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RFID技术在人造板库存管理中的应用

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1  引言

据国家林业局中国林学会最近统计数据表明，2004年我国人造板全年总产量达到5446.49万M3，历史上首次突破5000万M3大关。我们可以清楚地看到，我国民族人造板工业近两年已经取得了突飞猛进的成绩，我国的确已经成为一个名副其实的人造板生产大国，其年产量已高居世界人造板生产大国之首。

同时由于市场竞争的不断加剧和企业管理发展的需要，我国有相当一部分人造板企业进行了企业信息化建设的探索，一些大企业成功地探索了企业资源计划(ERP)的推广与应用，并取得了一定成果。比如在仓库管理方面，有些企业引进了计算机管理系统，将进货、退货、出货、盘点等仓库作业管理由传统的人工操作改为计算机操作。有些企业应用条码技术，采用便携式数据采集器的数据库系统，避免了琐碎而复杂的表格及数据的重复填写，突破了人工采集和录入数据的工作“瓶颈”，部分提高了人造板企业仓库管理效能和人造板仓库信息化管理水平。

RFID是无线射频识别技术的英文（Radio Frequency Identification）的缩写，是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，是一项利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。此外，RFID还是唯一可以实现多标签同时识别的自动识别技术。

2  RFID技术原理

RFID技术利用无线射频方式在射频读写器和射频标签之间进行非接触双向数据传输，以达到目标识别和数据交换的目的。

RFID应用系统的基本工作原理是射频读写器通过发射天线发送一定频率(低频、高频或超高频)的射频信号，当射频标签进入发射天线工作区域时产生感应电流，射频标签获得能

量被激活；射频标签将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去；系统接收天线接收到从射频标签发送来的载波信号，经天线调节器传送到射频读写器，射频读写器对接收的信号进行解调和解码，然后送到后台主系统进行相关处理；主系统根据逻辑运算判断该标签的合法性，针对不同的任务设定做出相应的处理。

3 RFID的特点

1，可读写性

只要通过RFID读写器即可不需接触，直接将电子标签内的信息读取至数据库内，也可根据需要再把数据库内的信息写入电子标签内，且一次处理多个标签。

2，可重复使用

由于RFID为电子数据，可以反复被擦写，因此可以回收标签重复使用。如被动式RFID，不需要电池就可以使用，没有维护保养的需要。

3，小型化和多样化

RFID在读取上并不受尺寸大小与形状之限制，不要为了读取精度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。为适合不同产品的需要，RFID标签更可往小型化与多样化发展。

4，穿透力强

RFID若被纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质包覆的话，可以进行穿透性通讯，不影响使用。

5，存储量大

数据容量会随着记忆规格的发展而扩大，未来物品所需携带的资料量愈来愈大，对标签所能扩充容量的需求也增加，对此RFID不会受到限制。

6，环境适应性好

纸张一受到污染字迹就会看不清楚，但RFID对水、油和药品等物质却有强力的抗污性。RFID在黑暗或污染的环境之中，也可以读取数据[4]。

目前一些人造板企业应用条码技术，采用便携式数据采集器的数据库系统。下面就射频识别卡和条码进行比较[5]：



表1 几种常见的自动识别技术的比较

Tab.1 comparison between RFID card and bar code

4  RFID技术在人造板库存管理中应用

中小型人造板企业的产品规格型号一般在20～50种以上，特别是木地板生产企业每天产品数量很大。随着新技术的应用和新产品的开发，人造板的种类还在不断增加，信息的采集量也不断扩大。采用了基于RFID的库存管理系统，操作员可以很方便的在ERP平台上完成人造板入库、出库和盘点工作。

主控系统即仓库管理系统（Warehouse Management System，WMS）由VC6.0编写，包括以下模块：系统维护、基础信息管理、仓库管理、查询统计报表、财务管理。仓库管理是整个主控系统的核心，主要实现对仓储基本业务的管理，包括货品入库、货品出库、货位管理、盘点管理等。同时主控系统预留有工业以太网接口，以便日后升级。

射频标签采用工作在860MHZ至960MHZ的长距离无源标签，工作距离可达到8.4m。本标签通过RF前端的模拟电路将天线接收能量部分转化为电量，为内部电路供电。其内部包含有16位CRC（循环冗余校验）编码，具有很高的数据完整性。并且还拥有快速防冲突机制，运用自身防冲突算法实现了真正的内部冲突判断以及防冲突。本标签采用64位EPC（电子产品代码）编码，且内部包含216字节用户自定义存储空间。人造板编码可由生产日期，规格号，库房号，流水号，货架号等一些产品信息及货位信息组成。

RFID读写器除完成简单的射频信号收发处理之外，还需要连接上层仓库管理系统（WMS），将接收到的标签信息传送到WMS中，以便系统完成仓库的入库、盘点、出库管理等操作。同时，将物品的货位等信息通过WMS写入物品标签。

Fig.2  Block diagram of radio frequency reader

RFID读写器控制模块采用两片AT89S52方案，一个单片机用于和射频模块通讯，一个单片机用于数据存储、信息显示和与上位机通讯。两块单片机之间采用高速双口RAMDS1609实现数据共享，并有2根“握手”信号实现通讯的同步。数据存储器采用基于铁电技术的FM1608，该存储器是一种非易失性的存储器，在掉电的情况下并不会丢失所存储的数据。

RFID读写器采用长沙太阳人的SMG12864B液晶，该液晶的显示容量为128*64点阵，不仅可显示数字，还可显示汉字和图形。在使用RFID读写器时可显示货品详细清单。

RFID读写器与上位机的接口采用MAX232，该芯片技术已经很成熟，能够完成电路的TTL/CMOS电平到标准串口电平的转换。

1，入库管理

入库时，主控系统将根据货品属性信息自动派生出对应每个单件货品的EPC 编码，将其写入电子标签的芯片内并为每个将要入库的货品指定相应的货位，同时生成入库单。仓库管理员到达指定货位时，射频读写器显示屏将显示此货位将上架的货品详细清单。仓库管理员根据显示的货品上架详细信息执行上架后，主控系统自动更新库存货品记录，完成产品入库操作。

2，出库管理

出库时，仓库管理员携带射频读写器依次遍历全部货位，到达指定货位时提示仓库管理员准备货品下架，显示器将显示此货位将下架的货品详细清单。仓库管理员将根据显示的货品下架详细信息将货品下架。主控计算机把出库货物从数据库中清除，将库存货品状态记录更新，完成产品出库操作。

3，仓库盘点

盘点目的是为了保持帐存数量和实际库存数量的一致，准确掌握货物资源状况。仓库管理员携带射频读写器依次遍历全部货位，并将所收集到的全部货品信息通过标准接口实时地传送给主控计算机。主控计算机将发送过来的全部货品信息与主控计算机中的盘点单中的全部货品内容互相比对生成清库帐单，完成仓库的盘点工作[6]。

5　结语

射频识别定位技术是一种新的定位信息获取和处理技术，目前被越来越多地应用于供应链上的物流与零售作业，它有着传统技术不可比拟的优势。广大的人造板厂家目前多采用条码技术，本文提出将更先进的自动识别技术运用到人造板行业中，通过减少工作流中不必要的人流和物流，实现流畅的工作流衔接，帮助企业进行有效地仓储物流管理。同时为现代木材加工企业在实际应用中寻求一个突破口，为企业整体信息化管理打下基础，大大提高人造板行业的商业价值。