3.3 系统组成
结合上述分析，智能仓储物联网主要由仓储物品识别、信息采集处理、仓储物品监控、后台信息服务器、本地数据库服务器、业务系统六大模块组成。
在仓储物品识别模块，系统采用EPC 代码作为物品的惟一标志码，为每个物品贴上一个具有EPC 的RFID 标签。标签由存入EPC 的硅芯片和天线组成，附在被标志物品上，EPC 代码内含一串数字代表物品ID、类别、名称、供应商、生产日期、产地、入库时间、货架号等信息，信息存储在后台EPC-IS 服务器的数据库中。同时，随着物品在仓库内外的转移或变化，这些数据可以得到实时地更新。
在信息采集处理模块，通过RFID 数据采集接口获取物品的详细信息从而进行处理。当物品通过仓储车间入口时，由设置在仓库入口的物品标签读写器读取物品的EPC 代码，然后根据物品的EPC 代码访问后台EPC-IS 服务器，获得物品的详细信息，并将相关信息保存到本地数据库，最后交由信息处理模块进行处理。仓储车间入口处可以安装多部读写器进行分类处理，还应为不可读标签提供手动编码区。
在仓储物品监控模块，通过在仓储车间内外布置一系列的传感器，包括视频传感器、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器等，使其基本覆盖所有盲区，自组织构成一个无线传感器网络，通过该网络与Internet 及业务系统互联，使工作人员可以在监控中心随时了解仓储车间内外的各类情况，以便及时处理。
后台信息服务器用于存储物品的详细信息，如物品ID、类别、名称、入库时间等，并能实时地响应远程应用程序的请求，允许通过物品的EPC 码对物品信息进行查询。
本地数据库服务器用于存储信息采集处理模块所获得的物品信息，以便在业务系统中查询和维护。仓储工作人员可以通过无线设备或Web 客户端随时随地查询物品的当前状态。
业务系统的功能除了出入库管理外主要就是在库管理，在库管理包括在库物品保管、在库物品查询、在库物品盘点等作业。在库物品查询、在库物品盘点作业过程中均采用RFID 技术。
4 系统实现
4.1 RFID 标签及读写器
在智能仓储物联网中，针对仓储物品识别和信息采集处理两个模块的应用需求，建议采用西门子研发的适用于物流、仓储和配送的智能无线射频识别系统--SIMATIC RFID 系统。该系统可以将数据直接存储到附在产品上的标签中，能够可靠、快速、经济地读写数据；而且MOBY 系列标签通信速率快、抗干扰性强，具有不同存储容量、不同环境耐受条件的移动存储单元，有不同的读/写距离和数据传输速率，根据具体应用需求可选择配合不同的接口模块使用，可以以不同的通信方式和业务控制系统进行通信。
具体应用中可以在仓库入口和出口处各定点安装2-4 套SIMATIC RF 系列读写器，用于实现入/出库操作；在仓库内部再配置2-4 套移动读写器，用于仓储盘点和物品拣选。
4.2 RFID 中间件及数据过滤
西门子SIMATIC RF-MANAGER 中间件为SIMATIC RF600 提供了一体化的软件解决方案，但并不适用于本系统物联网的物流仓储管理应用，因此需要设计一种针对系统实用的RFID 中间件。
中间件的功能模块包括：RFID 读写器接口模块、逻辑读写器映射模块、RFID 数据过滤模块、设备管理模块、业务系统接口模块，如图4 所示。其中：RFID读写器接口用于中间件与RFID 读写器的数据通信，主要有获取RFID 数据以及下达设备管理模块的读写器指令；设备管理模块用于调整RFID 读写设备的工作状态，配置相应的接口参数等；逻辑读写器映射模块用于将多个物理读写器或者读写器的多条天线映射成为一个逻辑读写器。一个逻辑读写器代表了一个有具体含义的数据采集点，而不管该采集点在物理上由多少个读写器和天线组成。它屏蔽了数据采集点的具体实现方式，减少了数据过滤等上层模块与下层数据采集部分的软件耦合度。对于上层业务系统来说，可见的只有逻辑读写器，所以逻辑读写器映射模块对RFID 数据有初步过滤的功能。
图4 RFID 中间件设计
RFID 采集的原始数据量非常大，在实际应用中，根据具体的配置不同，每台读写器每秒可以上报数个至数十个不等的电子标签数据，如重复多次扫描同一个电子标签，但其中只有少部分是对用户有意义的、非重复性的数据，这样大量的数据如果不经过去冗等处理而直接上传，将会给整个RFID 系统带来很大的负担。因此，系统采用数据采集事件编码的方法对RFID 采集的数据进行过滤处理。首先对电子标签状态的改变进行编码，定义标签出现的状态编码为0,标签状态消失的编码为1;然后加入计时器机制，对计时器有效时间内的同一标签的状态跳变进行忽略，从而在状态定义和时间维度两个方面对数据进行去重化。该方法能够很好地消除冗余数据，减少上层系统的负荷。
4.3 传感器、微处理器、通信芯片及协议
在智能仓储物联网中，针对仓储物品监控模块的应用需求，采用Zigbee 无线传感器网络和有线网络相结合并与局域网、互联网相连的设计思路实现整个仓储车间的物品监控。Zigbee 技术具有功耗极低、系统简单、组网方式灵活、成本低、低等待时间等性质，适用于此类监控系统的设计。
出于节能的考虑，仓储物品监控模块的数据采集应要求传感器体积小、低功耗、外围电路简单，最好采用不需要信号调理电路的数字式传感器。主控单元建议采用Atmel 公司的Atmega16L 单片机。无线通信模块建议采用CC1000 芯片与微控器及一些外围无源元件一起构成。
4.4 业务系统
图5 业务系统架构流程图
业务系统基于Internet 环境，采用B/S 模式进行开发。如图5 所示，在Java EE 平台上设计并实现的业务系统包括RFID 通信管理、物品入库管理、物品出库管理、物品在库管理（包括在库物品监控、查询和盘点）、货位优化管理、合同管理、报表管理、费用管理、系统管理等模块。从而使整个基于物联网技术的仓储管理系统无缝连接，彻底实现了信息采集、仓储物品识别、仓储物品监控、后台服务器维护及本地数据库维护等功能。
5 结束语
智能仓储物联网解决了传统仓储管理过程中物流信息处理效率低以及出入库盘点不准确等问题，系统在出入库、监控、盘点、拣货等方面具有快速、便捷、准确、高效及高度自动化等优点。在现代物流领域，物联网已经体现出其积极的促进作用。通过该系统的分析与实现，形成一种利用物联网进行物流仓储管理的新型实用的设计方法。可以结合本文的部分基础理论知识和具体系统架构方法进行深入研究和探讨，在切实理解物联网原理和技术特点的基础上，进一步促进其在诸多领域的更广应用和更大发展。由于物联网要求所有的物品都贴上具有一定成本的电子标签，而且不断壮大的物联网会频繁招至各类病毒攻击，因此物联网在仓储物流等诸多领域的应用方面，如何降低系统成本、提高网络安全性，还需要进一步深入研究。
