zigbee在倉庫、倉儲、物流智能定位信息系統中應用

一、概述
　　在現有倉庫管理中引入Zigbee技術(shù)，對倉庫到貨檢驗、入庫、出庫、調撥、移庫移位、庫存盤(pán)點(diǎn)等各個(gè)作業(yè)環(huán)節的數據進(jìn)行自動(dòng)化的無(wú)線(xiàn)數據采集，無(wú)線(xiàn)數據更新。保證倉庫管理各個(gè)環(huán)節數據輸入的速度和準確性，確保企業(yè)及時(shí)準確地掌握庫存的真實(shí)數據，合理保持和控制企業(yè)庫存。通過(guò)科學(xué)的編碼，還可方便地對物品的批次、保質(zhì)期等進(jìn)行管理。利用系統的庫位管理功能，更可以及時(shí)掌握所有庫存物資當前所在位置，有利于提高倉庫管理的工作效率。
　　利用本系統建立的無(wú)線(xiàn)傳輸網(wǎng)絡(luò )，可根據倉庫需要接入溫度、濕度、安防等倉庫信息智能設備。將各種系統完全整合在一個(gè)網(wǎng)絡(luò )中，一次投資多重應用，避免重復投資。
　　二、應用介紹
　　1、倉庫應用Zigbee系統效益
　　提高管理信息系統中數據的可靠性
　　高效、準確的數據采集，提高作業(yè)效率
　　遠程無(wú)線(xiàn)數據維護，高效集中管理
　　分區盤(pán)點(diǎn)，實(shí)時(shí)進(jìn)行，庫存動(dòng)態(tài)數據時(shí)時(shí)更新
　　入庫，出庫定位管理，防止人為失誤
　　準確、高效提高生產(chǎn)作業(yè)能力
　　2、托盤(pán)（貨架）式數字化管理優(yōu)勢
　　當今托盤(pán)（貨架）化已成為物流的必然趨勢。托盤(pán)作為基本數字化管理單位，即托盤(pán)上嵌入Zigbee智能身份識別卡，這樣既不影響貨物的外觀(guān)質(zhì)量，又提高貨物整體數字化平均單位數量，便于實(shí)現大批量貨物的精確數字化管理。Zigbee智能身份識別卡在物流配送中心的應用，是基于數字倉庫管理應用軟件、計算機無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、現代物流立體高架倉庫思想等實(shí)現的。
　　◆ 作業(yè)效率高
　　◆ 物流過(guò)程中的破損率大大降低
　　◆ 適應作業(yè)過(guò)程機械化、自動(dòng)化的需要
　　3、叉車(chē)配置Zigbee收發(fā)器應用
　　對于物流應用環(huán)境，Zigbee叉車(chē)是最佳選擇
　　■ 收發(fā)貨時(shí)，叉車(chē)配置Zigbee收發(fā)器可根據實(shí)際情況調整信號讀寫(xiě)距離，靈活應用。
　　■ 可以對托盤(pán)進(jìn)行全過(guò)程連續跟蹤，而不是離散式跟蹤。對貨物出入庫整個(gè)過(guò)程，入庫放置位置及出庫取貨位置做智能定位跟蹤，比對工作防止人為失誤。
　　■ 配合相應的庫房管理系統，可以實(shí)現單步式的作業(yè)控制，排除人工介入，提高作業(yè)效率的同時(shí)，改進(jìn)和加強管理，實(shí)時(shí)掌握詳細庫存及分布
　　三 應用流程
　　1、入庫
　　當貨物通過(guò)進(jìn)貨口傳送帶進(jìn)入倉庫時(shí)，每托盤(pán)貨物信息通過(guò)進(jìn)貨口讀寫(xiě)器寫(xiě)入托盤(pán)，然后通過(guò)計算機倉儲管理信息系統運算出貨位，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò )系統將存貨指令發(fā)到叉車(chē)車(chē)載系統，并可按照要求存放到相應貨位。
　　2、出庫
　　叉車(chē)接到出貨指令，到指定貨位叉取托盤(pán)貨物。叉取前叉車(chē)讀寫(xiě)器再次確認托盤(pán)貨物準確性，然后將托盤(pán)貨物送至出貨口傳送帶，出貨口傳送帶讀寫(xiě)器讀取托盤(pán)標簽信息是否準確，校驗無(wú)誤出貨。
　　3、庫存盤(pán)點(diǎn)
　　倉庫內讀寫(xiě)器實(shí)時(shí)讀取在庫貨物標簽信息，核對實(shí)時(shí)盤(pán)點(diǎn)數據與數據庫中統計的倉儲信息是否一致。
　　4、貨物區域定位，轉移
　　倉庫內讀寫(xiě)器實(shí)時(shí)讀取貨物標簽信息，控制中心根據讀卡器網(wǎng)絡(luò )判斷各個(gè)貨物存放區域，統計倉庫使用情況，并據此安排新入庫貨物存放位置。

一、整體組網(wǎng)結構

　　系統整體分為三層網(wǎng)絡(luò )結構：

　　

　　整體網(wǎng)絡(luò )結構圖

　　1、在整個(gè)倉庫區域根據倉庫大小現場(chǎng)環(huán)境配置SC8836B遠距離收發(fā)模塊組建無(wú)線(xiàn)數據骨干網(wǎng)絡(luò )。

　　2、每個(gè)倉庫內部采用雙頻定位收發(fā)模塊SC8836A+b，時(shí)時(shí)采集倉庫內部庫存信息，配合倉庫信息管理軟件系統，進(jìn)行貨物定位倉位分配管理。并可通過(guò)定位收發(fā)模塊對托盤(pán)上配置信息卡進(jìn)行發(fā)射功率，休眠間隔，卡號信息，聲光提示等工作模式進(jìn)行設置修改。

　　

　　倉庫內部圖

　　3、托盤(pán)智能信息卡，定時(shí)向系統發(fā)送信息。保證系統庫存，倉位使用情況時(shí)時(shí)更新，可配置聲光提示模塊，對入庫盤(pán)點(diǎn)，出庫進(jìn)行導航提示。

　　

　　車(chē)載和手持設備

　　4、叉車(chē)載讀卡器，進(jìn)庫、出庫、移庫對貨物、倉位進(jìn)行比對驗證?？膳渲蔑@示系統，系統將入庫、出庫、移庫目標倉位、目標數量顯示在屏幕上，提示叉車(chē)操作人員進(jìn)行精確操作。

　　5、手持設備，可調整自身設備發(fā)射功率、頻率。

　　5.1入庫尋貨：

　　工作人員攜帶手持設備入庫尋貨，目標貨物配置智能卡在接收到信號時(shí)，發(fā)出聲光提示，引導尋貨人員快速定位。

　　5.2入庫查庫：

　　工作人員采用手持設備定期人工查庫，近距離讀取托盤(pán)信息卡信息，并與后臺管理系統比對，人工盤(pán)點(diǎn)庫位貨物品種、數量、生產(chǎn)日期是否與后臺系統一致。如不一致，可現場(chǎng)對系統信息進(jìn)行修正，或對智能信息卡進(jìn)行修正。

　　5.3出入庫信息維護

　　工作人員可采用手持設備對出入庫托盤(pán)信息進(jìn)行維護，入庫托盤(pán)與貨物品種、數量等信息寫(xiě)入信息系統。出庫托盤(pán)與貨物品種、數量等信息寫(xiě)入信息系統。

二、工作流程說(shuō)明

　　1、入庫流程：

　　

　?。?） 運輸單元將貨物運輸到倉庫后，到倉庫信息系統進(jìn)行入庫登記；

　?。?） 信息系統根據入庫貨物品種、數量等條件，通過(guò)zigbee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )向倉庫查詢(xún)可用倉位，并智能分配倉位。

　?。?） 根據分配倉位，貨物托盤(pán)放置智能卡向智能卡寫(xiě)入信息與信息系統倉位信息、入庫貨物信息進(jìn)行匹配。

　?。?） 信息系統同時(shí)向叉車(chē)發(fā)送入庫貨物分配倉位信息，叉車(chē)根據倉位分配信息把對應的入庫貨物送入對應倉位。如送錯倉庫叉車(chē)車(chē)載系統和倉庫信息系統都會(huì )主動(dòng)告警，提示叉車(chē)及時(shí)更正。

　?。?） 入庫完成后，入庫貨物托盤(pán)所附智能卡定時(shí)向信息系統發(fā)送庫存信息。時(shí)時(shí)更新庫存狀態(tài)。

　　2、出庫流程：

　　

　?。?） 領(lǐng)貨人員向倉庫信息系統提交出庫申請；

　?。?） 信息系統輸入出庫貨物信息，根據出庫優(yōu)先級（比如生產(chǎn)日期靠前的優(yōu)先出庫）向倉庫查詢(xún)出庫貨物存儲倉位及庫存狀態(tài)。并生成出庫貨物提貨倉位及相應托盤(pán)所屬貨物。

　?。?） 向叉車(chē)發(fā)出出庫指令，叉車(chē)通過(guò)zigbee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )接收到出庫倉位，出庫托盤(pán)所屬貨物。

　?。?） 叉車(chē)根據指引向指定倉位取貨，當叉車(chē)接近倉位，托盤(pán)智能卡接收到信息，卡上配置的LED燈開(kāi)始閃爍提示叉車(chē)操作人員準確取貨。叉車(chē)取貨后駛離本庫信號覆蓋范圍后閃爍提示關(guān)閉，智能卡進(jìn)入省電狀態(tài)。

　?。?） 出庫貨物裝車(chē)前，通過(guò)出庫口讀卡器或手持設備進(jìn)行最終確認。

　?。?） 收回智能卡，循環(huán)使用。裝車(chē)出庫完成。
一、系統硬件介紹：

　　系統包括四個(gè)部分：智能卡（貨物托盤(pán)配置），雙頻定位收發(fā)器（安裝在倉庫，雙頻可更加降低智能卡功耗），骨干網(wǎng)絡(luò )收發(fā)協(xié)調器和與倉庫智能信息系統（軟件），智能卡和讀寫(xiě)器都是由高度集成的微功率單芯片無(wú)線(xiàn)收發(fā)機和單片機制成，它們的體積都非常小，單芯片收發(fā)機還可有一個(gè)全世界獨一無(wú)二的廠(chǎng)家編號（燒錄在芯片中），這個(gè)單芯片收發(fā)機還具有接收信號強度指示功能（RSSI）。新系統的智能卡和讀寫(xiě)器，使用的是無(wú)需申請的2.4G ISM免費頻段，而且都滿(mǎn)足國家對2.4G頻道無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品的相關(guān)規定。

　　1、智能卡（貨物托盤(pán)配置）

　　

　　

　　

　?。?） 硬件功能

　　a) 采用高強度ABS塑料，防止磨損。

　　b) 可添加聲光報警功能，出庫或尋貨時(shí)對工作人員進(jìn)行引導。，

　　c) 電池低壓告警，電池容量低壓時(shí)主動(dòng)上報低壓信息，提示管理人員更換電池。

　?。?） 性能指標：

　　a) 頻率：2.4 GHzC2.488 GHz 免費頻段,83個(gè)頻道，3822個(gè)信道， 32/64位 PN 碼

　　b) 接收靈敏度：-97dBm

　　c) 輸出功率：可達 +4dBm

　　d) 控制單片機配置： Atmega88

　　e) 自身通信距離： 150/ 250米（僅指 SC8836A 與 SC8836A 模塊之間，使用微帶（PCB）天線(xiàn)/內置天線(xiàn)時(shí)的通信距離，SC8836與其它模塊的通信距離可以遠得多，例如SC8836A(作為接收端)與SC8836b （作為發(fā)射端，使用5-10厘米小天線(xiàn)）其通信距離則可達1500米，參見(jiàn)本公司產(chǎn)品說(shuō)明）可提供SMA外接天線(xiàn)接口（選項）

　　f) 傳輸速率： 250 kbits/sec，125kbs, 38.4 kps, 19.2kps,…….1.2kps 可設置

　　g) 直序擴頻： DSSS通信方式，抗干擾力強，保密性高;

　　h) 高集成度，只有很少分離元器件，可靠性高，低成本

　　i) 提供TTL電平接口（3 C 15）；（RS232/RS485接口為選項）

　　j) 12-MHz 輸入時(shí)鐘運行

　　k) 休眠電流 接收 接收 => 發(fā)射)

　　x) 模塊尺寸：40 X 17 mm x 5 mm (可根據用戶(hù)需要尺寸進(jìn)行設計)

　　y) 典型應用：門(mén)禁系統，定位系統，不停車(chē)收費系統，遙控玩具，無(wú)線(xiàn)身份識別卡等；

　　z) 發(fā)射功率，頻道信道，模塊編號可通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)的方式，可由用戶(hù)自己設置。

　　2、雙頻定位收發(fā)（讀寫(xiě)）器

　　

　　

　?。?） 硬件功能

　　a) 采用高強度防水耐磨ABS塑料，或鑄鋁材料。

　　b) 采用SC8836A＋SC8836b雙頻工作模式，精確定位與遠距離傳輸。SC8836A負責確定定位范圍及通過(guò)變頻精確定位，SC8836b負責接收智能卡上傳信息，和轉發(fā)信息至骨干中心模塊。

　　c) 可室內外安裝也可作為手持設備。

　　d) 可根據實(shí)際應用區域調節信號覆蓋范圍。

　　e) 自動(dòng)定時(shí)回報狀態(tài)信息。

　?。?） 性能指標

　　a) 頻率：2.4 GHzC2.488 GHz 免費頻段,83個(gè)信道 32/64位 PN 碼

　　b) 接收靈敏度：-100dBm

　　c) 輸出功率：可達 +4dBm

　　d) 控制單片機配置： Atmega88 或 MSP430

　　e) 自身通信距離： 200 米

　　f) 傳輸速率： 250 kbits/sec， 38.4 kps, 19.2kps,…….1.2kps 可設置

　　g) 直序擴頻： DSSS通信方式，抗干擾力強，保密性高;

　　h) 高集成度，只有很少分離元器件，可靠性高，低成本

　　i) 直序擴頻可重新設置基帶相關(guān)系數

　　j) 提供RS232或RS485 接口；

　　k) 12-MHz 輸入時(shí)鐘運行

　　l) 休眠電流 接收 接收 => 發(fā)射)

　　y) 模塊尺寸：55 X 24 mm x 6 mm (可根據用戶(hù)需要尺寸進(jìn)行設計)

　　z) 典型應用：數據采集和傳輸模塊，定位系統定位點(diǎn)模塊，讀寫(xiě)器模塊等。

　　3、骨干數據收發(fā)基地臺

　　

　?。?） 硬件功能

　　a) 骨干基地臺在倉庫范圍內組建無(wú)線(xiàn)定位信息系統骨干無(wú)線(xiàn)數傳網(wǎng)絡(luò )。

　　b) 采用高強度防水鑄鋁材料。

　　c) 自動(dòng)定時(shí)回報狀態(tài)信息。

　　d) 可根據實(shí)際應用區域調節信號覆蓋范圍。

　　e) 骨干基地臺間可采用無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)，數據接力傳遞，無(wú)需布設有線(xiàn)電纜或光纖。

　?。?） 性能指標

　　a) 頻率：2.4 GHzC2.488 GHz 免費頻段,83個(gè)信道 32/64位 PN 碼

　　b) 接收靈敏度：-100 dBm

　　c) 輸出功率：可達 20dBm

　　d) 控制單片機配置： Atmega88 或 MSP430

　　e) 自身通信距離： 2000 米（天線(xiàn)高度8米以上，無(wú)阻擋；增加全向中饋天線(xiàn)可傳輸5000米）

　　f) 傳輸速率： 250 kbits/sec， 38.4 kps, 19.2kps,…….1.2kps 可設置

　　g) 直序擴頻： DSSS通信方式，抗干擾力強，保密性高;

　　h) 高集成度，只有很少分離元器件，可靠性高，低成本

　　i) 直序擴頻可重新設置基帶相關(guān)系數

　　j) 提供RS232或RS485 接口；

　　k) 12-MHz 輸入時(shí)鐘運行

　　l) 休眠電流：10 μA

　　m) 集成 64-bit 廠(chǎng)家 ID 編號

　　n) 最大接收信號 C20 C6 dBm

　　o) 具有測量點(diǎn)電池電壓功能

　　p) 工作溫度 C40 to 85C

　　q) 發(fā)射電流：約 300 mA

　　r) 接收電流：約 30 mA

　　s) 工作電壓 1.8 V to 3.6V (一般為可充電電池，或220V電源)

　　t) 天線(xiàn)類(lèi)型：外接天線(xiàn)

　　u) 數據速率：250kps （DSSS模式） 1Mps (GFSK模式)

　　v) 晶振啟動(dòng)時(shí)間：1mS

　　w) 頻綜穩定時(shí)間：100uS

　　x) 收發(fā)轉換時(shí)間：30uS (發(fā)射 => 接收 接收 => 發(fā)射)

　　y) 模塊尺寸：65 X 30 mm x 6 mm (可根據用戶(hù)需要尺寸進(jìn)行設計)

　　z) 典型應用：遠距離數據傳輸模塊，數據中繼模塊等；