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物聯(lián)網(wǎng)智能戰(zhàn)備倉庫管理系統(tǒng)解決方案

　　1、項目背景

　　這些年來隨著我軍科技化進(jìn)程不斷加速，一支現(xiàn)代化的軍隊已經(jīng)初具雛形，但與發(fā)達(dá)國家相比，部隊的后勤保障還相對落后。現(xiàn)代戰(zhàn)爭是典型的高消耗戰(zhàn)爭，軍事物資的消耗量空前增大。據(jù)我們統(tǒng)計，美軍在第一次世界大戰(zhàn)期間一個士兵作戰(zhàn)平均物資消耗量為６千克，而至伊拉克期間，這一數(shù)字已經(jīng)增長至５００千克，軍事物資消耗增長將近１００倍。由此可見，現(xiàn)代戰(zhàn)爭在很大程度上是后勤保障能力的較量。

　　現(xiàn)今動蕩的國際環(huán)境以及對臺戰(zhàn)爭的必要性，提醒我們要時刻做好戰(zhàn)斗準(zhǔn)備，如何建立一個完備的戰(zhàn)時保障系統(tǒng)，來為我軍解除后顧之憂，則是擺在我軍面前正待解決的問題。伊拉克戰(zhàn)爭期間，美軍的后勤補給物資實現(xiàn)了全程追蹤，所有需求鏈都清晰可見， 這一切都源自美軍使用了無線射頻識別(RadioFrequency Identification.ZIGBEE)技術(shù)。目前我軍軍需保障還遠(yuǎn)沒有實現(xiàn)真正意義上的“可視化”，這就需要我們用盡可能短的時間來彌補這一差距。美國用了12 年的時間完成了ZIGBEE 的成功應(yīng)用，現(xiàn)在有了可借鑒的經(jīng)驗，我們準(zhǔn)備用3 年的時間達(dá)到軍需保障的可視化。

　　因此，我們必須優(yōu)先建立起戰(zhàn)備倉庫的管理系統(tǒng)，以此系統(tǒng)應(yīng)用為起點，逐步實現(xiàn)全軍的后勤的保障智能化。

　　傳統(tǒng)的倉庫管理，一般依賴于一個非自動化的、以紙張文件為基礎(chǔ)的系統(tǒng)來記錄、追蹤進(jìn)出的貨物，完全由人工實施倉庫內(nèi)部的管理，因此倉庫管理的效率極其低下。對此，我們利用基于ZIGBEE 無線射頻技術(shù)的倉庫智能管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠增強庫房作業(yè)的準(zhǔn)確性和快捷性、減少整個戰(zhàn)備物資出入庫中由于管理不到位造成的非法出入庫、誤置、偷竊和庫存、出貨錯誤等損失，并最大限度地減少儲存成本、保障戰(zhàn)備物資的安全。

　　2、需求分析

　　傳統(tǒng)的倉庫管理，一般依賴于一個非自動化的、以紙張文件為基礎(chǔ)的系統(tǒng)來記錄、追蹤進(jìn)出的貨物，完全由人工實施倉庫內(nèi)部的管理，因此倉庫管理的效率極其低下，所能管理的倉庫規(guī)模也很小。

　　隨著計算機的應(yīng)用普及，目前大多數(shù)企業(yè)的倉庫管理數(shù)據(jù)資料已開始采用計算機數(shù)據(jù)系統(tǒng)管理，但數(shù)據(jù)還是采用先紙張記錄、再手工輸入計算機的方式進(jìn)行采集和統(tǒng)計整理。這不僅造成大量的人力資源浪費，而且由于人為的因素，數(shù)據(jù)錄入速度慢、準(zhǔn)確率低。

　　隨著軍隊智能化的不斷發(fā)展，戰(zhàn)備倉庫管理的物資種類機數(shù)量在不斷增加、出入庫頻率劇增，倉庫管理作業(yè)也已十分復(fù)雜和多樣化，傳統(tǒng)的人工倉庫作業(yè)模式和數(shù)據(jù)采集方式已難以滿足倉庫管理的快速、準(zhǔn)確要求，嚴(yán)重影響了軍隊的作戰(zhàn)效率，成為制約軍隊發(fā)展的一大障礙。
　
　　同時，近幾年來，物資運輸和車輛管理上存在很多類似少記錄、漏記錄和私放車輛等問題。越來越多的人為此紕漏不僅造成軍隊?wèi)?zhàn)備物資嚴(yán)重流失，還由于管理措施不到位，在軍隊中形成了對長期發(fā)展極為不利的工作習(xí)慣，嚴(yán)重影響了軍隊的智能化與現(xiàn)代化發(fā)展。

　　目前ZIGBEE 技術(shù)正在為倉庫管理帶來一場巨大的變革，以識別距離遠(yuǎn)，快速，不易損壞，容量大等條碼無法比擬的優(yōu)勢，簡化繁雜的工作流程，有效改善供應(yīng)鏈的效率和透明度?；谖锫?lián)網(wǎng)的智能戰(zhàn)備倉庫管理系統(tǒng)是在現(xiàn)有倉庫管理和車輛管理中引入ZIGBEE 技術(shù)，對倉庫到貨檢驗、入庫、出庫、調(diào)撥、移庫移位、庫存盤點等各個作業(yè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動化的數(shù)據(jù)采集，保證倉庫管理各個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)輸入的速度和準(zhǔn)確性，確保軍隊及時準(zhǔn)確地掌握庫存的真實數(shù)據(jù)，合理保持和控制軍隊庫存。通過科學(xué)的編碼，還可方便地對物品的批次、保質(zhì)期等進(jìn)行管理。利用系統(tǒng)的庫位管理功能，更可以及時掌握所有庫存物資當(dāng)前所在位置，有利于提高倉庫管理的工作效率。同時，更好的為戰(zhàn)備倉庫服務(wù)，為部隊后勤部、裝備部、作訓(xùn)部的準(zhǔn)確無誤的工作提供有利的保障。

　　3、系統(tǒng)原理

　　倉庫管理系統(tǒng)主要用于倉儲戰(zhàn)備物資進(jìn)出自動化管理，由安裝在戰(zhàn)備物資外箱上的ZIGBEE 電子標(biāo)簽、固定式讀寫器、手持讀寫器、管理中心網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備及其管理軟件組成。當(dāng)攜帶ZIGBEE 電子標(biāo)簽的車輛、戰(zhàn)備物資通過倉庫設(shè)定的射頻感應(yīng)區(qū)域時，系統(tǒng)通過ZIGBEE 電子標(biāo)簽實現(xiàn)自動化的存貨、取貨及倉庫中的快速盤點、物資監(jiān)控等操作。通過科學(xué)的編碼，還可方便地對物品的批次、產(chǎn)地等進(jìn)行動態(tài)的管理。利用系統(tǒng)的庫位管理功能，更可以及時掌握所有庫存戰(zhàn)備物資當(dāng)前所在位置，有利于保障戰(zhàn)備物資的安全及提高倉庫管理的工作效率。

　　3.1 物資庫位管理

　　安裝在戰(zhàn)備物資上的ZIGBEE 電子標(biāo)簽按一定頻率主動向固定式讀寫器發(fā)送按一定格式編寫的編碼，在上位機的數(shù)據(jù)庫中，記錄了對應(yīng)編碼的戰(zhàn)備物資詳細(xì)信息，例如物資品名、數(shù)量、批次、產(chǎn)地等。讀寫器將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送給控制中心，控制中心可對庫存中的物資進(jìn)行實時定位和盤點。

　　物資的定位管理：在監(jiān)控中心的可視化平臺上，清楚的顯示了不同貨架，不同物資的信息和狀態(tài)。在現(xiàn)代化的快速戰(zhàn)爭中，保障了準(zhǔn)確的物資調(diào)用，最大限度的節(jié)省了時間。

　　物資的自動盤點：人工盤點是倉管理中最繼續(xù)解決的問題，雖然已經(jīng)實現(xiàn)無紙化，但重復(fù)的體力勞動和時間上的浪費依然制約著軍隊在管理效率上的提升。利用ZIGBEE 對倉庫進(jìn)行盤點操作，則大幅度降低了時間。只需要一個手持讀寫器，在盤庫過程中，所有的物資信息都可以方便的增，刪與更新。

　　物資的實時監(jiān)管：倉庫物資的監(jiān)管大多采用人為站崗與攝像機的方式，但這兩種方式都有可能出現(xiàn)漏查和疏忽。以攝像頭為例，軍隊?wèi)?zhàn)備倉庫眾多，同樣攝像機的數(shù)量也多，在控制中心，不可能對每一片區(qū)域都能達(dá)到全時監(jiān)控，一般采用滾屏的方式，循環(huán)播放。利用ZIGBEE 的倉庫管理系統(tǒng)，物資的狀態(tài)按一定頻率不間斷的發(fā)送給控制中心，所以物資非法的移動和出庫，軟件管理平臺都可以第一時間識別并采用聲光報警等形式告知管理人員。

　　3.2 物資出入庫管理

　　基于ZIGBEE 的物資出入庫管理系統(tǒng)真正意義上實現(xiàn)了物資出入庫的無紙化和智能化，最大化了節(jié)約了勞動力和時間。適合任何物資的管理，例如箱裝物資，大件單件物資，無規(guī)則物資等，滿足軍隊物資形式多樣的需求。

　　物資入庫：對新物資入庫，對物資進(jìn)行規(guī)則編碼，將編碼賦予標(biāo)簽，并根據(jù)物資更新數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫的增加、刪除和更新可在上位機實現(xiàn)或通過PDA 遠(yuǎn)程掃描，在PDA 上修改并通過衛(wèi)星進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。最后，將完成編碼與信息錄入的物資按照規(guī)則放置在約定的貨架上，完成入庫。對于出庫物資的再次入庫操作，物資的戰(zhàn)場消耗可通過PDA 隨時隨地更新數(shù)據(jù)庫，當(dāng)物資運回倉庫是，被讀寫器讀到的物質(zhì)自動完成入庫操作，最后安裝規(guī)則放置在約定的貨架上，完成入庫。

　　物資出庫：戰(zhàn)事一觸即發(fā)，戰(zhàn)事來臨時，再去進(jìn)行出庫登記是不能的，這就照成了每次出庫，倉庫里的物資都要重新盤點和清查，至于拉入戰(zhàn)場的物資使用情況更無可知。使用ZIGBEE 出入庫系統(tǒng)，物資的出庫不需要登記或被動的掃描，因為貼有標(biāo)簽的物資不間斷的發(fā)生數(shù)據(jù)，當(dāng)控制中心不再接收到某一物資的信息時，上位機可判斷物資為出庫狀態(tài)，并自動修改物資的狀態(tài)。

　　3.3 物資防混存
　　對物品信息的錄入可根據(jù)實際情況，選擇錄入項，例如物品類型、物品尺寸、 物品類別等。以物品類別為例，通常危險品有不同的危險等級，為了防止危險品 混存，入庫時，倉庫管理員可通過手持PDA 掃描入庫物品，PDA 自帶顯示屏顯示 相應(yīng)的類別和應(yīng)該存放的庫位。

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　　4、系統(tǒng)流程
　　
　　4.1庫房管理
1) 實時24 小時監(jiān)控，利用射頻芯片固定讀寫器，定時掃描，完成每個芯片數(shù)據(jù)的獲取，與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對比，如有非法或異常，則數(shù)據(jù)發(fā)生變化，《戰(zhàn)備物資智能管理信息系統(tǒng)》發(fā)出報警提示管理人員；
2) 可以實現(xiàn)定期盤庫，管理人員在管理平臺中發(fā)出盤庫命令，各個設(shè)備讀取相關(guān)信息，發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器匯總信息，得到真實的戰(zhàn)備物資庫房信息。

　　4.2入庫流程
1) 物資檢驗
2) 采用選定的物品編碼方案對入庫物品進(jìn)行編碼；把編碼信息寫入電子標(biāo)簽，同時打印紙質(zhì)標(biāo)簽（方便人工校核），再把紙質(zhì)標(biāo)簽和電子粘合在一起就成為貨物標(biāo)簽
3) 對應(yīng)在每個戰(zhàn)備物資的外箱進(jìn)行粘貼固定
4) 然后用手持的讀寫器讀取對應(yīng)ZIGBEE 標(biāo)簽的ID 信息，通過手持的讀寫器內(nèi)置軟件選擇定義戰(zhàn)備物資的屬性，并登記錄入到軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫
5) 現(xiàn)場計算機自動分配庫位，并逐步把每次操作的庫位號和對應(yīng)物品編號下載到無線數(shù)據(jù)終端（手持終端或叉車終端）上
6) 作業(yè)人員運送貨物到指定庫位，核對位置無誤后把貨物送入庫位（如有必要，修改庫位標(biāo)簽中記錄的貨物編號和數(shù)量信息）
7) 再用手持的讀寫器打印戰(zhàn)備物資的名稱、入庫日期等屬性的標(biāo)帖粘貼于外箱上完成戰(zhàn)備物資入庫流程

　　4.3 出庫流程
1) 根據(jù)合法指令的出庫單，在《戰(zhàn)備物資智能管理信息系統(tǒng)》中選定需要出庫的戰(zhàn)備物資；
2) 通過定位裝置及信息系統(tǒng)，確定所選設(shè)備的庫位及位置；
3) 將庫位戰(zhàn)備物資取下，放入運輸車輛，如需要對車輛進(jìn)行實時定位跟蹤；
4) 在運輸戰(zhàn)備物資出庫房時，射頻芯片讀設(shè)備，將射頻芯片中的數(shù)據(jù)讀出來，同時《戰(zhàn)備物資智能管理信息系統(tǒng)》根據(jù)外箱芯片的信息，在數(shù)據(jù)庫中修改；
5) 此時《戰(zhàn)備物資智能管理信息系統(tǒng)》將此數(shù)據(jù)處理，做出確認(rèn)，根據(jù)設(shè)定的庫房射頻芯片監(jiān)視設(shè)備的數(shù)據(jù)提交，《戰(zhàn)備物資智能管理信息系統(tǒng)》完成此遺棄化武出庫流程。

　　4.4 移庫流程
1) 根據(jù)需要，現(xiàn)場計算機編制移庫指令，并下載到數(shù)據(jù)終端；
2) 作業(yè)人員按數(shù)據(jù)終端提示，到達(dá)指定庫位；
3) 從庫位上取出指定數(shù)量的貨物，并改寫庫位標(biāo)簽內(nèi)容；
4) 把貨物運到目的庫位，貨物送入庫位，修改庫位標(biāo)簽內(nèi)容；
5) 向現(xiàn)場計算機發(fā)回移庫作業(yè)信息。

　　5、系統(tǒng)特點

1) 實時監(jiān)控戰(zhàn)備物資存儲，保障戰(zhàn)備物資出入庫的安全
2) 完善戰(zhàn)備物資的監(jiān)管，減少和杜絕戰(zhàn)備物資的非法流出
3) 實時戰(zhàn)備物資車輛定位追蹤管理
4) 標(biāo)簽識別的正確性高，減少人為的錯誤輸入；
5) 增加庫存的準(zhǔn)確率；
6) 有效的庫存管理和控制，快速、高效的戰(zhàn)備物資流轉(zhuǎn)；
7) 有效的庫存空間利用，降低營運成本；
8) 戰(zhàn)備物資各種當(dāng)前和歷史事務(wù)的統(tǒng)計報表為決策者提供準(zhǔn)確、有用的信息；
9) 數(shù)據(jù)交換接口的連通，增強戰(zhàn)備物資現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)的管理；
10) 記錄物資管理員完成工作所花費的時間，掌握物資管理員的工作效率，增強對物資管理員的管理；
11) 建成后的戰(zhàn)備物資倉庫管理系統(tǒng)，將為戰(zhàn)備物資的指揮決策提供更有價值、更具時效性的分析數(shù)據(jù)；
12) 將戰(zhàn)備物資單據(jù)所需的大量紙張文字信息轉(zhuǎn)換成電子數(shù)據(jù)，簡化了查詢步驟，只需輸入查詢條件，就會查到所需記錄，大大加快了查詢速度；
13) 提高戰(zhàn)備物資數(shù)據(jù)統(tǒng)計的速度和準(zhǔn)確性，減輕匯總統(tǒng)計人員的工作難度。
14) 無紙化的操作，減少紙張的開銷；

　　6、系統(tǒng)實現(xiàn)

　　該系統(tǒng)主要由硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)組成。硬件設(shè)備最大的亮點是配備了我公司最新研發(fā)的有源電子標(biāo)簽、腕帶電子標(biāo)簽、手持讀寫器、固定讀寫器、GIM 信息采集系統(tǒng)、倉庫系統(tǒng)管理軟件等組成。軍用CY-TZB-301 電子銘牌產(chǎn)品，因其具有防沖撞性、封裝任意性、使用壽命長、可重復(fù)利用等特點，適合應(yīng)用于現(xiàn)在科學(xué)的庫存管理系統(tǒng)中。另一重要設(shè)備軍用CY-RZGG-205 固定式讀寫器，這款產(chǎn)品是我公司生產(chǎn)的高性能讀寫器，讀寫設(shè)備的識別距離遠(yuǎn)，使用壽命長，是一款性價比較高的產(chǎn)品。軟件系統(tǒng)配備的是倉庫智能管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠在任何時間、任何地點操作和檢索資料，配置了友好的中文交互式介面，使用方便快捷。

　　6.1 部分主要硬件

　　軍用CY-JY-201 電子銘牌結(jié)合世界先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和大規(guī)模生產(chǎn)的工藝藝術(shù)，是一款性價比高的電子標(biāo)簽產(chǎn)品，該產(chǎn)品具備高功率性能，識別距離可達(dá)500-600 米，融合了射頻領(lǐng)域和數(shù)字技術(shù)中的多種領(lǐng)先科技，采用獨特的軟件無線電技術(shù)、微功耗技術(shù)、防碰撞技術(shù)、應(yīng)答協(xié)議、局域激活的空間訪問技術(shù)等專利組合。

　　軍用CY-JY-205 固定式讀寫器，可聯(lián)網(wǎng)使用，并且支持單機操作。其完善、可靠的接口函數(shù)，支持訪問射頻卡的全部功能。有效識別距離可達(dá)1500m，同時識別200 張標(biāo)簽。

　　軍用手持讀寫器CY-JY-211 是一款集ZIGBEE、GPRS 技術(shù)相結(jié)合的手持終端設(shè)備，屬于軍用級PDA。該產(chǎn)品集語音、視頻、數(shù)據(jù)傳輸于一體，定位于專業(yè)的工業(yè)級手持終端，具有抗震抗摔,耐高低溫等特點，適用于各種復(fù)雜惡劣的作業(yè)環(huán)境。

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　　6.2 軟件

　　VC++是一款功能強大的可視化軟件開發(fā)工具，已經(jīng)成為專業(yè)程序員開發(fā)軟件的首選，主要由Developer Studio 集成開發(fā)環(huán)境、MFC、Platform SDK 等三部分組成。SQL Server 2000 是微軟公司推出的SQL Server 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的較新版本。對比其他版本，它具有Internet 集成、良好的可伸縮性和可用性、企業(yè)級數(shù)據(jù)庫功能、易于安裝、部署和使用等特性，可跨越多種平臺使用，所以本方案選擇SQL Server2000 作為后臺數(shù)據(jù)庫。

　　6.2.1 PDA閱讀器管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

　　PDA 登錄界面如圖8 所示，在顯示界面上顯示的當(dāng)前頁面是本系統(tǒng)的主界面（圖9）。當(dāng)點擊選擇跟蹤時，出現(xiàn)“錄入”、“寫入”、“上傳”、“下載”、“退出”等5 個選項（如圖10）。當(dāng)選中“錄入”時，閱讀器先尋找在其附近的標(biāo)簽，將在掃描范圍內(nèi)的標(biāo)簽ID 全部顯示出來，根據(jù)需要選擇相應(yīng)的標(biāo)簽ID，點擊就會將其載有的內(nèi)容讀出。

　　當(dāng)選中“寫入”時，界面會顯示某種固定格式，輸入基本信息，然后再尋找在掃描范圍內(nèi)的標(biāo)簽，將信息輸入到你需要輸入的標(biāo)簽內(nèi)。如果點擊“上傳”，會將寫入的信息通過無線局域網(wǎng)傳送到PC 端。如果點擊“下載”，首先通過無線局域網(wǎng)與PC 端連接，再將PC 機內(nèi)的信息讀入。如果點擊“退出”，則自動退出無線終端。

　　6.2.2 PC端管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

　　閱讀器將讀取的標(biāo)簽信息解碼并送至PC 端進(jìn)行集中審核處理，因此可視PC端的系統(tǒng)為總調(diào)度中心，扮演著舉足輕重的地位。本方案根據(jù)實際應(yīng)用的情況，采用基于JAVA 的B/S 三層架構(gòu)開發(fā)了PC 端智能管理系統(tǒng)，對其裝備信息進(jìn)行實時全方位的可視化管理。

　　因此本系統(tǒng)除具有對裝備信息的查詢、統(tǒng)計、分析等一般功能外，還具有對裝備的實時定位跟蹤、裝備軌跡查看、庫區(qū)位置查詢等諸多新型功能。對于任務(wù)執(zhí)行中的裝備，其移動管理更為方便、準(zhǔn)確、快捷。保障了裝備的調(diào)度安全和及時到達(dá)。