基于物联网技术仓储管理系统研究

      0 引言

      目前，我国仓储业的发展存在一定的问题，如行业和地区分割、相互封闭、重复建设、以人工作业为主、管理繁乱松散等。这不仅影响了仓储的工作效率，降低了仓储能力，也使得仓储管理缺乏可靠性、安全性，给企业造成的严重的损失，增加了仓储管理成本[1]。而这种现象多数是由于仓储作业社率不高、信息获取不及时或出错、决策和控制落后等一些原因造成的，要改变这种现状就要在仓储管理中采用一些先进的技术设备。物联网技术由于全面感知、可靠传送和智能处理的基本特征，在很多行业都得到了应用，同时也带动了整个物流行业的革新，尤其是RFID技术，其应用领域在不断扩大。

      目前，很多学者都在探索物联网技术在仓储管理中的运用：郑平标、侯海永将RFID技术运用到仓储管理中，并简要给出了系统软件的设计[2]；章必成、刘宣旺和陈远知等结合WSN和RFID的技术优点，构建系统的硬件框架结构和系统的软件功能模块，实现了仓库系统的智能化管理[3]。由于每种物联网技术都有不同的特点和优势，作用范围是有限，不能更好地提高仓储管理水平，而仓储的发展需要更先进、更智能的技术系统支撑。基于此，本文利用目前主要的物联网技术，全方位考虑仓储管理研究范围，以技术集成和运用范围扩展为出发点，设计物联网技术的应用方案，用于搭建智能仓储管理系统。

      1 物联网技术

      物联网的概念是在1999年提出的，国内外不同机构和专家对物联网有着不同的定义，一般都认为物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[4]。

      目前物联网体系的雏形已基本形成，具有典型的层级特性，一个完整的物联网系统一般来说包含信息感知层、信息汇聚层、信息处理层、运营层和应用层。物联网存在6大核心关键应用技术，目前，作为物联网体系最底层的感知和汇聚技术发展和应用得最快，推动着整个体系结构不断升级。

      2 基于物联网技术的仓储管理系统设计

      2.1 仓储的定位分析

      仓储作为物流环节的一部分，其产生的原因主要分为主动储存和被动储存。其中主动储存包括战略考虑、时间差异、市场因数（如为了使货物价格趋高避低进行的储存）；被动储存包括管理失误、供需脱节、不可抗拒因素等。

      仓储管理内容研究大致可以分为仓、储、物和环境四个方面。仓是指仓储活动所需的设施、设备；储是指仓储业务及其管理，包括商品的出入库业务、在库业务、仓储规划和货位管理等；物是指对仓库内货物及人的管理。环境是指仓、物的活动、存放环境。仓储的总体示意图如图1所示。

      

      图1 仓储总体示意图

      2.2 基于物联网技术的仓储管理系统

      2.2.1 仓储管理系统的软件设计

      基于物联网技术的仓储管理系统主要实现三个功能：一是利用物联网技术优化仓库作业流程；二是利用物联网技术对仓库内的人员、叉车、托盘、货架等设备进行监管、调配和权限管理，实现合理布控。三是利用物联网技术对仓库内温度、湿度等环境进行实时监控。根据实际运用中的要求，该智能仓储管理系统软件结构上分为业务管理、安全管理、数据管理、协作管理、基本信息管理、设备管理和电子地图7大功能模块。系统软件功能结构如图2所示。

      

      图2 智能仓储管理系统软件功能结构图

      (1)业务管理模块。运用物联网技术对货物入库、出库、移库和盘点等业务进行改进和优化可以避免传统仓储的弊端。针对货物的仓储时间，工作人员和工具的基本属性，有必要进行货物、仓库分析。货物在入库时，业务管理模块需要根据入库货物的性质、现有仓储情况选择不同的货位、作业工具和操作人员；货物出货时，也要根据在存货物的入库时间、所在位置和出货位置，选择最优的出货货位；货物移库时，业务管理模块根据现有货物排放布局进行最优计算，以求空间的合理利用，通过货物、仓库分析，选择合适的工作人员、工具、货位以及作业路线。具体实现过程是系统通过天线进行信息收集、发送，指派工作人员和设备（如叉车），工作人员获取权限操作设备进行作业，同时仓库内部的电子屏幕和语音会随时提示工作人员操作内容。

      (2)设备管理模块。设备管理模块实现对信息进行预处理，是软件平台和硬件平台的接口模块。负责将收集（或发送）的信息归类处理，分发到系统不同的功能模块进行处理（或传输到不同的硬件设备）。设备管理功能模块是一个中间件，是仓储管理系统实现正常处理和指派任务的关键。

      (3)安全管理模块。仓库的安全管理包括商品的保养和仓库的安全，运用物联网技术可以实现对两者有效的监管控制。通过设置温度传感标签、湿度传感标签、光传感标签等，加上相应的读卡器，对仓库的环境进行监视，并根据的规定的约定对设施设备进行调控，使环境满足需求条件。