基于RFID的海南熱帶農(nóng)產(chǎn)品冷庫管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)

孟 猛 ，孫繼華

（1.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院 科技信息研究所，海南 儋州 571737；2.海南省熱帶作物信息技術(shù)應(yīng)用研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南 儋州 571737）

1 前言

海南省是我國唯一的熱帶省區(qū)，也是我國熱帶農(nóng)產(chǎn)品的重要生產(chǎn)基地，農(nóng)業(yè)產(chǎn)值一直占海南省GDP的三分之一以上。近年來，隨著海南國際旅游國家戰(zhàn)略的實(shí)施，熱帶高效和優(yōu)勢(shì)特色農(nóng)業(yè)得到了快速發(fā)展，熱帶果蔬產(chǎn)業(yè)不斷擴(kuò)大，成為全國人民的“菜籃子”和“果盤子”，出島量逐年攀升，產(chǎn)業(yè)整體效益明顯增加，熱帶農(nóng)業(yè)已成為海南的支柱產(chǎn)業(yè)和農(nóng)民收入的重要來源。然而長期以來，海南熱帶農(nóng)產(chǎn)品集中上市后，受到“難賣”和價(jià)格季節(jié)性波動(dòng)以及常溫儲(chǔ)藏的影響，腐爛損失情況嚴(yán)重。因此建設(shè)熱帶農(nóng)產(chǎn)品倉儲(chǔ)冷庫，加強(qiáng)熱帶農(nóng)產(chǎn)品冷庫信息化管理已迫在眉睫。冷庫是冷鏈物流的重要組成部分，然而當(dāng)前的冷庫管理信息系統(tǒng)不夠完善，大多采用手動(dòng)和單機(jī)控制，真正意義上的信息化與自動(dòng)化庫存管理尚未實(shí)現(xiàn)[1]。基于此，本文采用無線射頻識(shí)別、計(jì)算機(jī)等信息化技術(shù)，開展了基于RFID的海南熱帶農(nóng)產(chǎn)品冷庫管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2 基于RFID的海南熱帶農(nóng)產(chǎn)品冷庫管理信息系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述

基于RFID的海南熱帶農(nóng)產(chǎn)品冷庫管理信息系統(tǒng)的總體架構(gòu)如圖1所示。在冷庫管理中，主要通過固定式讀寫器和手持讀寫器對(duì)冷庫農(nóng)產(chǎn)品出入庫進(jìn)行管理。

（1）通過固定式讀寫器對(duì)農(nóng)產(chǎn)品出入庫進(jìn)行管理的操作是：農(nóng)產(chǎn)品出入庫時(shí)，通過固定式讀寫器射頻覆蓋區(qū)域，讀寫器讀取到農(nóng)產(chǎn)品包裝袋上的扎帶標(biāo)簽。然后通過局域網(wǎng)，將數(shù)據(jù)上傳到冷庫終端PC機(jī)上，PC機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，并完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)服務(wù)請(qǐng)求。

（2）通過手持讀寫器對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行盤點(diǎn)校驗(yàn)的操作是：用手持讀寫器掃描農(nóng)產(chǎn)品包裝袋上的扎帶標(biāo)簽，并通過無線接入點(diǎn)連接到局域網(wǎng)，與服務(wù)器數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，并完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)服務(wù)請(qǐng)求。

2.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

針對(duì)當(dāng)前農(nóng)產(chǎn)品冷庫管理的實(shí)際需求，按照日常的業(yè)務(wù)流程規(guī)范，開發(fā)出穩(wěn)定的、可操作性的、容易集成和擴(kuò)展的軟件系統(tǒng)。

2.2.1系統(tǒng)軟件總體架構(gòu)。該系統(tǒng)軟件主要由農(nóng)產(chǎn)品冷庫管理服務(wù)器端系統(tǒng)、農(nóng)產(chǎn)品冷庫管理客戶端系統(tǒng)、手持機(jī)客戶端系統(tǒng)、農(nóng)產(chǎn)品冷庫數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等幾部分組成。圖2是基于RFID的農(nóng)產(chǎn)品冷庫管理信息系統(tǒng)軟件邏輯圖。①表現(xiàn)層：主要是指用戶可見的冷庫管理系統(tǒng)操作界面，完成用戶操作請(qǐng)求的接受以及數(shù)據(jù)返回。②業(yè)務(wù)邏輯層：實(shí)現(xiàn)冷庫管理系統(tǒng)的具體功能模塊的操作，規(guī)定需要操作的相關(guān)數(shù)據(jù)。③數(shù)據(jù)訪問層：負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)底層數(shù)據(jù)庫的訪問，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫中原始數(shù)據(jù)的直接操作。

同時(shí)，針對(duì)用戶特性，系統(tǒng)設(shè)計(jì)為C/S與B/S相結(jié)合的結(jié)構(gòu)并采用基于MVC的多層技術(shù)架構(gòu)，同時(shí)引入RFID技術(shù)，便于數(shù)據(jù)信息的采集，大大降低了系統(tǒng)的開發(fā)、部署、升級(jí)、維護(hù)成本。同時(shí)，該系統(tǒng)軟件以ASP.NET為網(wǎng)絡(luò)開發(fā)平臺(tái)，采用Microsoft Visual Studio2008作為編程開發(fā)工具，以SQL Server 2008作為系統(tǒng)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫。采用面向?qū)ο蟮姆椒?，利用ASP.NET的強(qiáng)大類庫和語言優(yōu)勢(shì)，編程實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯和操作流程，開發(fā)出滿足用戶需求的功能模塊，并在應(yīng)用測試中不斷完善。

2.2.2 系統(tǒng)軟件主要功能。系統(tǒng)軟件功能框架如圖3所示，包括基本信息管理模塊、農(nóng)產(chǎn)品入庫管理模塊、農(nóng)產(chǎn)品出庫管理模塊、農(nóng)產(chǎn)品在庫管理模塊、系統(tǒng)管理維護(hù)模塊五大功能模塊，每個(gè)功能模塊下又分為幾個(gè)小功能模塊。

圖3 冷庫管理系統(tǒng)軟件功能模塊圖

（1）農(nóng)戶信息管理。通過農(nóng)戶信息管理模塊，可以管理農(nóng)戶的個(gè)人賬號(hào)信息、查看農(nóng)戶存放農(nóng)產(chǎn)品的統(tǒng)計(jì)信息、給農(nóng)戶辦理用戶卡。用戶卡為農(nóng)戶在冷庫辦理業(yè)務(wù)的身份識(shí)別卡，通過無線射頻讀取卡片信息。

（2）農(nóng)產(chǎn)品信息管理。該模塊主要管理冷庫中存放的農(nóng)產(chǎn)品的屬性信息，用戶可以自行添加、刪除各類農(nóng)產(chǎn)品屬性信息。

（3）庫位信息管理。該模塊主要管理冷庫的各項(xiàng)屬性信息，包含號(hào)、區(qū)域號(hào)、冷庫容積等。

（4）員工信息管理。該模塊主要管理冷庫工作人員的身份信息、賬號(hào)等。

（5）農(nóng)產(chǎn)品入庫管理。根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品的所屬農(nóng)戶、種類的不同，分別放入不同的冷庫、不同的區(qū)域。農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)入冷庫時(shí)，RFID固定讀寫器自動(dòng)讀取農(nóng)產(chǎn)品外包裝上的電子標(biāo)簽信息，管理人員只需要在系統(tǒng)中添加農(nóng)產(chǎn)品所放置的庫位信息。系統(tǒng)實(shí)時(shí)將入庫信息上傳到服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中，自動(dòng)更新庫存信息，完成入庫操作。

（6）農(nóng)產(chǎn)品出庫管理。根據(jù)農(nóng)戶的出庫要求，在庫存信息中查詢到該農(nóng)戶的農(nóng)產(chǎn)品存放庫位，出庫時(shí)，RFID固定讀寫器讀取到農(nóng)產(chǎn)品上的電子標(biāo)簽信息，系統(tǒng)實(shí)時(shí)將出庫信息上傳到服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中，自動(dòng)更新保存。

（7）農(nóng)產(chǎn)品在庫管理。通過該模塊可以查詢某農(nóng)戶農(nóng)產(chǎn)品存放的位置、在庫數(shù)量、儲(chǔ)存時(shí)間等。同樣，還可以查詢小庫或者整庫存放農(nóng)產(chǎn)品的種類、總量等信息。

（8）員工權(quán)限管理。安全性是信息系統(tǒng)要考慮的重要問題，當(dāng)不同角色用戶登錄到系統(tǒng)中時(shí)，為防止用戶的非法操作和入侵，就要進(jìn)行分角色權(quán)限管理。

（9）數(shù)據(jù)備份恢復(fù)。數(shù)據(jù)備份恢復(fù)主要是為了防止誤操作或者系統(tǒng)故障等意外原因?qū)е碌臄?shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)丟失，進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性。

2.3 系統(tǒng)業(yè)務(wù)介紹

2.3.1 入庫管理。農(nóng)產(chǎn)品入庫管理子系統(tǒng)的主要功能設(shè)計(jì)如圖4所示。

（1）用戶登記：農(nóng)戶的農(nóng)產(chǎn)品到達(dá)后，持用戶卡到管理人員處刷卡登記。

（2）標(biāo)簽發(fā)放：管理人員根據(jù)待入庫農(nóng)產(chǎn)品的數(shù)量發(fā)放相應(yīng)數(shù)量的RFID扎帶電子標(biāo)簽，并通過桌面讀寫器給標(biāo)簽寫入用戶信息。

（3）標(biāo)簽固定：農(nóng)戶將寫入信息的扎帶電子標(biāo)簽固定到農(nóng)產(chǎn)品包裝袋的綁口處。

（4）搬運(yùn)入庫：固定好扎帶電子標(biāo)簽后的農(nóng)產(chǎn)品由農(nóng)戶自行搬運(yùn)入庫，冷庫門口讀寫器自動(dòng)讀取電子標(biāo)簽信息。

（5）登記庫位：農(nóng)產(chǎn)品搬運(yùn)入庫后，放置在管理人員規(guī)定的位置，同時(shí)管理員在系統(tǒng)中記錄該農(nóng)戶農(nóng)產(chǎn)品所放庫位。

2.3.2 出庫管理。農(nóng)產(chǎn)品出庫管理子系統(tǒng)的主要功能設(shè)計(jì)如圖5所示。

（1）用戶登記：農(nóng)戶準(zhǔn)備農(nóng)產(chǎn)品出庫時(shí)，持用戶卡到管理人員處刷卡登記。

（2）農(nóng)產(chǎn)品查詢：管理人員根據(jù)農(nóng)戶的出庫要求查詢待出庫的農(nóng)產(chǎn)品存放的庫位。

（3）搬運(yùn)出庫：農(nóng)戶到農(nóng)產(chǎn)品所在庫位搬運(yùn)出庫，通過冷庫門口的讀寫器射頻信號(hào)覆蓋區(qū)域時(shí)，讀寫器自動(dòng)讀取電子標(biāo)簽信息。

（4）標(biāo)簽回收：農(nóng)產(chǎn)品搬運(yùn)出庫后，拆下扎帶電子標(biāo)簽，管理人員回收扎帶電子標(biāo)簽。

2.3.3 在庫管理

（1）庫存統(tǒng)計(jì)：通過庫存統(tǒng)計(jì)功能可以查看農(nóng)產(chǎn)品在庫情況的綜合統(tǒng)計(jì)信息，包括庫存總量、庫存流水等信息。

（2）農(nóng)產(chǎn)品查詢：提供對(duì)庫存農(nóng)產(chǎn)品的所屬農(nóng)戶、農(nóng)產(chǎn)品種類、庫存量、存放區(qū)域等不同條件的關(guān)鍵字組合查詢功能。

3 結(jié)論

為了確保海南熱帶農(nóng)產(chǎn)品集中上市后，農(nóng)產(chǎn)品不受“難賣”、價(jià)格季節(jié)性波動(dòng)及常溫儲(chǔ)藏導(dǎo)致腐爛等因素的影響，本文針對(duì)當(dāng)前冷庫管理信息系統(tǒng)不夠完善，大多采用手動(dòng)和單機(jī)控制，尚未與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合等實(shí)際情況，通過對(duì)RFID的工作原理及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的分析，設(shè)計(jì)了基于RFID的海南熱帶農(nóng)產(chǎn)品冷庫管理信息系統(tǒng)。主要工作總結(jié)如下：

（1）針對(duì)用戶特性，系統(tǒng)設(shè)計(jì)為C/S與B/S相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，并采用基于MVC的多層技術(shù)架構(gòu)，同時(shí)引入RFID技術(shù)，便于數(shù)據(jù)信息的采集。

（2）該系統(tǒng)軟件采用面向?qū)ο蟮姆椒?，以ASP.NET為網(wǎng)絡(luò)開發(fā)平臺(tái)，采用Microsoft Visual Studio 2008作為編程開發(fā)工具，以SQLServer 2008作為系統(tǒng)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫。

（3）在冷庫管理中，主要通過固定式讀寫器和手持讀寫器對(duì)冷庫農(nóng)產(chǎn)品出入庫進(jìn)行管理。

（4）該系統(tǒng)軟件主要功能包括基本信息管理模塊、農(nóng)產(chǎn)品入庫管理模塊、農(nóng)產(chǎn)品出庫管理模塊、農(nóng)產(chǎn)品在庫管理模塊、系統(tǒng)管理維護(hù)模塊五大功能模塊。