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非接觸式IC卡在倉庫管理中的應(yīng)用
作者：金卡工程 王建宏 彭云輝 劉光斌
來源：RFID世界網(wǎng)
日期：2005-09-12 10:18:28
摘要：介紹了一種非接觸式IC卡倉庫管理系統(tǒng)的設(shè)計方案、系統(tǒng)組成、主要功能及其實現(xiàn)，并對系統(tǒng)安全性進行了討論。
摘 要：介紹了一種非接觸式IC卡倉庫管理系統(tǒng)的設(shè)計方案、系統(tǒng)組成、主要功能及其實現(xiàn)，并對系統(tǒng)安全性進行了討論。
隨著非接觸式IC卡技術(shù)的迅速發(fā)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(yōu)點［1］，正被廣泛地應(yīng)用于公路收費、考勤、門禁、餐廳記帳及身份識別等系統(tǒng)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(yīng)規(guī)范的手工作業(yè)及電腦半自動化管理實現(xiàn)的。其弊病顯而易見，即需要投入大量人力進行規(guī)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(yīng)用于倉庫管理比較理想，這也是非接觸式IC卡一個新的應(yīng)用領(lǐng)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(fā)展的一項新技術(shù)，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(jié)構(gòu)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(chǎn)生電源和工作時鐘，接口還解調(diào)從讀寫設(shè)備傳輸?shù)椒墙佑|式IC卡的數(shù)據(jù)及從非接觸式IC卡傳輸?shù)阶x寫設(shè)備的數(shù)據(jù)?？刂茊卧糜诿艽a校驗、編程模式檢查、數(shù)據(jù)加密和解密等，并控制對E２PROM的讀寫操作。為防止卡片之間出現(xiàn)數(shù)據(jù)干擾，非接觸式IC卡還具有防沖突閉合機制。當(dāng)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(yù)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(xù)處理多張卡片［2］。
2、基于非接觸式IC卡的倉庫管理系統(tǒng)
非接觸式IC卡倉庫管理系統(tǒng)設(shè)計的目的是實現(xiàn)物品出入庫控制、物品存放位置及數(shù)量統(tǒng)計、信息查詢過程的自動化，方便管理人員進行統(tǒng)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(tǒng)設(shè)計如下。
2.1系統(tǒng)組成
非接觸式IC卡倉庫管理系統(tǒng)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(shè)置權(quán)限、讀取記錄及統(tǒng)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(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。本系統(tǒng)使用非接觸式IC卡作為物品的標識，存儲其型號、生產(chǎn)日期、數(shù)量等資料。
本系統(tǒng)管理軟件是在Windows 98環(huán)境下，采用VB 6.0開發(fā)的，主要包括：系統(tǒng)設(shè)置、入庫管理、出庫管理、物質(zhì)管理以及數(shù)據(jù)庫管理五大模塊。
系統(tǒng)設(shè)置包括密碼修改，倉庫區(qū)域、讀寫器地址、串口及報警規(guī)則等設(shè)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(zhì)管理內(nèi)有物資定位、盤點、統(tǒng)計及生成報表等功能；
數(shù)據(jù)庫管理對數(shù)據(jù)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(quán)添加或刪除任何記錄。
2.2系統(tǒng)主要功能及其實現(xiàn)
?。?） 物資定位
物品進出倉庫中某區(qū)域時需經(jīng)過該區(qū)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(shù)據(jù)庫進行修改。若物品進入某區(qū)，就在數(shù)據(jù)庫中將記錄添加到該區(qū)；反之則刪除記錄。這就實現(xiàn)了倉庫物資的實際位置與主機數(shù)據(jù)庫內(nèi)的信息一一對應(yīng)，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(huán)節(jié)。一旦物品種類數(shù)量過多，工作量就很大，而且容易出錯，可能造成國家財產(chǎn)或企業(yè)財產(chǎn)的損失。系統(tǒng)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(tǒng)的工作流程如圖4所示。該系統(tǒng)的優(yōu)點是物資出入庫與數(shù)據(jù)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(tǒng)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(tǒng)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(wù)。具體流程是：分區(qū)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(shù)據(jù)庫；一個區(qū)域讀取完畢后，主機進行該區(qū)域的新舊數(shù)據(jù)庫比較并記錄結(jié)果；進入下一區(qū)域重復(fù)以上過程。倉庫盤點結(jié)束后，生成物資統(tǒng)計報表和差異報表，便于及時發(fā)現(xiàn)問題。
2.3接口通信設(shè)計
主機通過RS232串行口或RS485串行接口卡（聯(lián)網(wǎng)）與出入庫讀寫機、位置讀寫機及移動讀寫器相連。
?。?） 讀寫器接口協(xié)議
命令/應(yīng)答格式“長度 命令字 地址 參數(shù) 校驗數(shù)”，其中，長度為從“命令字”到“校驗數(shù)”的字節(jié)數(shù)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(shù)波特率為9 600，8位，1位停止位，無校驗。
?。?）接口函數(shù)
系統(tǒng)采用Windows API通信接口函數(shù)來實現(xiàn)主機與各讀寫器之間的數(shù)據(jù)通信。
2.4系統(tǒng)安全性分析
隨著非接觸式IC卡技術(shù)的迅速發(fā)展，各非接觸式IC卡生產(chǎn)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(chǎn)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(shù)，以對卡和讀寫器的合法性進行相互校驗；在數(shù)據(jù)通訊上采用DSA算法對數(shù)據(jù)進行加密，確保數(shù)據(jù)不被非法修改。在讀寫控制上采用授權(quán)方式，即讀寫設(shè)備必需先獲得“設(shè)備受權(quán)卡”的授權(quán)后才能讀寫本系統(tǒng)的IC卡，而卡的初始化又必須經(jīng)過上級授權(quán)卡的授權(quán)，并且只能在指定的授權(quán)設(shè)備上進行。因此受權(quán)方式不存在密碼被破解問題，只要保證授權(quán)卡不被盜用，即可保證系統(tǒng)的安全性［3］。
因此，正確規(guī)范IC卡的管理制度，妥善保存和使用各授權(quán)卡，將確保本系統(tǒng)的高安全性。
2.5兩點說明
?。?） 由于非接觸式IC卡的讀寫距離較短，所以需規(guī)范倉庫管理人員的操作，以保證數(shù)據(jù)讀寫有效；
（2）非接觸式IC卡的價格較貴，倉庫內(nèi)物品種類數(shù)量眾多，因此要求合理配置IC卡，以使系統(tǒng)的性價比最佳。
3結(jié)語
基于非接觸式IC卡的倉庫管理系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)，是非接觸式IC卡技術(shù)的一個新的應(yīng)用。隨著非接觸式IC卡技術(shù)的不斷發(fā)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(chǎn)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(shù)與應(yīng)用.北京:電子工業(yè)出版社, 1999
2馬海峰,唐濤.非接觸式IC卡及其發(fā)展和應(yīng)用.電子技術(shù),1998,4
3熊立扉.非接觸式IC卡技術(shù).深圳大學(xué)學(xué)報(理工版)，1998(15)，9：2~3
隨著非接觸式IC卡技術(shù)的迅速發(fā)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(yōu)點［1］，正被廣泛地應(yīng)用于公路收費、考勤、門禁、餐廳記帳及身份識別等系統(tǒng)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(yīng)規(guī)范的手工作業(yè)及電腦半自動化管理實現(xiàn)的。其弊病顯而易見，即需要投入大量人力進行規(guī)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(yīng)用于倉庫管理比較理想，這也是非接觸式IC卡一個新的應(yīng)用領(lǐng)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(fā)展的一項新技術(shù)，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(jié)構(gòu)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(chǎn)生電源和工作時鐘，接口還解調(diào)從讀寫設(shè)備傳輸?shù)椒墙佑|式IC卡的數(shù)據(jù)及從非接觸式IC卡傳輸?shù)阶x寫設(shè)備的數(shù)據(jù)?？刂茊卧糜诿艽a校驗、編程模式檢查、數(shù)據(jù)加密和解密等，并控制對E２PROM的讀寫操作。為防止卡片之間出現(xiàn)數(shù)據(jù)干擾，非接觸式IC卡還具有防沖突閉合機制。當(dāng)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(yù)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(xù)處理多張卡片［2］。
2、基于非接觸式IC卡的倉庫管理系統(tǒng)
非接觸式IC卡倉庫管理系統(tǒng)設(shè)計的目的是實現(xiàn)物品出入庫控制、物品存放位置及數(shù)量統(tǒng)計、信息查詢過程的自動化，方便管理人員進行統(tǒng)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(tǒng)設(shè)計如下。
2.1系統(tǒng)組成
非接觸式IC卡倉庫管理系統(tǒng)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(shè)置權(quán)限、讀取記錄及統(tǒng)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(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。本系統(tǒng)使用非接觸式IC卡作為物品的標識，存儲其型號、生產(chǎn)日期、數(shù)量等資料。
本系統(tǒng)管理軟件是在Windows 98環(huán)境下，采用VB 6.0開發(fā)的，主要包括：系統(tǒng)設(shè)置、入庫管理、出庫管理、物質(zhì)管理以及數(shù)據(jù)庫管理五大模塊。
系統(tǒng)設(shè)置包括密碼修改，倉庫區(qū)域、讀寫器地址、串口及報警規(guī)則等設(shè)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(zhì)管理內(nèi)有物資定位、盤點、統(tǒng)計及生成報表等功能；
數(shù)據(jù)庫管理對數(shù)據(jù)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(quán)添加或刪除任何記錄。
2.2系統(tǒng)主要功能及其實現(xiàn)
?。?） 物資定位
物品進出倉庫中某區(qū)域時需經(jīng)過該區(qū)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(shù)據(jù)庫進行修改。若物品進入某區(qū)，就在數(shù)據(jù)庫中將記錄添加到該區(qū)；反之則刪除記錄。這就實現(xiàn)了倉庫物資的實際位置與主機數(shù)據(jù)庫內(nèi)的信息一一對應(yīng)，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(huán)節(jié)。一旦物品種類數(shù)量過多，工作量就很大，而且容易出錯，可能造成國家財產(chǎn)或企業(yè)財產(chǎn)的損失。系統(tǒng)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(tǒng)的工作流程如圖4所示。該系統(tǒng)的優(yōu)點是物資出入庫與數(shù)據(jù)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(tǒng)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(tǒng)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(wù)。具體流程是：分區(qū)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(shù)據(jù)庫；一個區(qū)域讀取完畢后，主機進行該區(qū)域的新舊數(shù)據(jù)庫比較并記錄結(jié)果；進入下一區(qū)域重復(fù)以上過程。倉庫盤點結(jié)束后，生成物資統(tǒng)計報表和差異報表，便于及時發(fā)現(xiàn)問題。
2.3接口通信設(shè)計
主機通過RS232串行口或RS485串行接口卡（聯(lián)網(wǎng)）與出入庫讀寫機、位置讀寫機及移動讀寫器相連。
?。?） 讀寫器接口協(xié)議
命令/應(yīng)答格式“長度 命令字 地址 參數(shù) 校驗數(shù)”，其中，長度為從“命令字”到“校驗數(shù)”的字節(jié)數(shù)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(shù)波特率為9 600，8位，1位停止位，無校驗。
?。?）接口函數(shù)
系統(tǒng)采用Windows API通信接口函數(shù)來實現(xiàn)主機與各讀寫器之間的數(shù)據(jù)通信。
2.4系統(tǒng)安全性分析
隨著非接觸式IC卡技術(shù)的迅速發(fā)展，各非接觸式IC卡生產(chǎn)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(chǎn)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(shù)，以對卡和讀寫器的合法性進行相互校驗；在數(shù)據(jù)通訊上采用DSA算法對數(shù)據(jù)進行加密，確保數(shù)據(jù)不被非法修改。在讀寫控制上采用授權(quán)方式，即讀寫設(shè)備必需先獲得“設(shè)備受權(quán)卡”的授權(quán)后才能讀寫本系統(tǒng)的IC卡，而卡的初始化又必須經(jīng)過上級授權(quán)卡的授權(quán)，并且只能在指定的授權(quán)設(shè)備上進行。因此受權(quán)方式不存在密碼被破解問題，只要保證授權(quán)卡不被盜用，即可保證系統(tǒng)的安全性［3］。
因此，正確規(guī)范IC卡的管理制度，妥善保存和使用各授權(quán)卡，將確保本系統(tǒng)的高安全性。
2.5兩點說明
?。?） 由于非接觸式IC卡的讀寫距離較短，所以需規(guī)范倉庫管理人員的操作，以保證數(shù)據(jù)讀寫有效；
（2）非接觸式IC卡的價格較貴，倉庫內(nèi)物品種類數(shù)量眾多，因此要求合理配置IC卡，以使系統(tǒng)的性價比最佳。
3結(jié)語
基于非接觸式IC卡的倉庫管理系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)，是非接觸式IC卡技術(shù)的一個新的應(yīng)用。隨著非接觸式IC卡技術(shù)的不斷發(fā)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(chǎn)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(shù)與應(yīng)用.北京:電子工業(yè)出版社, 1999
2馬海峰,唐濤.非接觸式IC卡及其發(fā)展和應(yīng)用.電子技術(shù),1998,4
3熊立扉.非接觸式IC卡技術(shù).深圳大學(xué)學(xué)報(理工版)，1998(15)，9：2~3
