RFID货物识别软件

1、26RFID货物识别软件V1.0 设计说明书第一章 引言1.1编写目的本设计说明文档编写目的：1、 规范软件架构、接口设计为项目实施第一依据文件。2、 按软件组成，对任务分解以组件方式并行实施，并进行单元测试，后进行系统联调。3、 此设计文档为后续升级开发提供依据。1.2项目背景 随着社会信息化的发展，在交通运输领域，越来越多的国家注重依靠信息技术，提高基础设施的营运效率，提高公众出行的安全性和便捷性，降低货物运输与综合物流成本，增强综合国力和提升国际竞争力，这使得越来越多的新技术被应用到交通领域，射频识别技术就是其中之一。无线射频识别(RadioFrequencyIdentifioation

2、，RFro)技术作为快速、实时、准确采集与处理信息的高新技术，被公认为21世纪十大重要技术之一，在生产、销售和流通等领域有着广阔的应用前景，已逐渐成为企业提高管理水平、降低成本、实现管理信息化、参与国际经济大循环和增强企业竟争力不可缺少的技术工具和手段。随着科学技术的迅猛发展，特别是随着存储技术的发展，RFID正逐渐成为IT行业新的热点。RFID货物识别软件采用RFID技术对车辆及集装箱进行识别，并将信息上传至站内局域网，由RFID货物识别软件统一管理，系统采用B/S结构，方便客户实时查询货物目前的状态。第二章 RFID货物识别软件技术2.1 RFID技术简介RFID(Radio Freque

3、ncy Identification，射频识别)技术，是20世纪90年代开始兴起的一种非接触的自动识别技术，射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术现今RFID技术己经成为一个很热门的话题。据业内人士预测，RFID技术市场将在未来五年内在新的产品与服务上带来30至100亿美金的商机，随之而来的还有服务器、资料储存系统、资料库程序、商业管理软件、顾问服务，以及其他电脑基础建设的庞大需求。或许这些预测过于乐观，但RFID将会成为未来的一个巨大市场是毫无疑问的。作为条形码的无线版本，RFID技术具有读取速度快、存储空间大、穿

4、透性强和安全性高等众多优点，由此可以预见其能够广泛应用于生产、物流、交通、运输、医疗、防伪、跟踪、设备和资产管理等众多领域。因此可以说RFID技术正在成为全球热门的新技术。现今的RFID技术是AEI(Automatic Equipment Identification，自动识别)在射频技术方面的具体应用与发展。RFID技术利用射频信号的空间藕合，实现了无接触式的信息双向通信，并且利用所接收到的信息完成了对目标物体的自动识别。与早期的识别技术相比，RFID技术因其特有的非接触性以及可对多个目标物体同时识别的特性，得到了众多行业的青睐。2.2 RFID的分类RFID可以从多种角度进行分类，主要包括

5、按频率划分、按电子标签供电形式划分、按电子标签可读写性划分和按数据通信方式划分。2.2.1按频率划分RFID的工作频率是其最重要的特征之一。RFID的工作频率不仅决定着射频识别工作原理(电感耦合还是电磁耦合)、识别距离，还决定着电子标签及读写器实现的难易程度和设备的成本，工作在不同频段或频点上的RFID具有不同的特点。RFID阅读器发送的频率基本上划分为一三个范围:(1)低频(3OkHz30OkHz);(2)中高频(3MHz3OMHz);(3)超高频(300MHz3GHz)或微波(>3GHz)。从应用概念看，电子标签的工作频率也就是RFID的工作频率。2.2.2按电子标签供电形式划分依据

6、电子标签工作所需能量的供给方式的不同，RFID可分为无源、有源以及半有源。无源所使用的无源标签又称被动标签，标签自身不需要电源供电，而是通过阅读器发送的射频信号供电，它重量轻、体积小、寿命长、成本低廉，在工程实现中得到了广泛的应用。有源的标签使用标签内的电池来供电，系统识别距离较长，可达几十米，但其寿命有限并且成本较高。另外，由于标签内载电池，因此有源标签的体积较大，无法制成薄卡。半有源的标签也带有电池，但是此电池只起到激活的作用，标签一旦被阅读器激活，即无需标签内的电池供电，进入无源标签工作模式。2.2.3按电子标签的可读写划分根据电子标签内部使用的存储器类型的不同，电子标签可分为三种:可读

7、写(RW)标签、一次写入多次读出(WORM)标签和只读(RO)标签。RW标签一般比W0RM标签和R0标签成本高很多。2.2.4按数据通信方式划分按数据在RFID阅读器与电子标签之间的通信方式，RFID可以划分为三种:半双工、全双工、时序。1、在半双工(HDX)中，从电子标签到阅读器的数据传输与阅读器到电子标签的数据传输是交替进行的。当频率在30OMHz以下时常常使用负载调制的半双工法，有没有副载波都可以，电路也很简单。与此很相近的方式是来源于雷达技术的调制反射截面的方法，工作频率在100MHz以上。负载调制和调制反射截面直接影响由阅读器产生的磁场或电磁场，因此被称作“谐波”处理法。2、在全双工

8、(FDX)中，数据在电子标签和阅读器之间的双向传输是同时进行的。其中电子标签发送数据，所用频率为阅读器的几分之一，即采用“分谐波”，或是用一种完全独立的“非谐波”频率。3.在时序(SEQ)中，从阅读器到电子标签的数据传输和能量供给与从电子标签到阅读器的数据传输在时间上是交叉进行的，即脉冲。2.3 RFID技术的优势RFID技术是自动识别技术的一个分支，在自动识别技术的发展历程中先后出现了光学符号识别、生物识别 (例如语音识别和指纹识别等)、条形码、接触式IC卡和RFID技术，这些技术各有特长，但RFID技术最具竞争优势，且发展势头迅猛，射频识别产品市场已经成为无线电工业增长最快的市场之一。RF

9、ID技术具有如下的优势:1.非接触性，因此完成识别工作无需人工干预，能够实现自动化。2.数据量大，根据需要可传输除识别信息外的目标的身份信息、运行状态等。3.信息处理速度快，在某些应用场合可以达到几十个微秒。4.保密性高，未经允许几乎不能复制与修改数据。5.识别距离远，数据载体与阅读器之间最远距离可以达到数十米。6.具有很强的环境适应性，抗干扰能力强，可在全天候下使用，几乎不受污染与潮湿的影响，同时还避免了机械上的磨损。7.一种系统可以满足多用途的要求，可以实现多目标识别、运动目标识别。8.系统可靠性高，操作方便快捷。2.4系统组成及工作原理2.4.1系统组成典型的RFID主要由阅读器、电子标

10、签、RFID中间件和应用系统软件四部分构成。1、阅读器阅读器(Reader)又称读头、读写器等，它在RFID中扮演着重要的角色，阅读器主要负责与电子标签的双向通信，同时接受来自于主机的控制指令。阅读器的频率决定了RFID工作的频段，其功率决定了射频识别的有效距离。阅读器根据使用的结构和技术不同可以是读或读/写装置，是RFID信息控制和处理中心。阅读器通常由射频接口、逻辑控制单元和天线三部分组成。射频接口模块主要任务是产生高频发射能量，激活电子标签并为其提供能量；对发射信号进行调制，用于将数据传输给电子标签；接收并调制来自电子标签的射频信号。在射频接口中有两个分隔开的信号通道，分别用于来往于电子

11、标签与阅读器两个方向的数据传输，传送到电子标签的数据通过发射器分支通道，而来自于电子标签的数据则通过接收器分支通道接收。逻辑控制单元也称为读写模块，其主要任务:与应用系统软件进行通信，并执行从应用系统软件发送来的指令；控制与电子标签的通信过程；信号的编码与解码；对阅读器和标签之间传输的数据进行加密和解密；执行防冲突算法；对阅读器和标签之间的身份进行验证。天线是一种能将接收到的电磁波转换为电流信号，或者将电流信号转换成电磁波的装置。在RFID中阅读器必须要通过天线来发射能量，形成电磁场，通过电磁场来对电子标签进行识别，所以可以说阅读器上的天线所形成的电磁场范围就是阅读器的可读区域。2、电子标签电

12、子标签(EleCtronic Tag)也称作智能标签(Smart Label)，电子标签是指由IC芯片和无线通信天线组成的超微型的小标签，其内置的射频天线用于和阅读器进行通信。系统工作时，阅读器发出查询(能量)信号，电在标签(无源)收到查询(能量)信号后将其一部分整流为直流电源供电子标签内的电路工作，另一部分能量信号被电子标签内保存的数据信息调制后反射回阅读器。电子标签是射频识别真正的数据载体，根据其的应用场合不同表现为不同的应用形态，如在动物跟踪和追踪领域中称为动物标签或动物追踪标签、电子狗牌；在不停车收费或车辆出入管理等车辆自动识别领域中称为车辆远距离IC卡、车辆远距离射频卡或电子牌照；在

13、访问控制领域中称为门禁卡或一卡通。3、RFID中间件中间件是一种独立的软件或服务程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源，中间件位于客户机服务器的操作系统之上，管理计算资源和网络通信RFID中间件扮演电子标签和应用程序之间的中介角色，从应用程序端使用中间件所提供的一组通用的应用程序接口(API)，即能连到RFID阅读器，读取电子标签数据。这样一来，即使存储电子标签信息的数据库软件或后端应用程序增加或改由其他软件取代，或者RFID阅读器种类增加等情况发生时，应用端不需修改也能处理，解决了多对多连接的维护复杂性问题。RFID中间件主要包括以下三个功能。（1）阅读器协调控制：终端用户

14、可以通过RFID中间件接口直接配置、监控以及发送指令给阅读器。例如终端用户可以配置阅读器，使得当频率冲突发生时，阅读器自动关闭。一些RFID中间件开发商还提供了支持阅读器即插即用的功能，使得终端用户新添加不同类型的阅读器时不需要增加额外的程序代码。（2）数据过滤与处理:当标签信息传输发生错误或有冗余数据产生时，RFID中间件可以通过一定的算法纠正错误并过滤掉冗余数据。RFID中间件可以避免不同的阅读器读取同一电子标签的冲突，确保了高于阅读器水平的数据准确性。（3）进程管理：在进程管理中，RFID中间件根据客户定制的任务负责数据的监控与事件的触发。例如在仓储管理中，设置中间件来监控货品库存的数量

15、，当库存量低于设置的标准时，RFID中间件会触发事件，通知相应的应用软件。2.4.2系统工作原理系统的基本工作原理是：由阅读器通过发射天线发送特定频率的射频信号，当电子标签进入有效工作区域时产生感应电流，从而获得能量被激活，使得电子标签将自身编码信息通过内置射频天线发送出去；阅读器的接收天线接收到从标签发送来的调制信号，经天线调节器传送到阅读器信号处理模块，经解调和解码后将有效信息送至后台主机系统进行相关处理；主机系统根据逻辑运算识别该标签的身份，针对不同的设定做出相应的处理和控制，最终发出指令信号控制阅读器完成不同的读写操作。2.6 RFID应用流程描述RFID的应用实现了货运信息录入的快捷

16、、即时和自动化。根据铁路货运流程，同一批货使用一个电子标签记录其信息，运货请求批准之后，货物装车时，用手持设备将这批货物的信息写入电子标签中。货物到达目的地时，安装在车站顶棚的读卡器读取电子标签中货物相关信息，从而安排卸车、堆放、通知取货人取货等。第三章 系统概述3.1系统任务3.1.1系统目标通过RFID货物识别软件实现对车辆及货物的跟踪，提高铁路运输的工作效率、安全性、可靠性，并将识别信息上传至实时信息库，做到运输全程的安全、准时、透明。本系统包括货运信息管理模块、车号识别模块和集装箱识别模块。货运信息管理模块主要包括货物运输基本信息、员工基本信息、客户信息、车辆信息、财务信息、信息查询、

17、信息设定、权限设置等功能模块。车号识别模块主要包括车号信息初始化、地面识别、串行通信、查询车辆信息及故障记录等功能模块。集装箱识别模块主要包括集装箱信息初始化、装拆箱数据输入、智能识别、无线通信、集装箱实时查询、紧急预案等功能模块。3.1.2运行环境3.2需求规定3.2.1功能需求主要功能包括功能类别子功能描述RVGIS-FIM（货运信息管理）Carriage_infor货物运输基本信息Staff_infor员工基本信息Client_infor客户信息Vehicle_infor车辆信息Finance_infor财务信息Infor_access信息查询Change_password修改密码Per

18、_set权限设置RVGIS-CNI（车号识别）Cn_initialize车号信息初始化AEI地面识别Serial串行通信Access_record查询车辆信息及故障记录RVGIS-CI（集装箱识别）Con_initialize集装箱信息初始化Data_entry装拆箱数据输入ZN_identification智能识别Wireless无线通信Con_access集装箱实时查询Eme_plans紧急预案3.2.2非功能性需求3.2.3数据管理需求本系统采用B/S(Browser/Server，浏览器/服务器)架构。B/S架构即浏览器/服务器架构，它是随着Internet技术的兴起，对C/S架构的一

19、种变化或者改进的架构。B/S架构其实也是一种C/S架构，只不过它的客户端是浏览器。为了区别于传统的C/S架构，才特意将其称为B/S。在这种架构下，用户工作界面是通过网络浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端(Browser)实现，主要事务逻辑在服务器端(Server)实现。这样就大大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本。B/S架构的优缺点：B/S架构最大的优点就是可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件。具有分布性特点，可以随时随地进行业务处理。业务扩展简单方便，通过增加网页即可增加服务器功能。维护和升级方式简单。只需要管理服务器就行了，所有的客户

20、端只是浏览器，根本不需要做任何的维护。只要改变网页，即可实现所有用户的同步更新。开发简单，共享性强。无论用户的规模有多大，有多少分支机构都不会增加任何维护升级的工作量，所有的操作只需要针对服务器进行；如果是异地，只需要把服务器连接专网即可，实现远程维护、升级和共享。所以客户机越来越“瘦”而服务器越来越“胖”是将来信息化发展的主流方向。今后，软件升级和维护会越来越容易，而使用起来会越来越简单，这对用户人力、物力、时间、费用的节省是显而易见的、惊人的。B/S架构的缺点应用服务器运行数据负荷较重。个性化特点明显降低，无法实现具有个性化的设计要求。操作的习惯性是以鼠标为最基本的操作方式，无法满足快速操

21、作的要求。页面动态刷新，响应速度明显降低。无法实现分页显示，给数据库访问造成较大的压力，功能弱化难以实现传统模式下的特殊功能要求。我们通常所说的数据库主要有两种形式，分布式和集中式。分布式数据库由分散在不同地域的若干个数据库组成。相对集中式数据库而言，分布式各个分散的数据库数据量较小，运行速度较快。而且，一般来说，用户通过网络访问自己地域所在数据库，效率也比较高，然而使用分布式数据库，就要在许多地方建立相应的软硬件设施，因此成本比较高，另外，分布式数据库也不利于总体上对数据的管理。集中式数据库，就是将数据集中在一个数据库中，所有用户都是对该数据库中数据进行读写。集中式数据库，有利于公司最高层对

22、数据的管理，而且，只需在数据库所在地的数据库软硬件投资，当采用B/S架构式，其它各地用户不需作任何特殊的安装，就可以直接使用。但是采用集中式数据库，往往数据量过于庞大，而且，由于所有用户都访问同一个数据库，服务器的负载很大，而且容易发生网络阻塞。为解决集中式数据库的问题，可以采用数据库复制的方式，将数据库分别复制若干个，位于不同的地域内，各地办事处或分公司可以访问距离最近的数据库，然后，各个数据库间对更新的数据进行同步。这样，可以降低数据库负载，并避免网络阻塞。但是，如果采用数据库复制的方式，数据库采购成本过高，而且维护难度过大。因此针对本本系统最好只采用集中式数据库。现今，随着数据库技术的提

23、高和网络技术的发展，集中式数据库的上述缺点己经可以得到很大改善，经过合理配置、优化的数据库，完全可以达到理想的效果，上述缺点己经不再是其使用瓶颈所在。3.2.4约束和假定(1)响应速度及容量要达到行业标准。(2)本项目软件遵循IEC61970标准与HJ/T418-2007标准，使所开发的应用软件组件化和开放化。第四章 总体设计4.1基本设计概念和处理流程随着经济的发展，人员及物品的流通日益频繁，面对堆积如山的物品，如何保证运输的效率和质量是运输业的一大难题。识别模块利用RFID技术实现对车辆及货物的识别，可用于对车辆及货物的跟踪监控，及时遇到突发事件，管理员也可根据数据迅速的判断货物的位置，节

24、省了人力抄号的工作量，极大地提高了运输业的管理水平和工作效率。货运信息管理模块主要用于对车辆、货物、费用、员工信息等数据的管理，通过授权的客户可通过本系统查询货物的相关信息。总体设计处理流程图如下：4.2软件系统结构4.2.1货运信息管理模块主要包括货物基本信息、员工基本信息、客户信息、车辆信息、财务信息、信息查询、修改密码、权限设置等功能模块。货运信息管理模块货物运输基本信息员工基本信息客户信息车辆信息财务信息信息查询修改密码权限设置1.货物运输基本信息在处理货物发送时，本模块用于自动生成运单号码，操作员只须输入本次货运信息,包括货运时间、发货站、到货站、领取方式、业务员、发货方基本信息、收

25、货方基本信息、运输方式、托运物品详细信息、运费支付方式、运费明细等。这些信息将存储到不同的数据表中，同时写入电子标签。2. 员工基本信息操作员可以对员工的基本信息进行管理，包括增加、删除、修改员工基本信息，如姓名、性别、出生日期、文化程度、籍贯、身份证号、地址、联系电话、职务、入职时间、特长、业余爱好等。3. 客户信息通过本模块操作员可以对客户的基本信息进行管理，包括增加、删除、修改客户基本信息，如公司名称、联系人、联系电话、传真、账号、地址、客户所属的业务员等。4. 车辆信息操作员可以对车辆的基本信息进行管理，包括增加、删除、修改车辆基本信息，如车牌号、车型、发动机型号、最大载重量、里程数、

26、购买时间、使用年限、己使用时间、管理者等。5. 财务信息本模块只对财务人员开放，会计人员可以进行日常费用的报销、运费的收取、生成营运报表等工作。6. 信息查询软件使用者均可使用查询，了解员工信息、客户信息、费用信息、车辆信息等，客户端只能查询客户本身的信息和集装箱信息。7. 修改密码通过本功能模块，允许用户处于安全考虑或根据自己的喜好对自己的密码进行修改。用户登录成功后，可选择修改密码，输入相同的新密码两次，及正确的验证码，点确定即可自动生成新密码。当用户忘记密码时，可凭有效证件及发货单到客服部寻求帮助，系统管理员可帮客户设置新密码。8. 权限设置本系统的使用者有三种:系统管理员、操作员、会计

27、。系统管理员具有使用所有操作的权力，系统管理员还可以对软件使用者的权限进行更改，改变他们的角色或进行系统管理的授权；操作员能进行货运日常业务管理和信息查询的操作权限；会计能对货运日常业务所产生的费用进行管理和信息的查询权限。4.2.2车号识别模块主要包括车号信息初始化、地面识别、串行通信、查询车辆信息及故障记录等功能模块。车号识别模块车号信息初始化地面识别串行通信查询车辆信息及故障记录1. 车号信息初始化本程序模块是进行主程序前段定义部分，设置车号相关信息，包括车型、车厢号、载货类型、始发站、终点站等。2. 地面识别通过本模块设置微波射频装置的工作方式，如当列车即将进站时，列车的第一个轮子压过

28、开机磁钢时开始计数，大于等于6次时开启微波射频装置（RF），微波射频装置在没有列车通过时保持关闭状态；当列车的最后一辆车的轮子压过关门磁钢后，关闭射频装置（RF）。3. 串行通信在铁路实际应用中，RFID阅读器到监控计算机的距离较大，为保证数据可靠、稳定的传输，本系统采用串行通信。根据串行通信的特点，设计中决定直接采用主机Polling(轮询)各个阅读器的方式。本模块用于设置通信方式、数据格式、数据的上传、处理和接收等。4. 查询车辆信息及故障记录用户可通过本模块查询车辆状况，包括车型、发动机号、里程数、购买时间、使用年限、己使用时间、维修记录、故障记录等。4.2.3集装箱识别模块主要包括集装

29、箱信息初始化、装拆箱数据输入、智能识别、无线通信、集装箱实时查询、紧急预案等功能模块集装箱识别模块集装箱信息初始化装拆箱数据输入智能识别无线通信集装箱实时查询紧急预案1. 集装箱信息初始化本程序模块是进行主程序前段定义部分，设置集装箱的相关信息，包括集装箱箱号、箱型、货物品名、重量、发货人、收货人、发货站、到货站和提货情况等。2. 装拆箱数据输入在集装箱装卸桥现场，将采集到的集装箱的相关数据，通过的货运信息管理模块数据共享，将采集到的数据与货运信息管理模块的数据进行核对，最后将数据传输到站内局域网，并生成人机界面。用户通过局域网获得实时监测信息和画面。3. 智能识别集装箱堆场是一个充满金属和干

30、扰的环境，因此RFID在对集装箱进行识别时很容易产生数据冗余和负错误阅读的现象，本模块采用的防碰撞算法正是针对此现象所设计的。4. 无线通信无线通信模块主要完成在集装箱堆场等大范围环境下的数据无线传输通信，将前端电子标签的数据传输到后端集装箱信息实时交换。将手持RFID识别设备以及布置在铁路进出站口、堆场龙门吊、或桥吊等设备上的识别设备读到的电子标签信息，无缝接人到后端集装箱信息实时交换模块中。在现代铁路集装箱货运中，每个重达数十吨乃至上百吨的集装箱从火车上被卸下，搬运并整齐地堆放在一个空旷的地方，然后为空车重新装上新的集装箱货物。通过无线通信有效地组织集装箱的装卸、发送工作，达到现场作业与计

31、算机信息的同步，充分利用中心站内的设备资源。在安全角度上，也可以对每一个集装箱进行更好的跟踪和监控以实现数字化火车货运。5. 集装箱实时查询只有经过系统合法授权的货主才有资格查询货物信息和集装箱状态信息，系统会为货主分配一个集装箱密码，针对相同的集装箱，由于可能每次使用它的货主并不相同，因此我们需要一种实时密码，集装箱的密码需要根据每次货主的不同而更改，这样就可以保证系统数据的安全性，防止他人因为偶尔一次使用某集装箱而可以一直查询该集装箱的信息，从而损害其他货主的利益。对于密码的分配我们是这样进行的，当货主所要托运的货物装箱后，货主去堆场核算大厅缴纳托运费时，大厅办公人员会将货主信息和托运信息

32、录入该系统，并同时由系统根据箱号和货主提供的电子邮箱生成一个集装箱密码，并将该密码发送到货主邮箱，以便货主日后对自己的货物和集装箱进行查询。6. 紧急预案当遇到紧急情况(像雪灾等人为不可抗拒的灾害时)，系统管理员可启动此功能模块，本系统会将所有信息向用户公开，确保用户可以实时了解到自己的货物状况，根据实际情况合理安排运输方式和计划，并实时与铁路联系调整运输方案，这减少了铁路客户服务部的工作量，也避免了客户通过电话查询集装箱信息时的不便。当这个功能模块启动后，所有用户的密码自动升级，用户可以凭借自己原有的集装箱箱号和密码查询到自己所用集装箱的全部动态信息。4.3功能需求与系统模块的关系本条用一张

33、如下的矩阵图说明各项功能需求的实现同各系统模块的分配关系：货运信息管理模块车号识别模块集装箱识别模块货物运输基本信息员工基本信息客户信息车辆信息财务信息信息查询修改密码权限设置车号信息初始化地面识别串行通信查询车辆信息及故障记录集装箱信息初始化装拆箱数据输入智能识别无线通信集装箱实时查询紧急预案第五章 接口设计5.1用户接口前台货运信息管理页面直接面向用户，提供友好的人机交互界面，使用Web浏览器确保用户方便快捷地查询数据信息，并以易于理解的表格或图形方式展现系统输出结果。5.2外部接口外部接口主要是指上位机与读写器之间的连接，本系统采用4路RS485经一个RS232协议转换器后送入上位机中。

34、如下图所示：RS485收发器RS485收发器RS485收发器RS485收发器4路RS485收发器对RS232协议转换器 上位机RS-485的优点： 1.采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。2.采用半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。3.用于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线。应用RS-485可以联网构成分布式系统，其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。RS-232是串行数据接口标准，最初都是由电子工业协会（EIA）制订并发布的，RS-2

35、32在1962年发布，命名为EIA-232-E，作为工业标准，以保证不同厂家产品之间的兼容。5.3内部接口系统内部通过命名方案、调用方案和数据方案连接。第六章 数据库设计6.1系统数据库设计环境RFID货物识别软件的数据库设计是整个软件系统不可分割的重要部分之一，本节将结合实例介绍系统数据库设计的有关内容。RFID货物识别软件数据库设计环境主要采用MS SQL 2005关系型数据库系统进行建立、维护和管理。通过本系统的应用程序进行访问，达到数据的查询、检索、更新等功能，实现RFID货物识别软件信息交换的目的。 SQL Server是Microsoft公司开发的一个基于结构化查询(SQL)的高性

36、能关系数据库管理系统。现在市场上流行的数据库产品有很多，各个产品各有各的优点，但由于MS SQL 2005与Windows的无缝连接。而且它与其他主要数据库产品相比有支持更大的数据库规模、更灵活的触发器机制、数据库复制、备份功能、支持全文搜索、支持更广泛的操作系统平台的特点，因此在本系统的开发中，我们选用了MS SQL 2005作为我们的数据库平台。6.2系统数据库设计数据库设计的主要目标是:建立一个冗余少、易维护、便于使用、具有较高的存取效率的数据库。易维护包括无各种操作异常现象的发生，并且数据库的安全性、一致性、完整性也要有保证。数据库设计是分阶段进行的，主要划分为四个阶段，即需求分析、概

37、念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计，其基本任务是明确系统的信息需求，设计数据的外模式、概念模式和内模式，最终得到能够反映数据处理需求的数据模式。当然数据库设计的每一个阶段并不是严格分开和独立的，每个阶段都是与其它阶段相关联的。1.需求分析是在对系统的数据、信息流向、业务联系等有关资料进行深入分析掌握的基础上，对现实世界充分了解的过程，它主要包括:数据库系统目标分析，功能结构分析、数据要求分析等。需求分析是数据库设计的第一步，也是其它各步骤的基础。2.概念结构设计是在需求分析的基础上，利用概念数据模型，建立面向现实世界的、和计算机无关的、易于用户理解的概念数据模型。在进行概念设计时，需要抛开

38、具体的数据库管理系统的束缚，也就是说概念模型是独立于特定的数据库管理系统。3.逻辑结构设计的主要目的是根据概念结构设计的结果，将概念数据模型转换成与选用的数据库系统所支持的数据模型相一致的模型。也即是将实体关系图，转换生成等价的关系模式，并对转换后的模型进行定义描述。4.物理结构设计主要是根据逻辑结构设计的结果，在物理设备上必须采用的存储结构和存放方法，包括设计数据库的文件结构、存储路径、存储格式、存储介质、数据块的大小、缓冲区的大小等。6.3数据库需求分析数据库的设计是指对于一个给定的应用环境，构造最有效的数据库模式，建立数据及应用系统，实质能够有效地存储数据，满足用户的需求，数据库设计是在

39、数据库管理支持下进行的。在对铁路货运流程分析的基础之上，得到系统所需要处理数据，涉及以下数据项和数据结构:货物信息:包括的数据项有运单号、货物名称、货物价格、货物重量、集装箱类型、集装箱数量、集装箱号码等。员工信息:包括的数据项有员工号、姓名、性别、民族、出生日期、文化程度、身份证号、地址、电话、基本工资、入职时间、职务等。司机状态信息:包括的数据项有员工号、姓名、是否空闲等。客户信息:包括的数据项有客户代号、公司名称、联系人、联系电话、传真、账号、地址、邮政编码、所属业务员等。车辆信息:包括的数据项有车牌号、车型、发动机号、载重量、颜色、管理人ID、里程数、使用油类、购买时间、使用年限、已使

40、用时间等。车辆状态信息:包括的数据项有车牌号、是否空闲等。派车信息:包括的数据项有派车单号、车牌号、司机ID、目的地、申请人、申请原因、联系人、联系电话、出发时间、返回时间等。日常费用信息:包括的数据项有报销项目、报销时间、报销人、报销金额、经手人等。运单信息:包括的数据项有运单号、时间、发站、到站、领取方式、发货人、收货人、运输方式、运费支付方、支付方式、业务员、运单性质等。运费信息:包括的数据项有运单号、发票号、运费、短途运费、转场费、保价费、其他费用、费用总额、交费时间等。集装箱信息:包括的数据项有箱型、类别、最大载重、自重、容积、长、宽、高、总重等。考虑到系统安全性，使用系统的人员必须

41、通过安全认证才可以进入系统，因此设置一个数据表专门用于对使用系统的人员进行认证，即用户信息。用户信息:包括的数据项有用户名、密码、用户类型等。6.4实体之间的E-R模型6.4.1概念结构设计概念结构设计是将分析得到的用户需求抽象为信息结构(即概念模型)的过程，它是整个数据库设计的关键。概念结构的主要特点是:1.能真实、充分地反映现实世界，包括事物和事物之间的联系，能满足用户对数据的处理要求。是对现实世界的一个真实模型。2.易于理解，从而可以用它和不熟悉计算机的用户交换意见，用户的积极参与是数据库的设计成功的关键。3.易于更改，当应用环境和应用要求改变时，容易对概念模型修改和扩充。4.易于向关系

42、、网状、层次等各种数据模型转换。概念结构是各种数据模型的共同基础，它比数据模型更独立于机器、更抽象，从而更加稳定。为了把用户的数据要求清晰明确的表达出来，通常要建立一种面向问题的数据模型，按照用户的观点来对数据和信息建模。最常用的概念性数据模型就是E-R模型6.4.2 E-R模型E-R模型中包含“实体”、“联系”和“属性”等三个基本成分。1.实体实体是客观世界存在的且可相互区分的事物。它可以是人也可以是动物；可以是具体事物也可以是抽象概念。实体用方框表示，方框内为实体名称。2.属性属性是实体或联系所具有的性质，通常一个实体用若干属性来刻画。属性用椭圆表示，椭圆内为属性名称。3.联系联系是指客观

43、世界中各事物彼此间的联系。实体之间的联系比较多，常见的有三类:一对一的关系、一对多的关系和多对多的关系。人们通常就是用实体、联系和属性这三个概念来理解现实问题，因此，E-R模型比较接近人的思维方式。此外，E-R模型使用简单的图形符号表示系统分析员对问题的理解，不熟悉计算机的人也能理解它，因此，E-R模型可以作为用户与系统分析员之间的交流工具。根据上面的数据项和数据结构，可以设计出能够满足用户需求的各种实体，以及它们之间的关系，为后面的逻辑结构设计打下基础。这些实体包含各种具体信息，通过相互之间的作用形成数据的流动。根据上面的设计规划出的实体及实体关系如图所示。员工号姓名性别出生日期备注民族地址

44、职务电话身份证号文化程度入职时间基本工资员工 图员工实体图客户传真邮政编码地址联系人联系电话账号公司名称所属业务员客户代号 图客户实体图备注远单号货物名称货物重量货物价格货物 图货物实体图车辆车型车牌号备注使用年限购买时间使用油类里程数管理人颜色载重量发动机型号已使用时间图车辆实体图联系人目的地申请人申请原因备注车牌号司机派车单号返回时间出发时间联系电话派车单 图派车单实体图运输方式收货人发货人领取方式到站发站时间业务员支付方式运费支付方运单性质运单运单号备注图运单实体图交费时间实收金额费用总额其他费用备注保价费转场费短途运费运费发票号运单号运费图 运费实体图备注报销金额报销时间经手人报销项目

45、日常费用报销人 图 日常费用实体图自重最大载重类别厢型总重高宽长容积集装箱图 集装箱实体图集装箱类型编号装载信息运单号图装载信息实体图实体与实体之间的E-R模型如图所示。图实体间的E-R模型6.5数据库逻辑结构设计概念结构是独立于实际数据模型的，必须将其转化为逻辑结构后才能进行数据应用设计。也就是要将上面的数据库概念转化为SQL-Server数据库系统所支持的实际数据模型。在上面的实体- 关系的基础上，形成数据库中的表格以及表格之间的关系。根据上面的E-R模型的需求分析，本系统需要12个数据表分别来存放货物、运单、车辆、派车信息、运费、日常费用、客户、员工等的信息，并需要一个数据表来管理系统用

46、户的信息。具体数据表的设计如下面的表格所示。1.员工信息表(emp1oyee)表6-1员工信息字段名说明类型宽度是否为空Employeeid员工号Varchar10NOTNULLName姓名Varchar15NULLSex性别Varchar2NULLNationality民族Varchar6NULLBirthday出生日期datetime8NULLDegree文化程度Varchar6NULLIdentityid身份证号Varchar20NULLAddress地址Varchar50NULLPhone电话Varchar20NULLSalary基本工资decimal9.2NULLJointime入职

47、时间datetime8NULLduty职务Varchar10NULLremark备注varchar50NULL2.司机状态表(driverstate)表6-2司机状态字段名说明类型宽度主键Employeeid员工号Varchar10NOT NULLName姓名Varchar15NULLisfree是否空闲bool1NOT NULL3.客户信息表(clientinfo)表6-3客户信息字段名说明类型宽度主键Clientid客户代号Varchar10NOTNULLCompany公司名称Varchar50NOTNULLlinkman联系人Varchar15NULLPhone联系电话Varchar20

48、NULLFax传真Varchar20NULLAccount账号Varchar30NULLAddress地址Varchar50NULLMailcode邮政编码Varchar10NULLEmployeeid所属业务员varchar10NULL4.车辆状态表(Carstate)表6-4车辆状态字段名说明类型宽度是否为空Carnumber车牌号Varchar20NOTNULLisfree是否空闲闲bool1NOTNULL5.车辆信息表(carinfo)表6-5车辆信息字段名说明类型宽度是否为空Carnumber车牌号Varchar20NOTNULLCartype车型Varchar20NULLMotor

49、number发动机号Varchar20NOTNULLLoadnum载重量int4NULLColor颜色Varchar10NULLEmployeeid管理人IDVarchar15NULLMilemark里程数int4NULLOiltype使用油类Varchar10NULLBoughttime购买时间datetime8NULLUsefullife使用年限int4NULLusedtime已使用时间int4NULLremark备注Varchar50NULL6.日常费用报销(dailyexpense)表6-6日常费用报销字段名说明类型宽度是否为空Expensename报销项目Varchar50NOTNULLWriteofftime报销时间datetime8NULLWriteoffperson报销人Varchar15NULLSumnum报销金额decimal9