Entwurf und Implementierung eines auf RFID basierenden Logistikverfolgungs- und Kommunikationsinformationssystems

Im Logistik-Supply-Chain-Management können RFID-Tags zur Material- und Produktverfolgung im gesamten Supply-Chain-Prozess eingesetzt werden. Von der Lieferantenversorgung bis hin zu Produktion, Lagerung, Vertrieb, TranSport und Verkauf. Produktionsbetriebe sind verpflichtet, für geordnete und korrekte Produktionsabläufe in Fertigungseinheiten (z. B. Werkstätten) zu sorgen; In Lagereinheiten müssen Rohstoffe und Produkte (Halbfabrikate und Fertigprodukte) genau klassifiziert und platziert werden. Um die Produktqualität sicherzustellen, müssen Rohstoffe und Halbfabrikate verarbeitet, verpackt, etikettiert, platziert und im Lager gelagert werden und den Herstellungsprozess in der Werkstatt durchlaufen, um fertige Produkte herzustellen und dann in das Lager zurückzukehren. In jedem Prozess müssen Etiketten an den Produktions- und Lagereinheiten der Materialien angebracht werden, um Fehler durch den Verlust von Produktinformationen zu vermeiden. Daher ist es notwendig, moderne Positionierungs- und Kommunikationstechnologien zu nutzen, um ein lückenloses Logistikverfolgungs- und Kommunikationsinformationssystem (Logistics Tracking and Communications Information Systems, kurz LTCIS) für den gesamten Luftraum und bei jedem Wetter einzurichten, das den Anforderungen entspricht und Entwicklung moderner Logistik-Lieferketten.

2 Logistik-Tracking-Informationssystem LTIS (1logisticstrackinginformationsystems)

LTIS wird verwendet, um die Umlaufinformationen von Materialien (Rohstoffen und Produkten), Lagerung und Transport in Logistikeinheiten wie Produktplanung, Werkstattproduktion, Lagerverwaltung, Be- und Entladung und Ferntransport zu verfolgen und aufzuzeichnen.

2.1 Architektur von LTlS

RFID kann bestimmte Materialien identifizieren und verfolgen und die Korrelation und Synchronisierung von Logistik und Informationsfluss realisieren. Um Etiketten und die Objekte, an denen sie angebracht sind, nachverfolgen zu können, ist es notwendig, die Verbreitungshistorie des Materials aufzuzeichnen. LTIS nutzt den verbleibenden Speicher des Tags, um Tracking-Informationen in Echtzeit zu Speichern und zu aktualisieren, die nicht in einem 64-, 96- oder 256-Bit-elektronischen Produktcode (EPC) enthalten sein können. Zu diesem Zweck sind drei wichtige Tabellen konzipiert, nämlich Tabellen für Etiketten, Logistikverfolgung und historische Vorgänge. Diese Tabellen erfassen die Umlaufhistorie und den aktuellen Status der Materialien. Die LTIS-Hardware besteht aus Tags, festen Lesegeräten, tragbaren Lesegeräten, an verschiedenen Orten verteilten Workstations, einer Reihe fester Anwendungsserver, RFID-Middleware-Servern, Webservern und Datenbankservern, Wi-Fi LAN und GPS-Terminals. Abbildung 1 zeigt die Architektur der LTIS-Lösung.

Um die Arbeitslast auszugleichen, Netzwerkaktualisierungen und -wartung komfortabler zu gestalten und den Intranet- und Datenbankstandards bestehender Logistikunternehmen zu entsprechen, verwendet die LTIS-Software ein verteiltes 3-Ebenen-Client/Server-Architektursystem. Ziehen Sie auch die Browser-/Server-Architektur als zusätzliche Lösung in Betracht.

Die LTIS-Software umfasst 6 Funktionseinheiten: ein Subsystem zur Verarbeitung von Rohstoffen und Halbzeugen; Subsystem zur Lagerüberwachung; Subsystem zur Materialverfolgung; Systemverwaltungssubsystem; Materialeinheit und Logistikeinheit Wi-Fi-Positionierungssubsystem; Logistik-Transporteinheit GPS-Ortungs- und Navigationssystem.

2.2 LTIS der Wi-Fi/GPS/RFID-Lösung

Da der Logistikbetriebsraum sehr groß ist oder wie eine Logistiktransporteinheit weit von der Basis entfernt ist und die Arbeitsumgebung geschlossen ist, stellt dies für die meisten herkömmlichen RFID-Lösungen Anwendungshindernisse dar. Die Entwicklung einer Infrastruktur aus RFID-Lesegeräten, die den Standort von Gütern und Geräten in Echtzeit liefern können, ist zu teuer und erfordert die Installation von Antennen im Arbeitsbereich. Zu diesem Zweck entwirft dieser Artikel LTIS für Wi-Fi/GPS/RFID-Lösungen. Dieses System ähnelt der neu eingeführten UnifiedAssetVisibility (UAV)-Lösung von AeroScoutu. Die Wi-Fi/GPS/RFID-Lösung kann den Standort von Materialeinheiten und Logistikeinheiten in einem weiten Umkreis lokalisieren und kann Positionierungsanforderungen auch in abgelegenen Gebieten erfüllen, in denen Wi-Fi-Zugangspunkte spärlich verteilt sind.

Die Wi-Fi/GPS/RFID-Lösung von LTIS bietet eine Lösung durch die Kombination von GPS- und Wi-Fi-aktiven RFID-Tags. Mit der Software können Benutzer markierte Artikel anhand der Stärke der Tag-Signale lokalisieren, die von mehreren Standard-802.11-Wi-Fi-Zugangspunkten empfangen werden, die auch als RFID-Lesegeräte dienen. Wenn das Tag zu weit entfernt ist und sein Signal nicht von mindestens drei Wi-Fi-Zugangspunkten empfangen werden kann, kann der im Tag eingebettete GPS-Empfänger seinen Längen- und Breitengrad ermitteln und dann Daten über das Wi-Fi-Signal senden.

Beim Arbeiten im GPS- oder Wi-Fi-Modus können Tags innerhalb von 510i lokalisiert werdenN. Allerdings funktioniert GPS nicht in allen Umgebungen. Einige Logistikeinheiten sind geschlossen und können keine Satellitenstarts empfangen. Jede Logistikeinheit benötigt eine bestimmte Anzahl an WLAN-Zugangspunkten. Das Netzwerk kann Signale von Tags überall in der Logistikeinheit empfangen.

Beschriften Sie das Positionierungsziel. Der Tag muss WLAN- und RFID-Chips, Antennen, GPS-Chips, Bewegungssensoren und Batterien enthalten.

Beim Erhalt einer Arbeitsaufgabe bestimmt der Mitarbeiter, welche Werkzeuge zur Erledigung der Aufgabe erforderlich sind, und gibt den Namen des Geräts in das softwareunabhängige LTIS-System der Wi-Fi/GPS/RFID-Lösung ein. Anschließend zeigt die Software einen Grundriss der Logistikeinheit mit Symbolen an, die den Standort der Artikel anzeigen. Das System kann auch nach ausgewählten Kategorien nach allen Geräten suchen.

Der Tag sendet in festgelegten Abständen ID-Code und GPS-Daten. Da in den Tags Bewegungssensoren integriert sind, wird das Signal bei stationärem Gerät mit einer niedrigeren Frequenz gesendet als bei Bewegung.

Der endgültige Plan besteht darin, das Wi-Fi/GPS/RFID-System in die bestehende Bestandsverwaltung zu integrieren und auf alle Logistikeinheiten auszudehnen, um es auf größere Logistikstandorte wie Flughäfen und Häfen anzuwenden.

2.3 Design und Implementierung von LTIS

In LTIS kommunizieren Anwendungen direkt mit Hardwaregeräten. Wi-Fi/GPS/RFID-Systeme umfassen Geräte, Anwendungen und RFID-Middleware. Um die Stabilität des Systems zu gewährleisten, soll eine weitere Anwendung das RFID-Lese- und -Schreibgerät mit der Client-Anwendung verbinden und als Backup-Lösung für den Fall dienen, dass der RFID-Middleware-Server ausfällt. Es muss jedoch die lokale dynamische LinkBibliothek aufgerufen werden.

(1) Kommunikation zwischen Anwendung und RFID-Lesegerät. Aufgrund unterschiedlicher Betriebsfrequenzen gibt es vier Arten von RFID-Geräten. In Logistikunternehmen mit unterschiedlichen Materialarten und komplexen Arbeitsumgebungen ist unter Berücksichtigung der Verarbeitungsgeschwindigkeit und des zulässigen Spektrums eine flexible Auswahl entsprechend den Anforderungen des Logistikbetriebs erforderlich. Wählen Sie in der Logistikeinheit ein festes RFID-Lesemodul, beispielsweise das 6.500 US-Dollar teure Long-Range-Lesemodul von Texas Instruments (TI), das alle HF- und digitalen Funktionsanforderungen erfüllen kann und mit Tag-itHF verschiedener Anbieter verwendet werden kann. , Tag-itTMHF-I (Standard der International Organization for Standardization 15693) kommuniziert mit allen anderen ISO15693-Standards.

Dieser Artikel verwendet zwei Methoden, um mit dem Leser zu kommunizieren. Zum einen kommuniziert die Anwendungssoftware mit dem 6500-Dollar-Lesegerät auf dem Client-Computer, indem sie eine Verbindung zur lokalen Dynamic Link Library herstellt.

Die andere besteht darin, eine RFID-Middleware zu installieren, die das Lesegerät und die Client-Anwendung verbindet. Die oben genannten Dynamic Link Library-Dateien (fecom.dll und feisc.du) werden unter Verwendung von Microsoft-Basisklassen geschrieben. Verwenden Sie Java, verwenden Sie die Methode zum Aufrufen der lokalen Linkbibliothek, verwenden Sie Visual C++ und entwerfen Sie Middleware gemäß dem Java Native Interface (JNI)-Standard. Die RFID-Middleware besteht aus drei Teilen: Leseschnittstellenkomponente, Ereignisverwaltungskomponente und Anwendungsverwaltungskomponente. Die Struktur ist in Abbildung 3 dargestellt.

Die Anwendung des RFID-Lesegeräts muss über den RFID-Middleware-Server erfolgen, der verteilte Netzwerkanwendungen unterstützen kann. Es macht heterogene RFID-Lesegeräte verschiedener Hersteller kompatibel und macht Anwendungen unabhängig von spezifischer Hardware und Standort. Tragbare RFID-Lesegeräte können die auf den Tags gespeicherten Informationen lesen und abrufen. Tragbare RFID-Geräte bestehen aus RFID-Lesemodulen und Smart Terminals. Der Anschluss erfolgt über RS232 oder andere Schnittstellen.

(2) Implementierung von Wi-Fi/GPS/RFID

① Intelligente RFID-Ausrüstung besteht aus drei Teilen: RFID-Dateninformationserfassungseinheit; Datenträgereinheit; Informationsübertragungseinheit.

Über diese drei Einheiten werden RFID-Smart-Geräte in Smart-Terminals integriert. Zu den auswählbaren Plattformen gehören WindowsMobile, WindowsPocketPC (windowsCE), AndroidOS und LinuxOS. Das Smart-Gerät führt die Datenerfassung und Echtzeitaktualisierung gemäß den vom Systemverwaltungszentrum bereitgestellten Datenanweisungen durch. Die Struktur der Dateneinheit ist in Abbildung 5 dargestellt.

Die unterste Ebene ist die Betriebssystem- und Hardwarekonfiguration. Sie können zwischen den Systemen WindowsMobile, CE, Linux, Android und Symbian wählen. Folgende Hardwarelieferanten können ausgewählt werden: TI, Qualcomm, Freescale, Samsung, MTK, Broad-com, MarvelandIntel.

Derzeit sind diese intelligenten Endgeräte leicht auf dem Markt zu finden. Du brauchst nurd, um den Standard-C- und C++-Quellcode im System oder das RFID-Nutzungskit und die Schnittstelle für diese Hardwaregeräte zu entwickeln.

Zu den Datenträgereinheiten gehören gängige Kommunikationseinheiten, die derzeit auf dem heimischen Markt verwendet werden, darunter GSM, WCDMA, CDMA, TD-Technologie und Wifi-Technologie. Diese Technologien können eine Echtzeit-Datenaustauschumgebung für intelligente Endgeräte bereitstellen und bei Bedarf die entsprechende Datenkommunikationseinheit anrufen.

Die RFID-Einheit ist für die Identifizierung relevanter Informationen von Hardwaregeräten verantwortlich. Das Smart Terminal ist für die Aufrechterhaltung der Erfassung und Verarbeitung von RFID-Informationen an seinem Standort verantwortlich. Aufgrund des Eingriffs des Betriebssystems ist das Datenendgerät für die Koordination und Meldung aller Aufgaben verantwortlich.

②Beispiel. Jedes Frachtstück verfügt über einen RFID-Tag; Das Smartgerät ist für die Erfassung von Frachtinformationen im aktuellen Bereich sowie für die Bereitstellung von Statistik- und Berichtsfunktionen verantwortlich. Das allgemeine Logistikpersonal kann den Status der Ladung verstehen (unter Logistikbedingungen müssen intelligente Geräte am Logistikfahrzeug angebracht werden); Auf dem Fahrzeug befinden sich 200 Warenstücke, und das intelligente Endgerät kann die Daten lesen und gemäß den Anweisungen des Systems in Echtzeit auf dem Zentralserver aktualisieren.

2.4 Grundfunktionen, die intelligente Geräte ausführen können

(1) Anfrageservice. Auf der vom Unternehmen bereitgestellten Netzwerkplattform können normale Kunden Funktionen abfragen, darunter den Logistikstatus (klassische Informationen wie Lieferung und Logistikstartort).

(2) Tracking-Funktion. Unter anderem können Kunden bei festen Partnern oder Großkunden durch das Hinzufügen von GPS-Standortinformationsberichten jederzeit den Standort der Waren ermitteln. (Wenn das System eine Anweisung erteilt, übermittelt das Smartgerät die RFID-Informationen, WLAN- und GPS-Positionierungsinformationen an die Unternehmensplattform.)

(3) Regelmäßige Berichtsfunktion. Das Gerät kann SMS-Erinnerungs- und E-Mail-Erinnerungsfunktionen in Echtzeit aktivieren, wenn die Ware gemäß den voreingestellten Einstellungen des Systems am angegebenen GPS-Informationspunkt oder festen WLAN-Bereich ankommt. Liefern Sie Buchungsinformationen in Echtzeit an Kunden, die eine Reservierung vorgenommen haben.

(4) Funktionen erweitern. Das Gerät kann in die Systemplattform des aktuellen Logistikunternehmens integriert werden und die Benutzerterminalschnittstelle auf intelligente Geräte erweitern (ähnlich den Laptop-Funktionen). Betreiber können die Logistikdaten des Unternehmens über Berechtigungen verwalten und aktualisieren.

Zu den erweiterten Funktionen gehören: Für professionelle Kunden bieten wir die Entwicklung intelligenter Terminals auf hohem Niveau, einschließlich Datenerfassung, Datenaktualisierung, Verkehrsdienste, Videodienste usw.

3. Logistikverfolgungs- und Kommunikationsinformationssystem LTCIS

Wi-Fi, GPRS, INMARSAT und Internet sind allesamt technologisch ausgereifte Kommunikationsinformationssysteme mit unabhängigen Kommunikationsstandards und Netzwerkstrukturen. Es spielt eine unabhängige, aber ergänzende Rolle bei der Informationsübertragung und dem Datenaustausch zwischen der Logistiktransporteinheit und anderen Logistikeinheiten in der Lieferkette, insbesondere mit dem zentralen Kontrollinformationszentrum. Durch gegenseitige Kopplung und Vernetzung entsteht ein zuverlässiges und praktisches Logistikkommunikationsinformationssystem (LCIS), das zur Antenne und Informationsautobahn wird, die das Materialverfolgungsinformationssystem, das Logistikverfolgungs- und Positionierungsnavigationssystem und das zentrale Steuerungssystem verbindet. LTIS (Wi-Fi/RFID/GPS), LCIS (Wi-Fi/GPRS/INMARSAT) und MIS (Management Information System) realisieren die Vernetzung durch die Kopplung von Kommunikationsstandards und etablieren LT-CIS, das technisch gesehen vorhanden ist keine Hindernisse.

  4. Fazit

In diesem Artikel wird eine Lösung für ein Informationssystem zur Logistikverfolgung vorgeschlagen, das RFID, GPS und WLAN integriert. Auf dieser Grundlage und kombiniert mit modernster Kommunikationstechnologie wurde ein Allwetter-, Allzeit- und Raumzeit-LTCIS-Netzwerk konzipiert. Es ist eine gute Inspiration und ein Versuch für die Verbindung, Reibungslosigkeit und das globale Management der Lieferkette von Logistikunternehmen.