第一章 緒論 

1.1  選題背景及意義 
幾十年前，此種技術(shù)就在一些特殊的領(lǐng)域使用，但是由于設(shè)備可靠性和成本等問題沒有得到大范圍的應(yīng)用。但是近年來，物流業(yè)發(fā)展及其迅速，尤其是在生產(chǎn)制造業(yè)發(fā)展遇到的瓶頸，需要一種技術(shù)作為支撐，人們在逐漸的意識到射頻識別技術(shù)應(yīng)用的重要性。而這時 RFID 技術(shù)也逐漸發(fā)展到一個較為成熟的程度。同時，RFID 技術(shù)開始與一些先進的技術(shù)逐漸進行融合，，正在朝著構(gòu)建一個實現(xiàn)物品、人員信息實時共享的全球物聯(lián)網(wǎng)目標邁進，此產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必將更是一層樓。 
影響人類健康的制藥行業(yè)，在實際的藥品生產(chǎn)過程中，由于環(huán)境、操作工心理因素等影響，常常繞過標準操作程序進行工作。目前，在以手工管理為主的企業(yè)中，缺乏有效的監(jiān)控手段，導致不合格品、假藥、劣藥流通到市場，給公眾的生命和健康造成嚴重的威脅。 

再就是，如何提高生產(chǎn)過程質(zhì)量管理是很多制藥企業(yè)面臨的問題。為此，各地都出臺各種規(guī)范，用于控制質(zhì)量。這樣做的目的是希望能對藥品生產(chǎn)的整個生命周期進行控制，尤其是可追溯性和可驗證性。正是因為 RFID 標簽具有可讀寫、保密性、智能化、識讀塊等特點，隨著 RFID 標簽成本的不斷下降和逐漸標準化，將來 RFID 標簽必將取代條形碼標簽成為醫(yī)藥生產(chǎn)和市場管理的重要手段。根據(jù)藥品生產(chǎn) GMP 規(guī)范（Good Manufacturing Practice，簡稱 GMP），即藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范。而 RFID 技術(shù)的發(fā)展為藥品全流程的監(jiān)控提供有效的工具，可以進行全方位、全過程嚴格管理和監(jiān)控藥品生產(chǎn)。RFID 卡片作為唯一標識的身份卡，能夠準確實時的跟蹤和定位全廠的原輔料、包裝材料、生產(chǎn)、存貯、發(fā)放、投料等過程。員工的管理也可以采用此系統(tǒng)，這樣整個企業(yè)的管理水平將大幅度的提高。 

……

1.2  國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 
大約在上個世紀 60 年代左右時，RFID 射頻識別技術(shù)就出現(xiàn)了，并且與其相關(guān)的理論也得到很快的發(fā)展，為技術(shù)的廣泛應(yīng)用打下了堅實的基礎(chǔ)。當前，人們更愿意去研究中高頻段的 RFID 技術(shù)，這種技術(shù)的特點是可以在相對較長的距離內(nèi)進行識別，并且可以同時識別多個芯片，尤其是UHF超高頻段，即860MHz-960MHz頻段。應(yīng)用需求推動這項技術(shù)的研究，為遠距離 RFID 技術(shù)發(fā)展提供了推進劑。 
RFID 技術(shù)最早由美國海軍研究試驗室開發(fā)，主要的目的是實現(xiàn)敵我識別，比如可以識別敵我飛機，協(xié)助在戰(zhàn)爭中占據(jù)有利地位。在全球范圍內(nèi)，RFID 技術(shù)正逐漸被應(yīng)用到人們生活的各個領(lǐng)域。一個比較權(quán)威的統(tǒng)計機構(gòu)--賽迪公司，他們的顧問研究報告說 RFID 市場規(guī)模保持了快速增長態(tài)勢。盡管近來年因金融危機影響，  RFID 市場規(guī)模略有下降，如圖  1-1 2007-2011 年全球 RFID 市場規(guī)模與增長所示。但是，2011 年全球 RFID 市場分布相對均衡，其中歐洲、中東與非洲三地區(qū) RFID市場銷售額占三分之一，美洲和亞太地區(qū)占據(jù)了主要的市場份額，從目前的情況來看，RFID 市場仍然以美國、中國、歐洲以及日韓為主。 

美國首先制定的 RFID技術(shù)的標準，如頻段等。另外，美國在軟、硬件技術(shù)的開發(fā)方面也很努力，并把這些技術(shù)推廣到很多的應(yīng)用領(lǐng)域，為全世界的人們做出了貢獻。由于美國開始的早，做了相應(yīng)的標準，為實現(xiàn)貿(mào)易的統(tǒng)一性，歐洲在多年后河美國達成了一致共同遵循統(tǒng)一的標準：EPCglobal 標準。我們國家也再 20 年前，加入了該組織，為國際貿(mào)易開辟了新思路，跟上了世界的標準。值得一提的是，日本幾乎在同時提出自己的 UID 標準，也僅僅是在本國區(qū)域內(nèi)得到應(yīng)用，可以預計將來日本肯定也會融入的國際標準中。

……

第二章 相關(guān)理論與技術(shù) 

2.1 RFID 組成和工作原理 
一般的 RFID 系統(tǒng)由標簽（Tag）、閱讀器（Reader）和其他硬件、軟件構(gòu)成，其中的軟、硬件是和對應(yīng)的讀寫設(shè)備相匹配的。RFID 系統(tǒng)的工作原理是這樣的：在設(shè)備正常的工作下，電子標簽只要進入射頻信號的覆蓋區(qū)域，就可被閱讀器發(fā)出的射頻信號識別。對于被動標簽這種情況，被動標簽通過線圈上的感應(yīng)電流獲得能力，并利用這些能量進行數(shù)據(jù)的傳送，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲；對于主動標簽的情況，可以事先設(shè)定好的頻率的信號，在一定的規(guī)范情況下進行數(shù)據(jù)的傳遞。上述的工作完成后，即可使用閱讀器讀取信息，這個信息是反饋回來的信息。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)定，息進行解碼，把得到的信息送至后臺數(shù)據(jù)庫處理系統(tǒng)進行處理，這些數(shù)據(jù)信息可以讀取從而獲取全部信息數(shù)據(jù)。

首先，射頻識別標簽根據(jù)收到的信號進行反射，由于這個反射是通過天線傳送的所以電流是很微弱的，返回的是微弱電磁信號。通過標簽中的天線發(fā)射出去，讀寫器的天線可以收到信號，然后通過數(shù)據(jù)處理單元進行信號的轉(zhuǎn)換。在接下來的環(huán)節(jié)是就是上層中間件、應(yīng)用軟件和讀寫器進行信息交互，協(xié)助進行處理，實現(xiàn)操作指令的執(zhí)行，把數(shù)據(jù)匯總后上傳。在上傳之前，需要對原子事件驚醒簡單的條件過濾，加工成標準的事件。隨著時代的變化，識讀技術(shù)的發(fā)展，讀寫器在形狀、功能等方面都在發(fā)生著變化，尤其是集成化的方面更是進步神速，和其它的技術(shù)平臺進行了集成化，實現(xiàn)更多的可能，且操作的過程相當?shù)暮唵�。可以遇見，在未來“物�?lián)網(wǎng)”時代，讀寫器一定能實現(xiàn)同時具有通訊、控制和計算（俗稱 3C）功能，成為未來信息交互系統(tǒng)的核心設(shè)備。 

……

2.2 RFID 的應(yīng)用概述 
有時把射頻識別標簽放置物流基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)，比如放在貨柜中，放在包裝箱內(nèi)等。這樣在物流企業(yè)倉庫內(nèi)部進行數(shù)據(jù)管理的時候就非常的方便，在倉庫的出/入庫口處設(shè)置讀寫器，可以方便的采集數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的盤點環(huán)節(jié)中，這是個非常復雜的工作，但是有了 RFID 信息采集系統(tǒng)，將變得十分的容易操作。
在醫(yī)療行業(yè)存在最大的問題就是安全問題，以前的數(shù)據(jù)采集方式不可避免的都有問題，很難實現(xiàn)防偽。這個行業(yè)管理的難于管理，管理的不完善將直接影響人民的生活。所以國家提倡首先在醫(yī)療行業(yè)率先使用視頻識別系統(tǒng)。這種技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療行業(yè)，管理的對象主要是醫(yī)療器械、藥品、病患等，同時也應(yīng)用于廢棄的醫(yī)療垃圾，并能進行跟蹤，發(fā)現(xiàn)問題進行實時的處理。 

但是我們身邊的食品出現(xiàn)問題的實例出現(xiàn)的很頻繁，這些都影響了人民的身體健康，社會的關(guān)注程度大大提高，在各種媒體上看到此類的新聞已經(jīng)不是什么新鮮的事。每次出現(xiàn)問題很難查出是哪個環(huán)節(jié)出了問題，無法追究責任，更無法得到及時的糾正。所以食品監(jiān)管的問題越來越迫切，射頻識別技術(shù)的出現(xiàn)彌補這方面的空白，它可以從根本上解決食品安全問題。目前，有兩種思路解決這個問題，一個是從通過食品跟蹤可以容易的追溯食品源頭，這樣在消費者消費時發(fā)現(xiàn)食品安全和質(zhì)量問題，立即向前面的各個環(huán)節(jié)進行追溯，最終找到問題環(huán)節(jié)，一般稱為問題產(chǎn)品的召回和追溯；另一個是建立食品的監(jiān)管體系，制定規(guī)范的標準，借助這種技術(shù)實現(xiàn)全程的管理。 

……

第三章  制藥廠倉儲管理系統(tǒng)需求分析 .............................................26 
3.1  項目概述 ................................................................ 26 
3.2  系統(tǒng)功能需求 ............................................................. 26 
3.3 系統(tǒng)建模分析 ............................................................... 28 
3.4  系統(tǒng)非功能需求 ........................................................... 31 
3.4.1 系統(tǒng)軟硬件需求 .......................................................... 31 
3.4.2  系統(tǒng)性能需求 ........................................................... 32 
3.4.3  系統(tǒng)安全性需求 ........................................................ 32 
3.5  本章小結(jié) ................................................................ 32 
第四章  基于 RFID 的倉儲管理系統(tǒng)設(shè)計.......................................33 
4.1 倉儲管理系統(tǒng)總體設(shè)計 ..................................................... 33 
4.1.1  系統(tǒng)功能架構(gòu) ......................................................... 33 
4.1.2  系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計 ......................................................... 34 
4.1.3  遇到的問題及解決方案 ............................................... 35 
4.2  倉儲管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計 ................................................. 38 
4.2.1  概念數(shù)據(jù)模型 ......................................................... 39 
4.2.2 數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)設(shè)計 ................................................... 40 
4.3 倉儲管理系統(tǒng)詳細設(shè)計 ................................................... 42 
4.3.1  入庫管理 ............................................................. 42 
4.3.2  出庫管理 ............................................................. 45 
4.3.3  庫存管理 .......................................................... 46 
4.3.4  庫位管理 ............................................................ 47 
4.3.5  庫存預警 ............................................................ 48 
4.4  本章小結(jié) .............................................................. 48 
第五章  系統(tǒng)實現(xiàn)與測試.......................................................50 
5.1  系統(tǒng)實現(xiàn)環(huán)境 .......................................................... 50 
5.1.1  系統(tǒng)部署結(jié)構(gòu) ........................................................ 50 
5.1.2  系統(tǒng)硬件環(huán)境 ..................................................... 51 
5.2 系統(tǒng)主要功能實現(xiàn) ...................................................... 52 
5.3  系統(tǒng)測試方案 ......................................................... 56 
5.4   系統(tǒng)測試用例 ........................................................ 57 
5.5  系統(tǒng)測試結(jié)果分析 ..................................................... 59 

5.6  本章小結(jié) ............................................................ 61 

……

第五章  系統(tǒng)實現(xiàn)與測試

5.1  系統(tǒng)實現(xiàn)環(huán)境
選擇的硬件是 HSRR7463，因為這個設(shè)備是具有非接觸的中距離讀寫器。它的特點是不受環(huán)境影響，運動性能、操作性、防沖突機制等性能都適合于現(xiàn)在的系統(tǒng)。還有一個因素是這個設(shè)備符合 IS015693 和 IS018000-3 標準定義，是信得過的產(chǎn)品。使用這個設(shè)備可以在運動中識別、多目標識別，使用的過程中可以一次識別 10 幾張卡，數(shù)據(jù)采集的效率很高。 
值得一提的是它識讀的速度很高，其讀卡速度快可以達到每一秒讀取 60 張卡片。它的原理也是電磁感應(yīng)原理，同其它讀寫器的原理是一樣的。讀寫工作的時候極其簡單，只需將識讀卡放在距離讀寫器一定的范圍內(nèi)，就可以對識讀卡進行識讀。工作的特點是不需要和讀寫器直接接觸，操作簡單易行效率高。這種閱讀器集成等多種通訊接口，方便用戶進行系統(tǒng)集成。另外，這種閱讀器具有防沖撞功能，可以同時讀取 10 張以上的卡片，且數(shù)據(jù)不會出錯。 

手持讀寫器選擇的是 7527 手持終端。選擇這款手持終端的原因是，它具有最大的靈活性和堅固性。在多種不同領(lǐng)域的市場中比如資產(chǎn)跟蹤、儀表讀取、檢票、零售等領(lǐng)域中應(yīng)用的非常廣泛，跟更多的領(lǐng)域在不斷更新中。這種手持終端還支持多種戶外安裝擴展模塊，比如掃描儀、圖像儀等。這種設(shè)備可以按照才采集設(shè)備或手機等終端中，可以實現(xiàn)您的移動工作人員想要的功能，比如致電客戶、上載路線圖等，最終把數(shù)據(jù)進行上傳處理，完成一體化的功能。在堅固性方面更是表現(xiàn)出色，幾十次的從 1.5 米高度墜落到水泥地面而無故障，主要的原因是在里面安裝支架實現(xiàn)了緩沖。此外，它防水防塵也達到了工業(yè)標準，阻擋各個方向上的濺水和揚塵。彩色觸摸屏提高了視覺能力，并且有很好的操控性，滿足您的戶外工作人員在各種環(huán)境中很好的讀取數(shù)據(jù)。和通用的通訊方式更是提高了工作人員的工作效率。 

……

結(jié)論

隨著我國物流業(yè)的大發(fā)展，企業(yè)對于射頻識別技術(shù)需求越來越迫切。于是關(guān)于 RFID 設(shè)備技術(shù)的的研究成為了熱點，大家都在研究 RFID 的成本，安全性等方面的問題。隨著技術(shù)的成熟，成本的降低，安全性的提高，RFID 技術(shù)被大多的企業(yè)所接受，應(yīng)用的規(guī)模大大增加，特別是生產(chǎn)企業(yè)，像制藥業(yè)的應(yīng)用更是普遍。更值得一提的是基于 RFID 技術(shù)的倉庫管理操作更成為研究熱點中的熱點。面對制藥企業(yè)目前對倉儲認識上的不足，結(jié)合倉庫存在的問題，在這種背景下，本文試圖實現(xiàn)條碼和 RFID 技術(shù)的結(jié)合，給企業(yè)設(shè)計一個切實可行的方案，側(cè)重系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)，介紹系統(tǒng)總體規(guī)劃中的設(shè)備選型問題。通過本課題的研究，主要在以下幾個方面得到了提升。 

關(guān)于 RFID 閱讀器和電子標簽接口方面還可以有很大提高，因知識的限制僅限于選型方面，如果能結(jié)合硬件的知識設(shè)計的系統(tǒng)將更加的全面。本文在進行設(shè)計和開發(fā)時基本沒有涉及此問題，另外對無線網(wǎng)絡(luò)方面的設(shè)計也沒有涉及，只說明原理知識，為今后的擴展打下堅實的基礎(chǔ)。今后可結(jié)合現(xiàn)代無線通信技術(shù)，GPS 等先進的技術(shù)，實施更加高效的自動化倉儲管理系統(tǒng)。 

參考文獻（略）

本文編號：54937