如何實現RFID卷煙倉庫系統(tǒng)數字化管理

發(fā)布日期：2020-08-24 09:53:39 作者：Ling 點擊：17649

在前面的系統(tǒng)分析與設計基礎之上，本節(jié)對基于RFID的數字化卷煙倉庫管理系統(tǒng)進行了部分模塊的開發(fā)工作。下面將詳細闡述數字化卷煙倉庫管理系統(tǒng)中的服務器消息處理子系統(tǒng)、出庫管理模塊和叉車電子貨位導航系統(tǒng)三個部分的開發(fā)。

1、系統(tǒng)開發(fā)工具
本系統(tǒng)采用Java開發(fā)平臺和Eclipse開發(fā)工具中提供的RCP框架設計，而數據庫采用SQL Server 2005。
Java編程語言是一個簡單的、面向對象、分布式、健壯、安全與系統(tǒng)無關、可移植高性能、多線程和動態(tài)的語言。Java的跨平臺性使得開發(fā)出的基于RFID的數字化卷煙倉庫管理系統(tǒng)可以在不同的系統(tǒng)上使用，這樣在以后可以方便地進行系統(tǒng)的擴展和二次開發(fā)。

Eclipse是IBM公司開發(fā)的一款強大的Java開發(fā)工具。它倡導插件開發(fā)RCP（Rich Client Platform）的設計理念、采用客戶端平臺的思想，是基于ECLIPSE插件開發(fā)的一種應用。通過RCP可以快速構建應用程序，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
SQL Server 2005是運行于Windows操作系統(tǒng)的，面向分布式客戶機/服務器結構的關系型數據庫管理系統(tǒng)，是新一代電子商務、數據倉庫和數據庫解決方案。SQL Server 2005適合本系統(tǒng)的應用需求。

1.1、服務器消息處理子系統(tǒng)的實現
服務器消息處理子系統(tǒng)采用Java網絡編程方式來實現和客戶端的交互，系統(tǒng)的整個通信過程為：
（1）客戶端（主控機、叉車）向服務器發(fā)送請求，按照TCP協(xié)議連接到服務器上；

（2）主控機客戶端通過TCP協(xié)議向服務器端發(fā)送請求和指令；
（3）叉車客戶端通過TCP協(xié)議向服務器端發(fā)送請求，查詢指令；
（4）叉車客戶端通過TCP協(xié)議向服務器端發(fā)送指令狀態(tài)信息；
（5）服務器接收到叉車客戶端傳來的指令狀態(tài)信息后，更改服務器上儲存指令的狀態(tài)，然后以組播的方式向各個客戶端廣播指令狀態(tài)信息；
（6）主控機客戶端和叉車客戶端接收到組播后，更新本機界面上的狀態(tài)。
綜上所述，服務器消息處理子系統(tǒng)具有客戶端登錄驗證和消息儲存轉發(fā)兩項基本功能。下面將分別實現這兩項功能。

1.客戶端登錄驗證功能

服務器消息處理子系統(tǒng)客戶端登錄驗證功能實現的界面，可以看見當前的一個IP為192.168.1.13的主控機正登錄進來。
服務器消息處理子系統(tǒng)客戶端登錄驗證功能實現的界面
客戶端登錄驗證功能的代碼如下：

在上面的代碼中，線程thread用于監(jiān)聽客戶端的連接。當客戶端連接服務器時，線程thread監(jiān)聽到請求后，驗證登錄客戶端的用戶名和密碼，按照TCP協(xié)議建立連接線程talk用于客戶端和服務器端的交互。線程talk在客戶端和服務器建立TCP后啟動，建立數據的輸入和輸出流，并和客戶端進行一對一的TCP交互。

2.消息儲存轉發(fā)功能
服務器消息處理子系統(tǒng)的消息儲存轉發(fā)功能有兩種工作方式：當叉車發(fā)送查詢請求時，將儲存的客戶端發(fā)來的指令發(fā)送給叉車；對叉車發(fā)來的指令狀態(tài)信息或LED顯示屏信息的消息進行組播，將其傳遞給各個客戶端，客戶端再按照指令狀態(tài)信息或LED顯示屏信息進行刷新指令，監(jiān)控界面指令狀態(tài)或更新LED顯示屏信息。消息儲存轉發(fā)功能的代碼如下：

上述代碼是executeMethods（）方法中的部分代碼，可實現消息的儲存轉發(fā)功能。這個方法會根據報頭的不同而執(zhí)行不同的動作。當報頭為“1”時，表示叉車發(fā)送查詢請求，這時服務器消息處理子系統(tǒng)將保存在服務器上的指令發(fā)送給叉車；當報頭為“2”時，服務器消息處理子系統(tǒng)對叉車發(fā)來的指令狀態(tài)信息或LED顯示屏信息的消息進行組播。

2、出庫管理模塊的實現
出庫管理模塊用來完成出庫的各種操作，如出庫單據的管理、出庫貨位的分配、出庫指令的生成及監(jiān)控。出庫單據的管理功能主要是指完成單據的導入/手工錄入，未處理單據的修改和刪除。系統(tǒng)界面中會顯示所有當日未處理的單據，并可以對顯示單據進行修改。在完成單據的生成后，就需要使用出庫貨位分配功能。出庫貨位分配需要按照一定的規(guī)則進行。這些規(guī)則要實現優(yōu)先出暫存區(qū)，防止暫存區(qū)堆積；貨位的先進先出，防止貨物積壓；出庫貨位少，提高作業(yè)效率等目標。實現出庫貨位分配的界面如圖所示。界面上矩形框標出來的地方是系統(tǒng)按照出庫貨位分配規(guī)則分配的貨位。在庫管認為貨位不合理時，系統(tǒng)也提供手工修改分配貨位的功能，由此可提高系統(tǒng)的靈活性。出庫貨位分配界面中分配的貨位是按出庫貨位算法得出的。

出庫貨位分配規(guī)則的核心有以下幾個方面。

（1）出庫貨位分配規(guī)則是計算機自動分配的，把數據庫存儲過程寫入數據庫，在程序中只需提供出庫的卷煙品牌規(guī)格和數量。這樣會帶來兩方面的好處：一方面，存儲過程在第一次被調用時由系統(tǒng)編譯并存儲在數據庫中，編譯后的存儲過程經過優(yōu)化處理，執(zhí)行速度更快，可以提高系統(tǒng)的響應速度；另一方面，在需要修改出庫貨位分配規(guī)則時，只需要在數據庫中修改存儲過程即可。

（2）為保證出庫托盤盡量少，該算法首先判斷出庫的是整托盤還是散托盤，若為整托盤出庫，而暫存區(qū)沒有該品牌的整托盤時，則直接從庫區(qū)出庫中減去出庫托盤數。
（3）防止暫存區(qū)貨物的積壓。該算法在出庫時，在滿足出庫托盤盡量少的前提下，優(yōu)先出暫存區(qū)。

（4）出庫指令的生成及監(jiān)控功能：出庫貨位核對，生成作業(yè)指令和指令監(jiān)控。主控機在開啟時，便已和服務器端建立TCP連接，使用TCP協(xié)議將指令傳到服務器上，便于叉車查詢，指導叉車到指定的貨位作業(yè)。系統(tǒng)保證了貨物的先進先出，使用算法優(yōu)先出同品牌的、入庫時間早的卷煙。

這個界面將實時接收服務器組播的指令狀態(tài)，改變指令監(jiān)控界面上的指令狀態(tài)。當所有指令完成后，提交更新系統(tǒng)庫存。用出庫指令打開監(jiān)控界面，系統(tǒng)將會開辟一個線程用于出庫校對。在入庫時，將掃描的RFID標簽ID寫入數據庫，并和貨位進行綁定，因此在出庫時可通過掃描RFID標簽ID解析貨位地址，將其與出庫指令進行核對。出庫核對功能的代碼如下：
在上面的代碼中，hashMap存放著程序預先從數據庫中獲取的RFID標簽ID和貨位編碼的對應關系。在出庫時，通過RFID閱讀器讀取的RFID標簽ID就可以獲取貨位編碼，再與出庫指令中的貨位地址進行核對，若兩者一致會將RFID標簽ID寫入出庫指令監(jiān)控界面中；而不一致則代表出錯托盤，無法將RFID標簽ID寫入上面的界面中，并彈出“叉出貨位出錯，請將該托盤放回”的警告以提示叉車工，這時叉車工需將叉錯的托盤放回原貨架，再將正確的托盤取出。

4、叉車電子貨位導航子系統(tǒng)的實現

4、1.叉車客戶端通信模塊的實現叉車的客戶端通信模塊需要兩種通信模式：和服務器一對一的交互；接收服務器組播的消息。

連接服務器時調用的函數代碼如下：

這段代碼的功能是：在叉車電子貨位導航子系統(tǒng)運行時，將建立與服務器的TCP連接，用于叉車客戶端查詢服務器消息處理系統(tǒng)儲存的出/入庫指令，以及向服務器發(fā)送指令狀態(tài)和LED屏所需信息。同時開辟一個線程監(jiān)聽服務器組播的消息，用于更新指令狀態(tài)。

4、2.叉車電子貨位導航模塊的實現
叉車電子貨位導航模塊的功能是指導叉車司機的作業(yè)，給叉車司機進行直觀的電子貨位圖導航。叉車電子貨位導航子系統(tǒng)導航模塊的執(zhí)行流程如圖所示。

叉車司機打開叉車計算機后，叉車計算機會自動運行叉車電子貨位導航子系統(tǒng)。單擊“查詢”后，叉車電子貨位導航子系統(tǒng)會從服務器上查詢出所有的指令。
叉車電子貨位導航模塊的核心問題有以下幾個方面。
1）叉車指令樹表中指令狀態(tài)的互鎖問題

在叉車電子貨位導航的流程中，按照叉車指令優(yōu)先級算法選中指令時，會立刻改變指令狀態(tài)并將其發(fā)送出去。若選中其中一項作業(yè)并將其展開，則叉車上的自動指令算法將選中優(yōu)先級最高的指令并將其狀態(tài)改為“正在處理”，并用TCP協(xié)議將“正在處理”的指令狀態(tài)發(fā)送到服務器上，服務器接收到改變的指令狀態(tài)后進行組播，改變主控機上指令監(jiān)控界面的指令狀態(tài)和另外一個叉車的指令狀態(tài)。在沒單擊“執(zhí)行”就改變指令狀態(tài)是為了保證在兩臺叉車協(xié)同作業(yè)（兩臺叉車執(zhí)行同一項作業(yè)）時，當一臺叉車選中作業(yè)將其展開自動選中指令時，立刻改變另外一臺叉車上的指令狀態(tài)，這樣，當另一臺叉車選中該項作業(yè)將其展開選中指令時，系統(tǒng)會正確地選中下一條指令，實現指令狀態(tài)在選擇上的互鎖。

2）叉車指令優(yōu)先級算法
叉車指令選擇界面如圖所示，框中的指令即為在展開樹形指令表時指令優(yōu)先級算法自動選中的指令。

在選中一項作業(yè)后，叉車電子貨位導航子系統(tǒng)的指令優(yōu)先級算法會自動算出優(yōu)先級最高的指令。叉車上查詢到的指令是同出庫貨位分配的貨位順序相同；在出庫貨位分配時，分配的貨位是按照貨位地址降序排列的。因此，出庫第一條狀態(tài)為“未處理”的指令優(yōu)先級最高。在選中一條指令時，會完成下列動作：將指令選擇界面上的指令狀態(tài)改為“正在處理”；將指令的背景顏色改為黃色；將“正在處理”的指令狀態(tài)發(fā)送給服務器。叉車指令優(yōu)先級算法的代碼如下：

上面的代碼功能為：完成叉車指令表上的不同選擇并產生相應的動作。叉車指令選擇界面的選擇方式有：當樹形指令表都沒有展開時，選中一項作業(yè)，則將樹形指令表展開，選中該項作業(yè)中優(yōu)先級最高的指令，并將改變的指令狀態(tài)發(fā)送給服務器進行組播；當樹形指令表中有一項展開時，若選中的是同一項作業(yè)，則將樹形指令表收起，并將還原的指令狀態(tài)發(fā)送給服務器組播，若選中的是不同作業(yè)，則將先選中的作業(yè)收起，并將還原的指令狀態(tài)發(fā)送給服務器組播，再將當前選中的作業(yè)展開，選中新的指令，并將改變的指令狀態(tài)發(fā)送給服務器組播。

上述代碼中的search（）方法用于將樹形指令表展開，查找第一條未完成的指令并選中，然后發(fā)送“正在處理”的指令狀態(tài)給服務器組播并使選中的指令背景顏色為黃色。recover（）方法用于還原指令狀態(tài)，即把先前選中的指令狀態(tài)改為“未處理”，并發(fā)送給服務器組播。在選中指令，單擊“執(zhí)行”后，會出現電子貨位地圖界面，如圖所示。

在圖所示界面中，長方形的框中的區(qū)域為作業(yè)區(qū)域，深色的貨位是叉車當前指令作業(yè)貨位，而下面的文字是對當前指令作業(yè)貨位的解釋。
3）LED屏控制信息算法
叉車電子貨位導航子系統(tǒng)上組合的LED屏控制信息是13位字符串。字符串的第一位是指令號；第二位是作業(yè)號；第三位是單據類型；第四位是品牌規(guī)格；第五位是作業(yè)庫區(qū)入庫數量（僅是某個庫區(qū)，可能和單據上的入庫數量不一致）；第六位是作業(yè)庫區(qū)已入庫數量；第八位是指令狀態(tài)；第九位是車牌號；第十位是銷售去向；第十一位是出庫總數；第十二位是已出庫區(qū)數量；

第十三位是單據號。

若是出庫作業(yè)，則將字符串的第五位和第六位總數置為空；若是入庫作業(yè)，則將字符串第九位、第十位、第十一位和第十二位置為空；若是貨位調整作業(yè)，則不存入13位字符串的LED屏控制信息中。
字符串的第七位是控制LED如何刷新的標志位。
（1）S[6]=“1”：表示通道的第一條或庫區(qū)的第一條，LED屏幕由靜態(tài)庫存信息變成動態(tài)作業(yè)信息。

（2）S[6]=“2”：表示庫區(qū)的最后一條，LED屏幕由動態(tài)作業(yè)信息變成靜態(tài)庫存信息。
（3）S[6]=“3”：表示中間的指令，LED屏幕由動態(tài)作業(yè)信息變成動態(tài)作業(yè)信息，刷新數量。
（4）S[6]=“4”：庫區(qū)的最后一條，同時又是通道的第一條，也就是說該庫區(qū)的該通道只有一條指令。S[6]的具體算法流程如圖所示。