Thiết kế và triển khai hệ thống thông tin liên lạc và theo dõi hậu cần dựa trên RFID

Trong quản lý chuỗi cung ứng hậu cần, Thẻ RFID có thể được sử dụng để theo dõi nguyên liệu và sản phẩm trong suốt quy trình của chuỗi cung ứng. Từ cung cấp nhà cung cấp đến sản xuất, lưu kho, phân phối, vận chuyển và bán hàng. Doanh nghiệp sản xuất phải đảm bảo quy trình sản xuất tại các đơn vị sản xuất (như phân xưởng) được trật tự, đúng quy trình; tại các đơn vị kho bãi, nguyên liệu, sản phẩm (bán thành phẩm, thành phẩm) phải được phân loại và bố trí chính xác. Để đảm bảo chất lượng sản phẩm, nguyên liệu thô và bán thành phẩm phải được xử lý, đóng gói, dán nhãn, xếp vào kho và trải qua quá trình sản xuất trong xưởng để cho ra thành phẩm rồi mới đưa về kho. Trong mỗi quy trình, nhãn bắt buộc phải được gắn vào đơn vị sản xuất, bảo quản nguyên vật liệu để tránh sai sót do mất thông tin sản phẩm. Vì vậy, cần sử dụng các công nghệ định vị và truyền thông hiện đại để thiết lập hệ thống thông tin liên lạc và theo dõi hậu cần toàn thời gian, toàn vùng trời, trong mọi thời tiết (Hệ thống thông tin liên lạc và theo dõi hậu cần, gọi tắt là LTCIS) đáp ứng yêu cầu. và phát triển chuỗi cung ứng logistics hiện đại.

2 Hệ thống thông tin theo dõi hậu cần LTIS (1 logistictrackinginformationsystems)

LTIS dùng để theo dõi, ghi nhận các thông tin luân chuyển nguyên vật liệu (nguyên liệu, sản phẩm), nhập kho, vận chuyển trong các đơn vị logistic như lập kế hoạch sản phẩm, sản xuất xưởng, quản lý kho bãi, bốc xếp, vận chuyển đường dài.

2.1 Kiến trúc của LTlS

RFID có thể xác định và theo dõi các Tài liệu cụ thể, đồng thời có thể nhận ra mối tương quan và đồng bộ hóa của luồng thông tin và hậu cần. Để theo dõi nhãn và đồ vật được gắn vào, cần ghi lại lịch sử lưu hành của tài liệu. LTIS sử dụng bộ nhớ còn lại của thẻ để lưu trữ và cập nhật thông tin theo dõi trong thời gian thực không thể chứa trong Mã sản phẩm điện tử (EPC) 64, 96 hoặc 256 bit. Ba bảng quan trọng được thiết kế cho mục đích này, đó là bảng nhãn, theo dõi hậu cần và hoạt động lịch sử. Các bảng này ghi lại lịch sử lưu thông và hiện trạng của vật liệu. Phần cứng LTIS bao gồm thẻ, đầu đọc cố định, đầu đọc di động, máy trạm được phân bổ ở những nơi khác nhau, một loạt máy chủ ứng dụng cố định, máy chủ phần mềm trung gian RFID, máy chủ web và máy chủ cơ sở dữ liệu, mạng LAN Wi-Fi và thiết bị đầu cuối GPS. Hình 1 thể hiện kiến trúc của giải pháp LTIS.

Để cân bằng khối lượng công việc, giúp việc cập nhật và bảo trì mạng thuận tiện hơn cũng như tuân thủ các tiêu chuẩn mạng nội bộ và cơ sở dữ liệu của các doanh nghiệp hậu cần hiện có, phần mềm LTIS áp dụng hệ thống kiến trúc máy khách/máy chủ 3 cấp phân tán. Đồng thời xem xét kiến trúc trình duyệt/máy chủ như một giải pháp bổ sung.

Phần mềm LTIS bao gồm 6 khối chức năng: tiểu hệ thống xử lý nguyên liệu thô và bán thành phẩm; hệ thống con giám sát kho hàng; hệ thống con theo dõi vật liệu; hệ thống con quản lý hệ thống; hệ thống con định vị Wi-Fi của đơn vị vật tư và đơn vị hậu cần; đơn vị vận tải hậu cần hệ thống định vị và định vị GPS.

2.2 LTIS của giải pháp Wi-Fi/GPS/RFID

Bởi vì không gian hoạt động logistics rất rộng lớn, hay giống như một đơn vị vận tải logistics, nó ở xa cơ sở và môi trường làm việc khép kín, điều này tạo ra trở ngại cho việc ứng dụng đối với hầu hết các Giải pháp RFID truyền thống. Việc phát triển cơ sở hạ tầng đầu đọc RFID có thể cung cấp vị trí của hàng hóa và thiết bị trong thời gian thực là quá tốn kém và đòi hỏi phải lắp đặt ăng-ten tại khu vực làm việc. Để đạt được mục đích này, bài viết này thiết kế LTIS cho các giải pháp Wi-Fi/GPS/RFID. Hệ thống này tương tự như giải pháp UnifiedAssetVisibility (UAV) mới ra mắt của AeroScoutu. Giải pháp Wi-Fi/GPS/RFID có thể định vị vị trí của các đơn vị vật chất và đơn vị hậu cần trên diện rộng và có thể đáp ứng yêu cầu định vị ngay cả ở những vùng sâu vùng xa, nơi các điểm truy cập Wi-Fi phân bố thưa thớt.

Giải pháp Wi-Fi/GPS/RFID của LTIS cung cấp giải pháp bằng cách kết hợp các thẻ RFID hoạt động GPS và Wi-Fi. Phần mềm cho phép người dùng định vị các mục được gắn thẻ dựa trên cường độ tín hiệu thẻ nhận được bởi nhiều điểm truy cập Wi-Fi 802.11 tiêu chuẩn, cũng đóng vai trò là đầu đọc RFID. Khi thẻ ở quá xa và ít nhất ba điểm truy cập Wi-Fi không thể nhận được tín hiệu của thẻ, bộ thu GPS được nhúng trong thẻ có thể xác định kinh độ và vĩ độ của thẻ, sau đó gửi dữ liệu qua tín hiệu Wi-Fi.

Khi làm việc ở chế độ GPS hoặc Wi-Fi, thẻ có thể được định vị trong phạm vi 510iN. Tuy nhiên, GPS không hoạt động ở mọi môi trường. Một số đơn vị hậu cần đóng cửa và không thể tiếp nhận các vụ phóng vệ tinh. Mỗi đơn vị hậu cần yêu cầu một số lượng điểm truy cập Wi-Fi nhất định. Mạng có thể nhận tín hiệu từ các thẻ ở bất kỳ đâu trong đơn vị hậu cần.

Dán nhãn mục tiêu định vị. Thẻ cần chứa chip Wi-Fi và RFID, ăng-ten, chip GPS, cảm biến chuyển động và pin.

Khi nhận nhiệm vụ công việc, nhân viên xác định những công cụ cần thiết để hoàn thành nhiệm vụ và nhập tên thiết bị trên hệ thống phần mềm LTIS độc lập của giải pháp Wi-Fi/GPS/RFID. Sau đó, phần mềm sẽ hiển thị sơ đồ mặt bằng của đơn vị hậu cần, kèm theo các biểu tượng cho biết vị trí của các mặt hàng. Hệ thống cũng có thể tìm kiếm tất cả các thiết bị theo danh mục đã chọn.

Thẻ gửi mã ID và dữ liệu GPS theo khoảng thời gian đã đặt. Vì các thẻ có cảm biến chuyển động được nhúng bên trong nên khi thiết bị đứng yên, tín hiệu sẽ được gửi ở tần số thấp hơn so với khi thiết bị đang di chuyển.

Kế hoạch cuối cùng là tích hợp hệ thống Wi-Fi/GPS/RFID vào quản lý hàng tồn kho hiện có và mở rộng hệ thống này đến tất cả các đơn vị hậu cần để áp dụng cho các địa điểm hậu cần lớn hơn, chẳng hạn như sân bay và bến cảng.

2.3 Thiết kế và triển khai LTIS

Trong LTIS, các ứng dụng giao tiếp trực tiếp với các thiết bị phần cứng. Hệ thống Wi-Fi/GPS/RFID bao gồm các thiết bị, ứng dụng và phần mềm trung gian RFID. Để đảm bảo sự ổn định của hệ thống, một ứng dụng khác được thiết kế để kết nối đầu đọc và ghi RFID với ứng dụng khách như một giải pháp dự phòng nếu máy chủ phần mềm trung gian RFID bị lỗi. Nhưng nó cần gọi Thư viện liên kết động cục bộ.

(1) Giao tiếp giữa ứng dụng và đầu đọc RFID. Có bốn loại thiết bị RFID do tần số hoạt động khác nhau. Trong các doanh nghiệp logistics có nhiều loại vật liệu và môi trường làm việc phức tạp, cần tính đến tốc độ xử lý và phạm vi phổ tần cho phép, cần phải lựa chọn linh hoạt theo yêu cầu của hoạt động logistics. Trong đơn vị hậu cần, hãy chọn mô-đun đầu đọc RFID cố định, chẳng hạn như mô-đun đầu đọc tầm xa trị giá $6500 của Texas Instruments (TI), có thể đáp ứng tất cả các yêu cầu về chức năng Kỹ thuật số và RF và có thể được sử dụng với Tag-itHF từ nhiều nhà cung cấp khác nhau. , Tag-itTMHF-I (tiêu chuẩn Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế 15693) giao tiếp với tất cả các tiêu chuẩn ISO15693 khác.

Bài viết này sử dụng hai phương pháp để giao tiếp với người đọc. Một là phần mềm ứng dụng có đầu đọc $6500 trên máy khách giao tiếp bằng cách kết nối với thư viện liên kết động cục bộ.

Cách thứ hai là cài đặt phần mềm trung gian RFID kết nối đầu đọc và ứng dụng khách. Các tệp thư viện liên kết động ở trên (fecom.dll và feisc.du) được viết bằng các lớp cơ bản của Microsoft. Sử dụng Java, sử dụng phương thức gọi thư viện local link, sử dụng Visual C++ và thiết kế middleware theo chuẩn Java Native Interface (JNI). Phần mềm trung gian RFID dựa trên ba phần: thành phần giao diện đọc, thành phần quản lý sự kiện và thành phần quản lý ứng dụng. Cấu trúc được thể hiện trong Hình 3.

Ứng dụng của đầu đọc RFID cần phải đi qua máy chủ phần mềm trung gian RFID, máy chủ này có thể hỗ trợ các ứng dụng mạng phân tán. Nó làm cho các đầu đọc RFID không đồng nhất từ các nhà cung cấp khác nhau trở nên tương thích và làm cho các ứng dụng trở nên độc lập với phần cứng và ngôn ngữ cụ thể. Đầu đọc RFID di động có thể đọc và tham khảo thông tin được lưu trữ trên thẻ. Thiết bị RFID di động bao gồm các mô-đun đầu đọc RFID và thiết bị đầu cuối thông minh. Chúng được kết nối qua RS232 hoặc các giao diện khác.

(2) Triển khai Wi-Fi/GPS/RFID

① Thiết bị thông minh RFID bao gồm 3 bộ phận: Bộ thu thập thông tin dữ liệu RFID; đơn vị mang dữ liệu; đơn vị truyền tải thông tin.

Thông qua ba đơn vị này, các thiết bị thông minh RFID được tích hợp trên các thiết bị đầu cuối thông minh. Các nền tảng có thể được chọn bao gồm WindowsMobile, WindowsPocketPC (windowsCE), AndroidOS và LinuxOS. Thiết bị thông minh sẽ hoàn tất việc thu thập dữ liệu và cập nhật theo thời gian thực theo hướng dẫn dữ liệu do trung tâm quản lý hệ thống cung cấp. Cấu trúc đơn vị dữ liệu được hiển thị trong Hình 5.

Cấp độ thấp nhất là hệ điều hành và cấu hình phần cứng. Bạn có thể chọn hệ thống WindowsMobile, CE, Linux, Android và symbian. Các nhà cung cấp phần cứng có thể lựa chọn bao gồm: TI, Qualcomm, Freescale, Samsung, MTK, Broad-com, MarvelandIntel.

Hiện nay, các thiết bị đầu cuối thông minh này rất dễ tìm thấy trên thị trường. Bạn chỉ cầnd để phát triển mã nguồn C và C++ tiêu chuẩn trong hệ thống hoặc bộ công cụ và giao diện sử dụng RFID cho các thiết bị phần cứng này.

Các đơn vị mang dữ liệu bao gồm các đơn vị truyền thông chính thống hiện đang được sử dụng ở thị trường trong nước, bao gồm công nghệ GSM, WCDMA, CDMA, TD và công nghệ Wifi. Những công nghệ này có thể cung cấp môi trường trao đổi dữ liệu theo thời gian thực cho các thiết bị đầu cuối thông minh và có thể gọi đơn vị truyền dữ liệu tương ứng khi cần.

Đơn vị RFID chịu trách nhiệm xác định thông tin liên quan của thiết bị phần cứng. Thiết bị đầu cuối thông minh chịu trách nhiệm duy trì việc thu thập và xử lý thông tin RFID tại vị trí của nó. Do có sự can thiệp của hệ điều hành, thiết bị đầu cuối dữ liệu có nhiệm vụ điều phối và báo cáo mọi công việc.

②Ví dụ. Mỗi kiện hàng đều có thẻ RFID; thiết bị thông minh có nhiệm vụ thu thập thông tin hàng hóa tại khu vực hiện tại và cung cấp chức năng thống kê, báo cáo. Nhân viên hậu cần nói chung có thể hiểu được tình trạng của hàng hóa (trong điều kiện hậu cần, cần đặt các thiết bị thông minh trên phương tiện hậu cần); trên xe có 200 mặt hàng, thiết bị đầu cuối thông minh có thể đọc dữ liệu và cập nhật dữ liệu về máy chủ trụ sở chính theo thời gian thực theo hướng dẫn của hệ thống.

2.4 Chức năng cơ bản mà thiết bị thông minh có thể hoàn thành

(1) Dịch vụ điều tra. Trên nền tảng mạng do công ty cung cấp, khách hàng thông thường có thể truy vấn các chức năng, bao gồm cả trạng thái hậu cần (thông tin truyền thống như địa điểm giao hàng và điểm xuất phát hậu cần).

(2) Chức năng theo dõi. Trong số đó, đối với khách hàng là đối tác cố định hoặc khách hàng lớn, việc bổ sung thêm báo cáo thông tin vị trí GPS có thể cho phép khách hàng biết vị trí của hàng hóa bất cứ lúc nào. (Khi hệ thống đưa ra hướng dẫn, thiết bị thông minh sẽ truyền thông tin RFID, Wifi và định vị GPS đến nền tảng của công ty.)

(3) Chức năng báo cáo định kỳ. Thiết bị có thể kích hoạt chức năng nhắc nhở qua SMS, email nhắc nhở theo thời gian thực khi hàng đến điểm thông tin GPS được chỉ định hoặc khu vực wifi cố định theo cài đặt sẵn của hệ thống. Cung cấp thông tin đặt phòng cho khách hàng đã đặt chỗ trong thời gian thực.

(4) Mở rộng chức năng. Thiết bị có thể tích hợp với nền tảng hệ thống của công ty hậu cần hiện tại và mở rộng giao diện thiết bị đầu cuối người dùng sang các thiết bị thông minh (tương tự như chức năng của máy tính xách tay). Người vận hành có thể quản lý và cập nhật dữ liệu hậu cần của công ty thông qua các quyền.

Các chức năng mở rộng bao gồm: Đối với khách hàng chuyên nghiệp, chúng tôi cung cấp sự phát triển cấp cao về thiết bị đầu cuối thông minh, bao gồm thu thập dữ liệu, cập nhật dữ liệu, dịch vụ giao thông, dịch vụ video, v.v.

3. Hệ thống thông tin liên lạc và theo dõi hậu cần LTCIS

Wi-Fi, GPRS, INMARSAT và Internet đều là những hệ thống thông tin liên lạc trưởng thành về mặt công nghệ với các tiêu chuẩn liên lạc và cấu trúc mạng độc lập. Nó đóng vai trò độc lập nhưng bổ sung cho nhau trong việc truyền tải thông tin, trao đổi dữ liệu giữa đơn vị vận tải logistics và các đơn vị logistics khác trong chuỗi cung ứng, đặc biệt là với trung tâm thông tin điều khiển trung tâm. Thông qua sự kết nối và kết nối lẫn nhau, một hệ thống thông tin liên lạc hậu cần thực tế và đáng tin cậy (LCIS) được thiết lập, trở thành ăng-ten và đường cao tốc thông tin kết nối hệ thống thông tin theo dõi vật liệu, hệ thống định vị và theo dõi hậu cần và hệ thống điều khiển trung tâm. LTIS (Wi-Fi/RFID/GPS), LCIS (Wi-Fi/GPRS/INMARSAT) và MIS (Quản lý trong, Hệ thống hình thành) hiện thực hóa mạng thông qua việc ghép nối các tiêu chuẩn truyền thông và thiết lập LT-CIS, về mặt kỹ thuật Có không có trở ngại.

  4. Kết luận

Bài viết này đề xuất giải pháp hệ thống thông tin theo dõi logistics tích hợp RFID, GPS và Wi-Fi. Dựa trên điều này và kết hợp với công nghệ truyền thông mới nhất, một mạng LTCIS phù hợp với mọi thời tiết, mọi thời gian và không gian thời gian đã được hình thành. Đó là nguồn cảm hứng và nỗ lực tốt đẹp cho sự kết nối, thông suốt và quản lý toàn cầu chuỗi cung ứng của các doanh nghiệp logistics.