基于AGV与RFID的智能仓储管理系统的设计与实现

0 引言

仓储作为现代物流的重要环节，不仅承担着储存货物的任务，还需要与供应链上、下游更好地衔接，提高仓储作业的效率和服务的品质。因此，信息化、自动化和智能化的智能仓储成为未来的发展目标［1］。随着设备和技术的发展，采用 AGV 技术和RFID 技术可以很好地解决这些问题，提高仓储的智能化。该文主要介绍了一套基于 AGV 与 RFID 的智能仓储管理系统的设计与实现。

1 主要技术简介

1.1 AGV 简介

AGV 是 Automated Guided Vehicle 的缩写，意即“自动导引运输车”，是指装备有电磁或光学等自动导引装置，它能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。AGV 以轮式移动为特征，较之步行、爬行或其他非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。

1.2 RFID 简介

RFID 是 Radio Frequency Identification 的缩写，即射频识别。它可以方便地对物品进行非接触式识别。RFID 具有标签体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点，可支持快速读写、多目标识读、非可视识别、移动识别、定位及长期跟踪管理。一套 RFID系统由阅读器与转发器组成，由阅读器发射一特定频率的无线电波能量给转发器，用以驱动转发器电路将其内部 IDCode 送出，此时阅读器便接收此 IDCode，从而对物品批量地进行快速有效识别［2］。

2 整体结构设计

该智能仓储管理系统主要由系统界面展示程序、数据接口层和仓储硬件、AGV 运输车、RFID 读取器的设置几部分组成。数据采集和处理的程序运行在 2 台服务器上，系统界面展示程序可以运行在多个 PC 机上，并采用 C /S( Client /Server) 软件系统体系结构。系统整体结构如图 1 所示。

2.1 系统界面设计

界面程序包括主监控界面、操作界面。主监控界面是指当前库存监控界面，展示当前的仓储状况。操作界面由出入库物料信息管理界面、室内物流管理界面、产线位置管理界面和 AGV 调度界面这 4 部分组成。界面呈现的数据来源于服务器中的数据库，数据呈现过程是根据智能仓储管理系统各个界面的逻辑对数据进行查询、处理、集中、分析，并将结果实时呈现在各个管理界面上。AGV 调度界面，指管理员可以通过数据接口层中的 AGV 接口进行通信，发布指令操控 AGV 小车运送原料或成品到达指定车床，节省人力，性能更稳定。

2.2 数据接口层设计

数据接口层包括: RFID 接口、AGV 接口、仓储接口以及数据库接口。RFID 接口作用是 RFID 读取物料基本信息，并结合时间、仓储位置、机床位置等信息，通过串口通信模块存储在服务器的数据库中。AGV 接口实现管理系统与 AGV 之间的无线通信，用于操控 AGV 运行状态。仓储接口作用是将仓库物资的总体信息存储在服务器的数据库中。数据库接口连接了数据库与数据，同时也连接了数据库与系统界面。数据库存储着智能仓储管理系统的各种信息数据，它是系统的核心。

2.3 底层架构与仓储

在系统运行前，需要对每个入库物料通过电子标签对其唯一标识，并将商品详细信息与电子标签对应的数据导入后台数据库。其次，定义仓储，是指对各个库位、托盘进行编号，确认物料类型以及存放种类。底层硬件设备上都配备 RFID 射频读写器，读写器能够及时地检测并识别商品信息，并对物料进出仓储、上下机床的时间、动向进行记录。最后，多个机床之间通过机械臂、AGV 对物料进行运输。其中，AGV 采用磁带导航的方式进行操作，即 在AGV 的行驶路径的地面上埋设磁带，通过磁感应信号实现导航［3］。该方式只能沿固定轨道行驶，适用于路径固定、站点数少、布局相对简单的环境。