ZigBee在仓储管理中的应用

1 前言
       仓储作为供应链管理的核心环节，在物流中占据着核心的地位。随着物资存储数量的不断增加，出入库频率急速增长。如何利用现代化技术来高效地管理仓库，实时、全面地掌握仓储信息，已经成为企业在竞争中取胜的重要因素。在仓储管理中，无线化是一个不可避免的发展趋势，是人们追求的目标，它使得仓储管理更灵活、更便捷。
     ZigBee无线传感器网络是当前国际上备受关注的无线网络之一，是学科高度交叉的新兴前沿研究热点，其中包含了传感器技术、无线通信技术和嵌入式技术等，具有信息采集、传输和处理的能力。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更新，保证仓库管理各个环节数据输入的速度和准确性，确保企业及时准确地掌握库存的真实数据，合理保持和控制企业库存。ZigBee无线传感器网络的发展和广泛应用，将对人们的社会生活产生极大的影响，对产业变革产生巨大的推动作用。
2 仓储管理的系统需求
     对条码标签和RFID，许多人应该都比较熟悉，前者使用的是光扫描，扫描器和条码之间不能有任何物理遮挡。后者使用的是“电磁场扫描”，两者之间可以有遮挡。但归根到底，两者所读取的数据，都仅仅是一个身份码而已。真正的数据资料，必须通过读码器所读出的身份码，到预先建立好的数据库中进行查阅。其次，由于条码和RFID的读取方式，都是通过条码和RFID标签微弱的反射或被动耦合的信号来实现的（那些有源和可储存少量数据的RFID实际已经超出RFID本身的定义范围），因而读取距离都非常有限。另外，由于这两种标签本身都不储存数据，信号读取器必须要与数据库相连，因而灵活性差。这些局限性大大限制了它的发挥。因此人们尝试把ZigBee应用于物流管理系统，试图建立一种ZigBee和RFID结合使用的应用系统。系统如图1所示。
   
       在标签绑定处，有一个远距离的RFID读写器，通过读取货品上的标签，操作人员将标签上的ID号与货品等信息通过无线ZigBee传输登记到计算机上。之后，由仓储人员将货物进行分类存放。在仓库的日常管理中，如果需要盘点或者其他的处理，只需要一台手持式读写器，通过简单的对产品进行扫描，就可以快速查询到当前的仓库的产品数量和类型，使得原来需要几天的工作量，借助RFID与ZigBee技术，只在几个小时就能完成。如果货品出仓，操作人员只需要通过RFID读写器，扫描一下产品上的标签，将标签的信息通过无线ZigBee在计算机系统上注销就可以了。
     它的主要特点是：远距离信息读取、数据写入，读写设备十分简单可靠，价格也十分低廉。由于在仓储通信系统中报文吞吐量较小，所以把ZigBee 技术引入到物流领域中是一种切实可行的办法。基于ZigBee 技术和RFID技术结合的无线扫描系统能够在物流领域的入库作业环节实现对入库数据的高效采集。能够在出库作业环节通过操作人员对出库产品的扫描核对和确认实现严密管理。保证有效数据识别和数据的传输是整个系统的关键所在，ZigBee具有低复杂度、低功耗、低成本和高容量等特点，它的应用能够对物流水平的提高起到非常大的作用。
     致远电子推出CEL生产的ZICM2410模块，具备了低功耗、低成本和高容量等特点，在远距离传输、可靠性和安全性方面表现十分突出，是仓储管理无线通信模块的理想选择。
3 ZigBee技术特点
3.1 低功耗
     在仓储管理中，存在节点数多、分布较为分散的特点，不宜频繁更换电源。ZigBee低功耗的特点就显得十分重要。在低耗电待机模式下，2节5号电池可支持1个节点工作6~24个月，甚至更长，这是ZigBee的突出优势。单个节点的模块功耗低于100 mW，而且单芯片可实现大部分功能，致远电子推出的ZICM2410 ZigBee模块，每隔10 s发送一次定位数据，使用550 mAh(放电量约为500 mAh)的电池可以工作13个月。ZICM2410模块电池容量与工作时间计算表如表1所示，电池容量与工作时间的关系如图2所示。