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目前絕大多數的物流倉儲工作人員的對物流貨物擺放都是根據人工標記和手動查閱的方式進行的。物流定位信息改變也都是手動進行變更, 不會動態實時地進行變更, 物流人員需要擺放貨物時就需要先查詢貨物需要擺放的位置之后再運輸貨物去進行擺放。這種方式有一些常見的弊端, 例如物流位置信息不能實時更新, 當新的物流人員進行工作時, 不能及時地找到貨物需要放的位置。所以, 物流貨物位置信息的可靠性就會大大降低, 不能真實地反映實際的物流位置信息, 而且這種方式容易造成物流工作人員需要多次自己查找擺放位置信息的現象。物流工作人員對物流區域位置信息更新時, 需要手動地進行記錄和更新。管理人員不能實時地掌握安防工作人員的位置信息和實時工作狀況。

現階段, 隨著互聯網技術的不斷發展, 智能手機終端在每一個行業都得到了充分的應用, 所以可以運用智能手機實現對物流工作人員貨物擺放的過程進行智能應用。利用智能手機終端對實時位置進行采集更新, 管理所有物流區域位置基本的信息。在物流人員進行尋找貨物位置的過程中, 可以實時地尋找需要擺放的位置信息, 避免物流擺放位置信息不對的情況的發生, 可以對物流位置信息進行實時的更新和實時的記錄。而且智能手機終端還可以對現場位置狀況進行手工添加場景照片和位置編號, 這樣后期在處理定位問題時可以提供充足的證據幫助快速地解決問題。

i Beacon技術使用低功耗藍牙技術BLE (Bluetooth Low Energy) , 也就是通常所說的Bluetooth 4.0或者Bluetooth Smart, 它可以創建一個信號區域[1]。當智能手機設備進入該區域時, i Beacon信號會將用戶的特定的手機App喚醒, 為用戶提供特定信息推送, 用戶也可以通過智能手機得到一些特定的定制信息。這樣就可以使得工作人員的智能手機設備能接收到獨特的情景計算和感知能力。

另外, i Beacon作為一種連接線下場景的近場傳感器, 讓每一個標志物都有自己的位置坐標信息[2]。當用戶設備在i Beacon的信號覆蓋的范圍內, 用戶可以通過定制開發的應用程序獲取i Beacon的信息, 也就是通過用戶的智能手機設備獲取位置范圍內i Beacon信息。本文設計的物流倉儲智能定位系統本質就是利用i Beacon的信號來實現精確定點的功能。利用i Beacon來部署定位信息點十分靈活方便, 而且i Beacon的體積非常的小, 這樣就可以靈活地布置在物流倉儲中任意的地點[3], 而且后期維護和升級也是十分的便利, 對部署的環境因數需求很小。另外, 每一個i Beacon擁有一個唯一的id, 確保id信息的唯一性, id作為定點巡檢的唯一標識, 避免發生錯誤標記的情況。

正常情況下, i Beacon通過藍牙低能量[4]提供技術范圍描述信息, 如表1所示。

表1 i Beacon藍牙低能量描述     下載原表

物流倉儲智能定位系統主要由i Beacon點和用戶智能手機終端組成, 還包括基本的云服務器。其中i Beacon點主要就是負責每一個點的信息采集和發送工作[5], 能給智能手機終端提供精準的位置數據信息。智能手機終端主要就是輔助配合i Beacon點進行數據采集和發送的工作, 對數據進行實時的更新與處理。云服務器主要就是對發送過來的數據進行保存操作, 另外, 還會提供基本的數據查詢功能。系統基本組成結構如圖1所示。

圖1 系統基本組成結構圖   下載原圖

一般情況在物流倉儲的預設在倉儲點中需要部署一些基本的i Beacon點來代表不同的物流區域。這些位置需要包含基本的核心路徑點, 還要保證覆蓋一些可拓展的位置信息點。當工作人員拿著智能手機終端經過這些基本的i Beacon點覆蓋的范圍時, 智能手機終端會自動接收并跳出當前倉儲區域的基本內容, 并且保存這個信息點的一些基本的數據。同時將檢查的內容數據通過Wi-Fi無線網絡或無線移動蜂窩數據上傳到云端數據庫[6]。另外, 為了保證數據的實時性和可靠性, 需要對系統設置權限管理, 保證只有管理人員才能夠隨時地去檢查每一個區域內的動態、基本的數據信息和物流人員的實時的工作狀態。

i Beacon設備在室內, 低精度由大的圓圈描繪。該裝置可以覆蓋在圓形的任何地方[7], 具體如圖2所示。i Beacon設備在戶外, 裝在背包里, 覆蓋位置比室內的更精確, 代表的是一個較小的圓圈, 具體如圖3所示。i Beacon設備在戶外, 沒有通過任何的物體遮擋, 所提供的覆蓋位置可以最大程度的提高準確性, 具體如圖4所示。

圖2 i Beacon設備在室內   下載原圖

圖3 戶外背包中i Beacon設備   下載原圖

圖4 戶外無遮擋的i Beacon設備   下載原圖

如圖5所示, 當一個手機設備遠離i Beacon設備時, 信號強度將比接近時低。由于信號強度減弱, 手機設備對i Beacon設備信號的接收精度不高。這類似于上面的GPS例子中的大圓。當靠近i Beacon設備時, 接收到的信號強度增加, 因此接近度估計的準確度增加。這類似于GPS例子中的小圈。當一個手機設備靠近i Beacon時, 由于需要接收相應的發射信號, 因此i Beacon設備需要具有更高的發射標準。然而, 就像GPS信號強度可以被建筑物或放置在背包、錢包或口袋里的物體所削弱一樣, i Beacon的信號強度也會減弱。信號的衰減或信號強度的喪失, 可能是由許多外部因素引起的。圍繞著i Beacon設備的物理材料改變[8], 將影響接收到的信號強度。當有物理物體進行遮擋時, 信號是會發生一定的改變的, 但還是可以接收到相應的物品信號, 具體的關系圖如圖6所示。

圖5 設備信號強度關系圖   下載原圖

圖6 有遮擋時設備信號強度關系圖   下載原圖

物流倉儲智能定位系統軟件模塊主要分為手機App端軟件模塊和服務器端軟件模塊。為了保證基本的系統模塊完整并且良好的運行, 需要對一些基本的硬件設備有一定的功能要求。根據巡更的基本業務要求, 并且確保手機App端軟件模塊的正常運行, 本系統需要智能手機終端最低滿足以下基本要求。對于Android手機需要備Android 4.0以上的操作系統版本, 并且配備2 GB以上的內存[9]。對于i OS手機需要具備i OS 8.0以上的操作系統版本。同時需要具備WiFi無線網絡、藍牙功能和移動窩蜂數據網絡功能。針對某些極端的工作環境、例如濕度大、溫度高、光線不足等。所以建議最好選用一些具備三防功能定制智能移動設備, 這樣可以較大地節約成本。

服務器端軟件模塊主要是選用阿里云的云服務器, 基本的一些云端主機配置為2核4 GB系列, 系統盤選用為/dev/xvda高效云盤[10], 存儲空間為100 GB, 帶寬為100 Mbit/s, 同意配置基本的緩存服務, 基本的操作系統為CentOS 7.4 64位。數據庫類型選用PostgreSQL。

手機App端軟件模塊主要由一個登錄界面和4個子界面組成, 每個子界面里又會包含一些分子界面。

首先, 用戶需要使用此App端軟件, 需要同意的登錄注冊管理, 每一個用戶創建一個唯一的用戶名來標示自己的身份。后期針對每一個人的數據管理也需要是通過這個基本的模塊來完成。其次, 當用戶成功登錄軟件后, 服務器后臺會返回一些基本的信息并且下載到用戶手機上。主要由4個模塊組成, 分別為數據同步模塊、公告模塊、掃描貨物信息模塊和查詢模塊。數據同步模塊主要負責對用戶數據的上傳與下載工作, 保證數據準確的保存和獲取。公告模塊主要是負責發布一些基本的信息公告。掃描貨物信息模塊主要是負責管理物流人員指定放置的貨物路線和物流片區位置信息的實時更新和輔助完善, 還會涉及一些基本的位置點的拍照采集功能和手動描述片區位置編號和詳情信息。查詢模塊主要是實現用戶對數據進行基本的查詢工作, 實時地給用戶返回查詢到的基本數據信息, 并且需要保證數據的準確性和真實性。最后, 當物流人員成功登錄軟件后, 后臺會根據物流人員掃描的貨物信息編碼指定相關的路徑路線。物流人員需要根據系統分配好的路徑計劃快速地找到對應的物流區域進行貨物擺放。物流人員到達貨物片區的區域時, 智能手機設備的藍牙模塊會自動接收i Beacon點推送的消息信息, 自動進行識別和定位, 自動記錄物流人員到達位置點的時間和到達的位置信息, 并且對貨物信息和相應的位置信息進行關聯。另外物流人員還需要跟進代辦記錄事項, 對現場進行拍照上傳完成物流信息采集, 實時地更新位置信息, 確保位置數據的真實性和可復查性。手機App端基本模塊見圖7。

圖7 手機App端基本模塊   下載原圖

服務器端軟件主要是負責處理系統基本的數據信息, 包括用戶數據管理、統計報表、倉儲信息管理、當前系統關聯設備管理、公告管理和基本的系統管理。另外, 服務器端軟件還開啟了權限管理機制, 管理人員配置了管理員權限才可以對所有物流人員進行實際而有效地考核管理, 包括查詢所有的物流人員的基本信息, 全部的物流工作數據記錄以及特定時間段內的工作數據記錄。另外還可以查詢到當前時間安全物流人員的基本位置信息、工作的狀態, 這樣可以方便管理工作的完善。同時, 預防沒有權限的用戶進行數據違規操作。

服務器端軟件中基礎的數據包括公司信息、人員信息和物流區域基本信息, 這些數據信息是基礎的數據信息。統計報表模塊主要是生成對應的一些報表數據, 包括物流擺放的記錄、物流擺放的合格率、物流擺放的漏檢率和物流擺放的準時率。物流倉儲管理模塊中主要負責管理基本的物流片區信息維護管理, 物流的基本路線管理和貨物存放計劃的安排管理。另外, 服務器端軟件中需要對設備動態的添加和維護, 保證手機設備信息都是可以注冊和使用的, 防止出現管理錯誤。同時, 服務器端系統可以動態靈活的進行工作排班, 支持添加單個任務和批量添加多個任務, 任務數據靈活配置, 可以及時地維護和管理。對于物流工作人員的配置也是可以靈活動態的配置, 根據人員工作時間合理地安排物流擺放和位置更新的計劃。對于排好班后, 任務會自動提醒物流工作人員需要進行的工作, 藍牙模塊自動觸發任務, 并且記錄到達和停留的時間, 跟進事項記錄全支持。如果由異常情況發生, 關鍵信息與數據異常, 異常情況可以及時進行數據備份防止貨物信息出錯, 降低工作效率。可短信或郵件的方式推送至指定管理人員手機, 對潛在風險, 也可以預警相關責任單位, 提前把風險消除。系統可根據管理者需要, 產生日報、周報、月報等關鍵報表, 方便管理者優化巡更任務、考核員工、節省成本, 物流數據自動上傳, 存放互聯網云端, 大大地提高工作的效率。服務器端軟件模塊見圖8。

圖8 服務器端軟件基本模塊   下載原圖

手機倉儲智能定位系統主要分為手機客戶端模塊和后臺管理模塊兩個部分組成。物流工作人員主要使用客戶端軟件進行操作, 客戶端軟件主要包括用戶登錄注冊模塊、信息公告查詢、貨物信息登記等主要的功能。物流管理操作人員主要使用后臺管理模塊進行數據查看和統計, 主要包括用戶數據管理、統計報表、倉儲信息管理等。

物流人員使用手機倉儲智能定位系統的手機客戶端模塊時, 必須要有一個系統的賬號, 登錄之后才可以進行相關的功能操作。沒有賬號可以進行注冊。具體界面如圖9所示。

圖9 客戶端登錄界面   下載原圖

物流人員使用手機客戶端記錄貨物信息時, 首先需要掃描貨物的基本信息, 把貨物基本的信息和實際圖片錄入后臺數據庫中。后臺根據上傳的貨物信息, 進行查詢, 返回線路給物流工作人員。工作人員根據路線快速的把貨物送到對應的貨物機位。具體界面如圖10所示。

圖1 0 客戶端記錄貨物信息界面   下載原圖

物流人員還可以查詢貨物的機位路線信息。當貨物需要運輸到對應的貨物機位時, 通過客戶端都可以查詢到具體的路線圖和當前的運輸狀態, 具體界面如圖11所示。

圖1 1 客戶端貨物信息查詢界面   下載原圖

物流管理操作人員使用系統后臺管理時, 可以查詢現在公司相關的部門信息、相關的員工信息、公司的通告消息內容, 管理基本的一些報表數據信息, 查詢相關的報表的基本數據。報表信息統計主要就是管理平臺生成對應的一些報表數據, 包括一些基本的物流擺放的記錄、物流擺放的合格率、物流擺放的漏檢率和物流擺放的準時率。另外, 系統還會管理物流倉儲中的一些基本的物流片區信息, 物流基本路線信息管理和貨物存放計劃的安排管理。具體的管理平臺軟件基本操作界面如圖12所示。

圖1 2 管理平臺軟件基本界面   下載原圖

物流人員使用貨物運輸車輛在物流倉庫工作時, 將貨物運到具體的貨物機位, 實現貨物的集中擺放, 方便后期管理和取貨。具體的物流倉庫工作場景如圖13所示。

圖1 3 物流倉庫工作場景   下載原圖

手機倉儲智能定位系統, 基于i Beacon定位技術, 能夠精確地布置巡更地點。通過手機可以根據每個物流片區點的不同位置, 不同設備針對性的下達不同的檢查內容[11], 并對檢查內容進行統計和反饋, 最大限度地實現物流貨物擺放的自動化和智能化。系統能最大限度地調動物流人員的工作積極性, 最終能及時地完成貨物的存放工作, 從而提升物流公司的效率, 創造出企業和社會效益的最大化。