非接触式IC卡在仓库管理中的应用
作者:金卡工程 王建宏 彭云辉 刘光斌
时间:2005-09-12
介绍了一种非接触式IC卡仓库管理系统的设计方案、系统组成、主要功能及其实现，并对系统安全性进行了讨论。
摘 要：介绍了一种非接触式IC卡仓库管理系统的设计方案、系统组成、主要功能及其实现，并对系统安全性进行了讨论。
随着非接触式IC卡技术的迅速发展，因其不易污染、磨损、划伤，及卡本身是无源件，体积小，耐用可靠，操作迅速方便等优点［1］，正被广泛地应用于公路收费、考勤、门禁、餐厅记帐及身份识别等系统中，给人民生活带来了前所未有的方便。
目前，仓库管理主要是基于相应规范的手工作业及电脑半自动化管理实现的。其弊病显而易见，即需要投入大量人力进行规范物品的放置、定期整理盘点以及出入库登记等工作，这使得仓库管理问题十分繁琐，浪费大量时间。因此，把非接触式IC卡应用于仓库管理比较理想，这也是非接触式IC卡一个新的应用领域。
1、非接触式IC卡简介
非接触式IC卡又称射频式识别卡（Radio Frequency Identification Card）是近年来迅速发展的一项新技术，具有非接触双向通讯、操作迅速、读写可靠、安全性高等特点。如图1所示，非接触式IC卡的硬件结构由天线和专用芯片两部分组成。天线是只有几组绕线的线圈，很适合封装到ISO7816标准的卡片中；专用芯片是由1个高速射频接口，1个存取单元和1个E２PROM组成。射频接口部分以其本身的共振电路接收信号并从中产生电源和工作时钟，接口还解调从读写设备传输到非接触式IC卡的数据及从非接触式IC卡传输到读写设备的数据。控制单元用于密码校验、编程模式检查、数据加密和解密等，并控制对E２PROM的读写操作。为防止卡片之间出现数据干扰，非接触式IC卡还具有防冲突闭合机制。当有多张卡片进入读写器的操作范围，防冲突闭合电路首先选择1张作为预处理对象，而其他卡片处于空闲模式以等待下一次被选中，这样可连续处理多张卡片［2］。
2、基于非接触式IC卡的仓库管理系统
非接触式IC卡仓库管理系统设计的目的是实现物品出入库控制、物品存放位置及数量统计、信息查询过程的自动化，方便管理人员进行统计、查询和掌握物资流动情况。为达到方便、快捷、安全、高效等要求，系统设计如下。
2.1系统组成
非接触式IC卡仓库管理系统硬件包括：主机、打印机、出入库读写机、位置读写机、移动读写器、RS485接口卡、电动控制门、报警检测装置等。其中主机安装了管理软件，通过RS485接口卡与出入库读写机及所有的位置读写机相连接并对它们进行控制，如设置权限、读取记录及统计查询等；位置读写器记录物品的放置，出入库读写器控制电动控制门，采集物品出入库记录等。系统结构如图2所示。本系统使用非接触式IC卡作为物品的标识，存储其型号、生产日期、数量等资料。
本系统管理软件是在Windows 98环境下，采用VB 6.0开发的，主要包括：系统设置、入库管理、出库管理、物质管理以及数据库管理五大模块。
系统设置包括密码修改，仓库区域、读写器地址、串口及报警规则等设置；
出、入库管理读、写IC卡，添加、删除记录，生成报表等模块；
物质管理内有物资定位、盘点、统计及生成报表等功能；
数据库管理对数据库进行浏览、查询、排序等操作，只能修改或编辑部分信息，如损坏程度、备注等，无权添加或删除任何记录。
2.2系统主要功能及其实现
（1） 物资定位
物品进出仓库中某区域时需经过该区的位置读写器，读写器记录此物品，由逻辑电路判断出物品进出方向，如图3所示。主机接收记录及进出标识，对数据库进行修改。若物品进入某区，就在数据库中将记录添加到该区；反之则删除记录。这就实现了仓库物资的实际位置与主机数据库内的信息一一对应，为管理人员查询、点验、寻找物资带来了很大的方便。
（2） 出入库管理
物资出入库登记是仓库管理中的重要环节。一旦物品种类数量过多，工作量就很大，而且容易出错，可能造成国家财产或企业财产的损失。系统本着谨慎小心的原则，采用人工检查和自动化办公双重管理。出入库管理子系统的工作流程如图4所示。该系统的优点是物资出入库与数据库的添加删除同步，并最终生成报表，大大减少了管理人员的工作量。
需要说明的是该系统中的出入库读写机与位置读写机类似，装配有2个红外线接收器用来判断是入库操作还是出库操作。另外，正常情况下电动挡板是在人工指令和出入库读写机指令相“与”的控制下工作的，在读写器工作异常时可人为强制打开或合上。
（3） 物资清点
在仓库管理中，定期进行盘点是必不可少的工作。本系统还配置了移动读写器，工作人员手持它在仓库中巡视一圈即可迅速完成物资清点任务。具体流程是：分区域进行；读写器读取IC卡信息，输送到主机作为记录存入新数据库；一个区域读取完毕后，主机进行该区域的新旧数据库比较并记录结果；进入下一区域重复以上过程。仓库盘点结束后，生成物资统计报表和差异报表，便于及时发现问题。
2.3接口通信设计
主机通过RS232串行口或RS485串行接口卡（联网）与出入库读写机、位置读写机及移动读写器相连。
（1） 读写器接口协议
命令/应答格式“长度 命令字 地址 参数 校验数”，其中，长度为从“命令字”到“校验数”的字节数地址分配如下：主机地址为00H，出入库读写器地址为FFH，位置读写器地址为01－F0H，移动读写器地址为FEH；校验为偶校验。
串口参数波特率为9 600，8位，1位停止位，无校验。
（2）接口函数
系统采用Windows API通信接口函数来实现主机与各读写器之间的数据通信。
2.4系统安全性分析
随着非接触式IC卡技术的迅速发展，各非接触式IC卡生产厂家为用户提供的安全体系也越来越完善。首先每张卡的序列号都是唯一的，在生产过程中已被固化，不可以更改。在通讯安全上采用符合ISO9798国际标准的3次互感校验技术，以对卡和读写器的合法性进行相互校验；在数据通讯上采用DSA算法对数据进行加密，确保数据不被非法修改。在读写控制上采用授权方式，即读写设备必需先获得“设备受权卡”的授权后才能读写本系统的IC卡，而卡的初始化又必须经过上级授权卡的授权，并且只能在指定的授权设备上进行。因此受权方式不存在密码被破解问题，只要保证授权卡不被盗用，即可保证系统的安全性［3］。
因此，正确规范IC卡的管理制度，妥善保存和使用各授权卡，将确保本系统的高安全性。
2.5两点说明
（1） 由于非接触式IC卡的读写距离较短，所以需规范仓库管理人员的操作，以保证数据读写有效；
（2）非接触式IC卡的价格较贵，仓库内物品种类数量众多，因此要求合理配置IC卡，以使系统的性价比最佳。
3结语
基于非接触式IC卡的仓库管理系统的设计及实现，是非接触式IC卡技术的一个新的应用。随着非接触式IC卡技术的不断发展，相信在不久的将来，其读写距离会不断改善，这将为仓库管理带来更大的方便，从而更加产生积极的社会效益。
【参考文献】
1王卓人,邓晋钧,刘宗祥.IC卡的技术与应用.北京:电子工业出版社, 1999
2马海峰,唐涛.非接触式IC卡及其发展和应用.电子技术,1998,4
3熊立扉.非接触式IC卡技术.深圳大学学报(理工版)，1998(15)，9：2~3
随着非接触式IC卡技术的迅速发展，因其不易污染、磨损、划伤，及卡本身是无源件，体积小，耐用可靠，操作迅速方便等优点［1］，正被广泛地应用于公路收费、考勤、门禁、餐厅记帐及身份识别等系统中，给人民生活带来了前所未有的方便。
目前，仓库管理主要是基于相应规范的手工作业及电脑半自动化管理实现的。其弊病显而易见，即需要投入大量人力进行规范物品的放置、定期整理盘点以及出入库登记等工作，这使得仓库管理问题十分繁琐，浪费大量时间。因此，把非接触式IC卡应用于仓库管理比较理想，这也是非接触式IC卡一个新的应用领域。
1、非接触式IC卡简介
非接触式IC卡又称射频式识别卡（Radio Frequency Identification Card）是近年来迅速发展的一项新技术，具有非接触双向通讯、操作迅速、读写可靠、安全性高等特点。如图1所示，非接触式IC卡的硬件结构由天线和专用芯片两部分组成。天线是只有几组绕线的线圈，很适合封装到ISO7816标准的卡片中；专用芯片是由1个高速射频接口，1个存取单元和1个E２PROM组成。射频接口部分以其本身的共振电路接收信号并从中产生电源和工作时钟，接口还解调从读写设备传输到非接触式IC卡的数据及从非接触式IC卡传输到读写设备的数据。控制单元用于密码校验、编程模式检查、数据加密和解密等，并控制对E２PROM的读写操作。为防止卡片之间出现数据干扰，非接触式IC卡还具有防冲突闭合机制。当有多张卡片进入读写器的操作范围，防冲突闭合电路首先选择1张作为预处理对象，而其他卡片处于空闲模式以等待下一次被选中，这样可连续处理多张卡片［2］。
2、基于非接触式IC卡的仓库管理系统
非接触式IC卡仓库管理系统设计的目的是实现物品出入库控制、物品存放位置及数量统计、信息查询过程的自动化，方便管理人员进行统计、查询和掌握物资流动情况。为达到方便、快捷、安全、高效等要求，系统设计如下。
2.1系统组成
非接触式IC卡仓库管理系统硬件包括：主机、打印机、出入库读写机、位置读写机、移动读写器、RS485接口卡、电动控制门、报警检测装置等。其中主机安装了管理软件，通过RS485接口卡与出入库读写机及所有的位置读写机相连接并对它们进行控制，如设置权限、读取记录及统计查询等；位置读写器记录物品的放置，出入库读写器控制电动控制门，采集物品出入库记录等。系统结构如图2所示。本系统使用非接触式IC卡作为物品的标识，存储其型号、生产日期、数量等资料。
本系统管理软件是在Windows 98环境下，采用VB 6.0开发的，主要包括：系统设置、入库管理、出库管理、物质管理以及数据库管理五大模块。
系统设置包括密码修改，仓库区域、读写器地址、串口及报警规则等设置；
出、入库管理读、写IC卡，添加、删除记录，生成报表等模块；
物质管理内有物资定位、盘点、统计及生成报表等功能；
数据库管理对数据库进行浏览、查询、排序等操作，只能修改或编辑部分信息，如损坏程度、备注等，无权添加或删除任何记录。
2.2系统主要功能及其实现
（1） 物资定位
物品进出仓库中某区域时需经过该区的位置读写器，读写器记录此物品，由逻辑电路判断出物品进出方向，如图3所示。主机接收记录及进出标识，对数据库进行修改。若物品进入某区，就在数据库中将记录添加到该区；反之则删除记录。这就实现了仓库物资的实际位置与主机数据库内的信息一一对应，为管理人员查询、点验、寻找物资带来了很大的方便。
（2） 出入库管理
物资出入库登记是仓库管理中的重要环节。一旦物品种类数量过多，工作量就很大，而且容易出错，可能造成国家财产或企业财产的损失。系统本着谨慎小心的原则，采用人工检查和自动化办公双重管理。出入库管理子系统的工作流程如图4所示。该系统的优点是物资出入库与数据库的添加删除同步，并最终生成报表，大大减少了管理人员的工作量。
需要说明的是该系统中的出入库读写机与位置读写机类似，装配有2个红外线接收器用来判断是入库操作还是出库操作。另外，正常情况下电动挡板是在人工指令和出入库读写机指令相“与”的控制下工作的，在读写器工作异常时可人为强制打开或合上。
（3） 物资清点
在仓库管理中，定期进行盘点是必不可少的工作。本系统还配置了移动读写器，工作人员手持它在仓库中巡视一圈即可迅速完成物资清点任务。具体流程是：分区域进行；读写器读取IC卡信息，输送到主机作为记录存入新数据库；一个区域读取完毕后，主机进行该区域的新旧数据库比较并记录结果；进入下一区域重复以上过程。仓库盘点结束后，生成物资统计报表和差异报表，便于及时发现问题。
2.3接口通信设计
主机通过RS232串行口或RS485串行接口卡（联网）与出入库读写机、位置读写机及移动读写器相连。
（1） 读写器接口协议
命令/应答格式“长度 命令字 地址 参数 校验数”，其中，长度为从“命令字”到“校验数”的字节数地址分配如下：主机地址为00H，出入库读写器地址为FFH，位置读写器地址为01－F0H，移动读写器地址为FEH；校验为偶校验。
串口参数波特率为9 600，8位，1位停止位，无校验。
（2）接口函数
系统采用Windows API通信接口函数来实现主机与各读写器之间的数据通信。
2.4系统安全性分析
随着非接触式IC卡技术的迅速发展，各非接触式IC卡生产厂家为用户提供的安全体系也越来越完善。首先每张卡的序列号都是唯一的，在生产过程中已被固化，不可以更改。在通讯安全上采用符合ISO9798国际标准的3次互感校验技术，以对卡和读写器的合法性进行相互校验；在数据通讯上采用DSA算法对数据进行加密，确保数据不被非法修改。在读写控制上采用授权方式，即读写设备必需先获得“设备受权卡”的授权后才能读写本系统的IC卡，而卡的初始化又必须经过上级授权卡的授权，并且只能在指定的授权设备上进行。因此受权方式不存在密码被破解问题，只要保证授权卡不被盗用，即可保证系统的安全性［3］。
因此，正确规范IC卡的管理制度，妥善保存和使用各授权卡，将确保本系统的高安全性。
2.5两点说明
（1） 由于非接触式IC卡的读写距离较短，所以需规范仓库管理人员的操作，以保证数据读写有效；
（2）非接触式IC卡的价格较贵，仓库内物品种类数量众多，因此要求合理配置IC卡，以使系统的性价比最佳。
3结语
基于非接触式IC卡的仓库管理系统的设计及实现，是非接触式IC卡技术的一个新的应用。随着非接触式IC卡技术的不断发展，相信在不久的将来，其读写距离会不断改善，这将为仓库管理带来更大的方便，从而更加产生积极的社会效益。
【参考文献】
1王卓人,邓晋钧,刘宗祥.IC卡的技术与应用.北京:电子工业出版社, 1999
2马海峰,唐涛.非接触式IC卡及其发展和应用.电子技术,1998,4
3熊立扉.非接触式IC卡技术.深圳大学学报(理工版)，1998(15)，9：2~3
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