基于RFID技術的電子標簽在物流網(wǎng)中應用

 引言

    射頻識別（Radio Frequency Identification，即RFID）技術是逐漸走向成熟的自動識別技術。射頻識別技術，作為快速、實時、準確采集與處理信息的高新技術和信息標準化的基礎，在生產(chǎn)、銷售、物流等各個行業(yè)有著廣泛的應用。RFID技術能夠對于人員和物品的流動實行快捷準確的管理，從而提高了物流供應鏈的運作水平。
 
    1射頻識別技術
   
    射頻識別技術是一項利用射頻信號通過空間耦合實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到自動識別目的的技術，而電子標簽是將射頻識別技術與高度小型化的芯片相結合的目前最為先進的非接觸感應技術。處于物流網(wǎng)中的每件物品有唯一的電子標簽編碼EPC（電子產(chǎn)品編碼）的芯片，閱讀器能夠通過射頻信號自動識別并獲取物品的相關信息。從而可實現(xiàn)人們對各類物體或設備（人員、物品）在不同狀態(tài)（移動、靜止或惡劣環(huán)境）下的識別和管理。

    1.1電子標簽的組成

    RFID系統(tǒng)一般是由標簽、閱讀器和應用軟件三部分組成。標簽（Tag）由耦合元件及芯片組成，每個標簽有唯一的電子編碼，附著在物體上用于標識目標。閱讀器（Reader）是讀取或寫入標簽信息的設備，主要有手持式或固定式。應用軟件是針對具體的電子標簽的信息管理的操作軟件。電子標簽的讀寫環(huán)境是開放的、移動的、無方向性的,它與讀寫器之間的通訊不是通過普通的物理接觸來實現(xiàn)，而是通過射頻技術對電子標簽內的數(shù)據(jù)進行操作。

    1.2電子標簽的分類

    根據(jù)不同的分類標準，標簽有不同的分類。根據(jù)電子標簽供電形式，分為有源標簽和無源標簽。有源標簽使用標簽內自帶的電池能量才能工作。無源標簽利用耦合的閱讀器發(fā)射的電磁場能量進行讀寫。根據(jù)標簽的數(shù)據(jù)傳送方式分為主動式、被動式和半主動式。主動式標簽信號傳輸距離遠，使用時受到能量限制；被動式標簽具有永久的使用期，識別距離近；半主動式標簽只對標簽自身內部供電，只有被激活時才傳送數(shù)據(jù)。射頻識別技術根據(jù)標簽的工作頻率(閱讀器發(fā)送的電磁波所使用的頻率)不同可分為低頻、高頻、超高頻和微波系統(tǒng)。目前主要分為五個范圍：低頻（30KHz~ 300KHz）、高頻（3MHz～30MHz）和超高頻（300 MHz～3GHz）以及微波（2.45GHz以上）。常見的工作頻率有：13.56MHz,915MHz。根據(jù)標簽的可讀寫性分為只讀、讀寫和一次寫入多次讀出卡。根據(jù)具體需要來選取電子標簽。
 
    2射頻技術在物流的應用
 
    RFID在從采購、存儲、運輸、銷售到服務的物流諸多環(huán)環(huán)相扣的環(huán)節(jié)上和社會效益上發(fā)揮重大的作用。RFID的應用主要分為以下幾個方面。
 
    2.1RFID技術具體實施

    (1)進貨環(huán)節(jié)

    采用了RFID技術一改往日傳統(tǒng)的銷售商進貨管理，利用讀寫器獲取貨物及同時到達的物流信息，對貨物自動統(tǒng)計信息并傳入信息系統(tǒng)后入庫；貨物安置在不同的倉庫區(qū)域后，可以利用固定的電子標簽讀寫器對貨物在倉庫中的存放狀態(tài)進行監(jiān)控，如指定堆放區(qū)域、上架時間等信息的統(tǒng)計。當倉儲區(qū)域貨物期限快到時則自動發(fā)出報警信號給中央調度系統(tǒng)通知工作人員；出庫時，貨物的信息的變動同樣傳送到相應數(shù)據(jù)庫。使用了RFID技術使得貨物的登記變得自動化，更加快速準確，減少了人員需求與貨物損耗，實現(xiàn)快速提貨和取貨，并最大限度地減少存儲成本。

    (2)銷售環(huán)節(jié)

    商家在銷售環(huán)節(jié)使用電子標簽對貨物進行統(tǒng)計，只需在主機的系統(tǒng)管理軟件上便可查詢到貨物的詳細信息，例如存貨的種類以及數(shù)量。同樣在付款臺對物品實現(xiàn)自動掃描和計費，取代繁瑣的人工收款模式。更令消費者關注的有效期問題，系統(tǒng)對于某些具有實效性商品的有效期限進行監(jiān)控，提醒商家做出相應的處理，避免過期的損失；同時商品管理系統(tǒng)對貨物進行管理，在缺貨時及時通知商家補貨，保證貨源充足，提高銷售環(huán)節(jié)的效率。

    (3)運輸環(huán)節(jié)

    在貨物表面貼上RFID標簽，（例如貼在集裝箱和外包裝上），可以對貨物進行跟蹤控制。處在運輸過程中的貨物被安裝在車站、碼頭、機場、高速公路出口等處的讀寫器讀取到電子標簽的信息后，連同貨物的位置信息傳送給貨物調度中心的數(shù)據(jù)庫中，準確及時地更新物流網(wǎng)中的貨物信息。

    RFID技術在以上環(huán)節(jié)中應用使得合理的產(chǎn)品庫存控制和智能物流技術成為可能。RFID非常適用于對物流跟蹤、運載工具、倉庫貨架以及目標識別等要求非接觸數(shù)據(jù)采集和交換的場合，廣泛用于物流管理中的倉庫管理、運輸管理、物料跟蹤和貨架識別、商店（尤其是超市）。超市購物已經(jīng)成為人們日常生活中的必需。人們進入超市在挑選商品時需要了解商品的價格、產(chǎn)地、成分等，也進一步地及時了解商品的有效期甚至銷售情況。目前超市所面臨的問題主要有：商品放置的貨架不明確，缺貨嚴重，價格不明，保質期不新鮮，付款時間過長等。這些問題給顧客帶來了困擾同時給商家也造成了很大的損失。

    3.2 RFID技術在超市中具體實例

    基于RFID技術的電子標簽能夠很好的滿足超市的這些需要?，F(xiàn)將應用RFID技術的超市的構架如下：超市主要分為倉庫、貨架、收銀區(qū)三個部分。普通遠距離讀卡器可靠讀出距離可達8m，則貨架的尺寸必須使得電子標簽能隨時處于讀卡器的讀取范圍之內。每個讀卡器都與后臺負責管理的計算機相連。圖1這 三個區(qū)域所采取讀寫器是固定式的讀卡器。

圖1

倉庫里利用天線接收和傳輸信息，由信息處理模塊與超市管理主機終端相連接，從而實現(xiàn)溝通及處理功能，及時更新倉庫信息。在超市貨架上，固定在貨架上的讀卡器的天線定時地不間斷地向周圍的商品發(fā)射電磁波，檢查商品被取走的情況并報告給超市倉庫管理系統(tǒng)。后臺管理計算機針對讀卡器發(fā)回的信息，通知倉庫及時補充貨架上缺少的商品。這樣超市管理系統(tǒng)能夠隨時掌握貨物的銷售情況，并根據(jù)商品的銷售狀況及時制定銷售策略。收銀區(qū)獲取被顧客所挑選的商品的電子標簽的信息，記錄下消費記錄，更新超市的管理系統(tǒng)。為了方便顧客快速查詢到商品的產(chǎn)品價格、生產(chǎn)日期、產(chǎn)品產(chǎn)地、保質期等信息同時超市還采用移動式的讀卡器，將便攜式（可移動的）讀卡器安裝在超市的導購車上。超市管理系統(tǒng)的功能主要是商品數(shù)據(jù)的查詢、修改以及設置功能。它由讀取數(shù)據(jù)模塊、處理數(shù)據(jù)模塊、查詢以及設置模塊組成，對應于超市的三個部分。大致的模型圖如下所示圖2
倉庫里利用天線接收和傳輸信息，由信息處理模塊與超市管理主機終端相連接，從而實現(xiàn)溝通及處理功能，及時更新倉庫信息。在超市貨架上，固定在貨架上的讀卡器的天線定時地不間斷地向周圍的商品發(fā)射電磁波，檢查商品被取走的情況并報告給超市倉庫管理系統(tǒng)。后臺管理計算機針對讀卡器發(fā)回的信息，通知倉庫及時補充貨架上缺少的商品。這樣超市管理系統(tǒng)能夠隨時掌握貨物的銷售情況，并根據(jù)商品的銷售狀況及時制定銷售策略。收銀區(qū)獲取被顧客所挑選的商品的電子標簽的信息，記錄下消費記錄，更新超市的管理系統(tǒng)。為了方便顧客快速查詢到商品的產(chǎn)品價格、生產(chǎn)日期、產(chǎn)品產(chǎn)地、保質期等信息同時超市還采用移動式的讀卡器，將便攜式（可移動的）讀卡器安裝在超市的導購車上。超市管理系統(tǒng)的功能主要是商品數(shù)據(jù)的查詢、修改以及設置功能。它由讀取數(shù)據(jù)模塊、處理數(shù)據(jù)模塊、查詢以及設置模塊組成，對應于超市的三個部分。大致的模型圖如下所示圖2

  圖2  商品信息管理系統(tǒng)

     基于RFID技術在超市的應用：在超市的入口處有采用了RFID技術的購物車，在購物車的扶手前端安裝了識別電子標簽的讀卡器。顧客只需將商品置于讀卡器前，屏幕上將顯示出該商品的具體價格、名稱、產(chǎn)地等。顧客只要在導購車的屏幕上面點擊想購買的商品，就能夠在屏幕上查詢到該商品在超市的具體位置，從而便捷地找到需要的商品。在結賬的時候，只要將導購車推過制定的通道，消費總額立即出現(xiàn)在收銀臺的電腦上，所用的金額也會在該超市辦理的消費卡上自動扣除。同時，帶有標簽的貨物在通道上被掃描時，會自動反饋給管理系統(tǒng)，更新超市的庫存。由于商品的數(shù)量和價格是隨時變動的，超市管理系統(tǒng)應實時性的更新，保持高度的準確性。超市管理系統(tǒng)要自動的通過對RFID標簽信息的讀取來完成對店內庫存的盤點。終端的主機完成對銷售量的統(tǒng)計，自動通過對RFID標簽的讀取來完成對店內庫存的盤點，接受客戶端發(fā)送過來的報表，更新商品的數(shù)據(jù)庫。

    下面是一個基于Delphi的超市管理系統(tǒng)

    閱讀器讀取RFID標簽，以二進制格式獲取EPC編碼。(01 000000000110000010010 01001001000011001 001000101010110110010101)這是以一個64位的EPC代碼為例。所采集到的EPC傳送到超市的管理系統(tǒng)。將二進制的編碼轉換成十進制比較方便。例如下面便是查詢商品信息：

圖3　商品查詢界面     

    實現(xiàn)的功能：入庫信息的統(tǒng)計，貨架信息的統(tǒng)計，售出信息的統(tǒng)計，查詢商品信息。對比傳統(tǒng)經(jīng)營的超市與采用電子標簽技術的超市由下表可以發(fā)現(xiàn)RFID技術較為突出

1 傳統(tǒng)超市與基于RFID超市簡要比較表

 因此RFID技術特點非常適合現(xiàn)代物流管理，RFID技術可以實時了解物流的所有信息，實現(xiàn)物流的科學化管理。實現(xiàn)貨物的先進先出，倉庫信息的實時監(jiān)控提高了物流系統(tǒng)的工作效率，縮短流程時間。
 
    3結語
 
    射頻識別技術逐漸成為企業(yè)提高物流供應鏈管理水平，降低成本，實現(xiàn)企業(yè)管理信息化，增加競爭能力不可缺少的技術工具和手段。射頻識別技術電子標簽在物流領域應用的市場將得到空前的擴大。放眼望去RFID的應用不僅體現(xiàn)在普通物流領域里，還體現(xiàn)在許多新的領域上。2008年北京的奧運會給基于RFID電子標簽技術帶來如此龐大的奧運物流市場，從而也很大程度上的推動電子標簽技術在我國物流的發(fā)展。射頻識別技術的發(fā)展前景還是非常廣闊的。