引 言
基於 RFID 的商品物流跟蹤與倉儲管理系統是不同於傳統物流跟蹤與倉儲管理系統的一種新生管理系統。其是將現在新興的 RFID 無線射頻技術融入到物流倉儲行業而誕生的產物。基於 RFID 的商品物流跟蹤與倉儲管理系統並不是第一個與傳統條碼掃描系統不同的概念[1].早在前幾年，公交卡、食堂卡就使用了相關的射頻技術，而最近相關公司開發的基於RFID 的食品溯源系統、未來超市系統等都是類似的概念。隨著科技的飛速發展和相關產業的爆炸型增長，人們對物流的要求也越來越高，而這種新興的基於 RFID 的商品物流跟蹤與倉儲管理系統可以很大程度上減少物流在出入庫與物流跟蹤時所花費的時間，極大地提高了物流的配送以及資訊更新的速度[2].
本設計採用 RFID 讀寫器為前端採集模組，在 PC上開發資訊處理系統，通過 RFID 讀寫器與 RFID 天線的組合對商場裡的商品進行識別、跟蹤與管理，以完成對供應鏈條各個環節的資訊捕獲、傳輸和儲存，從而實現對商品的物流跟蹤、收貨、入庫、盤點、出庫、銷售等各個環節的資訊管理[3].
本設計的商品物流跟蹤與倉儲管理系統可以滿足使用者在倉庫中的快速盤點、遠端讀取、穿透讀取等方面的基本要求。
本設計的軟體平臺和硬體平臺都是針對某些特定功能進行開發設計的，功能上有一定的針對性和獨立性。RFID 讀寫器的遠距離、穿透性給如今的物流倉儲提供了方便、快捷、高效的處理方式，而且通過讀寫器與處理系統可以對 RFID 標籤所對應的資訊進行增刪改查操作[4].由於其具有遠端穿透讀取功能，可以為出入庫節省大量時間，並且所有出入庫的資訊都將儲存在處理系統之中，方便查詢調閱。
在本設計中，相對於傳統的條碼掃描系統，該系統的運用主要有以下三大優點：第一點，掃描效率高。使用該系統可以同時掃描並讀取多個物品的相關資訊，大大提高了出入庫以及記錄的效率 ;第二點，RFID 標籤相對於條碼標籤來說，它的抗汙染能力更強、耐久性更高、掃描速度更快，並且 RFID電子標籤在穿透性、資料容量、安全性、重用性等方面都具有很大的優勢[5]；第三點，RFID 可以用於物流過程的自動化管理，提高物流資料採集的實時性和物流管理的高效性，保障資料的安全。
綜上所述，基於 RFID 的商品物流跟蹤與倉儲管理系統擁有著巨大的發展前景，它不僅在使用和理論研究方面有著較高的價值，而且讓物流行業的發展趨勢和人們所關心的高效、迅速、便捷的生活方式相接軌。
1 系統整體設計
商品物流跟蹤與倉儲管理系統可以分為硬體設定和系統功能兩個模組。其中，硬體設定可以分為串列埠選擇模組、波特率設定模組與讀寫器功率設定模組三個小模組，而系統功能模組可以分為商品識別模組、物流跟蹤模組、商品入庫模組、商品盤點模組、商品出庫模組以及銷售記錄模組六個小模組。
具體的系統功能如圖1所示。
1.1 需求分析
如今，大多數的物流公司在商品的出入庫管理和商品的物流跟蹤上採用的還是傳統的條形碼掃描系統，這種系統不僅效率低，條形碼還容易損壞，嚴重拉低了物流的運送速度。並且在網上更新物流資訊時，還需要手動新增，經常會有很久不更新物流資訊的時候，對使用者造成很不好的影響。物流資訊無法及時更新、出入庫緩慢、倉儲管理繁瑣等這些都是制約如今物流發展的重要因素，想要物流提速，必須要解決這方面的問題[6].
為了可以在最大程度上為物流提速，所以理想化中的物流跟蹤與倉儲管理系統是需要在環境搭建好之後，能夠及時、快速、高效的讀取需要出入庫物品的資訊，並儲存資料，並且能對商品所到的各個地方進行跟蹤和資訊管理。在此基礎上，可以新增網路資訊同步的功能，將各個物流倉儲地方的資訊同步到一起，方便做資料分析和總體的管理，並且需要在商品入庫的時候及時在網上更新物流資訊，使使用者在最快的時間內得到最新的商品物流資訊。
1.2 整體方案設計
本設計是使用 RFID 技術實現的物流跟蹤與倉儲管理系統，該系統將 C#、RFID 射頻技術與資料庫相結合，通過超高頻 RFID 讀寫器讀取出入庫時的物品資訊，通過資料管理系統將獲取到的資料儲存到資料庫中。使使用者能夠快速、實時的瞭解到所購買商品的出入庫的具體資訊。
圖 2 所示為系統整體架構圖，物流跟蹤倉儲管理系統主要是由 RFID 電子標籤、超高頻 RFID 讀寫器、資料管理系統和上位機等部分組成。超高頻 RFID 讀寫器與天線放置在商品儲存的倉庫門上，主要負責掃描讀取商品上的 RFID 標籤，並將資訊反饋到管理系統中。當大量的電子標籤同時到達讀寫器的讀取範圍時，讀寫器會同時讀取多枚標籤的資訊，使物品的出入庫時間更加快捷、方便。而當物品每到達一個物流轉發中心時，都會記錄下該地址資訊，在之後到達下一個轉發中心時，就可以查詢到該商品經過了哪些轉發中心，經過的路程是怎樣的。這可以使我們更加直觀地瞭解到物流的整個過程。
2 系統硬體設計
2.1 RFID 技術
RFID 技術是一種無線通訊技術，該技術能夠通過無線電訊號識別一些特定的物件，並且能夠對其中的資訊進行讀寫操作。無線射頻識別技術類似於條形碼掃描技術，對於條形碼掃描技術而言，它是將已經制作完成的條形碼貼上在確定的物體上，並使用專門的條形碼掃描讀寫器將條形碼中的資訊讀取出來，該讀寫器讀取的資訊是由光訊號來傳遞的。而無線射頻識別技術（RFID）的掃描識別用的是其開發的專門使用的 RFID 讀寫器，該技術使用的標籤也是專門製作的、能夠附著在物體上面的電子標籤。該掃描識別技術是使用頻率訊號將標籤中的資訊由標籤通過天線傳到射頻識別讀寫器中。從結構上來說，無線射頻識別技術，即 RFID 是一種比較簡單的無線系統，它是由兩個基本的.器件組成。RFID 系統可以用來檢測物體、控制物體以及跟蹤物體。該系統是由一個詢問器和多個應答器組成[7].
2.2 RFID 讀寫器模組
無線射頻識別技術可以不接觸物件物品，只通過無線射頻訊號來識別目標物品的資訊，並獲取其中的有關資料。該系統工作時不需要人工操控，惡劣的環境不會對其工作造成影響，並且操作方式方便、簡單、快捷。RFID 讀寫器必須與 RFID天線配合起來才能夠正常工作並讀取標籤中的資料資訊。圖 3所示為 RFID 在系統中常見的工作流程[8].
RFID 讀寫器工作的基本原理並不複雜 :RFID 標籤進入RFID 讀寫器產生的磁場後，接收到讀寫器發出的無線射頻訊號，憑藉著在標籤線圈產生的感應電流獲得足夠的能量，將儲存在晶片中的資料資訊傳送給讀寫器（無源標籤或被動標籤，Passive Tag），或者自身主動的傳送出模--頻率的訊號（有源標籤或主動標籤，Active Tag）；RFID 讀寫器讀取 RFID 電子標籤中儲存的相關資訊，進行解碼後，傳送到資訊處理系統中進行相關的資料資訊處理[9-11].其主要應用在物流跟蹤、倉儲管理、門禁考勤等領域。
2.3 RFID 標籤介紹
耦合元件和晶片是組成無線射頻電子標籤的兩個重要部分，任意一個 RFID 標籤在被生產出來的時候，都會被賦予了一個全球唯一的電子編碼，將其貼上在物體上，可以唯一的標識目標物品，俗稱電子標籤或者智慧標籤。RFID 標籤主要可以分為主動標籤，半主動標籤（也稱作半被動標籤），以及被動標籤三大類。也有人把它分成有源、半有源和無源三大類標籤[12].被動式電子標籤是沒有內建電源為其供電的。該電子標籤內部積體電路的驅動是通過接收 RFID 讀寫器發出的電磁波完成的。當足夠強度的電磁波被 RFID 電子標籤接收到時，其就可以向 RFID 讀寫器傳送儲存在其中的資料資訊。
這些資料資訊不僅包括該電子標籤唯一的 ID 號，還包括之前預存在電子標籤內 E2PROM 中的資料資訊。不需要電源、價格便宜、體積輕薄都是被動式標籤的優點。目前市場上的電子標籤以無源電子標籤為主。半主動標籤類似於被動標籤，但是他比被動標籤多了一個用來驅動標籤 IC 的小型電池，能夠使 IC 處在工作狀態。這樣，天線就可以用來充分的回傳訊號，而不必去管電磁波的接收任務。半主動式標籤的反應速度比被動式標籤更快，效率比被動式標籤更高。
3 系統軟體設計
3.1 開發環境及開發語言介紹
本設計的系統介面開發，使用的是一款名為 Microsoft Visual Studio 2013C# 的開發軟體。Visual Studio 2013 是微軟公司推出的 C# 開發環境，是目前最流行的桌面應用程式的開發環境。Visual Studio 2013 是一個做介面設計非常簡單的軟體開發工具。它的主要功能就是將"物件導向的程式語言"在開發環境中轉化為"面向機器的簡單語言".該環境在系統介面設計方面都是視覺化的，並且還有面向個人開發的專業版，該版本為獨立開發人員提供整合開發環境、專業的開發平臺以及實用的測試工具等。
3.2 串列埠操作介面設計
串列埠操作介面功能包括串列埠號的顯示的串列埠波特率的顯示，並添加了"開啟"、"關閉"的功能按鈕。資訊顯示框將會顯示操作過程中的反饋資訊，而且在資訊框中可以通過點選"清空"按鈕，對資訊框中的資訊進行清空操作。商品物流跟蹤與倉儲管理系統的串列埠操作介面如圖 4 所示。
3.3 物流跟蹤與倉儲管理介面設計
物流跟蹤與倉儲管理介面所包含的功能主要有"商品識別"、"物流追蹤"、"商品入庫"、"庫存檔點"、"物品出庫"、"銷售記錄"等。
3.3.1 商品識別模組
商品識別，就是將貼有電子標籤的物品放置在 RFID 讀卡器可以讀到的範圍之內，讀卡器可以將標籤中的序號讀出，並顯示在標籤序號一欄裡，之後會將標籤的序號與資料庫中的資訊對比，將與其繫結的物品編號、物品名稱以及圖片從資料庫中讀取並展示在商品識別裡。具體如圖 5 所示。
3.3.2 物流跟蹤模組
物流跟蹤則是當貼有電子標籤的物品進入到物流中轉站時，點選記錄物流資訊，該物品經過的中轉站資訊就會被記錄到資料庫中。之後可以在入庫、出庫中看到物品經過的物流中轉站。具體如圖 6 所示。
3.3.3 商品入庫模組
入庫，是當有商品需要入庫時，點選讀取，即可讀取到商品上貼上的電子標籤的序號，然後在下面的物品編號、物品名稱、物品數量裡填入該物品的相關資訊，點選瀏覽，上傳該物品的圖片，點選新增，將填寫的資訊新增至資料庫中，之後在商品識別和出庫中就可以識別出該商品的相關資訊。
3.3.4 商品盤點模組
盤點，就是統計目前倉庫中所存在的物品，以及物品的數量，並將倉庫中存在的物品、該物品的編號、對應的標籤號以及物品的數量列印輸出到盤點介面上來，讓使用者對目前倉庫的狀態以及物品的數量一目瞭然。想要盤點倉庫中的物品，只要點選盤點模組中的盤點倉庫中商品的按鈕即可。
3.3.5 商品出庫和銷售記錄模組
出庫，就是將倉庫中已有的商品提取出去一部分。相對應的，提取了哪件物品，是可以通過掃描電子標籤來確定的，而選擇需要出庫的數量，則不能超過物品的最大數量。當確定好了出庫的數量後，點擊出庫按鈕即可。出庫的物品的數量會在資料庫中減少，並且出庫的物品名稱、出庫的數量以及出庫的時間都可以在銷售記錄裡查到。
4 結 語
隨著時間的推移，RFID 技術將會取代條碼掃描技術，徹底融入我們的生活。本設計將使用我們生活中並不常見的RFID 技術，通過 RFID 讀寫器來實現簡單的物流跟蹤與倉儲管理系統。本系統設計主要面向的是需要大量儲存商品的公司以及物流託運公司。目前，物流產業還沒有基於 RFID 方面的較為完整、成熟的設計，所以本設計會有很廣闊的應用前景。
參考文獻：
[1] 王金妹 . 基於 RFID 的製藥廠倉儲管理系統設計與實現 [D]. 成都 :電子科技大學，2013.
[2]o frequency identification（RFID）[J]uters& Security,2006,25（1）：18-26.
[3] 姬麗娜，袁紅兵，葉舒沁 技術在倉儲管理中的應用研究 [J]物流科技，2011（10）：79-81.