非接觸式IC卡在倉庫管理中的應用

文章出處：http://www.nyfzw.net 作者：王建宏 彭云輝 劉光斌   人氣： 發表時間：2011年09月13日

　摘　要：介紹了一種非接觸式IC卡倉庫管理系統的設計方案、系統組成、主要功能及其實現，并對系統安全性進行了討論。

　　隨著非接觸式IC卡技術的迅速發展，因其不易污染、磨損、劃傷，及卡本身是無源件，體積小，耐用可靠，操作迅速方便等優點［1］，正被廣泛地應用于公路收費、考勤、門禁、餐廳記帳及身份識別等系統中，給人民生活帶來了前所未有的方便。

　目前，倉庫管理主要是基于相應規范的手工作業及電腦半自動化管理實現的。其弊病顯而易見，即需要投入大量人力進行規范物品的放置、定期整理盤點以及出入庫登記等工作，這使得倉庫管理問題十分繁瑣，浪費大量時間。因此，把非接觸式IC卡應用于倉庫管理比較理想，這也是非接觸式IC卡一個新的應用領域。

1、非接觸式IC卡簡介

　非接觸式IC卡又稱射頻式識別卡（Radio Frequency Identification Card）是近年來迅速發展的一項新技術，具有非接觸雙向通訊、操作迅速、讀寫可靠、安全性高等特點。如圖1所示，非接觸式IC卡的硬件結構由天線和專用芯片兩部分組成。天線是只有幾組繞線的線圈，很適合封裝到ISO7816標準的卡片中；專用芯片是由1個高速射頻接口，1個存取單元和1個E２PROM組成。射頻接口部分以其本身的共振電路接收信號并從中產生電源和工作時鐘，接口還解調從讀寫設備傳輸到非接觸式IC卡的數據及從非接觸式IC卡傳輸到讀寫設備的數據。控制單元用于密碼校驗、編程模式檢查、數據加密和解密等，并控制對E２PROM的讀寫操作。為防止卡片之間出現數據干擾，非接觸式IC卡還具有防沖突閉合機制。當有多張卡片進入讀寫器的操作范圍，防沖突閉合電路首先選擇1張作為預處理對象，而其他卡片處于空閑模式以等待下一次被選中，這樣可連續處理多張卡片［2］。


2、基于非接觸式IC卡的倉庫管理系統

　非接觸式IC卡倉庫管理系統設計的目的是實現物品出入庫控制、物品存放位置及數量統計、信息查詢過程的自動化，方便管理人員進行統計、查詢和掌握物資流動情況。為達到方便、快捷、安全、高效等要求，系統設計如下。

2.1系統組成

　非接觸式IC卡倉庫管理系統硬件包括：主機、打印機、出入庫讀寫機、位置讀寫機、移動讀寫器、RS485接口卡、電動控制門、報警檢測裝置等。其中主機安裝了管理軟件，通過RS485接口卡與出入庫讀寫機及所有的位置讀寫機相連接并對它們進行控制，如設置權限、讀取記錄及統計查詢等；位置讀寫器記錄物品的放置，出入庫讀寫器控制電動控制門，采集物品出入庫記錄等。系統結構如圖2所示。本系統使用非接觸式IC卡作為物品的標識，存儲其型號、生產日期、數量等資料。

　本系統管理軟件是在Windows 98環境下，采用VB 6.0開發的，主要包括：系統設置、入庫管理、出庫管理、物質管理以及數據庫管理五大模塊。

　系統設置包括密碼修改，倉庫區域、讀寫器地址、串口及報警規則等設置；

　出、入庫管理讀、寫IC卡，添加、刪除記錄，生成報表等模塊；

　物質管理內有物資定位、盤點、統計及生成報表等功能；

　數據庫管理對數據庫進行瀏覽、查詢、排序等操作，只能修改或編輯部分信息，如損壞程度、備注等，無權添加或刪除任何記錄。



2.2系統主要功能及其實現

　（1） 物資定位

　物品進出倉庫中某區域時需經過該區的位置讀寫器，讀寫器記錄此物品，由邏輯電路判斷出物品進出方向，如圖3所示。主機接收記錄及進出標識，對數據庫進行修改。若物品進入某區，就在數據庫中將記錄添加到該區；反之則刪除記錄。這就實現了倉庫物資的實際位置與主機數據庫內的信息一一對應，為管理人員查詢、點驗、尋找物資帶來了很大的方便。


　　（2） 出入庫管理

　物資出入庫登記是倉庫管理中的重要環節。一旦物品種類數量過多，工作量就很大，而且容易出錯，可能造成國家財產或企業財產的損失。系統本著謹慎小心的原則，采用人工檢查和自動化辦公雙重管理。出入庫管理子系統的工作流程如圖4所示。該系統的優點是物資出入庫與數據庫的添加刪除同步，并最終生成報表，大大減少了管理人員的工作量。

　需要說明的是該系統中的出入庫讀寫機與位置讀寫機類似，裝配有2個紅外線接收器用來判斷是入庫操作還是出庫操作。另外，正常情況下電動擋板是在人工指令和出入庫讀寫機指令相“與”的控制下工作的，在讀寫器工作異常時可人為強制打開或合上。

　　（3） 物資清點

　在倉庫管理中，定期進行盤點是必不可少的工作。本系統還配置了移動讀寫器，工作人員手持它在倉庫中巡視一圈即可迅速完成物資清點任務。具體流程是：分區域進行；讀寫器讀取IC卡信息，輸送到主機作為記錄存入新數據庫；一個區域讀取完畢后，主機進行該區域的新舊數據庫比較并記錄結果；進入下一區域重復以上過程。倉庫盤點結束后，生成物資統計報表和差異報表，便于及時發現問題。

2.3接口通信設計

　主機通過RS232串行口或RS485串行接口卡（聯網）與出入庫讀寫機、位置讀寫機及移動讀寫器相連。

　（1） 讀寫器接口協議

　命令/應答格式“長度 命令字 地址 參數 校驗數”，其中，長度為從“命令字”到“校驗數”的字節數地址分配如下：主機地址為00H，出入庫讀寫器地址為FFH，位置讀寫器地址為01－F0H，移動讀寫器地址為FEH；校驗為偶校驗。

　串口參數波特率為9 600，8位，1位停止位，無校驗。

　（2）接口函數

　系統采用Windows API通信接口函數來實現主機與各讀寫器之間的數據通信。

2.4系統安全性分析

　隨著非接觸式IC卡技術的迅速發展，各非接觸式IC卡生產廠家為用戶提供的安全體系也越來越完善。首先每張卡的序列號都是唯一的，在生產過程中已被固化，不可以更改。在通訊安全上采用符合ISO9798國際標準的3次互感校驗技術，以對卡和讀寫器的合法性進行相互校驗；在數據通訊上采用DSA算法對數據進行加密，確保數據不被非法修改。在讀寫控制上采用授權方式，即讀寫設備必需先獲得“設備受權卡”的授權后才能讀寫本系統的IC卡，而卡的初始化又必須經過上級授權卡的授權，并且只能在指定的授權設備上進行。因此受權方式不存在密碼被破解問題，只要保證授權卡不被盜用，即可保證系統的安全性［3］。

　因此，正確規范IC卡的管理制度，妥善保存和使用各授權卡，將確保本系統的高安全性。

2.5兩點說明

　（1） 由于非接觸式IC卡的讀寫距離較短，所以需規范倉庫管理人員的操作，以保證數據讀寫有效；

　（2）非接觸式IC卡的價格較貴，倉庫內物品種類數量眾多，因此要求合理配置IC卡，以使系統的性價比最佳。

3結語

　基于非接觸式IC卡的倉庫管理系統的設計及實現，是非接觸式IC卡技術的一個新的應用。隨著非接觸式IC卡技術的不斷發展，相信在不久的將來，其讀寫距離會不斷改善，這將為倉庫管理帶來更大的方便，從而更加產生積極的社會效益。


【參考文獻】
1王卓人,鄧晉鈞,劉宗祥.IC卡的技術與應用.北京:電子工業出版社, 1999

2馬海峰,唐濤.非接觸式IC卡及其發展和應用.電子技術,1998,4

3熊立扉.非接觸式IC卡技術.深圳大學學報(理工版)，1998(15)，9：2~3