王恩博

【摘 要】 本文分析了立体仓库的电子化应用场景，提出运用RFID技术对仓库进行远程管理，提高管理质量，降低管理成本。并进一步，结合传感网络技术，实现网络数据的高效存储。实践证明，在大型仓库管理的过程中有明显效果。

【关键词】 立体仓库 RFID 传感网络

1 自动化立体仓库的电子化

自动化立体仓库中的电气与电子设备主要指检测装置、信息识别装置、安全保护装置、通讯设备、屏幕显示、图像监视等设备。

1.1 检测装置

为了实现对自动化立体仓库中各种作业设备的控制，并保证系统安全可靠地运行，系统必须具有多种检测手段能检测各种物理参数和相应的化学参数。

在立体仓库系统中，对货物的外观检测及称重、机械设备及货物运行位置和方向的检测、对设备运行状态的检测、对系统参数的检测和对设备故障的检测都是极为重要的。通过各种传感器对这些检测数据的判断与处理，为系统决策提供最佳依据，使系统处于理想的工作状态。

1.2 信息识别装置

信息识别的作用在于完成对货物名称、类别、货号、数量、等级、目的地、生产厂的识别。在自动化立体仓库中，为了完成对物料信息的采集，通常采用条形码、磁条、光学字符和射频等识别技术。其中条形码识别技术在自动化立体仓库中应用最为普遍。

1.3 数据通信

自动化立体仓库是一个复杂的自动化系统，它是由众多的子系统组成。在自动化立体仓库中，为了完成规定的任务，各系统之间、各设备之间要进行大量的信息交换。例如，自动化仓库中监控系统与控制系统之间的通讯以及仓库管理机通过厂级计算机与其它信息系统的通讯。数据通讯的传输媒介有电缆！红外光！光纤和电磁波等。

2 RFID系统组成

RFID系统主要由三部分组成：读写器、射频标签和数据管理系统组成。RFID系统与相应的管理信息系统相连后，可以准确地跟踪每一件运动中的物品，实时采集每一件物品的数据，加密后的数据传输过程中不容易被外界截获，这种安全的数据存取通道，能够为客户企业带来直接的经济效益。

射频标签，作为目标对象的数据载体，能够识别标识目标对象，跟踪对象，采集对象信息。它主要由耦合元件和芯片组成，含有内置天线，用于在标签和射读写器之间传递射频信号进行双向通信。射频标签中的天线接收到信号后，将被识别对象的信息储存在一定容量的存储器内，在恶劣的工作环境下，仍然可以对标签中的数据信息进行读、写操作，保持数据信息的实时传递，维持对象目标信息的准确，在标签和读写器通信时将编码后的对象信息传输给读写器。

根据标签获取电能的不同方式，将射频标签分为主动式标签和被动式标签。主动式标签也称有源射频标签，即靠标签内部的电池供电，主动发射射频信号给读写器，由读写器读取标签中的信息，具有信号传递远，传输时间短的优点，但是标签使用年限有限制；被动式标签也称无源射频标签，标签内没有供电电池，工作能量由读写器发射的信号来提供。被动式标签不能主动发射射频信号，而是响应来自于读写器发射过来的信号，由读写器反复读取标签内容或者将信息写入标签，具有使用年限长，数据传输持续时间长和数据保存时间长等优点，但是缺点是读写器读写标签的距离比主动式标签的小。

3 传感网络

传感器网络是面向传感器网络的部署及应用开发构建的通用平台。它包含一个支持多应用的运行环境和一系列标准化系统服务，如数据聚合、控制和管理策略以及自适应能量有效机制等。简化传感器网络设计的复杂度，并解决传感器网络实现中的种种限制和挑战问题。

无线传感器网络平台的设计目标是实现一个基于异构无线传感器网络的开发管理平台，可以基于无线传感器网络快速地开发和部署相关应用，而无需了解无线传感器网络底层的具体技术实现。无线传感器为应用用户提供统一的系统级视图，并且屏蔽所有的底层复杂处理的操作。

TinyDB是建立在传感器网络操作系统TinyOS之上的一个数据查询处理系统，用于从传感器上提取信息。TinyDB并不依赖于NesC语言，而是在能量和硬件资源有限的情况下，采用类SQL接口从传感器节点中提取感兴趣的数据。查询过程中，使用简单的数据操作模式以显示数据的类型和感兴趣的传感器节点集。TinyDB中维护着一张虚拟数据表（SEN-SORs），表中每列显示了传感器的类型和剩余能量等。此外，TinyDB中采用控制泛洪策略以传送其查询数据。

Mate中间件主要集中于解决或克服传感器网络的带宽和能量限制问题，为传感器网络动态改变的网络环境提供更好的交互和适应能力，使传感器网络具有更好的动态性和可行性，且更易于重新配置。Mate通过虚拟机为用户提供一个接口，因此也支持异构网络，同时提供传感数据访问功能。此外，它借鉴了Ad hoc网络中路由协议机制，用以解决传感器网络的移动性问题。Mate可以看作是一个运行于TinyOS上的字节编码解释器，将编码分段并封装成24个字节长度的指令以便载入网络，该方法尤其适用于那些程序比较大的应用。Mate主要包括虚拟机、网络、装载器、硬件设施及调度器等组件，采用同步模式以响应事件触发，如分组传送和超时等，在这过程中，Mate尽量避免消息缓冲和大容量存储，同步模式使得应用层编程变得更为简单。Mate的另外一个独到功能是通过给封包加入一个版本号以实现实时的信息装载和网络更新。

参考文献：

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