基于RFID的智能货架设计与实现..doc

基于RFID的智能货架设计与实现 　　摘要：基于RFID技术的智能超市管理系统能有效提高超市管理水平及管理效率，是未来超市发展的必然趋势。本文主要介绍基于RFID智能货架的设计与实现。该系统是在货架上部署读写器，不仅实现了对粘贴RFID标签的商品进行实时监控，而且采用中间件技术实现了对商品的智能监控，能及时发现缺货、过期、错架等事件并发出警告信息，为实现超市管理的最终智能化打下了良好基础。 　　关键词：射频识别（RFID） 智能货架 中间件 智能超市 　　中图分类号：TP391.44 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）01-0130-02 　　1 引言 　　RFID标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用、自动识别等特点，已开始应用于零售超市领域。早在2003年，沃尔玛率先使用RFID技术对商品进行管理，要求所有供货商必须对商品粘贴RFID芯片。从实施RFID计划到现在，该技术已给沃尔玛每节省了大量成本，而且还有许多潜在价值有待深入挖掘[1]。其他零售业巨头，如麦德隆、Tesco、Karstadt等公司也纷纷加入RFID技术应用行列。 　　但是，目前RFID技术在超市中的应用主要集中在仓储管理方面，而较少用于超市日常管理，因此未能充分发挥RFID技术的优势。文献[2]设计的智能货架管理系统通过对标签的扫描与定位，可实现商品清点与出入库管理，但不能对商品状态变化进行实时监控。文献[3]中提出的智能药柜后台管理系统，只实现了药品的出入库管理与库存查询等功能，功能较为单一。本文拟设计基于RFID技术的智能货架系统，进一步挖掘RFID技术的潜在价值，提高超市管理水平和管理效率。 　　2 智能货架设计 　　基于RFID的智能货架是在货架上安置读写器，全面监控超市中粘贴有电子标签的商品。一方面提供对货架商品的自动查询和清点功能，另一方面对货架商品进行实时监控，发现商品过期、缺货、错架时及时报警，以实现超市管理的智能化。 　　2.1 系统功能模块 　　本系统主要分物理设备、中间件、数据库和应用软件等四个层次，主要包括数据获取、中间件、智能查询、智能监控及用户管理等五个模块，各模块具体功能如下： 　　（1）数据获取模块。本模块通过读写器获取周围的电子标签信息，主要包括读写器连接，读写器探测周期设置及标签识别等。 　　（2）中间件。本模块负责对噪声数据进行清洗与复杂事件处理。由于原始数据中存在大量冗余数据，同时由于环境因素影响，导致多读和漏读概率较高，因此需对探测原始数据中的冗余、漏读、多读数据进行填补及过滤处理。而且，经过清洗后的原始事件要经过事件匹配及处理后才能提供给应用程序使用。 　　（3）智能查询。本模块包含商品信息查询和自动盘点两个功能。商品信息查询是根据用户输入从数据库中查询商品信息，并显示查询结果。自动盘点是对定期统计货架上的物品数量。 　　（4）智能监控。本模块包含错架监控、过期监控和缺货监控等三个功能。若发现商品当前所在货架号与应在货架号不同，或者商品即将过期，或者货架上商品的数量低于规定阈值，系统会产生相应的警告信息，提醒系统管理员进行相应处理。 　　（5）用户管理。本模块负责管理用户信息和登陆情况，如注册新账号、修改密码及分配账号权限等，以限定不同账号的操作权限。 　　2.2 系统处理流程 　　本系统的完整处理流程如下： 　　（1）标签接收到天线发出的射频信号后，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，经由天线接收后送至读写器进行解码； 　　（2）解码后的数据不是马上送至中间件，而是保存在读写器中，并对相同标签信息识别次数进行统计，直到统计周期结束。报告后对数据进行清零，重新开始统计； 　　（3）当中间件获取到数据后，先进行数据过滤和清洗，确保数据的正确性； 　　（4）将清洗后的数据作为输入源送至事件处理模块，将简单事件生成更高级别的复杂事件； 　　（5）经过复杂事件处理后的数据有两个去向：一是将原始事件及复杂事件根据需要存入数据库；二是将用户订阅的复杂事件对应的信息送到客户端。如有警告信息，则及时提醒系统管理员。 　　3 系统实现 　　3.1 软件与硬件环境 　　3.1.1 硬件环境 　　本系统读写器为ALR 9900系列。计算机为DELL PC机，CPU为Intel2.40GHz，内存1GB。读写器通过RS-232串口与计算机相连。 　　3.1.2 软件环境 　　为实现对读写器的控制，需要导入相应的AlienRFID.jar文件，并调用相应的接口程序接受探测信息。具体软件环境如下： 　　JDK： jdk-7u5-windows-i586.exe 　　Java Communications API：javacomm20-wi