基于物联网技术的智慧仓储建设与应用

娄季峰　张迪

【摘 要】随着抽水蓄能事业的不断发展，仓储管理的物资种类及数量也在不断增加，出入库频率剧增，仓储管理作业十分复杂且多样化，传统的人工仓库作业模式和数据采集方式已难以满足仓储管理要求，严重影响了企业的运行效率。文中提出的基于泛在电力物联网技术智慧仓储管理系统将移动应用技术、网络通讯技术、RFID应用技术、可视化技术等相结合，可实现仓库物资的最优管理。

【关键词】物联网技术;智慧仓储;抽水蓄电企业

中图分类号： TN929.5;TP391.44文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）33-0243-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.33.120

Intelligent Storage Construction and Application Based on Internet of Things Technology

LOU Ji-feng ZHANG Di

（State grid xinyuan construction co.， LTD.， Beijing 100053， China）

【Abstract】With the continuous development of the pumped storage business， the types and quantity of materials for warehouse management are also increasing， and the warehouse management operations are very complicated and diverse. The traditional manual warehouse operation mode and data collection method are difficult to meet the requirements of warehouse management. The smart storage management system based on ubiquitous power Internet combines mobile application technology， network communication technology， RFID application technology and visualization technology， and it realizes the optimal management of warehouse materials.

【Key words】Internet of things technology; Intelligent storage; Pumping and electricity storage enterprises

0 引言

在技术与互联网快速发展的过程中，物联网借助计算机网络的发展，应用射频识别技术、全球定位系统、激光扫描器与红外感应器等信息设备与技术，将已经约定的协议作为根据，在物品与互联网之间建立起信息交换的桥梁。这样就构建成定位、跟踪、调控、监控与识别的网络系统[1]。国家电网公司2019年全面启动“泛在电力物联网”建设，就是围绕电力系统各环节，充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术，实现电力系统各环节的智慧服务系统。

目前，国网新源公司仓储管理仍借助于传统的人工管理方法和手段，采用智慧仓储的应用迫在眉睫。智慧仓储就是利用RFID射频识别及先进管理方法，实现信息自动抓取、自动识别、自动预警及智能管理功能，以降低仓储成本、提高仓储效率，提升仓储智慧管理能力。本文以浙江仙居抽水蓄能有限公司为例，研究设计出了一套全方位感知、安全同步传输、可视化重现的高效智慧仓储管理系统，通过改善传统仓库的管理模式，改变人工、纸张文件记录为基础的管理方式、追踪进出库的物资，提升仓库管理的效率，实现能源流、业务流、数据流“三流合一”，将泛在电力物联网建设工作落实在日常物资管理工作中。

1 智慧仓储系统介绍

1.1 系统功能介绍

智能盘库系统主要包括RFID电子标签、智能货架、智能运输机器人、智能盘库机器人、智能物品管理机器人、智能盘库系统管理平台软件等设备。并实现以下功能：

（1）自动定位：盘库系统可以实现对所有库存物品的自动定位，定位精度达到厘米级，可以引导仓库管理人员到库存物品附近。

（2）自动盘库：盘库系统可以按照规划好的路径，自动完成库房内存储物资的盘点，当物品被误放到错误位置时，会自动发出报警信号，并形成盘库报表。

（3）自动搬运：盘库系统可以自动将物品运送到指定的位置，包括从仓库门口运送到规劃好的存储位置，以及从存储位置运送到仓库门口。

（4）自动检测和报警功能，当未经授权的物品或人员进出时，系统可以自动报警。

（5）其他功能：盘库系统中的机器人可以自动进行充电，并具备摄像和实时通信功能。

1.2 系统数据层介绍

盘库系统架构分为数据采集层、业务层、应用层。

（1）数据采集层：在每个资产设备部署RFID标签。

智能盘库机器人按照既定的路径规划，完成整个货架的数据清点、巡更;同时支持出入库时，自动将物品运送到指定的位置，减轻工作负担。智能货架依托于全覆盖的天线，自动采集所有资产的RFID标签信息。为了便于定位每个物品的位置，对普通货架做简单改造，支持声光定位提醒，便于工作人员到指定位置提取相关物品。工作台完成RFID标签的初始化、资产的借用、归还等操作。

（2）业务层。

考虑到系统处于局域网内，为了便于智能盘库机器人协同工作，将前段采集设备自建局域网，智能盘库机器人支持采用WIFI传输的方式进行数据交互。将采集到的机器人的视频数据、RFID采集数据、RFID标签信号强度数据等进行数据融合，准确定位每个资产的具体位置。

（3）应用层。

依托于采集到的每个物资的具体精确位置，进行大数据平台应用。全流程无人参与，重点对自动盘库后的数据进行分析，确认是否需要補库、在库情况是否异常等。

2 智慧仓储系统软件架构

2.1 软件功能

仓储管理作为整个系统的核心部分，除了提供基本仓储管理功能外，基于大数据平台建立库存预警、库存策略优化、库存分类分析等统计分析模型，为库存管理、生产运维提供辅助决策。

2.2 入库登记功能

制定编码规则，通过条码打印机，将资产按照仓库、货架等信息，形成规则，事先做好对应的条码。通过RFID工作站读取标签表面的条码或者二维码信息，自动生成资产的EPC码，写到RFID标签EPC区，完成卡号的初始化工作。将对资产进行唯一标识的EPC信息、TID信息、二维码/条码信息、资产名称、资产规格、仓库号、生产厂家、使用时机、管理分工、接装验收人、使用维护人、是否是易耗品等信息上报平台，写到对应数据库表中。

2.3 借用管理功能

提交借用申请，刷工作卡或人脸识别，读取身份信息，并与操作人员的基本信息包括姓名、部门、职工编码、联系电话等进行数据库关联，确认操作人员身份。选择要借用的资产，并自动进行语音和货架上的安装指示灯提醒，可选择调配机器人协助搬运。机器人自动到指定货架位置，从货架上拿取相应的资产。机器人将资产拿到指定的工作台边。在工作站电脑上显示刷卡记录，核对申请借用清单与实际借用是否符合，弹出取出的资产列表、未取出的列表、取错的报警列表;由借用人员点击确认，完成借用。

2.4 资产归还功能

刷工作卡或人脸识别，读取身份信息，确认操作人员身份。把归还资产放到工作站读写器扫描区或者手持机app盘点;点击“归还”按钮，系统自动盘点归还设备，显示归还列表。声光提醒归还的货位，确认归还资产。机器人将归还的资产搬运到指定货架。

3 智慧仓储系统硬件架构

3.1 RFID智能货架

通过将小件物品都部署上超高频标签RFID标签，智能货架部署RFID读写器、天线、分支器等，确保全面感知整个货架，可实时获取每个小物品的位置。

在每层的顶部固定平板天线，每层部署8口天线分支器，将所有的天线进行级联，完成对整个架子的全覆盖管理。可进行实时盘库。

对开放式管理架进行区域划分，同时每个区域部分部署标识指示灯。通过一个显示器以及指示灯实时显示当前资产的位置情况，并进行语言播报。

3.2 智能盘库机器人/智能搬运机器人

采用2.4G远距离识别技术和125K低频唤醒技术，在机器人上安装读写器、低频激活器，机器人经过贴有125K+2.4G双频标签的区域时，标签将被激活读取，因为机器人具备导航定位功能，从而完成对资产的定位以及清点。

可设置低频激励器的工作范围：1米到3.5米，到该区域内的标签激活并上报数据。此外，平时标签处于休眠状态，以节省电源，增加标签使用寿命。

盘库机器人按照指定的路径完成自动清点，同时免去了对货架的改造，采用双频方案可控制区域覆盖，一次经过可完成全部物资盘点。

3.3 智能物品管理机器人

设置不同的货架区，每个货架区由指定一台智能管理机器人管理，这样可以提高机器人工作效率。所有智能机器人共享一个网络拓扑图，为了避免相撞，需要中心调度服务器设计改进算法。

3.4 手持终端

用于资产清点确认。盘点时，管理员手持RFID手持终端，库存信息盘点上传，系统会自动进行信息核实，无入库内的工具以浅红色背景标识、缺失的工具以浅绿色背景标识、正确的工具以白色背景标识，管理员能够现场直观掌握工具信息。盘点结果上传至计算机进行数据整理统计保存结果。

3.5 智能通道门

当未授权的资产进出仓库时，智能通道门会自动报警。

4 结束语

智慧仓储系统具有强大的事件集中收集分析和处理能力，可适用于多种电子标签的电子芯片读写器，能够同时自动读取大量物资信息，并及时生成出入库单据、进行有效信息过滤和分析。智慧仓储系统动态读取RFID标签信息[2]，利用图表等展示形式显示读取状态，对异动数据进行提示告警，同时能实现对物资生命周期管理的智能化和可视化，仓库管理从而实现方便快捷且真实可信的无纸化办公。

伴随着信息技术的不断升级和变革，智慧仓储系统应运而生，其应用为智能型水电站的建设打下了坚实基础。目前，智慧仓储系统的应用在水电物资管理行业属于起步阶段，很多功能仍需要不断完善。但随着越来越多信息技术的不断进步及企业对智慧仓储系统认可度的不断提升，智慧仓储系统必将得到更加广泛的认可和应用，为企业创造更多的管理效益。

【参考文献】

[1]舒文琼.物联网即将步入3G时代芯讯通细分策略助发展[J].通信世界，2012，10（01）：56-57.

[2]张春红，裘晓峰，夏海轮，马涛.物联网关键技术及应用，人民邮电出版社，2017，（02）P15-21.