基于Android的智能倉儲系統的研究

傅 偉，蔣道霞，安業品

（江蘇財經職業技術學院 機械電子與信息工程學院，江蘇 淮安 223003）

0 引言

倉儲在現代物流業和制造業中扮演著重要的角色，對于加速貨物流通和生產決策起著重要的作用[1-3]。傳統對倉儲管理依賴于手工處理，產品的入庫、出庫等信息都需要手工進行統計，然后錄入系統中，系統雖然能夠起到一定的管理作用，但是由于大量的工作都需要手工去完成，系統只是單純地起到記錄數據的作用，另外對于倉儲的環境更是無法做到實時監測，然而在倉儲中對環境監測也顯得比較重要，大部分貨物怕潮，有些貨物甚至對溫度也有嚴格要求，僅靠人工管理無法做到實時監控的要求。隨著物聯網的興起，利用ZigBee技術、RFID技術等可以將實物與互聯網聯接起來，通過上位機軟件進行實時監控，即省時又省力，因此結合物聯網和移動互聯網實現智能倉儲管理成為可能。

1 系統總體架構設計

系統能夠實現對倉儲環境的溫濕度、光照度、空氣質量、煙霧等進行監測，同時能對貨物的出庫、入庫進行實時記錄，通過系統了解各類貨物庫存情況以及所處位置。在環境監測方面主要采用ZigBee網絡進行部署，收集倉儲環境實時信息并傳入系統服務器；利用 RFID技術進行實時采集貨物信息，其整體架構如圖1所示，ZigBee結點主要進行環境監測，在倉儲的不同位置放置若干ZigBee節點，對倉儲的溫濕度、光照度、PM 值、煙霧進行監測，通過ZigBee網絡將數據傳送到系統服務器，服務器根據監測到的數據通過移動互聯網，將數據推送至移動客戶端并提醒用戶，若環境變量數值超出預先設置的閾值，系統將作出相應的處理，使倉儲環境變量值處于正常范圍。倉儲中的貨物均貼上 RFID標簽，當貨物經過 RFID讀寫器時，貨物中的相關信息自動被讀入數據庫系統中，全程無需人工干預，大大提高了工作效率。限于篇幅，本文主要從Android移動客戶端的設計與實現進行深入研究。

系統整體架構Fig.1 S ystem overall architecture

2 系統設計與實現

2.1 系統功能設計

系統主要分為以下幾個模塊：環境監測、煙霧報警、貨物入庫管理、貨物出庫管理、貨物庫存查詢等。環境監測主要由溫濕度和光照度等節點構成，在倉庫的每個角落均放置有相應的傳感器，實時采集溫濕度和光照度，根據不同的貨物存儲要求，控制合適的溫濕度和光照度。防火報警節點主要采集煙霧信息，當倉庫里有煙霧異常時，啟動報警器，打開通風設備，同時通過服務器端將報警信息推送至客戶端；通過視頻監控節點采集人臉信息，實現防盜報警，當倉庫里有人入侵時，通過人臉識別模塊，啟動報警器，同時通過服務器端將警報信息推送到移動客戶端。貨物入庫管理主要通過 RFID標簽和RFID讀寫器實現，貨物入庫時RFID讀寫器自動對貨物上的 RFID標簽進行讀取，貨物的入庫信息經智能網關定時上傳至系統服務器中，其信息主要包括貨物名稱、貨物產地、貨物入庫操作員名稱、貨物入庫時間等；通過 RFID設備對貨物出庫信息經智能網關定時上傳至系統服務器中。另外如果需要了解貨物庫存情況，通過輸入貨物編號，可以通過系統查看貨物的總庫存量、日入庫量、入庫價格、日出庫量、出庫價格等相關信息，系統功能模塊如圖2所示。

2.2 數據庫設計

根據系統要求，數據庫中主要有：用戶表、貨物表、設備表。用戶表主要用于用戶管理，根據所屬的權限的不同，擁有對系統操作的不同權限，如表1所示；貨物表主要用于存儲貨物信息，表中包括貨物編號、貨物名稱、貨物產地等信息，如表 2所示；設備表主要用于存儲各環境結點所采集的信息，表中包括設備編號、設備類型、設備相關數據、設備更新時間等信息，如表3所示。

2.3 Andr oid移動端設計

2.3.1 頁面布局設計

為了使頁面設計比較靈活，系統中的頁面大都采用混合布局，在最外層通過 RelativeLayout進行布局，頁面內每個部分再用LinearLayout進行布局，結構顯得比較美觀。為了簡化設計有些部分可以單獨用一個布局文檔來設計，然后在其它文檔中通過include語句將其包括進來，這樣可以重復利用已經設計好的布局，比如在每個界面中都有“返回”按鈕，先單獨設計其布局界面如下：

圖2 系統功能模塊Fig.2 Sy stem function module

表1 用戶信息表Tab.1 Use r information table

表2 貨物表Tab.2 Goods table

表3 設備表Tab.3 Equipme nt table

在主界面中只需要將其包括進來即可，無需重復設計相同界面，其引用代碼如下：

2.3.2 數據庫操作設計

利用 DatabaseHelper類訪問數據庫，Database-Helper是訪問SQLite的助手類，提供兩個方面的功能，其一通過 getReadableDataBase( )、getWriteableData( )兩個方法獲得SQLiteDatabase對象，其二通過提供了 onCreate( )和 onUpgrade( )兩個回調函數，允許用戶在創建和升級數據庫時進行相應的操作。為了提高移動端系統運行效率，啟動系統時將服務器端數據同步到移動端SQLite數據庫中，從而減少網絡數據流量。獲取 DatabaseHelper對象和Sqlite對象代碼如下：

SqliteDBHelper dbHelper = new SqliteDBHelper(context, "zncc.db");//獲取助手類對象

Sqlite rSqlite = dbHelper.getReadableDaoTool();//通過助手類對象獲取SQLite對象

Sqlite wSqlite = dbHelper.getWritableDaoTool();//通過助手類對象獲取SQLite對象

2.3.3 采用JSON數據解析

在網絡傳輸中JSON是一種比較好的數據交換格式，相比 XML能夠減少很多冗余字符，最大限度地提高網絡傳輸效率[4-6]。JSON具有比較簡潔和清晰的語法結構，比較容易編寫，同時解析也比較方便，在將數據傳送到系統服務器中主要采用JSON解析數據，貨物相關信息都封裝成 JSON對象，相關代碼如下：

3 關鍵技術

3.1 多線程處理網絡數據傳輸

在Android應用中經常會有些比較耗時的操作，比如網絡連接或者上傳下載文件操作[7-10]。這些操作如果都在一個主線程中開啟，在網絡連接不佳的情況下，主線程很有可能卡死，用戶體驗極其不佳，為了獲得比較好的用戶體驗，必須重新開啟線程，在貨物入庫、出庫等功能模塊中均開啟了線程，達到比較好的用戶體驗效果，系統中采用 Android中已封裝的 AsyncTask類進行多線程操作，在AsyncTask類中主要有 onPreExecute( )、doInBackground(Params… params)、onProgressUpdate(Progress… values)、onPostExecute(Result result)等方法。當需要完成一些準備工作時，首先調用 onPre-Execute( )方法；執行的后臺任務均寫在 doInBackground(Params… params)中，publishProgress 調用onProgressUpdate(Progress… values)，表示任務進度更新；在后臺任務執行完畢后，調用 onProgressUpdate(Progress… values)方法，參數為后臺任務返回結果。doInBackground(Params… params)方法由AsyncTask內部線程池執行，其它方法均在主線程中執行。

4 實驗結果

本系統在Android 4.4.2環境下進行開發，采用Android Developer Tools集成開發工具進行實現，開發硬件平臺為CPU主頻2.5GHz、內存8G，限于篇幅，只展示系統的部分界面，如圖3所示。

5 結束語

圖3 系統部分界面Fig.3 S ystem part interface

倉儲是現代物流業和制造業儲存貨物的重要場所，實現倉儲智能化是現代信息技術發展的必然要求[11-15]。隨著物聯網和移動互聯網的快速發展，智能倉儲已經逐步在大中型企業開始應用。本文從系統體系結構、系統設計、系統實現等環節進行探索，實現了基于 Android的移動端智能倉儲平臺，經過測試，系統性能達到了設計要求。

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