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CY1003物联网智能战备仓库管理系统-

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0楼发表于: 2011-08-03 17:44:39

— 本帖被 hefang 从 RFID资料库移动到本区(2011-08-03) —

1、项目背景

这些年来随着我军科技化进程不断加速，一支现代化的军队已经初具雏形，但与发达国家相比，部队的后勤保障还相对落后。现代战争是典型的高消耗战争，军事物资的消耗量空前增大。据我们统计，美军在第一次世界大战期间一个士兵作战平均物资消耗量为６千克，而至伊拉克期间，这一数字已经增长至５００千克，军事物资消耗增长将近１００倍。由此可见，现代战争在很大程度上是后勤保障能力的较量。
现今动荡的国际环境以及对台战争的必要性，提醒我们要时刻做好战斗准备，如何建立一个完备的战时保障系统，来为我军解除后顾之忧，则是摆在我军面前正待解决的问题。伊拉克战争期间，美军的后勤补给物资实现了全程追踪，所有需求链都清晰可见，这一切都源自美军使用了无线射频识别(Radio Frequency Identification.ZIGBEE)技术。目前我军军需保障还远没有实现真正意义上的“可视化”，这就需要我们用尽可能短的时间来弥补这一差距。美国用了12年的时间完成了ZIGBEE的成功应用，现在有了可借鉴的经验，我们准备用3年的时间达到军需保障的可视化。
因此，我们必须优先建立起战备仓库的管理系统，以此系统应用为起点，逐步实现全军的后勤的保障智能化。
传统的仓库管理，一般依赖于一个非自动化的、以纸张文件为基础的系统来记录、追踪进出的货物，完全由人工实施仓库内部的管理，因此仓库管理的效率极其低下。对此，我们利用基于ZIGBEE无线射频技术的仓库智能管理系统，该系统能够增强库房作业的准确性和快捷性、减少整个战备物资出入库中由于管理不到位造成的非法出入库、误置、偷窃和库存、出货错误等损失，并最大限度地减少储存成本、保障战备物资的安全。
2、需求分析
传统的仓库管理，一般依赖于一个非自动化的、以纸张文件为基础的系统来记录、追踪进出的货物，完全由人工实施仓库内部的管理，因此仓库管理的效率极其低下，所能管理的仓库规模也很小。
随着计算机的应用普及，目前大多数企业的仓库管理数据资料已开始采用计算机数据系统管理，但数据还是采用先纸张记录、再手工输入计算机的方式进行采集和统计整理。这不仅造成大量的人力资源浪费，而且由于人为的因素，数据录入速度慢、准确率低。
随着军队智能化的不断发展，战备仓库管理的物资种类机数量在不断增加、出入库频率剧增，仓库管理作业也已十分复杂和多样化，传统的人工仓库作业模式和数据采集方式已难以满足仓库管理的快速、准确要求，严重影响了军队的作战效率，成为制约军队发展的一大障碍。
同时，近几年来，物资运输和车辆管理上存在很多类似少记录、漏记录和私放车辆等问题。越来越多的人为此纰漏不仅造成军队战备物资严重流失，还由于管理措施不到位，在军队中形成了对长期发展极为不利的工作习惯，严重影响了军队的智能化与现代化发展。
目前ZIGBEE技术正在为仓库管理带来一场巨大的变革，以识别距离远，快速，不易损坏，容量大等条码无法比拟的优势，简化繁杂的工作流程，有效改善供应链的效率和透明度。中国·创羿兴晟科技发展有限公司基于物联网的智能战备仓库管理系统是在现有仓库管理和车辆管理中引入ZIGBEE 技术，对仓库到货检验、入库、出库、调拨、移库移位、库存盘点等各个作业环节的数据进行自动化的数据采集，保证仓库管理各个环节数据输入的速度和准确性，确保军队及时准确地掌握库存的真实数据，合理保持和控制军队库存。通过科学的编码，还可方便地对物品的批次、保质期等进行管理。利用系统的库位管理功能，更可以及时掌握所有库存物资当前所在位置，有利于提高仓库管理的工作效率。同时，更好的为战备仓库服务，为部队后勤部、装备部、作训部的准确无误的工作提供有利的保障。
3、系统原理
仓库管理系统主要用于仓储战备物资进出自动化管理，由安装在战备物资外箱上的ZIGBEE电子标签、固定式读写器、手持读写器、管理中心网络管理设备及其管理软件组成。当携带ZIGBEE电子标签的车辆、战备物资通过仓库设定的射频感应区域时，系统通过ZIGBEE电子标签实现自动化的存货、取货及仓库中的快速盘点、物资监控等操作。通过科学的编码，还可方便地对物品的批次、产地等进行动态的管理。利用系统的库位管理功能，更可以及时掌握所有库存战备物资当前所在位置，有利于保障战备物资的安全及提高仓库管理的工作效率。
3.1 物资库位管理
安装在战备物资上的ZIGBEE电子标签按一定频率主动向固定式读写器发送按一定格式编写的编码，在上位机的数据库中，记录了对应编码的战备物资详细信息，例如物资品名、数量、批次、产地等。读写器将接收到的数据发送给控制中心，控制中心可对库存中的物资进行实时定位和盘点。
物资的定位管理：在监控中心的可视化平台上，清楚的显示了不同货架，不同物资的信息和状态。在现代化的快速战争中，保障了准确的物资调用，最大限度的节省了时间。
物资的自动盘点：人工盘点是仓管理中最继续解决的问题，虽然已经实现无纸化，但重复的体力劳动和时间上的浪费依然制约着军队在管理效率上的提升。利用ZIGBEE对仓库进行盘点操作，则大幅度降低了时间。只需要一个手持读写器，在盘库过程中，所有的物资信息都可以方便的增，删与更新。
物资的实时监管：仓库物资的监管大多采用人为站岗与摄像机的方式，但这两种方式都有可能出现漏查和疏忽。以摄像头为例，军队战备仓库众多，同样摄像机的数量也多，在控制中心，不可能对每一片区域都能达到全时监控，一般采用滚屏的方式，循环播放。利用ZIGBEE的仓库管理系统，物资的状态按一定频率不间断的发送给控制中心，所以物资非法的移动和出库，软件管理平台都可以第一时间识别并采用声光报警等形式告知管理人员。
3.2 物资出入库管理
基于ZIGBEE的物资出入库管理系统真正意义上实现了物资出入库的无纸化和智能化，最大化了节约了劳动力和时间。适合任何物资的管理，例如箱装物资，大件单件物资，无规则物资等，满足军队物资形式多样的需求。
物资入库：对新物资入库，对物资进行规则编码，将编码赋予标签，并根据物资更新数据库。数据库的增加、删除和更新可在上位机实现或通过PDA远程扫描，在PDA上修改并通过卫星进行远距离传输。最后，将完成编码与信息录入的物资按照规则放置在约定的货架上，完成入库。对于出库物资的再次入库操作，物资的战场消耗可通过PDA随时随地更新数据库，当物资运回仓库是，被读写器读到的物质自动完成入库操作，最后安装规则放置在约定的货架上，完成入库。
物资出库：战事一触即发，战事来临时，再去进行出库登记是不能的，这就照成了每次出库，仓库里的物资都要重新盘点和清查，至于拉入战场的物资使用情况更无可知。使用ZIGBEE出入库系统，物资的出库不需要登记或被动的扫描，因为贴有标签的物资不间断的发生数据，当控制中心不再接收到某一物资的信息时，上位机可判断物资为出库状态，并自动修改物资的状态。
3.3 物资防混存
对物品信息的录入可根据实际情况，选择录入项，例如物品类型、物品尺寸、物品类别等。以物品类别为例，通常危险品有不同的危险等级，为了防止危险品混存，入库时，仓库管理员可通过手持PDA扫描入库物品，PDA自带显示屏显示相应的类别和应该存放的库位。
4、系统流程
4.1库房管理
1) 实时24小时监控，利用射频芯片固定读写器，定时扫描，完成每个芯片数据的获取，与数据库中的数据对比，如有非法或异常，则数据发生变化，《战备物资智能管理信息系统》发出报警提示管理人员；
2) 可以实现定期盘库，管理人员在管理平台中发出盘库命令，各个设备读取相关信息，发送给服务器，服务器汇总信息，得到真实的战备物资库房信息。
4.2入库流程
1) 物资检验
2) 采用选定的物品编码方案对入库物品进行编码；把编码信息写入电子标签，同时打印纸质标签（方便人工校核），再把纸质标签和电子粘合在一起就成为货物标签
3) 对应在每个战备物资的外箱进行粘贴固定
4) 然后用手持的读写器读取对应ZIGBEE标签的ID信息，通过手持的读写器内置软件选择定义战备物资的属性，并登记录入到软件系统的数据库
5) 现场计算机自动分配库位，并逐步把每次操作的库位号和对应物品编号下载到无线数据终端（手持终端或叉车终端）上
6) 作业人员运送货物到指定库位，核对位置无误后把货物送入库位（如有必要，修改库位标签中记录的货物编号和数量信息）
7) 再用手持的读写器打印战备物资的名称、入库日期等属性的标帖粘贴于外箱上完成战备物资入库流程
4.3 出库流程
1) 根据合法指令的出库单，在《战备物资智能管理信息系统》中选定需要出库的战备物资；
2) 通过定位装置及信息系统，确定所选设备的库位及位置；
3) 将库位战备物资取下，放入运输车辆，如需要对车辆进行实时定位跟踪；
4) 在运输战备物资出库房时，射频芯片读设备，将射频芯片中的数据读出来，同时《战备物资智能管理信息系统》根据外箱芯片的信息，在数据库中修改；
5) 此时《战备物资智能管理信息系统》将此数据处理，做出确认，根据设定的库房射频芯片监视设备的数据提交，《战备物资智能管理信息系统》完成此遗弃化武出库流程。
4.4 移库流程
1) 根据需要，现场计算机编制移库指令，并下载到数据终端；
2) 作业人员按数据终端提示，到达指定库位；
3) 从库位上取出指定数量的货物，并改写库位标签内容；
4) 把货物运到目的库位，货物送入库位，修改库位标签内容；
5) 向现场计算机发回移库作业信息。
5、系统特点
1) 实时监控战备物资存储，保障战备物资出入库的安全
2) 完善战备物资的监管，减少和杜绝战备物资的非法流出
3) 实时战备物资车辆定位追踪管理
4) 标签识别的正确性高，减少人为的错误输入；
5) 增加库存的准确率；
6) 有效的库存管理和控制，快速、高效的战备物资流转；
7) 有效的库存空间利用，降低营运成本；
8) 战备物资各种当前和历史事务的统计报表为决策者提供准确、有用的信息
9) 数据交换接口的连通，增强战备物资现有应用系统的管理；
10) 记录物资管理员完成工作所花费的时间，掌握物资管理员的工作效率，增强对物资管理员的管理；
11) 建成后的战备物资仓库管理系统，将为战备物资的指挥决策提供更有价值、更具时效性的分析数据；
12) 将战备物资单据所需的大量纸张文字信息转换成电子数据，简化了查询步骤，只需输入查询条件，就会查到所需记录，大大加快了查询速度；
13) 提高战备物资数据统计的速度和准确性，减轻汇总统计人员的工作难度。
14) 无纸化的操作，减少纸张的开销；
6、系统实现
该系统主要由硬件设备和软件系统组成。硬件设备最大的亮点是配备了我公司最新研发的有源电子标签、腕带电子标签、手持读写器、固定读写器、GIM信息采集系统、仓库系统管理软件等组成。军用CY-TZB-301电子铭牌产品，因其具有防冲撞性、封装任意性、使用寿命长、可重复利用等特点，适合应用于现在科学的库存管理系统中。另一重要设备军用CY-RZGG-205固定式读写器，这款产品是我公司生产的高性能读写器，读写设备的识别距离远，使用寿命长，是一款性价比较高的产品。软件系统配备的是仓库智能管理系统，该系统能够在任何时间、任何地点操作和检索资料，配置了友好的中文交互式介面，使用方便快捷。
6.1 部分主要硬件
军用CY-JY-201电子铭牌结合世界先进的生产设备和大规模生产的工艺艺术，是一款性价比高的电子标签产品，该产品具备高功率性能，识别距离可达500-600米，融合了射频领域和数字技术中的多种领先科技，采用独特的软件无线电技术、微功耗技术、防碰撞技术、应答协议、局域激活的空间访问技术等专利组合。
军用CY-JY-205固定式读写器，可联网使用，并且支持单机操作。其完善、可靠的接口函数，支持访问射频卡的全部功能。有效识别距离可达1500m，同时识别 200 张标签。
军用手持读写器CY-JY-211是一款集ZIGBEE、GPRS技术相结合的手持终端设备，属于军用级PDA。该产品集语音、视频、数据传输于一体，定位于专业的工业级手持终端，具有抗震抗摔,耐高低温等特点，适用于各种复杂恶劣的作业环境。
6.2 软件
VC++是一款功能强大的可视化软件开发工具，已经成为专业程序员开发软件的首选，主要由Developer Studio集成开发环境、MFC、Platform SDK等三部分组成。SQL Server 2000是微软公司推出的SQL Server数据库管理系统的较新版本。对比其他版本，它具有Internet 集成、良好的可伸缩性和可用性、企业级数据库功能、易于安装、部署和使用等特性，可跨越多种平台使用，所以本方案选择SQL Server2000作为后台数据库。

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1楼发表于: 2011-08-03 17:50:42

CY2002 物联网智能枪械管理系统

一、项目需求

枪支是一种震慑犯罪的特殊工具，因此军队枪支的管理工作则显得尤为重要。军队枪支管理是指在管用枪支的存放、出入库、运送、使用、携带、回收等各个环节中对其有效监控与管理。如果监管工作不到位，将会给国家和社会带来重大安全隐患。近年来，国家对枪支管理，特别是军队枪支管理加大了力度，国家也陆续出台了一系列枪支管理规章制度和办法，涉枪的刑事案件明显减少。但由于历史原因，现行枪支管理还是存在很多不尽如人意之处，军队枪支管理问题不容忽视。
军队系统有非常重要或大量的枪支需要妥善的管理，现在普遍存在诸如下述的担忧或烦恼：
l 枪支失踪？
l 是谁提取了或还回枪支？
l 枪支何时被取走或还回？
l 哪一把枪支取走或还回？
l 是否有权取走枪支？
l 枪支交回而不被察觉？
l 枪被错放而难以查找？
l 枪支对应的人员或枪柜，长年累月是否有人员、物质的详细记录
l 数字化枪架人为、非人为侵入是否察觉？
l 异地对数字化枪柜是否能管理？
l 是否有网络功能？
以上这些问题都是在部队枪械管理过程中实际遇到的问题，本产品将以最新的无线互联设备，以及完备的软件管理系统，彻底解决以上遇到的难题，使部队的管理更加的智能化，高效化。
二、产品介绍以及产品特点
Zigbee无线互联智能枪械架是中国·创羿公司结合最新的zigbee无线技术，电子锁技术，与gprs或北斗卫星连接等技术研制的最新产品。该产品能提供一个对军队枪支的库存、出入库、使用时的自动识别、智能管理的数字化，能有效、准确、智能地对进出库房的枪支进行信息自动识别、采集、记录、上传，以及对枪支的维护信息进行快速的查询、统计，从而建立起公安、军队枪支管理的数字化信息管理系统，为人工的传统管理方式提供了高科技管理手段。和后台枪械管理系统进行实时通信。确保集团军能够实时的了解不对枪械情况，提高管理的效率。减少人工管理所出现的失误。
中国·创羿Zigbee无线互联智能枪械架，实现枪支管理信息与管理部门之间的电子数据实时传递，使枪支出入实现自动化和信息化。该技术成果的实现至少解决了如下几方面问题。
u 可折叠型枪架具有小巧、方便携带、可折叠安放、减少占用空间。
u 管理人员实时掌握枪支的状况，实现信息透通的管理方式。
u 解决了人工统计易出现人为差错，减少了人工统计的工作量，提高作业效率。
u 从技术手段上遏制不轨行为的发生。
三、产品的组成以及应用流程
1、产品组成
(1) 电磁所
(2) 接触式传感器
(3) 密码按键
(4) 指纹
2、取枪还枪流程：
取枪时：当军人需要执行任务用枪时，需要在枪架的感应开关处刷自己的身份识别卡，当感应到军人具体身份时，对应此军人枪械的电子锁随即打开。军人即可取走枪械执行任务。同时，枪械架上的zigbee无线发射节点会将具体的取枪信息，通过zigbee无限网络传送到后台管理平台。以便平台即使查询部队用枪情况。
还枪时：当军人需要执行完任务还枪时，需要在枪架的感应开关处刷自己的身份识别卡，当感应到军人具体身份时，对应此军人枪械的电子锁随即打开。军人即可放入枪械架。同时，枪械架上的zigbee无线发射节点会将具体的还枪信息，通过zigbee无限网络更新到后台管理平台。以便平台即时查询部队用枪情况。
非授权取枪报警：当取枪人如果在非授权（指的是不是合法人或合法时间）的情况下进行取枪，系统会及时启动报警系统，通过报警器以及短信发送的方式将取枪信息发送给相关人。
3、野外作战中的无线互联应用
每个枪架上都有一个节点发射器，当部队需要进行野外作战时，枪架就以班为基础单位进行管理。每一个枪架之间可以通过zigbee自组网的模式实现动态的连接，以达到枪支的实时监控与管理。及时的将枪架的用枪信息，通过数据集中器统一传送到枪支的后勤管理平台。通过系统平台，相关部门可以查询到每个班级的具体用枪情况。如果枪械不在枪架位置，在该枪械的位置显示为灰色。如果在枪架上，则显示为黑色。点击每把枪械，会出现该枪械的具体信息。包括使用者，保养信息，历史使用情况等等。
被授权的上级部门也有相应的权限访问枪械的使用的情况，同时也可通过系统软件设定哪些部门能够访问哪些页面。

4、系统软件功能
四、产品核心技术介绍
1、Zigbee无线技术特点
ZigBee是一种无线连接,可工作在2.14GHz(全球流行)、868MHz(欧洲流行)和915 MHz(美国流行)3个频段上,分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率,它的传输距离在80-200m的范围内,但可以继续增加。作为一种无线通信技术,ZigBee具有如下特点:

(1) 低功耗: 由于ZigBee的传输速率低,发射功率仅为1mW,而且采用了休眠模式,功耗低,因此ZigBee设备非常省电。据估算,ZigBee设备仅靠两节5号电池就可以维持长达6个月到2年左右的使用时间,这是其它无线设备望尘莫及的。

(2) 时延短: 通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短,典型的搜索设备时延30ms,休眠激活的时延是15ms, 活动设备信道接入的时延为15ms。因此ZigBee技术适用于对时延要求苛刻的无线控制(如工业控制场合等)应用。

(3) 网络容量大: 一个星型结构的Zigbee网络最多可以容纳254个从设备和一个主设备, 一个区域内可以同时存在最多100个ZigBee网络, 而且网络组成灵活。

(4) 可靠: 采取了碰撞避免策略,同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避开了发送数据的竞争和冲突。MAC层采用了完全确认的数据传输模式, 每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。如果传输过程中出现问题可以进行重发。

(5) 安全: ZigBee提供了基于循环冗余校验(CRC)的数据包完整性检查功能,支持鉴权和认证, 采用了AES-128的加密算法,各个应用可以灵活确定其安全属性。
2、Zigbee堆栈网络架构
ZigBee堆栈是在IEEE802.15.4标准基础上建立的，定义了协议的MAC和PHY层。ZigBee设备应该包括IEEE802.15.4(该标准定义了RF射频以及与相邻设备之间的通信)的PHY和MAC层，以及ZigBee堆栈层：网络层(NWK)、应用层和安全服务提供层。下图给出了这些组件的概况。
（1）ZigBee堆栈层
每个ZigBee设备都与一个特定模板有关，可能是公共模板或私有模板。这些模板定义了设备的应用环境、设备类型以及用于设备间通信的簇。公共模板可以确保不同供应商的设备在相同应用领域中的互操作性。设备是由模板定义的，并以应用对象(Application Objects)的形式实现。每个应用对象通过一个端点连接到ZigBee堆栈的余下部分，它们都是器件中可寻址的组件。所有端点都使用应用支持子层(APS)提供的服务。APS通过网络层和安全服务提供层与端点相接，并为数据传送、安全和绑定提供服务，因此能够适配不同但兼容的设备。APS使用网络层(NWK)提供的服务。NWK负责设备到设备的通信，并负责网络中设备初始化所包含的活动、消息路由和网络发现。应用层可以通过ZigBee设备对象(ZD0)对网络层参数进行配置和访问。
（2）802.15.4MAC层
IEEE 802.15.4标准为低速率无线个人域网(LR-WPAN)定义了OSI模型开始的两层。PHY层定义了无线射频应该具备的特征，它支持二种不同的射频信号，分别位于2450MHz波段和868/915MHz波段。2450MHz波段射频可以提供250kbps的数据速率和16个不同的信道。868/915MHz波段中，868MHz支持1个数据速率为20kbps的信道，915MHz支持10个数据速率为40kbps的信道。MAC层负责相邻设备间的单跳数据通信。它负责建立与网络的同步，支持关联和去关联以及MAC层安全：它能提供二个设备之间的可靠链接。
（3）关于服务接入点
ZigBee堆栈的不同层与802.15.4MAC通过服务接入点(SAP)进行通信。SAP是某一特定层提供的服务与上层之间的接口。
ZigBee堆栈的大多数层有两个接口：数据实体接口和管理实体接口。数据实体接口的目标是向上层提供所需的常规数据服务。管理实体接口的目标是向上层提供访问内部层参数、配置和管理数据的机制。
（4）ZigBee的安全性
安全机制由安全服务提供层提供。然而值得注意的是，系统的整体安全性是在模板级定义的，这意味着模板应该定义某一特定网络中应该实现何种类型的安全。每一层(MAC、网络或应用层)都能被保护，为了降低存储要求，它们可以分享安全钥匙。SSP是通过ZD0进行初始化和配置的，要求实现高级加密标准(AES)。ZigBee规范定义了信任中心的用途。信任中心是在网络中分配安全钥匙的一种令人信任的设备。
（5）ZigBee堆栈容量和ZigBee设备
ZigBee路由器是一种支持关联的设备，能够将消息转发到其它设备。ZigBee网格或树型网络可以有多个ZigBee路由器。ZigBee星型网络不支持ZigBee路由器。
ZigBee端终设备可以执行它的相关功能，并使用ZigBee网络到达其它需要与其通信的设备。它的存储器容量要求最少。NWK支持的网络拓扑有星型、树型和网格型。

中国·创羿
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