基于二维码和异构数据库的器材仓储信息管理系统

对于现代仓储管理系统，人们首先会想到基于RFID的无线自动化智能管理系统，但是基于RFID标签的仓储管理系统存在使用成本高、基于无线射频以及标签尺寸受限等问题[1]。在一些禁用无线、低成本仓库、精细管理小物件等场合，使用二维码标签实施管理无疑是最佳选择，基于二维码的仓储管理模式具有很好的市场应用价值[2]。本文建立的器材仓储管理模型适用于地理位置多点分布的场合，由一个总的器材仓库和对多个器材室构成，系统设计目的是减轻器材管理负担、规范管理流程，实现精细化、全寿命管理。系统通过二维码实现器材标识，通过建立异构数据库实现零散器材信息的集中管理，通过加强管理的可视化和自动化设计减少货品清点、出入库过程中的工作量，对多个部分构建统一规范的器材或货品管理业务模式具有较好的借鉴价值[3]。

二维码是一种图形编码，通过按一定规律在二维平面分布黑白相间的图形块（点、圆等形状）实现信息记录，其分布的几何图形排列组合可以与“0、1”比特流一一对应。通过光电扫描枪或光学识别设备实现信息读取，通过软件解码将码字信息解译到扫描终端，最终传输到应用软件，实现对物品信息的管理。

二维码的特点包括码字具有校验功能、通过特定的字符集构成不同码制以及能够自动识别和处理图形旋转变化等，同时具备存储信息大、存储密度高、占用空间小以及安全性高等优点。目前，国内个人移动支付、广告宣传、证照应用等场合普遍应用二维码实现。常用的二维码类型包括PDF417码、Code16K码、Data Matrix码以及QR码等，其中QR码具有占用空间小、读取速度快、全方位识读且使用成本低的优势，可以很好地满足仓储管理需求。本文实现器材信息标识所用的二维码即为QR码，其区域功能说明如图1所示[4]。

QR码编码包括7个步骤，分别是数据分析、数据编码、纠错编码、信息构造、矩阵构造、掩膜以及填充格式版本信息。其识读则主要包括3个步骤，即图形预处理、码字识别及QR解码。制作QR码标签可以使用专用的标签打印机或普通打印机，器材仓储信息的管理推荐使用专门的标签打印机和自粘覆膜贴纸，以保证标签质量。

异构数据库是多个数据库的集合，通过使用多个不同规模结构的数据库，统一接口和规范标准来实现信息交互。从物理层看，信息根据规模和应用需求分布存储在不同位置的物理节点上，每个节点根据自身需求配置轻量级或大中型关系数据库。异构数据库具备体系架构灵活、可靠性高、响应速度快以及拓展性强的优点，适用于多点部署、多区域分布的企业部门开展信息管理[5]。

本文所设计的数据库系统由轻量级数据库（SQLITE）和大型数据库（ORACLE）组合而成。在多个外点器材室部署轻量级数据库，主要用于管理各个器材室的信息和业务，并将信息上传至仓库总数据库，同时也可下载仓库数据库的关键数据实施备份。器材仓库则部署大中型数据库，用于整合所有外点器材信息与仓库库存器材信息，可实现对器材或设备的管理信息统计分析和全景展示[6]。

系统总体采用C/S架构，主要由两个子系统构成，分别为器材室信息管理子系统和仓库器材信息管理子系统。从信息结构上分四个层次，即信息建设层、信息展示层、信息存储层以及系统管理层。

器材室信息管理子系统部署于各外点器材室，安装在便携笔记本电脑上，后台使用轻量级数据库，通过使用二维码和扫描枪实现便捷管理，主要功能包括器材的可视化扫描清点、新设备入库、图片编辑采集、位置信息采集以及数据的上传下载。

仓库器材管理子系统部署于器材仓库总部，后台使用ORACLE数据库，具有完备的出入库、移交、报废以及维修等管理功能，并可实现对器材信息的过滤查询、统计分析、字典维护以及日志维护等[7]。

器材室客户端配备笔记本电脑，要求CPU为最新I3以上配置，内存大于4G，硬盘大于500G；仓库服务器配备高配台式机或专用服务器，要求CPU为最新I5以上，内存大于8G，硬盘大于2T。器材室和仓库均配备扫描枪和标签打印机。操作系统为Windows7或Windows10，开发工具为VS2020+C#，控件库为Dev Express2020，数据库为SQLITE3、ORACLE11g。

根据张贴物品的大小，二维码标签可以设计多个尺寸的型号，最精简的情况只需简单打印二维码即可实现，典型二维码标签格式设计如图3所示。

使用流程如图4所示。

器材的QR码主要信息为其ID号，其编码包含了配发时间、配发单位码、使用单位码、流水码以及器材类别等信息。二维码制作使用标签打印机和覆膜打印纸，二维码的扫描设备采用笔记本电脑和扫描枪实现。

数据库表为满足应用功能而设计，其中器材室客户端主要涉及的数据表有器材实力表、管理信息表、多媒体素材表、单位表、登录人员表以及日志表，仓库器材管理端主要设计的数据库表包括器材实力表、管理信息表、多媒体素材表、登录人员表、日志表、单位字典表以及系统架构表。

信息的上传、下载功能主要在器材室客户端实现。为方便器材室客户端和仓库库管理端信息互通，相同内容的表采用相同命名方式和字段设计。两类数据库均采用ADO对象模型接口实施数据库访问，利于实现免安装快速部署。

器材盘点要先从仓库服务器下载任务数据，然后扫描部门二维码定位，盘点完成时查看是否有异常需要处理，否则上传至仓库服务器。盘点过程中，扫描位置二维码即可自动图形化显示该位置的实例和各器材盘点状态，之后逐一对未盘点器材实施扫描即可自动改变其盘点状态。盘点过程中，发现异常盘点信息（标签异常、未入库等情况）时需及时进行重打标签或重新扫描等处理。

器材管理主要在器材仓库端实施，管理流程如图5所示。

器材管理的功能界面设计相似，均为信息的登记与更改，其中器材入库涉及自动流水码生成，需要读取登录界面中的位置信息和单位信息。器材出库和报废处理需要在信息登记完成后自动打印单据，并让承办人签字留存档案。

系统后台管理功能主要包括用户管理、字典管理、日志管理以及位置信息管理，主要涉及相应数据库表的展示和增、删、改功能实现[8]。

SQLITE是免安装的文件型数据库，ORACLE是大型关系数据库，两者存储字段、读取接口以及语法均存在一定差异。要实现复杂的数据交互，无法用现成的工具相互导入，只能以字段映射方式导入导出，因此需要设计专门的导入导出数据程序模块实现相关功能[9,10]。典型数据交互核心代码如下：

本文提供了基于二维码技术的器材仓储管理系统解决方案，可以利用较低的成本有效解决装备器材底数不清、管理烦琐等问题，从而实现装备器材的信息透明化和全寿命管理，在军事、交通等的装备器材管理领域具有很好的借鉴意义和推广价值。