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(wèn)題沒(méi)有得到大范圍的應(yīng)用。但是近年來(lái)，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?cè)谥饾u的意識(shí)到射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用的重要性。而這時(shí) RFID 技術(shù)也逐漸發(fā)展到一個(gè)較為成熟的程度。同時(shí)，RFID 技術(shù)開(kāi)始與一些先進(jìn)的技術(shù)逐漸進(jìn)行融合，，正在朝著構(gòu)建一個(gè)實(shí)現(xiàn)物品、人員信息實(shí)時(shí)共享的全球物聯(lián)網(wǎng)目標(biāo)邁進(jìn)，此產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必將更是一層樓。 
影響人類(lèi)健康的制藥行業(yè)，在實(shí)際的藥品生產(chǎn)過(guò)程中，由于環(huán)境、操作工心理因素等影響，常常繞過(guò)標(biāo)準(zhǔn)操作程序進(jìn)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(dǎo)致不合格品、假藥、劣藥流通到市場(chǎng)，給公眾的生命和健康造成嚴(yán)重的威脅。 

再就是，如何提高生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量管理是很多制藥企業(yè)面臨的問(wèn)題。為此，各地都出臺(tái)各種規(guī)范，用于控制質(zhì)量。這樣做的目的是希望能對(duì)藥品生產(chǎn)的整個(gè)生命周期進(jìn)行控制，尤其是可追溯性和可驗(yàn)證性。正是因?yàn)?RFID 標(biāo)簽具有可讀寫(xiě)、保密性、智能化、識(shí)讀塊等特點(diǎn)，隨著 RFID 標(biāo)簽成本的不斷下降和逐漸標(biāo)準(zhǔn)化，將來(lái) RFID 標(biāo)簽必將取代條形碼標(biāo)簽成為醫(yī)藥生產(chǎn)和市場(chǎng)管理的重要手段。根據(jù)藥品生產(chǎn) GMP 規(guī)范（Good Manufacturing Practice，簡(jiǎn)稱(chēng) 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(jìn)行全方位、全過(guò)程嚴(yán)格管理和監(jiān)控藥品生產(chǎn)。RFID 卡片作為唯一標(biāo)識(shí)的身份卡，能夠準(zhǔn)確實(shí)時(shí)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(guò)程。員工的管理也可以采用此系統(tǒng)，這樣整個(gè)企業(yè)的管理水平將大幅度的提高。 

……

1.2  國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 
大約在上個(gè)世紀(jì) 60 年代左右時(shí)，RFID 射頻識(shí)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(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。當(dāng)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(diǎn)是可以在相對(duì)較長(zhǎng)的距離內(nèi)進(jìn)行識(shí)別，并且可以同時(shí)識(shí)別多個(gè)芯片，尤其是UHF超高頻段，即860MHz-960MHz頻段。應(yīng)用需求推動(dòng)這項(xiàng)技術(shù)的研究，為遠(yuǎn)距離 RFID 技術(shù)發(fā)展提供了推進(jìn)劑。 
RFID 技術(shù)最早由美國(guó)海軍研究試驗(yàn)室開(kāi)發(fā)，主要的目的是實(shí)現(xiàn)敵我識(shí)別，比如可以識(shí)別敵我飛機(jī)，協(xié)助在戰(zhàn)爭(zhēng)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(gè)領(lǐng)域。一個(gè)比較權(quán)威的統(tǒng)計(jì)機(jī)構(gòu)--賽迪公司，他們的顧問(wèn)研究報(bào)告說(shuō) RFID 市場(chǎng)規(guī)模保持了快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。盡管近來(lái)年因金融危機(jī)影響，  RFID 市場(chǎng)規(guī)模略有下降，如圖  1-1 2007-2011 年全球 RFID 市場(chǎng)規(guī)模與增長(zhǎng)所示。但是，2011 年全球 RFID 市場(chǎng)分布相對(duì)均衡，其中歐洲、中東與非洲三地區(qū) RFID市場(chǎng)銷(xiāo)售額占三分之一，美洲和亞太地區(qū)占據(jù)了主要的市場(chǎng)份額，從目前的情況來(lái)看，RFID 市場(chǎng)仍然以美國(guó)、中國(guó)、歐洲以及日韓為主。 

美國(guó)首先制定的 RFID技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，如頻段等。另外，美國(guó)在軟、硬件技術(shù)的開(kāi)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(xiàn)。由于美國(guó)開(kāi)始的早，做了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，為實(shí)現(xiàn)貿(mào)易的統(tǒng)一性，歐洲在多年后河美國(guó)達(dá)成了一致共同遵循統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)：EPCglobal 標(biāo)準(zhǔn)。我們國(guó)家也再 20 年前，加入了該組織，為國(guó)際貿(mào)易開(kāi)辟了新思路，跟上了世界的標(biāo)準(zhǔn)。值得一提的是，日本幾乎在同時(shí)提出自己的 UID 標(biāo)準(zhǔn)，也僅僅是在本國(guó)區(qū)域內(nèi)得到應(yīng)用，可以預(yù)計(jì)將來(lái)日本肯定也會(huì)融入的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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(duì)應(yīng)的讀寫(xiě)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(biāo)簽只要進(jìn)入射頻信號(hào)的覆蓋區(qū)域，就可被閱讀器發(fā)出的射頻信號(hào)識(shí)別。對(duì)于被動(dòng)標(biāo)簽這種情況，被動(dòng)標(biāo)簽通過(guò)線圈上的感應(yīng)電流獲得能力，并利用這些能量進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；對(duì)于主動(dòng)標(biāo)簽的情況，可以事先設(shè)定好的頻率的信號(hào)，在一定的規(guī)范情況下進(jìn)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(gè)信息是反饋回來(lái)的信息。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)定，息進(jìn)行解碼，把得到的信息送至后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)處理系統(tǒng)進(jìn)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(shí)別標(biāo)簽根據(jù)收到的信號(hào)進(jìn)行反射，由于這個(gè)反射是通過(guò)天線傳送的所以電流是很微弱的，返回的是微弱電磁信號(hào)。通過(guò)標(biāo)簽中的天線發(fā)射出去，讀寫(xiě)器的天線可以收到信號(hào)，然后通過(guò)數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行信號(hào)的轉(zhuǎn)換。在接下來(lái)的環(huán)節(jié)是就是上層中間件、應(yīng)用軟件和讀寫(xiě)器進(jìn)行信息交互，協(xié)助進(jìn)行處理，實(shí)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(duì)原子事件驚醒簡(jiǎn)單的條件過(guò)濾，加工成標(biāo)準(zhǔn)的事件。隨著時(shí)代的變化，識(shí)讀技術(shù)的發(fā)展，讀寫(xiě)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(jìn)步神速，和其它的技術(shù)平臺(tái)進(jìn)行了集成化，實(shí)現(xiàn)更多的可能，且操作的過(guò)程相當(dāng)?shù)暮?jiǎn)單�？梢杂鲆�(jiàn)，在未來(lái)“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代，讀寫(xiě)器一定能實(shí)現(xiàn)同時(shí)具有通訊、控制和計(jì)算（俗稱(chēng) 3C）功能，成為未來(lái)信息交互系統(tǒng)的核心設(shè)備。 

……

2.2 RFID 的應(yīng)用概述 
有時(shí)把射頻識(shí)別標(biāo)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(cāng)庫(kù)內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)管理的時(shí)候就非常的方便，在倉(cāng)庫(kù)的出/入庫(kù)口處設(shè)置讀寫(xiě)器，可以方便的采集數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的盤(pán)點(diǎn)環(huán)節(jié)中，這是個(gè)非常復(fù)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(wèn)題就是安全問(wèn)題，以前的數(shù)據(jù)采集方式不可避免的都有問(wèn)題，很難實(shí)現(xiàn)防偽。這個(gè)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(guó)家提倡首先在醫(yī)療行業(yè)率先使用視頻識(shí)別系統(tǒng)。這種技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療行業(yè)，管理的對(duì)象主要是醫(yī)療器械、藥品、病患等，同時(shí)也應(yīng)用于廢棄的醫(yī)療垃圾，并能進(jìn)行跟蹤，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)行實(shí)時(shí)的處理。 

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

……

第三章  制藥廠倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)需求分析 .............................................26 
3.1  項(xiàng)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(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì).......................................33 
4.1 倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ..................................................... 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(jì) ......................................................... 34 
4.1.3  遇到的問(wèn)題及解決方案 ............................................... 35 
4.2  倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) ................................................. 38 
4.2.1  概念數(shù)據(jù)模型 ......................................................... 39 
4.2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................... 40 
4.3 倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì) ................................................... 42 
4.3.1  入庫(kù)管理 ............................................................. 42 
4.3.2  出庫(kù)管理 ............................................................. 45 
4.3.3  庫(kù)存管理 .......................................................... 46 
4.3.4  庫(kù)位管理 ............................................................ 47 
4.3.5  庫(kù)存預(yù)警 ............................................................ 48 
4.4  本章小結(jié) .............................................................. 48 
第五章  系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與測(cè)試.......................................................50 
5.1  系統(tǒng)實(shí)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(shí)現(xiàn) ...................................................... 52 
5.3  系統(tǒng)測(cè)試方案 ......................................................... 56 
5.4   系統(tǒng)測(cè)試用例 ........................................................ 57 
5.5  系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果分析 ..................................................... 59 

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

……

第五章  系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與測(cè)試

5.1  系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)環(huán)境
選擇的硬件是 HSRR7463，因?yàn)檫@個(gè)設(shè)備是具有非接觸的中距離讀寫(xiě)器。它的特點(diǎn)是不受環(huán)境影響，運(yùn)動(dòng)性能、操作性、防沖突機(jī)制等性能都適合于現(xiàn)在的系統(tǒng)。還有一個(gè)因素是這個(gè)設(shè)備符合 IS015693 和 IS018000-3 標(biāo)準(zhǔn)定義，是信得過(guò)的產(chǎn)品。使用這個(gè)設(shè)備可以在運(yùn)動(dòng)中識(shí)別、多目標(biāo)識(shí)別，使用的過(guò)程中可以一次識(shí)別 10 幾張卡，數(shù)據(jù)采集的效率很高。 
值得一提的是它識(shí)讀的速度很高，其讀卡速度快可以達(dá)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(xiě)器的原理是一樣的。讀寫(xiě)工作的時(shí)候極其簡(jiǎn)單，只需將識(shí)讀卡放在距離讀寫(xiě)器一定的范圍內(nèi)，就可以對(duì)識(shí)讀卡進(jìn)行識(shí)讀。工作的特點(diǎn)是不需要和讀寫(xiě)器直接接觸，操作簡(jiǎn)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(jìn)行系統(tǒng)集成。另外，這種閱讀器具有防沖撞功能，可以同時(shí)讀取 10 張以上的卡片，且數(shù)據(jù)不會(huì)出錯(cuò)。 

手持讀寫(xiě)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(jiān)固性。在多種不同領(lǐng)域的市場(chǎng)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(kuò)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(jī)等終端中，可以實(shí)現(xiàn)您的移動(dòng)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(jìn)行上傳處理，完成一體化的功能。在堅(jiān)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(wú)故障，主要的原因是在里面安裝支架實(shí)現(xiàn)了緩沖。此外，它防水防塵也達(dá)到了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，阻擋各個(gè)方向上的濺水和揚(yáng)塵。彩色觸摸屏提高了視覺(jué)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(guó)物流業(yè)的大發(fā)展，企業(yè)對(duì)于射頻識(shí)別技術(shù)需求越來(lái)越迫切。于是關(guān)于 RFID 設(shè)備技術(shù)的的研究成為了熱點(diǎn)，大家都在研究 RFID 的成本，安全性等方面的問(wèn)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(cāng)庫(kù)管理操作更成為研究熱點(diǎn)中的熱點(diǎn)。面對(duì)制藥企業(yè)目前對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)認(rèn)識(shí)上的不足，結(jié)合倉(cāng)庫(kù)存在的問(wèn)題，在這種背景下，本文試圖實(shí)現(xiàn)條碼和 RFID 技術(shù)的結(jié)合，給企業(yè)設(shè)計(jì)一個(gè)切實(shí)可行的方案，側(cè)重系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)，介紹系統(tǒng)總體規(guī)劃中的設(shè)備選型問(wèn)題。通過(guò)本課題的研究，主要在以下幾個(gè)方面得到了提升。 

關(guān)于 RFID 閱讀器和電子標(biāo)簽接口方面還可以有很大提高，因知識(shí)的限制僅限于選型方面，如果能結(jié)合硬件的知識(shí)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)將更加的全面。本文在進(jìn)行設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)時(shí)基本沒(méi)有涉及此問(wèn)題，另外對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)方面的設(shè)計(jì)也沒(méi)有涉及，只說(shuō)明原理知識(shí)，為今后的擴(kuò)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。今后可結(jié)合現(xiàn)代無(wú)線通信技術(shù)，GPS 等先進(jìn)的技術(shù)，實(shí)施更加高效的自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)。 

參考文獻(xiàn)（略）

本文編號(hào)：54937