基于RFID的仓库管理系统
传感器课程设计
题目基于射频识别技术的仓库管理系统
学院交通与物流工程学院
专业物流工程
班级物流121
学生姓名李悦
学号120512132
12 月1 日至12 月7 日共 1 周
指导教师(签字) 陈永祥候贻蒙
院长(主任)(签字)
2015 年12 月01 日
摘要
仓库管理系统是企业管理的一个重要组成部分，是供应链单元中的一个重要环节。本课题从中小型企业的实际需求出发，对仓库管理系统进行了详细的分析和设计。目的是实现一个能够使的物品的入库、出库、移库、盘点等作业的自动化的仓库管理系统。结合RFID 技术，从而更好的减少仓库管理的工作劳动，提高工作效率。
本课题在软件与硬件相结合的基础上，通过具体的需求分析结合RFID 技术提出了软件开发的方案，在软件的开发过程中，通过对仓库管理系统的功能模块和作业流程的梳理，提出了仓库管理系统数据库的开发和设计，为仓库管理系统的设计与实现奠定了基础。最后通过C#面向对象的设计语言结合SQL Server 2005程序语言，按照企业仓库管理的功能业务流程实现了对企业仓库管理系统的设计与实现。
总体概括起来，本课题的研究成果主要有如下几个方面：
1.对仓库管理系统进行了一定的需求分析，为RFID 技术的仓库管理系统的软件开发指明了方向。
2.在充分调研的基础上，挖掘了仓库的核心数据，并建立了数据的数据表，在对数据库数据表建立的基础上完成了对仓库管理系统数据库的开发。
3.基于RFID 的中小企业仓库管理系统的软件设计时，运用了模块化的开发方式，将仓库的功能分解成若干个独立的子功能模块，软件模块化的设计方法使得程序的开发和系统的实现都变得简单。
4.系统的开发选用的是C#，它具有很强大的面向对象的功能，能够让系统开发者与使用者都能合理的对系统进行优化和维护。
关键词：RFID 仓库管理系统数据库
目录
第一章引言 (5)
1.1 选题背景 (7)
1.2 研究目标与意义 (7)
1.3 国内外研究现状 (8)
1.3.1 国内仓库管理系统现状 (8)
1.3.2 国外仓库管理系统现状 (9)
1.4 研究的主要内容及技术路线 (10)
1.4.1 研究的主要内容 (10)
1.4.2 课题的技术路线 (11)
第二章仓库管理系统技术理论 (12)
2.1 仓库管理系统信息技术 (12)
2.1.1 仓库管理系统的仓储信息 (12)
2.1.2 仓库信息数字化技术 (12)
2.2 无线射频识别（RFID）技术 (13)
2.2.1 RFID 系统的分类 (13)
2.2.2 无线射频识别系统的构成 (14)
2.2.3 无线射频识别系统的工作原理 (14)
2.3 仓库管理系统的软件开发技术 (16)
2.3.1 系统体系结构 (16)
2.3.2 编程语言概述 (17)
2.3.3 SQL Server 2005 (17)
2.3.4 数据库的访问ODBC (18)
2.4 本章小结 (18)
第三章需求分析与概要设计 (19)
3.1 仓库管理系统需求分析 (19)
3.1.1 货物管理需求分析 (19)
3.1.2 账目管理需求分析 (19)
3.1.3 人事管理需求分析 (20)
3.1.4 部门管理需求分析 (20)
3.1.5 供应商管理需求分析.............................................................. . (20)
3.1.6 数据统计需求分析 (21)
3.1.7 商业智能需求分析................................................................. .. (22)
3.1.8 其他需求分析 (22)
3.2 仓库管理系统概要设计 (22)
3.2.1 仓库管理系统的体系结构设计 (22)
3.2.2 仓库管理系统功能设计............................................................ (23)
3.3 仓库管理系统数据库的设计........................................................... (24)
3.3.1 数据库设计的原则..................................................................... .24
3.3.2 数据库设计的ER 图 (24)
3.3.3 数据库设计的数据表............................................................... (25)
3.3.4 数据库代码设计 (27)
3.4 本章小结 (29)
第四章仓库管理系统的实现....................................................................... ..29 4.1 仓库管理系统的平台架构.................................................................... ..29 4.2 用户管理功能实现.. (30)
4.3 入库功能的实现 (31)
4.4 出库功能的实现..................................................................................... .33 4.5 叉车导航功能的实现 (34)
4.6 本章小结 (36)
第五章系统的测试 (38)
5.1 系统的功能测试..................................................................................... ..38 5.2 系统性能测试. (41)
5.3 本章小结 (41)
第六章总结与展望 (42)
6.1 全文总结 (42)
6.2 后期工作展望....................................................................................... . (42)
参考文献....................................................................................................... . (43)
第一章引言
1.1 选题背景
在信息技术飞速发展的今天，计算机在人们的生活和工作中扮演着越来越重要的角色。科技的进步更是带来了计算机性能的提升和价格的降低，使得计算机被各个领域广泛地使用，其地位也日益凸显。一门叫做仓库管理(PHYSICALDISTRIBUTION)的新兴学科于第二次世界大战期间产生了。所谓仓库管理，就是通过开展采购、仓库、综合、出库和配送等各种活动来解决物资在时间、空间、数量、品种、价格和供需之间的矛盾，从而实现社会生产各个环节的有序衔接并顺利进行生产。信息化和系统化是实现仓库管理现代化的重要手段。
它最初产生于美国，并于20世纪50年代之后在日本得到了快速的发展。发展到今天，仓库管理逐渐成为了企业管理中重要的一环，以至于很多的国家都在积极地进行仓库管理的研究与应用。计算机信息管理和处理给仓库管理提供了极大的保障，他能够极大的提高仓库的利用率并保持高效的货物周转率，实现快速和准确的仓库存储控制。仓库的信息化管系统是通过计算机对相关的存储信息进行处理，对存储的货物的入库、存储、出库、货物识别、货物盘点进行操作管理，同时可以进行账目的建立、查询、结算、优化等处理，甚至可以进行自动化的控制。
管理物品和管理库位是仓库管理系统的核心。其中，管理物品是对物品性能进行的系统管理，主要包括：物品的名称、批次、规格、型号、存储时间、存储要求等。对库位的管理重点是对存储仓库的规划、存储位置的设置及优化等管理。
仓库管理系统(Warehouse Management System，简称WMS)是现代企业管理和处理进料业务的系统。仓库管理系统是一种精细化管理，它不仅可以管理制造企业、物流仓库企业、连锁企业等各种各种企业本地的仓库，还可以实现企业大范围、多地、多点仓库的管理。仓库管理系统的优点主要有以下几点：动态地管理货物的存储和出入库等；实现仓库作业流程全过程的电子化操作；通过和客服中心的数据接口使得客户可以进行互联网的远程管理；建立和企业ERP等管理系统的无缝链接等。
1.2 研究目标与意义
课题研究目标是开发基于13.56MHz RFID 射频技术的仓库管理系统，使得中小企业的货品管理工作规范化、系统化、程序化。据调查，目前我国企业仓储管理模式仍有较大比例没有发展到网络管理，而是采用传统纸质管理模式。通过调查得知，以往仓库进行信息管理的方式主要是基于表格、文本等纸介质的手工处理，对于出入库货品情况的统计与核实等往往采用对账本的人工检查，管理者的管理权限不受任何约束，所有人都可查看，特别容易引起资料外泄；而且数据
信息处理量较大，易出错，易丢失，不易查找，缺乏系统和规范的信息管理手段，要进行查询，既费时又费力。在现代科技日新月异的今天，传统纸质管理不仅会管理效率低下，同时会增加企业管理成本，造成对环境的危害。伴随现代网络的发展，企业仓库管理模式必然走向无纸化、系统化、信息化。通过计算机对仓库物资的信息记录，企业仓库管理效率会获得极大提升，同时帮助企业与国际接轨。
课题研究的意义是开发与实现基于RFID 射频技术的仓库管理系统的，可以使中小企业的货品管理工作系统化、规范化、程序化。从而提高企业的生产效率，推进企业的信息化建设，进而提高企业在市场中的竞争力。本论文主要基于某加工型企业，仓库种类繁多，仓库数量大，仓库货品流动快等特点，采用基于RFID 射频技术的仓库管理系统应用做一次项目论证，研究该项目的可行性和可靠性。为该公司引进基于RFID 射频的仓库管理系统提供一个合理地、科学地决策依据，因此具有一定的研究价值和实践参考意义。
1.3 国内外研究现状
1.3.1 国内仓库管理系统现状
我国的仓库管理信息系统的开发工作起步与1982年，当时的美国物流专家到访中国，并对系统布置设计(SLP)、物料搬运设计、系统化工业设计规划(SPIF)等三个方面进行了教授，与此同时，其三本著作也在国内翻译发行，在国内引起了很大的影响。这个事件就可以称为中国现代WMS发展的起步。在同一时期，一些著名的日本的仓库管理专家也来到中国进行了物流学术培训班，对仓库管理技术和物流技术在中国进行了介绍。在这些人的影响下和带动，我国的仓库管理与设施规划迅速发展。我国的第一本物流方面的专著《物流学及其应用》在1987进行了出版。不仅如此，我国各地也开始针对物流仓管建立专门的研究机构，开始了国内对于WMS的研究。到现目前为止，WMS在国内的研究已经取得很大的成就。在应用系统方面，我国主要的代表作品有昆动化物流工程公司的TIMMSZ．O软件和重庆奥林电子技术有限公司研制开发的AWMSZ.O软件，前者的优势是实现了从自动化立体仓库(AS/R)人工仓库多种管理模式，结合海尔公司研发的ERP软件，实现了订单收货、转储、成品B2B发货等功能；后者则实现支持IC卡，条形码读入等多种控制接口，具有配方管理功能。
基于我国在仓库管理技术方面比较落后的基础，使得我国研究机构推出的仓管信息系统并不能得以实施，而且这以客观条件使得国内的很多的研究机构并不持久，往往出现很短时间之后就消失了。因此，我国国内应用比较多的还是传统的WMS。对于企业的内部资源，WMS并不能实现统一的配置，对于信息的掌握也显得滞后，因此使得经营成本不能降下来。不仅如此，该系统没有采用集成的物流设备管理平台，使得各个物流企业间不能实现通用，这也造成了较高的物流成本。作为仓库管理的血液，信息流的通畅与否直接决定了仓库管理效率。一般情况下，仓库管理的物流周转时期越长代表仓库信息流越不流通，同样的，也就造成了管理效率的低下。传统企业管理并没有重视信息流问题，导致了企业资源的极大浪费，同时制约了企业资源共享。伴随现代企业管理理论的发展，建立新型WMS迫在眉睫。
1.3.2 国外仓库管理系统现状
20世纪90年代以后，FMS、CIMS、ERP、RF、SCM等现代制造技术和JIT 等现代管理技术被实际应用到了物料搬运和平面布置的研究之中。仓库管理系统的研究面也有所扩展，从产品订货、到销售的整个过程都有覆盖。ERP、MRP
等信息技术的运用，不但实现了企业生产计划和市场销售信息之间的共享，还实现了计划、采购、生产和销售等部门之间的协同合作。互联网技术的运用更是为生产预测提供了更为准确、可靠的信息。美国的WMS专家J．M．HIU说道当前有将近400家的WMS供应商。ManhattanAssociates公司开发的WMS软件，可以在多仓库运行的环境下自动地进行出、入库路径的优化，不但可以实时地监控员工的执行情况，还可以通过增值服务及时地反馈客户的订单；美国亿杰科技公司(EXE Technologies)开发的供应链执行软件是一款是以仓库管理为核心的软件，可以进行供应链的一体化管理，在流程的先进性、智能性和自动化管理等方面具有明显的优势，能够提供订单的管理、收货、存储、分配、挑选、补充、发货、存货、劳动力控制以及任务的管理和报告等支持。近些年来，由于更多的企业在仓库管理信息系统方面的大力投入，仓库管理信息系统的技术水平和专业化程度更是不断地提升。现代国外发达国家仓库管理信息系统的现状如下所示：
(1)对客户的财务、库存、技术以及数据的管理越来越依赖于仓库部门或企业，这就要求仓库企业或部门要不断地加大对仓库管理信息系统的研发，更好地发挥将仓库管理信息系统的作用发挥到最大程度。
(2)在仓库管理信息系统快速发展的今天，客户对一体化的物流服务提出了更高的要求，仓库管理信息系统和供应链上其它物流管信息的系统对接以及资源的共享就显得尤为重要了，因为这样可以协助以ERP为基础的仓库信息化的管理和研究，并建立供应链。在国外，物流行业信息标准化的程度很高，可以更加方便地建立仓库信息系统，并实现和供应链上其它物流管理信息系统的对接。
(3)仓库管理信息系统的发展依赖于先进的仓库技术。欧洲的仓库设备具有较高的自动化程度，并且相应的自动化信息传输和管理的程度也较高。BARCODE(条码)和RFID(射频)等技术的广泛应用，使得企业可以及时地了解各个工序的产品信息，可以全过程依靠机械化地管理和控制商品的入库、验收、分拣、出库等重要工序。先进的仓库技术的应用在提高仓库管理效率的同时，也加强了对仓库的管理。
(4)、要想开发出符合仓库管理信息系统的软件，对其开发者有着严格的要求，开发者必须对于仓库的业务流程熟记于心，不仅如此，还要对信息系统的设计和开发的目标进行明确。只有符合这些条件，软件开发者开发的仓库管理信息系统才符合仓库的实际工作情况，达到软件开发的目的。仓库管理信息系统现在的基本功能已包含整个管理流程，从入库签收到在库管理再到库存查询等等一系列基本功能。
(5)、对于仓库管理信息系统的开发，不仅仅是对整个过程进行简单的计算机模拟和手工操作，而是在仓库管理信息系统中进行管理思想的有效融合。这种仓库管理信息系统已经取得了一定的成功，比如日本的一部分共同配送中心仓库信息系统的指标化管理思想，这种管理模式对于货物的存储和运输状态进行了很好的控制和优化，对整个流程实现了低成本和高效率的目标。在这方面取得巨大成功的还包括美国的大型超市，沃尔玛公司，该公司的仓库管理信息系统就能够对仓库中任何产品的存储信息进行查阅，还能够对产品的出库信息进行查询，以方便供货商对产品的出库信息进行了解，进而对该产品的销售情况进行准确及时的掌握，在对这些情况充分了解的情况下，就能对产品的未来销售情况进行预测，以方便供应商来判定自己产品的产量。
综上所述，仓库的管理信息系统在发达国家已经获得了较大的发展，其技术和运用已经达到相当成熟的地步，不仅如此，还将先进的管理思想与管理系统巧
妙融合，形成了良好的发展空间。回顾到国内的实际发展情况，我国的仓库管理信息系统研究起步较晚，在技术上也远落后于发达国家。
1.4 研究的主要内容及技术路线
1.4.1 研究的主要内容
本课题的内容重点是进行细致的需求分析、构架分析，并构建相应的功能模型和数据库模型，实现基于RFID 射频技术的仓库管理系统，以免最后用户对开发完成的系统不认可而出现返工，对此的解决方法是在设计前期一定与各应用单位和终端用户相关人员多沟通协商，进行详细的调研，了解公司仓库的管理流程，多花时间与公司管理人员进行沟通，了解公司进出货以及货品检验等过程中的各种节点、流程文件的提交和流向、审核，做好系统功能模型和数据库的设计工作，尽量让公司员工对我们仓库管理系统的分析工作给予认可，同时认真按进度安排表，抓时间结点，保质保量完成系统开发任务。
基于13.56MHz RFID 射频的企业仓库管理系统的开发首先就要对企业仓库工作流程进行详细的分析，深入了解RFID 射频技术的成套设备和软件的结合使用，熟知该企业仓库管理过程的各个方面：从公司仓库管理领导层到仓库货物配发人员；在系统自身上，系统需要提供自身的管理模块，用来对系统自身进行管理，如：系统的框架结构、系统数据的备份、系统操作人员管理等。仓库管理系统的相关数据的存储采用SQL Server 2005 为后台数据库；客户程序端代码基于.NET，使用C#语言；使用Visual Studio 2005 便可实现系统界面的设计与数据的管理。
本课题主要完成的工作有：
1.对仓库管理系统进行了一定的需求分析，为RFID 技术的仓库管理系统的软件开发指明了方向。
2.在充分调研的基础上，挖掘了仓库的核心数据，并建立了数据的数据表，在对数据库数据表建立的基础上完成了对仓库管理系统数据库的开发。
3.基于RFID 的中小企业仓库管理系统的软件设计时，运用了模块化的开发方式，将仓库的功能分解成若干个独立的子功能模块，软件模块化的设计方法使得程序的开发和系统的实现都变得简单。
4.系统的开发选用的是C#，它具有很强大的面向对象的功能，能够让系统开发者与使用者都能合理的对系统进行优化和维护。
5.仓库系统的开发以及成功的实际运用为系统的更加完善奠定了物质基础，在系统不断的使用过程中，系统开发者会对系统存在的问题进行不断地解决和优化。
1.4.2 课题的技术路线
本课题的目的是建立一个基于13.56MHz RFID 射频技术的企业仓库管理系统。仓库管理系统的硬件,由RFID 应用系统上位机、RFID 中间件和RFID 数据采集端（标签、天线、阅读器）构成，如下图1-1 所示。仓库管理系统软件方面采用C/S 构架，结构如下图1-2 所示。
图1-1 RFID 射频技术的硬件构成
软件方面采用C/S 构架。原因在于：只有安装客户端之后才能查看使用该管理系统；只适用于局域网，数据的存储管理工作比较透明，安全性能比B/S 构架更可靠。
第二章仓库管理系统技术理论
2.1 仓库管理系统信息技术
2.1.1 仓库管理系统的仓储信息
仓库管理系统中的仓储信息是指企业生产经营环节对仓库仓储产生影响的各种方式的信息，仓储信息和生产环节的内部、外部的各个环节都有着千丝万缕的联系，它是整个仓库管理系统的神经中枢，只有加强了对仓储信息的搜集、归类、分析等处理才能在仓库仓储的各个环节形成一个有机的系统整体。
2.1.2 仓库信息数字化技术
信息化是仓库管理系统的核心。仓库管理系统的信息具有一定的冗余性和复杂性，所以要提前对企业内部的仓储信息做一定的处理和分析。在仓库管理系统中队仓储物品信息的自动识别和处理是信息系统的基础和关键，因此企业的仓库管理系统中必须要依靠现代化的信息技术来实现这种功能。
仓库管理系统之所以能够快捷有效的对仓储信息进行搜集、传输与处理，这些都是依靠仓库管理系统中的仓储信息数字化技术。仓库信息化管理系统的主要技术有：自动识别技术、销售时点系统、电子数据交换技术和电子订货系统等。
（1）仓库管理系统的自动识别技术
自动识别技术是指能够利用设备对特定的字符、条码、声音等信息实现自动识别或者自动获取，在仓库管理系统中也就是利用设备对物品的信息信息进行自动的识别或获取并提供给计算机处理系统，完成制定的操作和处理。自动识别技术不是一种独立的技术，它是依托于整个信息化系统中的综合多学科的一种边缘技术，目前应该最广泛的自动识别技术就是条形码识别技术和无线射频识别技术。
条形码识别技术是指设备对条形码的内容能够实现识别的技术。条形码是若干个数字和字母按照一定的规则方式排列而形成的信息代码，条形码由分为一维条形码和二维条形码，它们所包含的信息都是数字信息、字母信息、标志信息、符合信息、价格信息、产地信息、物品种类信息等等，它是全世界通用的物品代码表示方式。
条形码技术作为一种全世界通用的识别技术，具有简单，易做，数据输入和输入速度快等优点，但是目前条形码技术依附的载体是纸，所以它的缺点是容易破损，丢失，信息容量不大，信息不可更新，信息格式单一等确定，另外条形码的读取是需要依靠光线才能进行，所以在条形码识别上依然存在一定的先天不足。
无线射频识别技术(Radio Frequency Identification ,RFID)，它是利用高频无线电波(微波)，在一定的范围内进行信息识别和信息传输的信息技术。与条形码识别技术相比较，无线射频识别技术有以下优点：
1.使用范围广。无线射频识别技术与条形码识别技术一样，是需要射频识别设备与射频标签相互搭配使用的。射频标签相对条形码标签可存储的信息量更大，且具有一定的读写能力，而射频识别设备的识别距离可达到几十米的范围，且能同时识别多个正在移动的物体。
2.抗感染能力强。条形码技术要求条形码的条码清晰可辨，条形码识别器需要在无污染的情况下才能正确识别，而射频识别器可以在比较恶劣的环境下发生射频波，同时能够被射频标签识别。
3.保密性好。射频识别技术是能够在没有光线和声音的情况下作业，不易被察觉，射频标签同时可以设置相应的密码，这样就不易被第三方读取和伪造，安全性能较高，另外射频标签本身的体积小，比较容易就能固定在货架或者其他物品上。
综述所述，射频识别技术的准确性和有效性都要优于条形码识别技术，因此该技术成为仓库管理信息化系统中的研发焦点，但是由于射频码标签和射频识别设备要比条形码标签和条形码识别器贵，因此在中小企业的仓库信息化管理系统中并没有被广泛应用，但是随着技术的成熟和识别技术的需要，射频识别技术与条条形码识别技术的价格差距已没有那么明显，因此射频识别技术终究会被广阔应用，甚至取代条形码识别技术。
（2）电子信息交换技术
电子信息交换技术是通过电子方式按照一定的标准化规格，利用计算机网络来进行的一种数据交换和传输技术。
电子信息交换技术的主要特点有：首先，电子信息交换技术的方法是电子方
法是通过信息输出方与信息接收方的电子平台来实现，是一种电子化的流通方式，因此不需要多次的重复输入信息，交换的信息可以实现信息共享同样也可可以进行安全密码设置。其次，电子信息交换技术的特点就是其安全性，它能够通过密码系统传输信息，只有当用户密码正确时，才能对信息进行输出和接收，其安全性要比传统的邮件、电话、传真更好。
2.2 无线射频识别（RFID）技术
2.2.1 RFID 系统的分类
根据无线射频识别系统的基本特征，可以将其进行多种分类，具体如下：（1）根据工作方式进行分类：全双工系统、半双工系统、时序系统。
（2）根据电子标签的信息量进行分类：1 位系统、多位系统。1 位系统是指系统的信息量为 1 位，该系统的读写器能够发出两种状态的信号，1 和0 信号，1信号代表在发出的信号范围内有电子标签，0 信号代表在发生的信号范围内没有电子标签。这样能够实现简单的监控和信号发送接收功能。多位系统是指电子标签的信息量能在几个字节甚至几千个字节当中，具体的信息量由应用需要来决定。
（3）根据信息载体进行分类：只读系统和可读写系统。只读系统是指读写器只能读取电子标签中的信息，而不能将信息再次写入到电子标签中，电子标签的内容一旦存储完成，就无法通过读写器来进行写入。可读写系统是指读写器既可以对电子标签的信息进行读取又可以读电子标签的信息进行写入。
（4）根据工作频率进行分类：低频系统、中高频系统、超高频系统和微波系统。
2.2.2 无线射频识别系统的构成
无线射频识别系统(RFID 系统)是自我识别系统(Automatic EquipmentIdentification)在射频技术方面的具体应用和发展。具有能够在恶劣环境下自动识别的功能，因此它可以完全取代条形码识别技术。无线射频识别系统一般由三个部分组成：标签、阅读器、天线。
射频标签是由耦合元件和芯片组成，可以作为货物的标示，每个射频标签都是唯一的产品代码(Electronic Product Code ,EPC)，这样射频阅读器就能够通过对EPC 的识别和跟踪来获得EPC 所标示的物品的信息，并建立用户驱动的供应网络。无线射频阅读器是由高频结构和控制单元两个基本模块组成，EPC 标签阅读器具有初始化EPC标签的信息，读取EPC标签信息，删除EPC标签信息的功能。天线一般是内置在阅读器和标签当中的，标签的天线和阅读器的天线都能够发射和接受能量，以此来实现信息传递的目的。
2.2.3 无线射频识别系统的工作原理
无线射频读写器在接收到需要读写标签的指令之后，会在一定的范围内发出无线射频信号，在该范围内的标签凭借线圈上的感应电流获得能量启动标签控制电路和射频电路发出存储在芯片中的数据，标签主动发出特定信号，读写器直接接受到该信号进行相应解码后恢复数据原始信息，然后传输到电子计算机中进行处理，管理系统得到相关的信息，这就是相应的自动识别的工作原理，如图2-1所示
RFID 技术的基本工作原理是：标签进入磁场后，随即接收解读器发出的射频信号，凭借着感应电流所获得的能量发送存储在芯片中的产品信息（Passive Tag，无源标签或被动标签），或者让标签主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签），解读器读取信息并完成解码后，再送至中央信息系统进行有关数据处理。
RFID 系统，是由阅读器（Reader）与电子标签（TAG）正是所谓的应答器（Transponder）及应用软件系统这三个部份所组成，其工作原理是由Reader 发射一特定频率的无线电波能量给Transponder，用以驱动Transponder的电路将内部的数据送出，这时Reader 便依序接收解读数据，再送给应用程序做相应的处理。以RFID 卡片阅读器和电子标签之间的通讯及能量感应方式上来看大致上可以分为：感应耦合（Inductive Coupling) 及后向散射耦合（BackscatterCoupling）两种。一般低频的RFID 大都采用第一种方式，而较高频大多采用第二种方式。阅读器能够根据使用的结构和技术不同分为读或读/写装置，是RFID 系统信息控制和处理中心。阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组合而成。阅读器与应答器之间一般采用的是半双工通信方式进行信息交换，同时阅读器还通过耦合给无源应答器提供能量和时序。而在实际应用中，可以进一步通过Ethernet 或WLAN 等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等基础管理功能。应答器是RFID 系统信息的载体，应答器大多是由耦合原件（线圈、微带天线等）与微芯片组成无源单元。
2.3 仓库管理系统的软件开发技术
2.3.1 系统体系结构
本系统的开发是在C/S的体系结构基础上进行的。C/S结构将系统的结构一分为二，服务器和客户机。服务器主要是负责数据管理，客户机主要是完成与用户的交互任务。C/S 的三层结构是将其功能分为表示层、功能层和数据层三个部分，如图2-2 所示。
服务器是建立在数据库的基础上，客户端向服务器发送数据请求，服务器接受请求对数据进行处理，向客户端反馈处理结果。客户端是以SQL 的语句方式给出数据，服务器根据语句请求在数据库中进行查找客户端请求数据，并把查找结果以SQL 语句的形式给出，在网络中将查找的结果信息反馈出去。在三层C/S 的结构体系中将应用程序的业务规则、数据查询、合理性验证等工作放到了中间层进行处理。在一般情况下，客户端不直接与数据库进行数据的交互，而是通过COM/DCOM 通讯与中间层建立连接，再经过中间层与数据库进行连接交互，如图2-3 所示。
表示层相当于用户的接口，它主要是用户与服务器之间的信息交互，用于查询用户请求处理的数据，显示输出的数据。在系统中为了使用户能够方便快捷的进行操作，一般要使用图形用户接口，这样就能够在用户接口发生变化时，只需要变更数据查询程序，而不影响到C/S 中的其它两层结构。功能层是C/S 结构中实现系统应用的本体，它是业务处理的主体，例如在盘点库房时要计算库房某
第三章需求分析与概要设计
3.1 仓库管理系统需求分析
需求分析在系统开发过程中起到举足轻重的作用，那是因为需求分析本身的特点就是为系统开发指明方向和策略的，在系统开发的过程中它的作用不亚于软件设计。本章根据仓库管理系统业务流程的特点，对被开发的系统的主要功能、性能进行完成的描述和需求分析为后续的软件开发提供了详细的设计和编程基础，同时也是系统最终测试和验收的标准。仓库管理系统的业务模型是对整个系统应有的业务流程进行总体概括和描述，它是系统开发者的开发方向和尺度，同时能够帮助开发者对系统由一个整体性的认识和了解，基于RFID 射频的中小企业的仓库管理系统的业务流程如图3-3所示。
从功能图中可以看出，基于RFID 射频的中小企业仓库管理系统的所包含的模块有：
（1）货物管理，对仓库的货物信息进行基本的建立、修改、删除、更新等操作。
（2）账目管理，账目管理有四个方面的内容：1.货物入库，对质检合格的货物进行入库操作；2.货物退库，将不符合品质要求的货物，进行退还厂商的退库处理操作；3.货物出库，货物需求部门向仓库申请使用货物，货物则按照一定的流程出库提供给使用部门；4.货物返库，也就是货物退库这种退库是指对于没有使用完的已不在库的货物进行再次返库处理。
（3）权限管理，对系统的使用设置一定的权限，并合理的进行管理。
（4）部门管理，对货物的使用部门或者提供部门进行基本的添加和删减管理。
（5）供应商管理，对于货物的供应商提供资质审核管理，查询管理
（6）人事管理，对货物的领取或管理的人员进行人员别的管理
（7）数据统计，定期的对入库、出库的货物进行有目的的报表管理。
（8）CRM 管理，对仓库的物流数据或物品信息进行有目的性的分析整理，产生有价值的结果，便于仓库管理系统的改进和企业生产的顺利进行。
3.1.1 货物管理需求分析
货物管理需求是仓库管理部门的基础，它反映的是存储最基本的实体货物与管理系统的联系，货物管理用图例的方式，可表达成图3-2：
货物管理是仓库管理系统的基础，它的功能虽然简单，但是作业确实最重要的。货物管理中有四个最基本的业务属性，那就是查询、添加、删除和修改。在货物管理业务中为了更好的实现货物管理的功能增加了一个货物类别管理和属性管理两个基本的业务模块。
货物管理中货物是最负责和多变的一个载体，因为货物信息中有基本的货物信息、类属信息、类别信息等，他们之间有着一定的联系，他们都共同拥有者货物管理四个最基本的业务属性，那就是货物查询、添加、删除和修改。
3.1.2 账目管理需求分析
账目管理是仓库管理系统的核心部分，它包括四个基本的业务属性：退库、入库、出库、货物退货。退货是指供应商提供的货物达不到质量检验标准退还给供应商，入库是指出库后的物料未能全部使用，将剩余的部门退还给库房。货物入库分直接入库和条件性入库两种状态，货物直接入库是指该货物无需要品质部门进行品质入检，直接入库供生产使用，条件性入库是指货物经过品质部门入检，入检合格后方能入库，入检不合格则是退货处理。
3.1.3 人事管理需求分析
人事管理是仓库管理系统的一个组成部分，它主要的内容是对仓库管理人员
的信息进行统计和记录，它也是有四个基本的业务属性组成：员工查询、员工删除、员工修改、员工增加。
人事管理是仓库管理系统的边缘地带，它所要实现的功能简单，主要就是实现仓库管理人员的编制，人员的增加、减少、信息的修改等功能。
3.1.4 部门管理需求分析
部门管理也属于仓库管理系统的一个组成部分，它与人事管理一样属于关系系统的边缘地带，所要实现的功能简单，其主要的业务属性有四个：部门查询、部门修改、部门添加、部门删除。
部门管理原本不应该属于仓库管理系统的内容，但是考虑到仓库管理系统与部门管理之间的联系继而将部门管理也纳入仓库管理之中，其主要考虑因素是仓库管理会在不断的发展壮大过程中，独处出来一些具有不同业务流程的部门体系，因此在设计仓库管理系统的时候将部门管理也放在其中了。
3.1.5 供应商管理需求分析
仓库管理系统中会简单的涉及到供应商的管理，关于供应商的管理在仓库管理系统中也并不是十分的重要，因此全面的供应商管理系统，应该属于采购或者品质内部的管理系统当中，本课题研究的仓库管理系统中因为涉及到供应商材料的入库，因此需要将供应商的信息做一定的管理，供应商管理在仓库管理系统的基本属性也有四个：供应商添加、供应商删除、供应商查询、供应商修改。供应商系统里面的供应商信息必须都是经过采购部门或者品质部门核实的供应商信息，本系统只是对这些信息做一些简单的处理，而并不能直接决定材料供应商的更换和替代等。
3.1.6 数据统计需求分析
数据统计的功能在仓库管理系统中也是十分重要的，因此它直接能够生产一系列的报表，而这些报表正是提供给企业管理者审阅的，他们是仓库管理系统改进的原动力，同时也是企业改进的源泉，具体需要生产的报表有以下几个：仓库库存明细表、消耗品明细表、材料入库表、货品分类明细表、货品品质抽检情况明细表。
3.1.7 商业智能需求分析
商业智能的需求是指企业将现有的数据转化为知识，帮助企业提升和改善，这里所说的数据就是来源于仓库管理系统所生产的各种报表信息，同时还包括企业的订单、库存、交易账目等信息，商业智能是能够辅助业务经营决策，既可以是操作层的，又可以是战术层和战略层的，企业内部的一切数据只要能转化为知识的部门都是属于商业智能的部分，都是需要的和实现的部分。
3.1.8 其他需求分析
仓库管理系统的其他需求主要是指非功能性需求方面的内容，非功能性的需求是系统中不同于其他功能性的需求的部分，它并非是通过图形或语言的行驶表现出来，而是用量化的标准表现出来，它可形式化出一些描述范围的表格，这些表格可以衡量系统的某些特征，并且这些指标属于服务性的指标，它代表着系统开发的服务水平和系统必须遵守的某些必要约束。非功能性的需求并不能够直接影响到系统的功能属性，但是它会给人员的使用方面带来一定的便利和快捷，因此非功能性的需求也是必不可少的一个环节。在本课题研究中，为了能够保证非功能性指标的准确性和可测试性，主要采用了量化指标要求来对其进行描述。其中，系统可量化的指标如表3-1 所示。
另外，除这些可衡量的指标外，还可以通过系统的可靠性来衡量，系统的可靠性包括了系统的故障、可恢复性和可维护性，具体的技术指标要求如表3-2 所示。
3.2 仓库管理系统概要设计
3.2.1 仓库管理系统的体系结构设计
基于无线射频识别技术的仓库管理系统的体系结构可分为四层体系结构，具体如图3-7 所示。
由上图的系统体系结构可以看出，基于RFID 的仓库管理系统的体系结构可分为四层。数据采集层、系统通讯层、系统应用层、系统集成层。数据采集层主要是通过RFID 的中间件管理一个或多个射频识别设备以及其他的自动识别设备，并对采集的货物标签信息、库位信息等信息进行过滤和处理。系统通讯层主要是指通过无线通信技术把搜集到的信息传送到仓库管理信息系统的数据库中，包括无线接入设备和相关的网络设备等。系统应用层主要是对搜集的信息进行处理和提供访问接口。系统集成层主要是将仓库管理系统与企业原有的EIS 系统进行连接，实现企业仓储信息能够共享的功能。
3.2.2 仓库管理系统功能设计
本文设计的基于RFID 的仓库管理信息系统的功能结构如图3-8 所示。系统里的用户管理功能可以对用户进行分级管理，不同用户具有着不同的权限，如系统管理员具有日常管理、查询管理、入库管理、移库管理、打印等权限，而业务员还具有入库作业、移库作业、出库作业、查询管理、打印等业务。通过管理
系统的操作，可以对仓库里所有的物料种类，包括名称、供应商、价格、数量等信息进行查询、更新和删除等，实现物料管理的功能。仓库管理依然可以对仓库里的物料货物实现收料、入库、移库、出库和盘点的管理，并且能导出各种功能模块的单据。而且还能提供收料、入库、移库、出库和盘点明细，用来方便用户查询。
（1）用户管理，用户管理功能主要是用户对仓库存储的数据进行修改、删除、增加。除此之外，用户可以新建账户、删除账户、权限设置、用户账户密码的保护。
（2）入库功能，在入库中使用RFID 技术的主要目的就是减少入库过程的所有消耗的时间，增加入库过程中的准确性。入库的具体功能如下：当货物运送到仓库时，有工作人员检查货物数量、规格等是否都与进货订单一致，如果一致，准备入库。将货物放于入库托盘处，用阅读器读取货物信息，这样计算机将会根据货物信息自动分配库位地址。
将库位号与货物编码同时下载到阅读器，工作人员将根据该入库指令，利用叉车将货物运送到指定库位，通过叉车上固定的阅读器核对位置无误后，把货物送入库，若放错库位，则系统发出报警。将验收的相关信息由RFID 读写设备自动识别并传送给计算机管理系统，以便及时更新数据库里的库存信息，同时打印入库单据。
（3）出库功能，出库功能是指仓库管理系统中实现对出库的各种操作：出库单的管理，货位的分配，出库指令的生产等等。出库单的管理是指完成单据的导入，修改和删除，操作界面能够显示当前状态下未被完成的所有的出库单据。利用RFID 阅读器，可以直接获取电子标签里的内容，从而免去了拆箱检查带来的麻烦，更省去了人工录入的繁琐工作量，大大节省了人工成本，更重要的是可以提高工作效率和准确性。操作时，作业人员根据主机内的管理系统软件自动生成销售订单，并将其相关的货物编码与相应库位等数据一并下载到阅读器中，作业人员就可以按阅读器的提示到达指定位置。然后，从库位上取出定量的货物放于出货托盘，并改写托盘标签和库位标签内的物品数量。当货物送出库时，可以利用阅读器读取货物信息并与出库指令相对照。若不相符，则警告提示，再进行人工检查；若符合，则通过阅读器向计算机读入出库信息，并生成出库单。最后，取下货物标签，以便可以重复利用。
（4）库存盘点功能，库存盘点时保证库存实物与信息系统中记录的一致。传统盘点的方法一般需要手工统计货物数量，这样不仅增加了作业人员的强度，而且大大的加长了盘点周期，不利于准确掌握库存状况。即使货物缺失或者被盗也不容易及时发现。但是，利用RFID 技术的话，只需要作业人员携带阅读器进入库区，依次对照全部库位后，便可将相应的物品名称、物品编号、物品所在的库位条码以及物品在该库位上的数量等盘点结果传输给系统管理中心，并根据需要产生各种库存报表。利用RFID 技术的盘点方式不但能够减轻作业人员的工作强度，缩短盘点周期，及时了解库存情况，提高数据的实时性，做出合理的进货计划，而且还可以及时发现操作过程中出现错误，保证物料的安全。
（5）叉车导航功能，叉车导航系统功能是指在货物入库或者出库的时候，给叉车一个电子的货位图，叉车能够根据这个地图顺利的找到入库或者出库的物品。并且查询出所有未处理的作业指令，按照优先级算法自动为叉车选择优先级别最高的令。将叉车电子货位导航设计为：电子地图导航模块，通讯模块。
3.3 仓库管理系统数据库的设计
一个系统的设计是建立在一个良好的数据库的基础上的，数据库设计的好坏直接影响到整个系统的好坏。在课题研究中重点是对系统的数据表和表之间的关系进行设计和描述的。
3.3.1 数据库设计的原则
对于数据的设计来说，它是需要符合一定的要求的，这个要求是用来规范数据的设计的，数据库设计的规范有很多种，如1NF~5NF、BCNF，在实际应用中，常用的是3NF 和BCNF。所谓的3NF 就是指辅助属性的决定因素必含候选码，所谓BCNF 就是决定因素必含候选码。
3.3.2 数据库设计的ER 图
ER 图就是实体与联系图，它提供了表示实体、属性和联系的方法，用以描述现实世界的概念。在数据库的设计中运用ER 图的方式，不仅方便了数据库设计的方法，而且让数据库的设计变得清晰化，实体化。但是ER 图对约束的表示方式及信号的表示方式并不能够做的完美。
3.4 本章小结
本章重点介绍了基于13.56MHz RFID 射频的中小企业管理系统需求分析