密联系的应用程序有利于在异类环境中实现系统集成。

.NETFramework3.5是在.NETFramework3.0的基础上构建的更高版本。

得到增强的功能领域包括基类库、Windowsworkflowfoundation、WindowsCommunicationFoundation、WindowsPresentationFoundation和WindowsCardSpace此套移动设备应用程序就是建立在vs2008下精简版的.NETFramework3.5框架之上。

（二）本系统移动设备应用程序开发平台

1..NETFramework精简版类库

图2-1.NETCompactFramework框架

.NetCompactFramework，顾名思义，即精简版的.Net开发框架（如图2-1）。

他和SmartDeviceExtensions（SDE）forVisualStudio.NET一起,将更强的开发能力和强大的编程平台带到了手持设备的开发工作中[14]。

.NETCompactFramework是一个硬件无关的运行环境，他主要用在手持设备上，包括：

个人数据助理（PDAs），移动电话，机顶盒和各种运行WindowCE.NET操作系统嵌入式设备。

是专为移动设备设计的便携式小型.NETCLR具有.NETFramework子集的属性，支持多种语言开发。

.NETFramework精简版简化了在智能设备上开发应用程序的过程。

它有两个主要组件：

公共语言运行库和.NETFramework精简版类库[15]。

运行时是.NETFramework精简版的基础，它负责在执行时管理代码，提供内存管理和线程管理等核心服务，同时又确保代码的安全性和准确性。

针对运行时的代码称为托管代码，不针对运行时的代码称为非托管代码或本机代码。

就象其他面向对象的类库一样，.NETFramework精简版类型可用于完成许多常见的编程任务，包括界面设计、利用XML、数据库访问、线程管理和文件输入/输出等。

2.SQLServerCompact3.5

MicrosoftSQLServerCompact3.5是一种压缩数据库，很适合嵌入到移动应用程序和桌面应用程序中。

SQLServerCompact3.5为开发本机和托管应用程序的开发人员提供了与其他SQLServer版本通用的编程模型。

SQLServerCompact3.5只需占用很少的空间即可提供关系数据库功能：

强大的数据存储、优化查询处理器以及可靠、可扩展的连接。

SQLServerCompact3.5是可以部署在智能设备和计算机上的压缩数据库。

通过手动复制和安装.cab文件，或者通过MicrosoftVisualStudio2008，可以将SQLServerCompact3.5部署在智能设备上。

对于计算机，SQLServerCompact3.5具有单独的安装程序。

（MicrosoftSQLServerCompact3.5体系结构如图2-2所示。

）

图2-2SQLServerCompact3.5体系结构

在SQLServerCompact3.5体系结构中，客户端环境是由一个或多个支持的设备组成的，而应用程序和SQLServerCompact3.5在这些设备上进行部署。

当设备不包含网络连接时，可以使用MicrosoftActiveSync将SQLServerCompact3.5连接到服务器环境。

服务器环境由运行MicrosoftInternet信息服务（IIS）的一台或多台计算机以及SQLServer的一个实例或为异类数据源传播的数据组成。

可以在同一台计算机上运行IIS和SQLServer，也可以在多台计算机上对其进行配置。

IIS是在服务器和客户端之间连接和交换数据所必需的。

第二节关键技术

（一）平台调用服务（P/Invoke）

在.NETCompactFramework的支持下，可以方便高效地开发出适合于移动设备的应用程序，而不需要去考虑特定的硬件环境。

.NETCompactFramework向开发者屏蔽了硬件底层的细节，使开发者可以集中精力于业务逻辑的解决方案。

作为.NETFramework的一个子集，.NETCompactFramework只提供了.NETFramework的一部分功能，因此有时在实现一些功能时不得不借助于WindowsCEAPI。

另外还存在一些第三方的组件/资源，或以动态链接库形式提供，或者已经是COM组件。

相对于.NETCompactFramework，它们都属于非托管资源。

我们需要一种功能，实现由托管环境访问这些非托管资源。

和.NETFramework一样，平台调用P/Invoke（PlatformInvocationServices）提供托管代码调用驻留于DLL中的非托管函数的功能。

（P/Invoke原理如图2-3）

图2-3P/Invoke原理图

一般来讲P/Invoke适用于以下三种情况

●.NETCompactFramework没有实现某功能，需要借助WindowsCEAPI；

●已有DLL或COM组件等资源，希望能充分利用，减少开发成本和风险；

●鉴于DLL的执行性能和反编译能力都可能高于.NETCompactFramework，借助DLL提高程序性能和安全性。

（二）SyncServiceForADO.NET数据同步

MicrosoftSyncFramework是支持应用程序、服务和设备进行协作和脱机访问的一个综合性同步平台。

SyncFramework提供的技术和工具可以从不同地点访问数据、共享数据以及获取脱机数据。

通过使用SyncFramework，开发人员可以构建同步生态系统，通过在任意网络上使用任意协议，将任意应用程序与任意存储中的任意数据集成在一起。

1.客户端与服务器同步概述

使用SyncServicesforADO.NET，可以通过双层、N层和基于服务的体系结构同步来自不同来源的数据。

面向客户端与服务器同步的SyncServicesAPI提供了一组用于在数据服务与本地存储之间同步数据的组件，而不是仅仅用于复制数据库及其架构。

应用程序正越来越多地用于移动客户端，如便携式计算机和设备。

由于这些移动客户端与中央服务器没有连贯或可靠的网络连接，因此对于这些应用程序而言，能够在客户端上使用数据的一份本地副本十分重要。

同等重要的一点是：

在网络连接可用时，需要能够将数据的本地副本与中央服务器同步。

SyncServicesAPI以ADO.NET数据访问API为蓝本，提供了一种直观的数据同步手段。

SyncServices对构建依靠连续网络连接的应用程序这一工作进行了合乎逻辑的扩展，使我们得以针对断续连接的网络环境开发应用程序。

2.用于客户端与服务器同步的体系结构

SyncServicesforADO.NET能够实现SQLServerCompact3.5SP1客户端数据库与服务器数据库或任何其他数据源之间的同步，如以XML形式提供股票报价的服务。

在同步两个数据库方面，SyncServices支持使用为之提供了ADO.NET提供程序的任何服务器数据库的双层和N层体系结构。

在对客户端数据库和其他类型的数据源进行同步方面，SyncServices支持基于服务的体系结构。

与双层或N层体系结构相比，此体系结构需要编写更多的应用程序代码；

但是，它不需要开发人员采取另一种不同的方式进行同步。

基于服务的体系结构（如图2-4所示）。

这种体系结构包括一个客户端数据库，但是不包括服务器数据库或对应的服务器同步提供程序和同步适配器。

若要使用这种体系结构，应用程序必须能够通过自定义代理和自定义服务与同步代理进行通信。

它们提供的功能必须与服务器同步提供程序和同步适配器通常提供的功能相同，例如检索要同步的变更。

由于移动设的数据同步不支持双层体系结构，因此采用这种基于服务的体系结构。

图2-4基于服务的体系结构

（三）WindowsCommunicationFoundation（WCF）

1.什么是WindowsCommunicationFoundation？

Web服务中包含了用于应用程序间通信的标准协议，它在全球范围内的广泛采纳改变了软件开发。

例如，如今Web服务提供的功能包括安全性、分布式事务协调和可靠的通信。

Web服务所发生的这些改变的效益应反映在开发人员所使用的工具和技术方面。

设计WindowsCommunicationFoundation（WCF）的目的是为分布式计算提供可管理的方法，提供广泛的互操作性，并为服务定位提供直接的支持。

WCF通过一种面向服务的新型编程模型简化了关联应用程序的开发。

通过提供分层的体系结构，WCF支持多种风格的分布式应用程序开发。

WCF通道体系结构在底层提供了异步的非类型化消息传递基元。

而建立在此基础之上的是用于进行安全可靠的事务处理数据交换的各种协议功能，以及广泛的传输协议和编码选择。

类型化编程模型（称为“服务模型”）设计用来降低分布式应用程序的开发难度，并为ASP.NETWeb服务、.NETFramework远程处理和企业服务领域的专业开发人员，以及将要从事WCF开发的人员提供熟悉的开发体验。

该服务模型的特点在于它将Web服务的概念直接映射到.NETFramewor