RFID室内仓储车辆的智能导航与调度技术

论文摘要

大型仓储中心的规模不断增大,带来仓库面积和并发任务的显著增加,因而在仓储日常作业中,寻找目标货架的位置越发费时、任务分配越发困难。这些都造成了货物周转效率降低、运营成本升高,进而使仓储环节逐渐成为制约物流业发展的瓶颈。针对这种现状,本文提出了一种新的方案。将传统仓储信息管理与车辆辅助功能相结合,设计一套基于RFID仓储运输车辆的智能导航调度系统。仓储运输车通常配备有车载RFID模块用于感应货物托盘标签,在此模块上增设天线,指向部署于地面或天花板的导航标签。模块将从中获取的坐标信息与预设地图数据相匹配,以实现车辆及货物在室内仓储环境下的实时追踪定位。为达到最节能省时等要求,方案在RFID模块与调度中心之间引入车载终端,负责车辆执行任务时的路径导航。最佳路径由拓扑索引与A*算法相结合生成,通过无线网络反馈回主机,并呈现于车载软件,以提供驾驶员便利的转向指引。调度主机在常用仓储信息的基础上增加了车辆及地图数据的维护管理,在多车多任务的情况下能够快速通过本文提出的改进型遗传算法获得最优解,从而为每辆运输车分配适当的任务并合理调整执行次序,将全局消耗降至最低。实验数据表明此设计显著的降低了任务执行耗费和货物周转周期,能够有效提高仓储空间的利用率,有着很好的应用前景。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 课题的提出与任务
• 1.3 课题研究目标
• 2 技术背景
• 2.1 物联网
• 2.1.1 物联网的含义
• 2.1.2 物联网的体系特征
• 2.1.3 物联网体系特点
• 2.2 仓储管理
• 2.2.1 仓储的概念
• 2.2.2 仓储作业管理的流程
• 2.2.3 仓储信息管理系统
• 2.3 RFID技术
• 2.3.1 RFID的定义与特点
• 2.3.2 RFID系统的组成
• 2.3.3 RFID技术的应用
• 2.3.4 RFID防碰撞算法
• 3 硬件架构
• 3.1 RFID运输车系统
• 3.1.1 两种模式的比较
• 3.1.2 在仓储作业中的应用
• 3.2 RFID模块
• 3.3 车载终端
• 4 导航算法
• 4.1 需求描述
• 4.2 地图的建立
• 4.3 车辆的定位
• 4.4 拓扑地图导航
• 4.4.1 地图描述
• 4.4.2 导航算法
• 4.5 栅格地图导航
• 4.5.1 地图描述
• 4.5.2 常用算法比较
• 4.5.3 启发函数
• 5 调度算法
• 5.1 VRP问题描述
• 5.2 遗传算法
• 5.3 算法实现
• 5.3.1 算法流程
• 5.3.2 仿真结果与改进
• 6 软件实现
• 6.1 平台及工具
• 6.1.1 无线网络
• 6.1.2 Socket通信
• 6.1.3 数据库
• 6.1.4 MFC
• 6.2. 调度主机
• 6.2.1 传统WMS的功能简介
• 6.2.2 追踪及调度功能的实现
• 6.3 车载终端
• 6.3.1 分布式运算与导航软件
• 6.3.2 车载RFID配置软件
• 6.3.3 通讯格式与校验
• 7 系统仿真集成与测试
• 7.1 测试目的及环境
• 7.2 测试结果
• 8 总结与展望
• 8.1 总结
• 8.2 创新点
• 8.3 展望
• 参考文献
• 作者简介