rfid技术应用与研究

rfid技术应用与研究（共8篇）

rfid技术应用与研究 篇1

RFID基础知识与典型应用

一、何为RFID？

在20世纪中，无线电技术的理论与应用研究是科学技术发展最重要的成就之一。1948年哈里.斯托克曼发表的“利用反射功率的通讯”奠定了射频识别RFID的理论基础。经过数十年的发展，如今，RFID技术理论日趋成熟，产品种类也越来越丰富。

从概念上来说，RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）技术是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关的数据信息。利用射频方式进行非接触双向通信，达到识别目的并交换数据。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。

1、RFID组成

RFID领域应用最为广泛的一个标准是EPC标准，它将RFID系统分成了四个层次，包括物理层、中间层、网络层和应用层。

物理层是整个系统的物理环境构造，包括标签、天线、读写器、传感器、仪器仪表等硬件设备。

中间层是信息采集的中间件和应用程序接口，负责对读卡器所采集到的标签中的信息进行简单的预处理，然后将信息传送到网络层或应用层的数据接口。

网络层是系统内部以及系统间的数据联系纽带，各种信息在其上交互传递。

应用层则是EPC后端软件及企业应用系统。在明晰的系统层次上，EPC标准还统一了数据的报文格式，并规范了输出传输流程。这样，RFID系统的部署就会变的严谨有序。

通常我们所说的RFID产品处于物理层，其最基本的组成部分包括：

◆ 射频标签(或称射频卡、应答器等)

射频标签也可称作射频卡，它由耦合元件及芯片组成，含有物品唯一的标识体系，包含著一系列的数据和信息，比如产地，日期代码和其他关键的信息等，这些信息储存在一个小的硅片中，利用阅读器，可以及时方便的了解精确的信息。射频标签能储存从512字节到4兆不等的数据，由系统的应用和相应的标准决定，射频标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点，支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理等。

按照不同的方式，射频卡有以下几种分类：

表1.射频标签的分类

◆ 射频阅读器

在RFID系统中，信号接收设备一般叫做阅读器（或读卡器）。阅读器的基本功能就是提 供与标签进行数据传输的接口，读取(有时还可以写入)标签信息的设备。在RFID相关产品中，读卡器的含金量是最高的，因为它是半导体技术、射频技术、高效解码算法等多种技术的集合。

阅读器从外形上大体上可分为手持式或固定式，从工作方式来看，阅读器种类也非常的繁多，按工作频率可分为超高频、高频、低频阅读器，通常低频阅读器的读写距离则不超过0.5米，高频阅读器的读写距离约为1m，超高频阅读器读写距离通常在1～10米，而读卡器的读写距离通常还会受到环境干扰以及读卡器的稳定性等影响而有所改变，此外，若采用有源标签，则读取距离可达到100米。按配置可分为带CPU、预装操作系统的PAD阅读器与普通阅读器；按传输方式可分为无线或者是有线阅读器等。

◆ 射频天线

射频天线主要用来在标签和读取器间传递射频信号。RFID系统中包括两类天线，一类是RFID标签上的天线，和RFID标签集成为一体；另一类是读写器天线，既可以内置于读写器中，也可以通过同轴电缆与读写器的射频输出端口相连。目前的天线产品多采用收发分离技术来实现发射和接收功能的集成。天线在RFID系统中的重要性往往被人们所忽视，在实际应用中，天线设计参数是影响RFID系统识别范围的主要因素。高性能的天线不仅要求具有良好的阻抗匹配特性，还需要根据应用环境的特点对方向特性、极化特性和频率特性等进行专门设计。在选择天线的时候的主要考虑：天线的类型；天线的阻抗等。

2、RFID工作原理

简而言之，在工作时，RFID读写器通过天线持续发送出一定频率的信号，当RFID标签进入磁场时，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（Passive Tag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签）；随后读写器读取信息并解码后，将数据传输到中央信息系统进行有关的数据处理。

图1.RFID组成及工作原理

3、RFID应用的领域

表2.RFID领域及应用

二、RFID在我国发展应用之现状

RFID技术在国外得到了飞速的发展，据ABI公司根据预测,预计到2013年全球RFID规模将达到98亿美元,2003-2013年均复合增长率为19%。在我国，在RFID技术与应用的标准化研究工作上已有一定基础，2006年6月9日，科技部等十五部委制定出台了《中国射频识别(RFID)技术政策白皮书》；此外，依据ISO/IEC 15693系列标准已经基本完成国家标准的起草工作；参照ISO/IEC 18000系列标准制定国家标准的工作已列入国家标准制订计划。

但是，相较于欧美等发达国家或地区,我国在RFID产业上发展较晚并较为落后。在超高频RFID方面，产品的核心技术基本掌握在国外公司的手中，国外公司占有绝对的优势；不过，在低频领域，我国由于发展较早，技术较为成熟，产品应用广泛，已具有了与国外产品一决高下的能力，在市场上处于完全竞争状况。另外，国内低频读写器生产加工技术非常完善,生产经营的企业很多，也有较为成熟的解决方案。

应用方面，在交通、物流、防伪、制造、零售、煤矿等等行业，都有RFID技术的身影，虽然某些应用还不是特别的完善，但在国家的大力扶持与推进下，RFID技术在我国将会全面开花，得到更多、更完善的应用。

三、RFID能为制造企业带来什么？

在制造业，RFID，归根结底，可以看做一种数据采集方式，而目前很多制造企业已经采用了条码技术来进行数据的采集，并结合MES、ERP等信息化软件，对企业的生产过程进行有效管理。而很多企业不禁会问，既然条码应用已十分的成熟广泛，为什么还要使用RFID技术呢？ RFID技术，实时数据采集的必要手段

传统企业在数据采集时通常使用条码标签，但条码标签受到一定的局限性，在识别速度、读取精度、使用环境等方面存在种种限制，关键在于，数据采集后并不能实时的反馈到相关人员。而RFID技术通过电子标签与阅读器之间的射频通信，能快速的识别目标对象并且获取其包含数据，将生产现场信息及时准确的采集，赋予企业相关的跟踪能力和实时控制能力，减少人为错误，帮助企业在实际提高效率和利润的同时能够满足客户的需要和法规要求。

RFID数据采集方式能为制造企业带来的便利：

1）在及时采集各个加工工序的人员与工时信息的基础上，可以获取准确的实际生产成本信息。2）通过及时反馈加工质量和设备信息，可以实现整个车间生产过程的可视化，从而实现制造过程的可追溯。

3）RFID技术为及时准确采集车间信息，实现“实时”企业，提供了经济有效的解决方案。

表3.RFID与传统条码采集方式之比较

四、制造企业如何正确的选择和使用RFID？

纵然RFID技术有着许多的优点，但面对RFID，企业必须有清醒的认识，仅凭头脑发热便如同一窝蜂的上ERP等信息化软件一样，得不偿失。

在制造企业，RFID技术通常能很好的应用于生产管理、员工管理、仓储管理、物流管理、质量管理等环节，结合MES等信息化系统，实现实时的控制管理。但由于RFID厂商的参差不齐，或者企业对于RFID概念的理解偏差，在某些企业，RFID应用也走进了种种误区。以下，将为您剖析，何种RFID解决方案才是您的企业最需要的呢？

1、有线 or 无线？

RFID无线射频识别技术，顾名思义，RFID数据的采集，是通过无线的识别进行的，RFID标签通常附着于物料、生产设备、员工、以及需要采集的物体上，读卡器对标签上的数据进行识别，而识别之后如何实时的传输给生产管理软件比如MES系统，则需要在企业内部进行网络的部属。如上文所说，读卡器可通常分为手持式与固定式，有线读卡器与无线读卡器。手持式的读卡器通常是无线的，固定式的读卡器则有无线与有线两种可选，这时，就需要企业根据自己的需求进行选择。

◆ 基于有线局域网的RFID解决方案：

图2.基于有线局域网的RFID解决方案

在该解决方案下，企业可利用现有的有线局域网，将有线读卡器布置于设置好的位置，读取数据通过TCP/IP组网方式，通过交换机连接计算机进行数据交互。有线网络可与公司的局域网融为一体，其优点是可以使用公司成熟的网络，读卡器与中间件之间进行有线通信，数据传输稳定可靠、反应迅速，并且没有距离的限制。而这种方案的缺点在于：布线较为繁琐，可能会影响工作环境的美观，并且在某些特殊的制造场合，并不适合大量的走线。这种方案通常适合于公司有线网络方便布置的，工位固定，读卡器使用量大、跨地域的纺织、服装、玩具等劳动密集型制造行业。

◆ 基于无线局域网的RFID解决方案：

基于无线局域网的方案，即RFID设备通过接在计算机上的无线基站以无线通信的方式和计算机进行通信。无线读卡器阅读RFID卡片上的数据信息后，通过无线基站，将数据信息上传到中间件，中间件通过存储过程与数据库进行数据交互。对于无线组网方式来说，优点在于读卡器与中间件所在的电脑组网布置灵活，省去布线的麻烦，并且技术成熟、网络容量大，施工快速。相应的，无线组网方式的缺点在于读卡器与中间件之间具有一定距离限制，并且在某些车间环境下易受其他无线信号的干扰，因此，采用无线组网方式的RFID解决方案适用范围虽然比较大，但更适合于其他无线信号干扰少，对工作环境整洁程度要求高的制造企业。

图3.基于无线局域网的RFID解决方案

对于无线组网方式，目前的解决方案也存在两种，一种是基于WiFi技术的，另一种是基于Zigbee技术。

WiFi即无线局域网，基于802.11a/b/g/n等协议，也是目前最常见的无线通信技术。ZigBee是国际标准的工业级网络，基于IEEE 802.15.4协议。是一种经济、高效、低数据速率（<250kbps）、工作在2.4GHz和868/928MHz的无线通信技术。简单的说，Zigbee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，在整个网络范围内，每一个Zigbee网络数传模块之间可以相互通信，这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立。

表4.Wifi与Zigbee技术对比

二者相比，ZigBee的特点是低功耗、高可靠性、强抗干扰性，布网容易，通过无线中继器可以非常方便地将网络覆盖范围扩展至数十倍，因此从小空间到大空间、从简单空间环境到复杂空间环境的场合都可以使用。但相比于WiFi技术，Zigbee是定位于低传输速率的应用，因此Zigbee显然不适合于高速上网、大文件下载等场合，更适合某些数据传输量不大的制造企业。制造企业可根据企业的实际情况进行选择。

2、RFID在不同环节的使用选择

以上谈了许多关于RFID的技术与适用场合，那么RFID是如何在企业中得到应用的呢？

图4.RFID在制造业生产过程中的应用

◆ 生产管理：生产环节是制造企业重中之重，生产过程的可控是制造企业进行库存管理、质量管理、员工管理、财务管理等环节的前提，生产过程中的实时数据也是构建实时企业必不可少的关键。在生产管理过程中部署RFID系统，及时的采集生产信息，是获取实时数据的关键。采用条码方式采集生产现场的数据在手工计件的基础上提高了企业的信息化水平，但条码统计信息无法实时，待数据输入至少滞后半天到一天的时间，其次，条码的信息容量有限，无法监测每个工序的情况，无法反应每个员工的生产情况，责任不能落实到个人，质量管理无法落实到实处，再次，条码对应用环境的要求高，许多场合下并不适用。因此，采用RFID技术来进行生产数据的采集是有效的解决方案。

图5.RFID结合MES进行生产管理

在生产车间，企业可依据生产过程以及关键工位布置合适的数据采集点，安装好读写器，根据生产任务单，将产品的生产过程信息和产品的型号、完成时间等产品信息写入电子标签，附着在在制品框上，随着生产过程流动，来指导整个生产过程。在关键工位对数据进行读取，配合电子看板等在车间实时显示加工状况，结合ERP、MES等信息化系统，对生产过程进行全方位的管理。同时，对物料以及员工的识别管理，能帮助企业对产品的质量进行管理追溯，出现问题时可以准确的定位到生产责任人，降低企业产品瑕疵率，也可促进售后维修服务的管理。若同一批产品工序相同，可采用只读标签，在制品变成成品下线后，标签可以回收继续使用，当然，企业也可根据实际情况，选择可擦写标签。通常来说，劳动密集型企业，生产过程中的电子标签可选用低频无源只读标签，价格低廉，并且相比打印条码方式，成本能得到很大程度的降低。对于工序复杂的制造企业，RFID标签及读卡器的选择，应结合其他信息化系统，对企业生产流程进行分析后，再来决定，手持式和固定式读卡器结合，超高频的RFID系统目前在我国大多应用在机械以及汽车等行业。

◆ 员工管理：对于员工管理，比如在服装、玩具等制造企业，可以为每位员工配发识别卡，应用于考勤以及生产过程管理，对物料以及工作流程实时的加工数据采集能方便管理人员了解目前员工的生产工作状态，并且，可以根据员工的加工情况，对成品进行追溯跟踪，工时统计及产品质量的跟踪可以更好的方便企业对员工的绩效情况进行管理。在员工管理过程中，可根据企业的实际需要来选择RFID卡的性质，低成本的低频无源卡往往更适合于员工管理。

◆ 仓储管理：在企业的仓储管理过程中，RFID技术能发挥极大的作用，以往，仓储管理系统通常使用条码标签或是人工仓储管理单据等方式来进行。但是条码的易复制、不防污、不防潮等特点，和人工书写单据的繁琐性，容易造成人为损失，另外，条码数据采集后，需要再次将数据录入到电脑，不能及时反馈仓库的最新动态，这使得许多制造企业在仓储管理时始终存在着缺陷。企业在引入RFID系统后，可以在RFID标签中写入货物的名称、日期、存放位置等各类信息，并贴在每个物品的包装上或托盘上。这样，读卡器能搞清楚的扫描到托盘上货品的信息，并可以及时的将仓储物流信息反馈到生产加工，指导生产。在仓储管理的过程中，企业应选择手持式的读卡器，通过无线方式与中间件进行连接，上传至电脑及时获取最新的仓储情况，手持式的读卡器不受人员以及地理位置的限制，具有小型化、便携、使用灵活等特点，目前市场上也有许多带PDA的手持式读卡器供选择，带PDA手持式读卡器具备CPU以及操作系统，数据采集完成后可直接显示在液晶屏幕上，或存储于PDA中，通过无线方式传输到后端系统平台，某些读卡器还可以对电子标签进行数据写入，功能十分强大。

对于某些小型的制造企业，可以选择工作在低频的RFID系统，读写距离较短，技术成熟，并且价格便宜，但对于大型的制造企业，工作在低频的RFID系统将无法满足企业的要求，应选择工作在高频及超高频，能读取中长距离的读卡器。

◆ 物流管理：企业物流方面，是RFID系统应用最多的领域，制造企业内物流可大体上分为供应链物流与生产系统物流两部分，在企业原材料的采购以及货物入库的过程中，通过在货物或者货箱上面安装RFID标签，阅读器自动识别标签中的数据，不需要打开货物，便知道里面货物的情况，甚至不需要停留，就可以直接完成验收工作，同时将数据记录至数据库，修改系统中的相关数据，完成物料的入库，大大提高工作效率。在入库的过程中，RFID数据管理系统还会根据标签所标识的货物的体积、大小和类别等，自动的选定库位，将信息返回到入库人员，对货物进行入库存放。结合仓储管理过程，对货物进行准确及时的动态管理。帮助企业减少库存积压，降低运营成本。在此过程中，可以设置超高频的RFID系统来进行管理。

在生产系统物流方面，根据生产任务单，利用RFID技术，快速选取物料出库，更新系统中相关的数据，同时，在生产物料上附着标识这物料信息的电子标签，跟随物料进入生产流程中的每道工序。通过各工位设置好的读写器阅读标签信息，依次行进，减少错误率。在工序完成后，某些劳动密集型的企业，RFID标签后还可以回收进行再利用，节约以往打印条码打印的成本。

在生产系统的物流过程中，RFID标签可根据企业实际情况设置，RFID读卡器也可按企业实际情况选取。

3、企业应用误区

目前，RFID虽已在许多企业得到了应用，并且有着不错的发展，但还存在着十分巨大的挑战，RFID是提升企业效率的手段，但不是必然的选择，在某些情况下，RFID更适合企业信息化水平应用较高的企业。

同时，随着RFID系统在企业得到越来越多的应用，也存在着一些误区，比如，某企业使用RFID技术对生产过程的追踪控制，使用RFID标签标识物料以及跟踪产品的整个生产流程，结合MES以及电子看板进行生产过程的远程控制，质量管理，工位协调等工作，从而实现产品整个生命周期的有效管理及可控，整个RFID方案设计完整，但是，在实际操作中，在生产线布置了工作在2.45G的超高频RFID系统，使用超高频的RFID卡以及读卡器，而其生产线的数据并不需要长距离的读写，这样就会造成资源的浪费，同时带来成本的增加。

此外，某些企业在上信息化系统时一味求好，喜欢追求国际名厂产品，购买许多带有CPU和操作系统的高配读卡器应用在条码的读写过程中，而这种读卡器，硬件配置极高，且在高频领域，核心技术以及市场大多被国外知名公司占有，导致了读卡器的价格高昂，甚至是国产产品的几十倍。对于企业来说，部署整个企业的RFID系统，这将带来一笔巨额的投资，以及杀鸡用牛刀般的大材小用。

目前，虽然RFID技术发展迅猛，但与条码相比，由于成本、使用环境、技术标准等方面的限制，在一段时间内，还不能取代条码的应用，尽管RFID技术具有很多的优势，但RFID的优势主要建立在信息的采集以及信息共享上，并非所有的RFID实施案例都获得了成功，企业选择时尤其应该慎重。

1）读取精度。RFID标签主要附着在物料托盘和货品集装箱上，但是在某些行业，比如电子制造企业，元器件众多，在生产的快速流转中如何能保证每个标签都能被读取，这是一个函待解决的问题。2）环境影响。受到车间环境影响，在电磁环境复杂，干扰严重的企业，RFID电子标签的正确读写，也是一个很大的问题，企业若想实施RFID，需要对在车间进行测试，这样又会影响到生产的顺利进行。3）实施模式。RFID系统的实施没有通用的模式可以照搬，不同行业具有不同的应用点和应用需求，除了极少的行业，并没有完整的针对行业具体特征的合适的RFID应用模式和框架，企业选择和实施时缺乏具有普遍指导意义的基本准则和规范。

4）实施成本。从成本来看，目前标签的成本仍是偏高，尤其对于制造行业，什么材料什么工序采用RFID系统也是一个重要的问题，并不是一言两语可以说尽，需要进行严密的计划。

5）对业务流程的冲击。适应过程企业选择实施RFID后，对企业业务流程，也会带来一定的影响，RFID技术使得企业管理理念得到创新，企业中很多原本分离的工作实现了功能整合和重组，必然会导致企业业务流程的重组，企业是否能适应这个过程又是一个问题。

6）数据安全。RFID的应用，隐私和安全问题十分重要。RFID标准体系关系到物品信息控制权和RFID产业控制权，RFID技术要得到广泛的应用和推广制定符合中国国情、具有自主知识产权的RFID标准体系显得特别重要，目前我国已开始相关标准的制定，相信不久的未来，以上问题也会得到逐步的解决。

总的来说，采用RFID技术结合条码，在一段时间内，将会成为企业首选的数据采集解决方案。

rfid技术应用与研究 篇2

关键词：RFID中间件,agent,XML消息

无线射频识别技术(radio frequency identification)是利用射频通信实现的非接触式自动识别目标对象并获取目标对象相关信息的,是自动识别领域的重要分支。目前RFID技术已被广泛应用于制造、物流、医疗、交通运输、零售、国防、安全等众多领域。

然而企业在选用RFID系统的时候,不同厂商生产的RFID产品具有不同的编程接口,现有企业应用系统组件如何同RFID系统相结合,成为企业成功应用RFID系统的瓶颈和障碍。而中间件可以屏蔽不同厂商RFID设备的多样性和复杂性,提供统一编程接口,使各种系统之间可以相互操作,为后台业务系统提供强大支撑,从而可以驱动更为广泛、更为丰富的RFID应用,可称为是RFID运作的“神经中枢”。本文主要针对如何屏蔽硬件设备不同的编程接口问题,使用Agents作为硬件设备代理提供统一编程界面,硬件设备之间通过XML消息进行交互使得硬件设备或应用系统彼此之问可以相互操作,从而设计实现了一套使用Agents代理和XML消息的RFID中间件。

1 主要技术

1.1 Agent

在开发RFID应用中涉及到不同厂商的RFID读写器、标签打印机等产品,还要考虑到与其他系统的结合,例如与视频监控系统、现有企业ERP、SCM系统的结合,要围绕数据库来保存和读取信息,还要提供可视化图形界面给用户。如何对RFID应用中涉及到的这些产品、实体与系统进行建模,成为RFID中间件设计的重要问题。在本文中对这些概念进行统一建模,每种产品、实体与系统都作为一个Agent,每个Agent负责自己所负责的产品、实体或系统的操作与交互。而对于外部应用则提供统一的编程接口。RFID应用开发基于Agents提供的编程接口进行开发,使得具体的应用逻辑与特定的底层设备、实体或系统无关。

Agent为代理基类,提供了统一的编程接口。发布一种消息类型(Publish)、注册一种消息类~(Subscribe)、传送一则消息到指定地址(该操作会返回一则对应的消息,对应Send)、发送一则消息到指定地址(该操作不返回消息,对应Post)和处理收到的消息(pro~esssmessage1。代理之间的不同主要体现在每个代理因抽象的实体不同而导致处理的消息种类不同以及对特定消息的处理方式不同。一种代理处理一组特定的消息类型。各派生子类都要针对其所抽象的实体定义一组与该实体相关的特定的消息类型,并且在processnlessage函数中对这些消息进行处理。在Agent内部,有一个传输类(transport)来提供所有的通信功能,该传输类主要提供两种类型的通信功能:1)点对点方式,主要针对单一通信需求(例如发送一条命令打开读写器);2)多播方式,主要针对有多个接受方的通信需求(例如一个读写器关闭,所有对读写器状态敏感的代理都将收到该消息)。在传输类在实现时有两种类型的套接字:l1UDP套接字(UDPSocket),用来处理点对点的单一通信方式;21多播套接字(MCSocket),用来处理多播通信功能.实现时各接收方首先注册到特定消息组。当有代理发布特定消息时,该多播套接字就将该消息发布到特定消息组里的各接收代理。无论是点对点方式或是多播方式,当代理接收到消息的时候,其内部的传输类会委托一个XML消息翻译类(XML Translator)来将收到的XML消息转换为特定的消息对象(parse函数完成该功能),以备代理处理该消息。

1.2 XML消息

RFID应用中涉及到的产品、实体与系统之间需要通信交互,以完成命令控制和数据交互,而不同的产品、系统有着不同的数据格式要求,而且通信机制和通信协议也不尽相同。统一各产品、实体或系统之问的交互数据格式和通信机制,对于RFID应用的快速开发具有重要的意义。本文使用XML消息来统一数据格式,在基于UDP/IP的网络环境中进行通信,有效地解决了数据格式和通信协议不一致的问题。与读写器代理相关的一组消息中每种消息都包括消息头和消息体两部分,消息头消息包含在Message类里面,相应的消息体信息则包含在MessageBody类里面。Message类和MessageBody类都包含一个方法,用于将该消息转换为对应的XML字符串。转换后的XML字符串在网络中进行传输,在接收代理接收该XML字符串后,该代理使用内部的XML翻译类来将该XML字符串转换为相应的消息类对象。为了使XML翻译类能够将各种消息对应的XML字符串转换为对应的消息类对象,各MessageBody派生子类须满足以下规定:1)在其构造器中设置”MessageType”字段以标识该特定消息的种类;2)为其每个属性都实现一个相应的方法,该方法接收一个代表该属性值的字符串为参数。将该属性设置为相应的值。

2 系统设计

以某仓库管理系统的系统架构为例,其中使用了Agents和XML消息的RFID中间件的组成通过使用读写器代理。隐藏了读写器之间的编程接口的差别。应用程序对读写器的操作与具体厂商的读写器编程接口无关.使得继续添加其他厂商的读写器变得简单:标签打印机代理也是如此:通过应用代理,使得RFID技术与现有的应用系统实现无缝连接,应用代理为各应用系统提供所需的数据信息;数据库代理屏蔽了各种不同的数据库管理系统的差别,提供统一的数据库操作接口。该仓储管理系统使用的是Microsoft SQL Server数据库管理系统:通过界面代理.实现了可视化界面对各种设备和应用组件的操作和通信:摄像头代理实现了视频图像的采集与摄像头操作,为仓储管理系统提供图像资料数据。各种设备与软件之间通过基于UDP/IP网络上传输的XML消息进行通信。

3 系统实现

在基于代理和XML消息的RFID中问件的基础上开发实现的RHD仓储管理系统主要是针对企业生产实践中的产品出入库管理设计。用标签来标示各种实体。包括货架、叉车和操作员,在仓库门上布置了读写器,当操作员驾驶装载有货架的叉车通过仓库大门时.通过读写器读取到与操作员、叉车和货架相关的标签信息.之后查询数据库得到相应的实体信息.记录该次出入库操作,并辅助有摄像头作监控,记录出入库时的视频信息。出入库记录可用于之后与企业其他应用系统(ERP系统、SCM系统等)结合,并产生出入库统计,与企业生产管理相结合。RFID仓储管理系统,可以用总控制台来控制各种设备.包括打开和关闭仓库大门上的读写器。添加和删除读写器;添加和删除标签打印机,控制标签打印机打印标签信息;连接和断开数据库,执行数据库奋询;开肩和关闭摄像头,采集视频数据数据库面板中的具体数据库管理系统来管理相应的数据库。本系统采用的Microsoft SQL Server数据库管理系统读写器面板中包含现在已经启动的读写器列表,点击相应的读写器,可以设置该读写器的相应属性,包括记录标签的事件类型、记录标签的种类和读写器的读写周期,设置对读写器采集的标签数据是否过滤。标签打印机面板包括系统中已经启用的标签打印机.通过相应的控制面板可以完成相应的打印机操作。通过该系统实现,可以看到使用基于代理和XML消息的RFID中间件可以快速的进行RFID应用系统的开发,节省了系统开发时间,降低了系统开发难度。

4 结束语

本文通过使用Agents很好地解决了不同的RF1D底层设备具有不同的编程接口对RFID应用系统开发难度的影响问题,使用设备代理,提供了统一编程界面。使用XML消息进行交互,使得不同设备具有不同的数据格式和通信协议、不同的软件组件要求不同形式的数据问题得到了有效的解决,得设备或软件彼此之间可以相互操作。这套使用代理和XML消息的RFID中间件,可以用于快速开发RFID应用系统,实现与现有系统的无缝连接,具有灵活性、可扩展性和容错性的特点。

参考文献

[1]单玉峰.射频识别(RFID)原理与应用[M].北京:电子工业出版社,2008:23-67.

[2]刘发贵,蒋瑞林,胡耀民.RFID中间件及其仓储管理的应用[J].计算机工程,2006,32(13):272-276.

[3]邓海生,李军怀.RFID中间件研究与设计[J].计算机技术与发展,2008,18(11):55-57.

基于RFID技术应用的研究 篇3

关键词：RFID射频技术；汽车身份证；非接触式

中图分类号：TP391.44 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 12-0000-01

自20世纪80年代，RFID技术便逐渐有兴起发展为成熟。RFID技术作为一项自动识别技术，自身具有它多种优势。由于其具有使用时间长、读取距离大、数据加密性强、保密性好、安全可靠及存储量大等特点，近年来发展十分迅速。从2001年至今，RFID技术的标准化问题备受人们关注。RFID产品种类丰富多样，不仅存在有源标签、无源标签、半无源标签，还存在可读标签等，使其应用行业领域不断扩大。

一、RFID国内外发展现状

在国外，RFID技术已被广泛应用于多个领域。包括工业、商业、交通运输业、供应链管理业、高速不停车收费、自助加油等领域。在国内，清华同方主要有以下两种非接触式IC卡系列产品：分别为THR9904和HRIOXX，其中THR9904被应用于我国射频卡应用最大的项目-----我国第二代居民身份证项目之中。对于清华同方开发出的THRIOXX系列，也己被应用于公交、身份识别等多个领域[1]。

关于RFID技术在刷卡收费方面的应用，也有先例，吉首大学建设的“校园手机一卡通”系统则将学生证、教师证、车辆出入证、家属证、图书借阅卡、上机卡及内部消费电子卡集成于一张非接触式智能芯片中，来减少学校师生的持卡数量，同时方便人们使用，而且，增加了各類安全证件的耐用性、安全性等。在汽车行业中，也出现了汽车加油卡、洗车卡等，且洗车卡具有可积分加倍换油、免费洗车、电话车险分期等优点，且用户还能享受免费道路救援、特惠租车礼遇等服务[2]。

二、RFID技术的应用

当今社会盗抢车辆等交通违法行为猖獗，且存在多卡不便管理，车辆信息管理有待完善以及涉车信息服务的分布零散等问题。基于RFID技术的应用广泛，本文提出了一种新的应用领域---汽车身份证，一张集多类信息于一体的非接触式射频卡，来实现服务行业管理的数字化。此汽车身份证外观及材质类似于我国通用的居民身份证，卡正反面则包含现有纸质行驶证的所有基本信息。射频卡内置芯片则包含消费记录、消费余额、车主住址等信息。该卡可结合4S店会员卡、高速收费卡、油卡、汽车美容卡、小区车辆门禁卡的功能于一体，来实现一卡多用。车主可用一下五种方式来进行信息的查询及消费：第一种方式，交管部门信息扫描仪，主要用来查询驾驶人及其车辆信息；第二种，商户POS机，同现有POS机一样，用于涉车服务类商户刷卡消费；第三种方式汽车身份证网络服务平台，车主通过登陆系统查询，便于账户管理、个人信息查询、服务信息查询、预约服务，维修人员可查询车辆VIN及车辆的维修记录等，方便地诊断和维修车辆；第四种方式，GPS导航仪，可将汽车身份证网络服务平台模块移植到GPS导航仪上，增加导航仪的功能；第五种方式，自助加油站及查询消费系统：查询、加油刷卡消费、以及充值。本设计的汽车身份证真正实现了一张射频卡将车主行驶证信息，汽车详细信息，交通管理系统，汽车维修美容服务中心，银行系统五位一体结合起来，为车主提供更加便捷的服务，使汽车市场更加规范化，同时为整个汽车行业营造更大的发展空间，带动中国的经济发展[3]。

该卡运用了基于RFID的射频技术将多传感器信息进行融合，并结合计算机网络与技术等国内外领先的技术手段。引入了一种最新研究算法“AES&RSA混合加密策略”来确保一卡多用下的信息安全读取。数据处理则是以系统管理平台和数据服务器为运行中枢，从而实现汽车服务的数字化管理[4-6]。

汽车身份证，使行驶证从单一化管理变为多种智能模式，它使用的先进的电子收费技术不仅可有效地提高我国公路运营管理效率，而且还可以提高公路通行服务水平。于此同时汽车身份证创新性的技术功能，将会使交管部门的查询更加准确和及时，汽车身份证的应用还可以促进高速公路收费站进行收费方式的改革。刷卡收费使一切交通管理变得方便快捷，这样对交通来讲，必定会缓解一定的压力。随着物联网技术的飞速发展，自助加油站的建立一定会成为一种必然趋势，而汽车身份证的投入使用，将会为加油站，节省财力与人力。此外，4S美容店的加盟则为实现汽车与消费行业服务的一体化，汽车的维修保养与其他消费业结合在一起，大大刺激服务业的发展。

三、结论

本文提出了基于RFID技术的一种新的应用领域---汽车身份证，一张集多类信息存储、查询和消费于一体的非接触式射频卡。基于RFID的射频技术将多传感器信息进行融合，并结合计算机网络与技术等国内外领先的技术手段。引入了一种最新研究算法“AES&RSA混合加密策略”来确保一卡多用下的信息安全读取，从而实现汽车服务的数字化管理。该想法独特，且提出的汽车身份证技术具有技术领先，实用性强等特点，具有一定的推广意义。

参考文献：

[1]胡玲玲，黄银龙，朱彤.一种基于RFID技术的交通管理系统[J].科学技术与工程，2010，10（12）：3013-3021.

[2]李成华，张新访，吴俊军.一卡多用”智能卡安全性的实现[J].计算机系统应用，2006（1）：56-59.

[3]周贤波，陈杰新.一卡通建设中安全性研究与设计[J].电脑知识与技术，2012（8）：5791-5794.

[5]吴俊军，罗标.“一卡多用”中卡操作系统多应用管理的设计[J].计算机应用与软件，2006，23（8）：68-70.

rfid技术应用与研究 篇4

摘要：文章阐述了无线非直接接触自动射频识别（RFID）技术应用到图书馆智能图书采编工作中的必要性；分析了图书馆智能图书采编系统的功能需求及整体设计；论述了此系统基于藏书剔除、文献采访、数据采编及优化采编工作等方面的技术实现；最后探讨了基于RFID技术的图书馆智能图书采编系统的服务创新之处。

关键词：无线非直接接触自动射频识别技术；图书馆；智能图书；图书采编系统

中图分类号：G250.7；G253 文献标识码：A 文章编号：2095-5707（2016）03-0031-04

随着21世纪新信息技术的推广及快速发展，与其相关的各项新技术也得到了有效利用，并被推广到人们生活工作的各个方面。图书馆信息化就是应用新技术中的计算机及互联网技术，把馆藏资源及管理资源进行信息化数字化处理，使读者更好地使用图书馆馆藏资源，并得到智慧化、个性化的信息服务。无线非直接接触自动射频识别（radio frequency identification，RFID）技术可以很好地实现图书馆此功能需求。

现代信息科学不断变革进步，RFID技术可以显示其应用系统的智能化科技水平。随着RFID技术在各个方面的大规模使用，其技术发展程度已达到成熟阶段。RFID技术由于具有非直接接触、信息存量大、多方向辐射、数据的输入输出快速等显著特点，已被大量图书馆智能信息服务者探讨应用。特别是RFID技术中的数据采集统计功能，更是被很多院校图书馆及科研单位研究使用。图书馆图书管理者使用RFID技术的主要目的是提高其工作效率，同时还能大大增强阅读者对图书的使用效率。

1.图书馆采编系统应用RFID技术的必要性

1.1实现图书采编智能化的需要

图书馆员整理图书要对图书进行分类、借还管理、检查图书及排架等，要花费很多时间，常易出现问题。RFlD技术让图书馆改变原来的模式，让高科技和以前人们的管理方法相辅相成，图书采编智能化，大幅度缩短时间，提高效率。

1.2提高馆藏图书管理水平的需要

RFID技术已广泛应用于新出版的书籍，尤其是外文出版物。这种标签及扫描仪价格都不贵，因此将来RFID技术会风靡全球。RFID技术在资源购进及图书借还等过程中都能很好实现智能管理，提高对馆藏图书的管理水平。

2.基于RFID技术的图书馆智能图书采编系统设计

2.1系统的功能需求

图书馆智能图书采编系统由5个功能模块组成。

2.1.1预订 这个模块主要是完成对新书的预订，工作人员把订到的新书保存到书库里。在这个环节，书本信息的准确程度，是实现整个系统管理的重要因素。

2.1.2核对 新书到达图书馆后要对其进行检查，主要是检查数量、质量等。这个模块对已经检查过的书籍，自动把书本转移到登录库，而且通过对预订书本的检查、标记等证明这本书检查过了。

2.1.3登录 登录处理，可以把检查过的预订书本生成一个号码，把那些登录过的书本放在指定的位置，并且可以清楚知道哪些书本已经登录。上述这些作用都不需要进行人为操作，因此使繁琐的工作也能迅速完成，人们只用在登录库中查找编码，系统就会提示这种图书大概在什么位置，然后再根据提醒一步步完成。这个功能可以免除人工计算的繁琐，完全可以通过计算机把结果快速精确地计算出来，非常方便，让工作人员不用再大量劳动。

2.1.4编目 这个模块是依据国家规范即《普通图书著录规则》来完成的，而且对某些项目进行完善。除了上面所描述，编目处理可以把所需要的新书内容打印出来，完全由机器代替了以前的人工劳动。另外，编目处理模块还能把检查过的图书自动归库，从而完成了人们从买书订书到检查处理的所有步骤，这样让图书馆管理更加全方位全自动。从编目库到母库的这些书本，依据国家规范可以打印通报，也可以打印新书卡片。

2.1.5查询 图书馆大部分任务都需要通过查询操作来完成。图书信息查询模块主要有2个方面的优点：（1）查找新书。人们想知道这个图书馆都有哪些新书，可以在预订库里通过按征订编号、标准编号、书本名称来查找，只要输入上面编号的其中一个，便能知道该图书馆有没有预订这本书。（2）查看书本有没有到图书馆。通过检索书的编号或者通过检索书中的章节内容来进行查找。不同段落越多，检查的准确性也就越高。通过索书号查找，还可以通过个别词查找到书本，如果人们记不清书本的全名，能通过输入记到的个别词语，也能找到这本书。

2.2系统的整体设计

图书馆智能图书采编RFID系统的软件框架结构主要有3层结构，具体如下图1所示。层层直接相互作用、互相影响，共同完成系统功能。

（1）硬件层：此层主要由一些信号传达网络架设等设备组成。（2）逻辑层：又名定位引擎层，主要为上层提供硬件设备需要的内容，还要对上层设备完成管理。通过把上层要表达的信号传达出来，以检查信息是否安全，并筛选信息。本层计算方法需完成想要计算的位置，同时还要为下层供应API（应用程序接口）。（3）应用层：完成系统和读者的交互接口，还有系统和RFID设备的交互。首要是满足读者的需要，使图书馆更加多样化，保证数据库的安全性。

3.基于RFID技术的图书馆智能图书采编系统的实现

RFID技术在图书馆内得到了广泛使用，是图书馆采编工作智能化的强大科技后盾，是图书馆采编工作管理手段变革和管理技术进步的有力工具，是采编工作在图书馆藏资源建设中的可靠保障。故RFID系统的实现是图书馆采编工作的重中之重。

3.1实现藏书剔除及文献采访工作

本文设计的基于RFID技术的智能采编系统为图书馆图书储存及剔除和文献资源采访提供了积极的指导作用。

美国霍利斯在1725年首次明确藏书剔除工作是馆藏资源建设的关键部分，并强调此工作完成的好坏将影响图书采编工作的顺利进行。现代信息知识的不断迅速更新及新旧知识的快速交替，导致图书馆员只有及时预订最新图书资源同时淘汰掉旧的文献资源，才能使馆藏资源始终有强大的吸引力。由于图书馆业务工作较多且繁琐，图书文献资源的数据统计更新不及时，导致文献资源的剔除不合理，最终不能把图书馆资源的价值完全为读者所利用。基于RFID技术的图书管理系统准确剔除图书的标准是资源被点击阅览的次数，此RFID技术在图书馆的应用推广为图书文献资源的建设和管理工作提供了创新源。

图书馆文献采访困难在于没有准确的用户需求信息综合数据。基于RFID技术的图书查询及统计处理模块能准确地显示文献被查阅的时间和次数，从而能详尽地预测图书用户个性化读书行为及喜好需求，为高效准确地采访图书资源提供依据。其中，期刊类资源的借阅次数是RFID系统统计模块设计的困难，这是因为这类资源只在图书馆内阅览，读者借阅图书时没有数据显示，故每次预订这类期刊尤其是单价较贵的国外期刊时没有可靠的借阅次数统计数据。本文设计的智能图书采编RFlD系统采用的是文献被借阅的报表，此统计分析报表以期刊被用户访问点击次数作为标准排列资源，图书馆员能清楚地看出需要淘汰哪些资源及将要预购何种期刊。同时，此RFID系统还具有收集用户阅读爱好相关信息的功能，为采编者进行图书建设提供全方位的参考，从而大大提高个性化服务能力。

3.2实现采编数据的可控化

图书编目工作易出现索书号与书名不相符、电脑书名信息有错别字、书名条形码和书目不一致、图书摆放混乱等问题。RFID系统要求所有图书文献资源必须以数据信息顺架摆放，故其对图书编目信息有极高的要求，特别是系统内自动借还书模块的顺利完成需要非常正确的信息。这需要馆员对编目信息进行多次审查及核对，才能进行数据信息的相互关联。对于已经上架的图书也要求多次审核，有问题及时下架重新编目处理，最终要求编目的数据准确无误。利用RFID系统可以全面审核已经编目的图书数据信息，及时纠正出现的错误，实现编目数据在系统内可控。

3.3优化采编工作

图书馆传统的图书采编工作有相当多的流程和要求，故很容易出现漏洞错误。智能化图书采编RFID系统按照采编要求简化采编流程，并完善其细则要求，最终使采编工作能够实现现代化数字化管理要求。基于RFID技术优化后的采编工作流程为图书预订、校验验收、移送藏馆。传统方法要求图书必须按最详细的分类法对图书进行分类才能排架图书，这样工作量是极其地繁琐。RFID技术改变了旧的图书级别分类方法，利用OPAC的文献导航定位功能，使用户将很快找到其要读之书。

4.基于RFID技术的图书馆智能图书采编系统服务创新

4.1建立专业化的采编人员

图书采编人员的专业化程度也会严重影响图书的采编质量，采编人员的能力素养不但要求专业化的学科知识、一定程度的外语技能等，还必须具备较高的职业道德，利用RFID技术可以随时监控文献图书的去向。故采编人员必须要能掌握并使用此技术，跟进技术的进步。对于图书采编人员首先要实时更新资源管理模式和方法，提高教育水平，学习图书馆文献资源管理理念和互联网技术，最终达到熟练使用RFID技术的要求。采编人员优化工作、减少错误，读者才能得到高科技、智能化的个性服务。

4.2创建采编数据平台

图书馆图书采编工作的重点在于数据信息统计，即按照读者的信息资源需求及个人喜好来统计数据分布，根据统计数据分析读者的借阅情况，最终实现图书期刊文献资源的使用价值。RFID系统首先利用其采编数据平台实时统计图书期刊资源的阅读次数及借阅时间，然后使用其数据分析功能来预测图书采编需求。通过RFID系统提供的用户信息需求，采编人员对数据信息进行多角度全面地分析，恰如其分地使用资金制定合理的采购计划，最终把购置资金用在需求量最大的文献资源上。学生、教师和采编人员也可以在此采编数据资源平台上进行信息分享，使大家掌握最前沿的信息资源需求，使采编人员更实际、更专业地为读者提供图书文献资源。创建智能图书编目数据平台，实现图书采编的规范化、程序化和标准化，是RFID新技术下图书智能采编工作的巨大创新。

4.3创新立体式图书采编新方式

图书馆智能图书采编RFID系统创新性地变革传统图书采编模式，创建现书采购、书名采访、馈赠、网络采购及期刊征收等多层次、多方位、多渠道的立体式图书采编新方式。此图书采编方式可以最大程度地集合资源，可以为资源集中分配提供可能性，最终保证采编的图书种类及数量大大地满足读者连续性、全面性的要求。立体式图书采编方式信息量较大、专业局限较小、速度更快，能直观、具体地掌握图书需求特点，为读者提供计划性图书资源。数字化的图书馆藏资源能够实现电子化网络服务，实现计算机读取书目代替人工，实现网络化收集和处理信息的目的。

5.结语

rfid技术应用与研究 篇5

摘要：本文提出了一种基于RFID技术的智能物流系统的总体设计方案．并对物流仓储和运输环节做了详细的设计，设计包含了物流仓储模块和车载运输模块的智能物流平台。将电子标签与货物相结合利用电子标签作为货物识别手段，利用3G通信技术，GPS定位将运输车辆数据实时上传监控中心。实现了物流系统的人性化，智能化，促进了物流管理的智能化，对智能物流技术的发展有着重要的意义。

关键字：RFID

智能物流

仓储管理

0引言

随着世界经济一体化和科学技术的飞速发展，现代物流进入了一个快速发展的阶段，物流被认为是企业的“第三利润源”，因为它可以降低整个供应链的成本，提高运作效率和综合服务水平。但是我国的物流发展水平与其他发达国家相比还存在着一定的差距。

在《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中，中央强调要大力发展现代物流业，而仓储作为现代物流业运作的一个重要环节，在企业的整个供应链中占据着举足轻重的地位。如今，人工智能领域在不断地扩大，智能物流成为了未来物流的发展趋势。在原有物流系统的模型下，引入RFID技术，通过计算机自动化管理提高生产力，通过追踪式的物流配送来提高配送效率，从而构建出智能物流系统。通过有线网络、无线网络对物流信息进行实时监控从而提高了物流的效率和准确率，降低了物流成本。

智能物流现状

目前我国物流企业管理系统存在以下三种模式：第一种是基于人工的操作管理系统，由人工来进行简单的仓储操作，但这种方式比较费时费力，容易出现一些认为错误，造成物流效率低下；第二种模式是基于条码技术的物流管理系统，这种模式在一定程度上提高了仓储管理的自动化水平，但是因为条码自身的特点如所含信息量少，易损使得它在物流的环节中操作效率较低，信息录入不精确；第三种模式是基于RFID技术的自动化程度较高的物流管理系统，这种模式在一定程度上提高了货物查询和盘点的精度，同时也提高了货物出入库的速度，但是由于电子标签价格较高，使得应用系统的成本增加，因此这种模式没有被广泛的应用。

而如今芯片制造技术，天线制造技术，读写设备制造技术以及其他中间件制造和应用软件设计等都有了成熟地发展，RFID技术成本有所下降，所以基于RFID技术的物流管理系统逐渐地被物流企业接受。

2总体架构

RFID技术是一种无接触式自动识别技术，其基本原理是利用射频信号及其空间耦合、传输特性，实现对静止的或移动中的带识别物体的自动机器识别。RFID系统的组成需要3个部分：电子标签(TAG)、阅读器(READER)、数据管理中心。电子标签安装在待识别物体上，当带有电子标签的物品进入阅读器的有效识别范围内时，阅读器可以通过无线的方式对电子标签中的数据进行读写，从而实现对物品的自动识别。

2.1

RFID电子标签

RFID电子标签分为有源标签、无源标签（UHF

RFID标签天线设计、仿真及实践2012.11）。无源标签也成为被动式标签，是通常意义上的RFID标签，既由读写器询问信号提供能量，标签通过反射方式进行信号传输。无源RFID标签无须外加电池，当其读写器的有效读取范围内时，读写器产生的询问电磁波在RFID标签天线上产生的能量即可驱动芯片完成解码，解析，编码及反向调制等功能。无源RFID标签体积小，成本低，寿命长，但是由于标签不自带电池，必须处于有效读取范围能才能工作，因此其读写距离较短，约为1m—1.5m。

有源RFID标签也成为主动式标签。标签内装有电池，使用专用射频芯片，一般具有较远读写距离（>50m）,并定时主动发送信号。有源RFID标签使用可靠，读写次数多（>10000次），但是有源标签体比无源标签体积较大，成本高。

2.2

RFID读写系统

RFID读写系统是一种无线射频识别系统，该系统通过天线与RFID电子标签进行无线通信，通过射频识别信号自动识别目标对象，读写相关数据。

2.3数据管理中心

数据管理中心由管理软件和数据服务器组成。管理软件负责对采集到的数据进行分析、处理。数据服务器用来存储相关数据并自动备份。

3系统模块设计

3.1

物流中心服务器

服务器是一个管理资源并为用户提供服务的高性能计算机，通常分为文件服务器、数据服务器和应用程序服务器。

对于物流中心的服务器的性能要求有：实用性，可扩充性，安全可靠性，网络化，功能模块化。

根据我们对物对物流公司的业务调查，我们认为可使用一套具有较强扩展性的松耦合服务器架构。这种架构可以保证在用户数量不断增多的环境下，通过添加硬件服务器来规避系统性能方面的缺陷。

3.2主机系统

主机系统是物流系统中承担业务数据处理的核心平台。

基于主机系统的物流管理软件用来对物流信息数据进行处理。物流管理软件按功能分为：主控子系统，出入库管理系统，库存管理系统，配送管理系统，报警系统，账务系统，数据查询系统等。（我国物流软件开发探析，杨鹏强，）

系统与外部的接口可分为数据输入和数据输出两部分，数据输入由RFID读写系统以及其他输入设备完成。数据输出是将软件处理后的数据存放在数据库以及显示设备上。

3.3入库管理系统

入库管理系统主要负责制作入库订单，制作RFID标

签，统计入库信息。

入库流程：

1、生产厂家联系物流中心，发出货品入库申请(种类，数量)。

2、物流中心审批申请，在入库管理系统中进行登记，生成入库单，生成电子标签。

3、库管员申请使用手持RFID扫描设备进行货品入库操作。

4、库管员使用手持设备扫描员工卡进行身份认证，若操作员身份合法则系统激活该手持设备，开始进行入库操作。

5、库管员根据入库单对货品进行登记，贴电子标签。当贴有电子标签的物品和托盘经过装有读写器的大门时，数据将全被自动采集，并传回主系统，根据预先分配好的存放位置摆放，同时刷新货架上的电子标签数据。（贴标签时需要再用手持设备激活一次，用于记录入库信息，并确认入库）

6、手持设备自动将设备上的入库操作信息传送给入库管理系统，系统将入库信息上传至主机系统，最终入库信息将会保存在物流中心服务器中。

7、员工注销登录并归还手持设备。

3.4出库管理系统

该系统主要负责对库存生成出库信息，制作出库单。

货品出库流程为：

1、生产厂家联系物流中心，发出货物出库申请（种类，数量）。

2、物流中心审批申请，在出库管理系统中进行登记，生成出库单，根据物流中心服务器中电子标签数据生成出库数据，并将数据传送至配送管理系统。

3、库管员申请使用手持设备进行货品出库操作。

4、库管员使用手持设备扫描员工卡进行身份认证，扫描出库单获取待出库货品电子标签数据。

5、对分拣好的货品进行出库操作。当贴有电子标签的货品经过装有读写器的大门时，读写器自动上传数据，由系统将货品与任务单进行对比进行确认，如有错误，发出报警（声音，手持设备提示），如核对后无误，则系统自动跟新货品库存信息以及货架预录入信息。

6、装车，由库管员监督装车。

7、员工注销登录并归还设备。

3.5配送管理系统

该系统主要负责对出库货品进行分拣、对运输过程进行时时监管。

货物配送流程：

1、配送管理系统获得出库单，根据出库单对货品进行分拣。

2、根据出库信息安排运输车辆。

3、对货品运输信息进行实时监管。

3.6通信系统

通信方式：有线通信(双绞线)、无线通信(WIFI)、3G通信

有线通信使用双绞线进行通信，双绞线的传输距离远远，传输速率快，抗干扰能力强，布线方便因此在主机之间通信，子系统之间通信都选择该方式。

无线通信(WIFI)主要是与手持RFID电子标签扫描器进行连接。该通信方式部署在仓储区内部因此所受外部干扰小，通信稳定。

3G通信是一种高速数据传输的蜂窝移动通信技术，速率较快，通信稳定。该通信主要用于配送管理系统与物流之间。

3.7

报警系统

我们在入库、出库以及货品运输过程中加入了报警系统，当货物在存储或者运输过程中出现任意挪动或者非法盗运等问题时，RFID读写系统将侦测到物品电子标签的信息并将该信息传送至主机系统，主机系统将在数据库中查找是否存在该物品的订单信息，如果不存在，主机系统判定此次搬运行为非法，将向报警系统发出报警指令，同时传送报警信息至工作人员。

物流车上装有车载终端，车载终端集成了GPS模块、RFID读写器、3G网络模块，当带有电子标签的物品装车时，RFID读写器将所有装车的物品进行扫描，扫描完成后将物品的基本信息和GPS地理位置信息进行数据处理后，将处理后的信息通过3G传输方式传输到主控服务台，主控服务台将采集到的物流信息存入数据库，此时客户和主控服务台可以通过访问数据库进行物流信息的查询。当物流车在行驶过程中，RFID扫描器定时扫描车内的的RFID标签，如果物品没有异常变化则定时将GPS地理位置信息上传到服务器，如果物流车中物品需要进行合法变动时，主控服务台将通过移动通信网络将要变化的信息传输到车载终端，车载终端将根据命令信息允许带有电子标签的物品进行合法移动。如果中途出现异常变动，车载终端将立刻向主控服务台发送信息，主控方将向报警系统发出指示，报警系统向工作人员发出报警信息，工作人员在接到报警信息时将采取相应的处理措施，以此保证货品的安全运输。

4硬件与软件

4.1

RFID读写电路

读写器与电子标签之间利用射频信号及其空间耦合对RFID芯片中的数据进行读写。我们使用MELEXIS公司MLX90121多协议RFID收发器芯片、单片机控制电路及其他外围设备组成RFID电子标签读写电路。MLX90121芯片是一款适合ISO智能标签和读卡器使用的集成电路芯片（无线发射与接收电路设计，第二版）。其符合ISO16593-2和ISO14443-2A标准要求，输出功率打到200毫瓦(50殴负载),电源电压为3.3V—5V。在写模式，可以选择调制深度。在读模式，可以配置副载波为AM或FSK调制形式。

使用AT89S52单片机作为读写器的微控制器。AT89S52单片机是一款低功耗，高性能CMOS

8位微控制器，具有8K可编程Flash存储器，该芯片被广泛地应用在众多嵌入式控制系统中。

MLX90121应用电路

射频识别方框图

4.2

软件系统构架设计

由RFID电子标签及读写设备完成数据采集，并与仓储管理等各功能模块基尼系那个信息交互；本系统软件通过第三方软件接口与其他系统进行互联。系统采用多层混合架构，分别利用C/S和B/S的优点来满足不同应用子系统的需要，并实现用户界面层，业务逻辑层、数据信息层的多架构模式。

5、仿真

rfid技术应用与研究 篇6

近年来人们开始开发应用非接触式IC 卡来逐步替代接触式IC 卡,其中射频识别(RFID , radio frequency identification)卡就是一种典型的非接触式IC卡，然而,RFID 在不同的应用环境中需要采用不同天线通讯技术来实现数据交换的.自1970 年第一张IC 卡问世起, IC 卡成为当时微电子技术市场增长最快的产品之一,到1996 年全世界发售IC 卡就有7 亿多张.但是,这种以接触式使用的IC 卡有其自身不可避免的缺点,即接触点对腐蚀和污染缺乏抵抗能力,大大降低了IC 卡的使用寿命和使用范围.近年来人们开始开发应用非接触式IC 卡来逐步替代接触式IC 卡,其中射频识别(RFID , radio frequency identification)卡就是一种典型的非接触式IC卡,它是利用无线通信技术来实现系统与IC 卡之间数据交换的,显示出比一般接触式IC 卡使用更便利的优点,已被广泛应用于制作电子标签或身份识别卡.然而,RFID 在不同的应用环境中需要采用不同天线通讯技术来实现数据交换的.这里我们将首先通过介绍RFID 应用系 统的基本工作原理来具体说明射频天线的设计是RFID 不同应用系统的关键,然后分别介绍几种典型的RFID 天线及其设计原理,最后介绍利用Ansoft HFSS 工具来设计了一种全向的RFID 天线.RFID 技术原理

通常情况下, RFID 的应用系统主要由读写器和RFID 卡两部分组成的,如图1 所示.其中,读写器一般作为计算机终端,用来实现对RFID 卡的数据读写和存储,它是由控制单元、高频通讯模块和天线组成.而RFID 卡则是一种无源的应答器,主要是由一块集成电路(IC)芯片及其外接天线组成,其中RFID 芯片通常集成有射频前端、逻辑控制、存储器等电路 ,有的甚至将天线一起集成在同一芯片上.图1 射频识别系统原理图 RFID 应用系统的基本工作原理是RFID 卡进入读写器的射频场后,由其天线获得的感应电流经升压电路作为芯片的电源,同时将带信息的感应电流通过射频前端电路检得数字信号送入逻辑控制电路进行信息处理;所需回复的信息则从存储器中获取经由逻辑控制电路送回射频前端电路,最后通过天线发回给读写器.可见,RFID 卡与读写器实现数据通讯过程中起关键的作用是天线.一方面,无源的RFID 卡芯片要启动电路工作需要通过天线在读写器天线产生的电磁场中获得足够的能量;另一方面,天线决定了RFID 卡与读写器之间的通讯信道和通讯方式.目前RFID 已经得到了广泛应用,且有国际标准:ISO10536 ,ISO14443 , ISO15693 , ISO18000 等几种.这些标准除规定了通讯数据帧协议外,还着重对工作距离、频率、耦合方式等与天线物理特性相关的技术规格进行了规范.RFID 应用系统的标准制定决定了RFID天线的选择,下面将分别介绍已广泛应用的各种类型的RFID 天线及其性能.RFID 天线类型

RFID 主要有线圈型、微带贴片型、偶极子型3 种基本形式的天线.其中,小于1 m 的近距离应用系统的RFID 天线一般采用工艺简单、成本低的线圈型天线,它们主要工作在中低频段.而1 m 以上远距离的应用系统需要采用微带贴片型或偶极子型的RFID 天线,它们工作在高频及微波频段.这几种类型天线的工作原理是不相同的.2.1 线圈天线

当RFID 的线圈天线进入读写器产生的交变磁场中,RFID 天线与读写器天线之间的相互作用就类似于变压器,两者的线圈相当于变压器的初级线圈和次级线圈.由RFID 的线圈天线形成的谐振回路如图2所示,它包括RFID 天线的线圈电感L、寄生电容Cp和并联电容C2′,其谐振频率为: ,(式中C 为Cp 和C2′的并联等效电容).RFID 应用系统就是通过这一频率载波实现双向数据通讯的。常用的ID1 型非接触式IC 卡的外观为一小型的塑料卡(85.72mm ×54.03 mm ×0.76 mm),天线线圈谐振工作频率通常为13.56 MHz.目前已研发出面积最小为0.4mm ×0.4 mm 线圈天线的短距离RFID 应用系统.图2 应答器等效电路图

某些应用要求RFID 天线线圈外形很小,且需一定的工作距离,如用于动物识别的RFID.线圈外形即面积小的话,RFID 与读写器间的天线线圈互感量M就明显不能满足实际使用.通常在RFID 的天线线圈内部插入具有高导磁率μ的铁氧体材料,以增大互感量,从而补偿线圈横截面减小的问题.2.2 微带贴片天线

微带贴片天线是由贴在带有金属地板的介质基片上的辐射贴片导体所构成的 ,如图3 所示.根据天线辐射特性的需要,可以设计贴片导体为各种形状.通常贴片天线的辐射导体与金属地板距离为几十分之一波长,假设辐射电场沿导体的横向与纵向两个方向没有变化,仅沿约为半波长(λg/ 2)的导体长度方向变化.则微带贴片天线的辐射基本上是由贴片导体开路边沿的边缘场引起的,辐射方向基本确定,因此,一般适用于通讯方向变化不大的RFID 应用系统中.为了提高天线的性能并考虑其通讯方向性问题,人们还提出了各种不同的微带缝隙天线,如文献[5,6]设计了一种工作在24 GHz 的单缝隙天线和5.9 GHz 的双缝隙天线,其辐射波为线极化波;文献[7,8]开发了一种圆极化缝隙耦合贴片天线,它是可以采用左旋圆极化和右旋圆极化来对二进制数据中的‘1’和‘0’进行编码.图3 微带天线

2.3 偶极子天线

在远距离耦合的RFID 应用系统中,最常用的是偶极子天线(又称对称振子天线).偶极子天线及其演化形式如图4 所示,其中偶极子天线由两段同样粗细和等长的直导线排成一条直线构成,信号从中间的两个端点馈入,在偶极子的两臂上

将产生一定的电流分布,这种电流分布就在天线周围空间激发起电磁场.利用麦克斯韦方程就可以求出其辐射场方程:

式中Iz 为沿振子臂分布的电流,α为相位常数, r 是振子中点到观察点的距离,θ为振子轴到r 的夹角,l 为单个振子臂的长度.同样,也可以得到天线的输入阻抗、输入回波损耗S11、阻抗带宽和天线增益等等特性参数.图4 偶极子天线

(a)偶极子天线;(b)折合振子天线;(c)变形偶极子天线

当单个振子臂的长度l =λ/ 4 时(半波振子),输入阻抗的电抗分量为零,天线输入阻抗可视为一个纯电阻.在忽略天线粗细的横向影响下,简单的偶极子天线设计可以取振子的长度l 为λ/ 4 的整数倍,如工作频率为2.45 GHz 的半波偶极子天线,其长度约为6 cm.当要求偶极子天线有较大的输入阻抗时,可采用图4b的折合振子.RFID 射频天线的设计

从RFID 技术原理和RFID 天线类型介绍上看,RFID 具体应用的关键在于RFID 天线的特点和性能.目前线圈型天线的实现技术很成熟,虽然都已广泛地应用在如身份识别、货物标签等RFID 应用系统中,但是对于那些要求频率高、信息量大、工作距离和方向不确定的RFID 应用场合,采用线圈型天线则难以设计实现相应的性能指标.同样,如果采用微带贴片天线的话,由于实现工艺较复杂,成本较高,一时还无法被低成本的RFID 应用系统所选择.偶极子天线具有辐射能力较强、制造简单和成本低等优点,且可以设计成适用于全方向通讯的RFID 应用系统,因此,下面我们来具体设计一个工作于2.45 GHz(国际工业医疗研究自由频段)的RFID 偶极子天线.半波偶极子天线模型如图4a 所示.天线采用铜材料(电导率:5.8e7 s/ m ,磁导率:1),位于充满空气的立方体中心.在立方体外表面设定辐射吸收边界.输入信号由天线中心处馈入,也就是RFID 芯片的所在位置.对于2.45 GHz 的工作频率其半波长度约为61mm ,设偶极子天线臂宽w 为1 mm ,且无限薄,由于天线臂宽的影响,要求实际的半波偶极子天线长度为57mm.在Ansoft HFSS 工具平台上, 采用有限元算法对该天线进行仿真,获得的输入回波损耗S11 分布图如图5a 所示,辐射场E 面(即最大辐射方向和电场矢量所在的平面)方向图如图5b 所示.天线输入阻抗约为72 Ω ,电压驻波比(VSWR)小于2.0 时的阻抗带宽为14.3 % ,天线增益为1.8.图5 偶极子天线

(a)回波损耗S11;(b)辐射方向图

从图5b 可以看到在天线轴方向上,天线几乎无辐射.如果此时读写器处于该方向上,应答器将不会做出任何反应.为了获得全方位辐射的天线以克服该缺点,可以对天线做适当的变形,如在将偶极子天线臂末端垂直方向上延长λ/ 4 成图4c 所示.这样天线总长度修改为(57.0 mm + 2 ×28.5 mm),天线臂宽仍然为1 mm.天线臂延长λ/ 4 后,整个天线谐振于1 个波长,而非原来的半个波长.这就使得天线的输入阻抗大大地增加,仿真计算结果约为2 kΩ.其输入回波损耗S11如图6a 所示.图6b 为E 面(天线平面)上的辐射场方向图,其中实线为仿真结果,黑点为实际样品测量数据,两者结果较为吻合说明了该设计是正确的.从图6b 可以看到在原来弱辐射的方向上得到了很大的改善,其辐射已经近似为全方向的了.电压驻波比(VSWR)小于2.0 时的阻抗带宽为12.2 % ,增益为1.4 ,对于大部分RFID 应用系统,该偶极子天线可以满足要求.图6 变形偶极子天线

(a)回波损耗S11;(b)辐射方向图 结束语

RFID仓储管理中的研究与应用 篇7

1.1 RFID技术

RFID是射频识别也称电子标签, 是将电子标签写入相关信息编码, 在要识别的物体上粘贴上标签。利用无线射频方式进行非接触双向通信, 以达到交换数据和识别目的, 使其最大化满足精确性的要求和有效产出。最基本的RFID系统一般是由电子标签、阅读器和天线三部分组成。RFID具有数据的记忆容量大;数据安全;数据的读写机能;可重复使用;穿透性;耐环境性;系统安全;容易小型化和多样化的形状等特点。RFID技术的应用于远距离、无线非接触的读写方式, 使RFID在商品批发、零售业的应用中显示出了明显的比较优势。目前RFID在国内典型的应用主要于物品标识、交通信息化、人员追踪、物流管理、工业自动化等几个方面。

1.2 无线局域网技术

无线局域网 (WLAN) 是采用无线方式, 实现无线对等网和点对点连接性, 提供以太网或者令牌网络的功能。通常计算机组网是通过传输媒介铜缆、光缆等构成有线局域网, 但在某些场合要受到地理位置限制, 布线困难。同有线网络相比, 无线局域网具有安装方便、使用灵活自由、节省资金、易于扩展、高的传输速率等优点。虽然无线局域网还具有许多技术方面的不足, 但其优点是无可否认的。随着信息与通信技术的不断发展, 这些技术上的不足最终会得到很好的解决, WLAN的发展前景是可观的。

2 系统需求分析

2.1 系统需求背景

仓储管理在企业的仓库管理流程中起着极为重要的作用, 及时准确地掌握进出库和库存情况, 对企业的发展起到至关重要作用。本文通过在原有仓储管理中引入RFID技术, 在仓库和各经销管道设置固定式或便携式RFID阅读器, 以侦测、识别货物及其流通。对仓库到入库、出库、移库、库存盘点等各个环节的数据进行自动化的数据采集, 以保证仓储管理各个环节数据输入高效性和准确性, 确保企业及时准确地了解库存的真实信息, 使企业提高企业管理效率, 合理的利用和控制企业库存。

2.2 系统目标

仓储管理系统可以实现库房收发货的自动化, 提高工作效率, 减少收发货人的差错;可以实现库存物品的优化管理:提高库房空间利用率, 随时了解库存及具体信息, 库房工作人员可根据提示迅速找到所需物资;可以实现货物的识别更加容易:不用开箱也可获知具体货物的各种重要信息;可以实现快速盘点:对货物的盘点业务进行管理, 提高库存的准确率;可以实现利于未来的扩展功能:充分考虑整个仓储业新技术的应用方向。

3 系统介绍

3.1 系统总体构成

系统由RFID标识对象、RFID标签发行系统、RFID标签识别采集系统和接口软件系统组成, 这几个系统互相联系, 共同完成仓储管理的各个流程。整个系统的核心是后台数据库管理系统。

3.2 系统功能介绍

1) RFID库存管理标识对象

RFID库存管理标识对象标签可分为货物标签和库位标签和库存管理设备三部分,

是以取代原有的手写标签为目的。

2) RFID标签发行系统

RFID标签发行系统负责完成周转箱标签、货架标签的信息录入, 其由RFID手持设备和标签制作管理软件组成, 。

3) RFID标签识别采集系统

RFID标签识别采样系统包括RFID固定采集系统和RFID移动采集系统

4) 接口软件系统

接口软件系统由与仓储软件系统通讯模块和管理终端组成, 是系统的数据交换中心。

5) RFID仓储管理

RFID仓储系统入库管理中主要实现入库是物品信息的正确获取, 即信息采集和确定入库后商品的实际存储位置。出库时, 在出库过程中, RFID系统主要实现待出库产品的选择, 即拣货;正确获取出库商品的信息, 即信息采集;确保商品装载到正确的运输工具上。RFID仓储系统出库管理出库管理主要目标是提高物品出库效率和装载的准确性。

6) RFID仓储管理系统架构

RFID仓储管理系统架构包括采集层、传输层和管理层三个部分。

7) RFID仓储管理系统构成

RFID仓储管理系统构成主要由仓储管理中心子系统、仓储管理现场子系统和仓储管理执行子系统三方面组成。

8) RFID仓储管理作业流程

RFID技术的仓储管理系统的物理架构可简单分为由电子标签制作贴附模块、入库管理模块、库内模块和出库管理模块组成。

4 系统实现

4.1 系统软件流程实现

用户使用RFID仓库管理系统用户登陆管理;用户使用RFID仓库管理系统收料贴标签、货物入库上架界面;RFID仓库管理系统货物下架、货物出库、发料界面;RFID仓库管理系统货物盘点界面。

4.2 系统运行

当货物需要入库时, 给每个库存管理货物贴上货物标签。当要进行库房入出库作业操作时, 通过读写器设备读取标签内的信息, 确定作业货品的情况。给每个库位贴上库位标签。在进行库房管理作业时, 通过读写器设备读取标签内的信息, 判定货物作业的具体位置。读写器实时采集标签的数据, 数据经过读写器处理后通过无线网络与管理服务器把数据实时传给应用软件系统做相应处理。应用软件系统通过处理后做出相应的信息反馈。每个持便携式读写器设备相当于网络中的一个节点, 当工作人员要进行货物盘点时只要持便携式读写器设备进入仓库, 便携式读写器接收到管理服务器的入库指令后, 将对要入库的货物进行射频识别读取标签内的货物信息和货物所在库位标签, 然后将两者的对应信息实时传输到管理服务器。管理服务器运行仓库管理系统软件, 负责仓库管理数据库的集中管理与维护, 以及进货和出库计划的制定和指令下达, 并对库存货物进行盘库、查询, 打印生成各种库存管理报表。

5 结论

RFID仓储管理系统是一个方便快捷、易于管理和使用的自动化的系统并对各种不同的数据库都能支持。在实现的过程中使用了RFID数据采集器这种便携式和便于操作的硬件设备, 并针对这些设备的WINCE系统进行程序上的中文操作编辑使得用户使用更方便和人性化。当货物进入系统后系统会给出其唯一的标识码, 此表识码相当于货物的身份证。在货物盘点时能够通过RFID识别设备准确地识别资产的相应信息, 减少人为错误。对每一件货物的信息都很了解, 大大提高企业在库存管理上高效性。在RFID仓储管理系统中根据每一操作员职责不同, 为其指定不同的操作权限, 通过身份认证和密码识别, 保证操作员在其职责范围内进行有限操作, 保证了系统的信息安全。

摘要：随着信息技术的广泛应用, 射频识别技术被认为是最有价值的技术之一。本文从研究仓储管理的基本业务流程模型入手.把RFID技术和无线局域网技术应用于仓储管理系统。RFID技术的仓储管理系统具有自动地、精确地更新各种信息;实时查询和追踪货物信息;实时货位查询, 动态分配货位, 实现随机存储等功能。通过该系统可以达到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。

关键词：仓储管理,RFID,无线局域网

参考文献

[1]张斌, 姚大红.RFID技术在实时物流中的应用.电子工业出版社, 2004:P117-119

[2]赵昼晨, 何伟, 张晓华.RFID前端技术标准体系简述.机械工业出版社, 2006:P25-34

[3]文浩.2007中国RFID发展分析报告.中国电子商情 (RFID技术与应用) , 2008:P1-5

[4]吴庆中, 李烨, 罗方斌.用UML设计并发、分布式、实时应用.北京航空航天大学出版社, 2003:P4-10

RFID在零售业的应用研究 篇8

关键词：零售业；分析；RFID；条形码

中图分类号：F716 文献标识码：A 文章编号：1002-3100(2007)11-0015-03

Abstract: This article introduces the basic concept and the working theory, contrasts the RFID advantage with the bar code and inferior position, then analyzes the advantage and disadvantage of applying RFID to retail trade. Final this article suggests that our country retail business ought to seize the chance using RFID on supply chain, before commodity have sold the strong point using the bar code technology, the both merit being taken both combining with each other be used for retail trade.

Key words: retail trade; analyze; RFID; bar code

1RFID简介

RFID（Radio Frequency Identification）无线射频识别即电子标签是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便，其基本工作原理如下：贴有RFID标签的货品进入阅读器的工作区域后，接收阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量将存储在芯片中的产品信息发送给阅读器，再由阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

RFID技术的典型应用是零售业、物流、医疗、邮件、运动计时、门禁控制、电子门票、图书馆管理、生产制造装配、航空行李处理、快运包裹处理、动物身份标识、道路自动收费等。但是在今后相当长的一段时间内，RFID最大的市场仍在零售业。

2RFID在零售业中的价值体现

零售业与人们的生活须臾不离，息息相关，随着经济发展和收入水平的提高，人们对商业服务有了更高的需求，这必然对零售行业也提出更高的要求，因此企业不得不寻求新的突破点。目前在零售业物流系统内，大量的商品采用了EAN·UCC系统的物品代码，并且在单品外包装上印刷有商品条码，以及大部分的箱体外部印刷有ITF条码，包含有GTIN的信息，由于条码标签的成本低，识别效率高，目前已成为零售业系统信息承载的主要媒质。条码尽管有很多优点，能有效进行分类，能传达众多物品信息，但还是存在许多无法克服的缺点，如在托盘以及流动式货架上，条码标签特有的抗污染能力极差，信息内容不可更变，承载信息内容相对较少，低成本的标签容易脱落，长期使用耗材费用高等。这些原因都造成信息系统在采集原始数据时出现数据不够完整，为企业后期对这些数据进行分析和预测增加了难度。而RFID技术作为一种非接触的、对周围环境无要求的、快速的、能够携带较多实时信息的媒质，就能在这些环节上极大提高系统运作的效率。对于RFID这一突破性的技术，埃森哲实验室首席科学家弗格森是这样评价的：“第一，可以识别单个的非常具体的物体，而不是像条形码那样只能识别一类物体；第二，其采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据，而条形码必须靠激光来读取信息；第三，可以同时对多个物体进行识读，而条形码只能一个一个地读。”

2.1减少物品脱销，提高货架的利用率

零售业中有一很重要的环节就是“补货”：补充什么货物，什么时候补充，补充的具体数量等。而一定比例的缺货现象是由于货架管理不善造成的。这个看似不大的比例往往会造成企业数百万美元的损失，甚至是影响企业生存的重要因素。智能标签能对某些时效性强的商品的有效期限进行监控，这样利用RFID技术，制造商、物流商和零售商等能够掌握商品的实时库存，及时补货，缩短库存周转期。

2.2加强产品安全管理

根据电子标签提供的即时信息，超市管理员可以了解商品的相关信息，如产品是否保鲜保值等。例如英国的Marks&Spencer超市应用TI的RFID电子标签对新鲜食品实行供应链的管理，大大节约了资源，提高了效率，并能对食品开展全程控制，保证食品安全。

2.3改善数据采集

由于零售业经理们处理的数据量持续增长，所以在信息技术方面的投资也不断增加。零售企业追加信息技术投入的几个重点领域包括供应链、客户管理以及数据仓库解决方案等，这些都需要大量准确的数据作为基础。数据的采集和集中是商业智能的重要基础，而许多零售业由于受困于数据来源的问题，迟迟未能开发出数据仓库和商业智能应用，RFID的引入将大大改善零售企业的数据基础。

2.4降低人工成本

现阶段，我国零售业中人力成本约占总成本的30%以上。RFID的设计可以实现商品登记自动化，盘点时不需要人工的检查或扫描条码，更加快速准确。世界第三大零售业巨头麦德龙在德国杜伊斯堡市的未来商店可以说是应用RFID技术的典范。在这家商店里购物，你只需选择你想要的商品放入你的购物车，在商场出口处，扫描器可将带有RFID标签的整车货物一次性扫描，并能从顾客的结算卡上自动扣除相应的金额，这个过程是自动完成的，不需要收银员。现阶段零售业的收款方式是通过收银员人工使用红外扫描设备来计算收款金额，不但容易造成一些人为的损失，且需要很多人手来收款。

3制约RFID发展的因素

虽然RFID有以上诸多优点，但是从目前现状来看，至少在几年内，国内RFID还不会完全取代条形码，原因如下：

3.1成本过高

据分析，目前RFID推广和应用最直接的问题是成本。目前国内条形码的成本一般在人民币2分钱以下，而RFID标签的成本最低也要5美分，根本还无法应用于单件商品。对于国内超市这样一个毛利很低的行业，大规模应用RFID显然成本过高。而跨国零售巨头热衷于推动电子标签，可节约大量的人力成本是一个重要因素，国内目前的人力资源成本依然具有明显的比较优势，因此国内多数企业RFID推广和应用的迫切性其实并不高。 此外，RFID的成本显然也不仅仅在于标签的贵贱。就拿沃尔玛的供应商来说，据第三方调查公司推算，参与沃尔玛RFID计划的公司，即使是最低级别的实施，其投资也是巨大的，供应商在执行RFID规定上的平均投资可能会达到100万到300万美元。这包括了硬件、软件、标签和读出器的投入，但在多数情况下也只是用于少数产品和有限的地区。而且，为了将整个供应链结合起来或是为RFID标签海量数据的捕捉与分析建立起一套方法，大多数供应商还须在原有的IT系统上进行投资。

3.2行业标准缺失

据业内专家分析，RFID推广更严重的掣肘则是我国尚无统一的RFID标准。RFID行业标准涉及频段划分、编码规则等问题，市场呈现多种标准并存的局面。从全球范围来看，美国已经在RFID标准建立、软硬件技术开发、应用等方面走在世界前列。欧洲RFID标准追随美国主导的EPCglobal标准，在封闭系统应用方面与美国基本处于同一阶段。日本提出了UID标准，但支持者主要是日本本国厂商。韩国政府对RFID给予了高度重视，但至今韩国在RFID标准上仍模糊不清。虽然我国于2005年年底电子标签标准工作组正式成立，但我国的RFID标准短期内很难产生。目前，国内在RFID研究方面才刚刚起步，要制定完全自主知识产权的RFID标准体系可能需要几年甚至十几年才能完成。中国RFID国家标准的取向问题，使得许多相关企业处于观望状态，举棋不定。此外，我国RFID的使用频率也没有完全开放。据了解，当前国际上在UHF频段的RFID技术主要使用430MHz左右和（860

~960）MHz两段频率，但在我国这两个频段都不属于空闲频率，因而不能直接规划给RFID使用。而RFID产业发展的滞后，特别在芯片设计与制造、天线设计与制造、标签封装及封装设备制造、读写设备开发、数据管理软件设计等生产环节的近乎空白，也让RFID推广显得“底气”不足，并且很多专业人士将RFID产业落后的原因也归结到标准的缺失，认为没有了标准的保障，很难想像企业投入会有什么样的结果。

3.3安全问题

RFID应用的安全可靠性也值得关注，主要有以下几个方面。首先，RFID的无线信号容易受外界环境影响，潮湿的环境、灰尘或雾等悬浮颗粒物质都能够屏蔽或干扰大多数RFID信号；其次，由于RFID是远距离无线识读，必然存在由于标签设计、标签安放位置、信号强弱等因素造成的解读器漏读；再次，要防止对标签的盗读、复制甚至纂改，因为射频信号存在于开放的环境之中，所以有必要对这些开放环境中的数据进行安全保护；最后，要防止解读器与标签间信道的干扰，如解读器相互之间存在的干扰，或者空间中本来就存在的其他无线信号、各种电磁波对解读器可能造成的干扰等，这些都可能造成解读设备的暂时失灵并降低对标签的识读率。而且目前的技术还不能保证所有的标签和阅读器实现兼容，因此需要不止一种阅读器，以此来分别处理来自不同硬件提供商生产的不同标签。此外，因为RFID磁条所使用的（902～928）MHz已经属于甚高频范围，人们担心长期生活在RFID磁条包围中会受到高频射线影响，导致免疫力下降和癌症；隐私保护团体也对RFID可能造成生产商长期跟踪用户抱有强烈的意见。

4零售业应用RFID的解决之道

RFID是条码技术的发展和完善，但它不能完全取代条码，条码与RFID的结合才能使零售业物流系统提升到非常高校运作的状态，才能使物流系统的各个环节衔接的更加流畅。RFID真正能够发挥优势的领域还是在供应链环节，从麦德龙与沃尔玛的RFID计划来看，他们着重的正是RFID在供应链上的表现。

麦德龙一位“未来商场”计划的负责人表示，“通过大范围部署RFID技术，不仅可以极大提高管理效率，而且还可以提升供货能力，确保存货质量，并降低成本。”当产品到保质期或存货不足时，商品的管理系统会及时发出信号。因此，员工知道何时再订购，客户也不至于面对空空的货架。显然，麦德龙很大程度上强调的是RFID对供应链的作用。最早把RFID应用到零售业当中的沃尔玛发现，与没有采用RFID技术的普通超市相比，用RFID的货物脱销率降低了16％；货物脱销之后，用RFID的补充速度比用条形码的快三倍。更重要的是，商店人工订货约减少了10％，库存量全面下降，这对降低成本非常关键。从沃尔玛对供应商要求将RFID标签贴到托盘和包装箱来看，沃尔玛还没有太大兴趣进行单品的追踪，无论沃尔玛怎样地强调RFID的重要，为的还是自己的供应链、自己的核心竞争力的提升。

从目前条码技术在各行业应用的成熟度和RFID技术研发应用的现状，以及这两项技术的特性来判断，RFID技术和条码技术的应用将会长期共存。比如射频标签的成本目前还不适合低值消费品的单品使用，在很长的一段时间，条形码依然会作为RFID的一种补充解决方案存在，在一些单品成本本就很低的产品上面，还是会采用条形码；再如射频标签使用中的隐私问题、磁污染问题和废弃标签的处理问题都是RFID技术推广实施过程中需要解决的难题，而条码标签的使用不涉及这些问题；另外，RFID系统会产生惊人的庞大的数据量，并且随时随地会产生数据，而使用者很难做到正确处理这些数据并弄明白它们的意义，具体到一个企业，条形码和RFID在数据采集方面孰优孰劣并不容易区分。因此在零售业中应用RFID应该与条码技术相结合：在托盘和包装箱上使用RFID标签，以实现大量商品的快速进出库及库存管理；在单品上使用条形码，以满足销售的需求。

5总结

RFID技术以电子标签代替条形码，与条形码依靠被动式的手工依次读取方式相比优点明显，特别是在零售行业。虽然RFID存在许多的问题，它还不会马上进入人们的日常生活，条形码也还没过时，但RFID这项新技术在提升物流各环节效率上的优势是条码技术所不能及的。我们看到，零售业巨头沃尔玛已经从RFID 应用中获得了可观收益：商品管理成本和仓库管理成本大大下降，管理准确度上升；员工工作效能大幅度提高；供应链实时追踪度、透明度进一步增强；及时反应能力提高；顾客满意状况显著改善，等等。随着标签价格逐渐下降，行业应用环境的逐步完善，RFID在我国零售业中应用将逐步增加，我国零售业应该把握时机在供应链上使用RFID，在商品销售上使用条码技术，将两者的优点相结合。

参考文献：

[1] 王欣欣. 中国物流产业发展现状及改进措施[D]. 大连：东北财经大学，2005.

[2] 江舟. RFID技术应用的“三级跳”[J]. 物流技术与应用，2005(6):33-36.

[3] 李宏，李苏剑，李蒙蒙. RFID在物流供应链管理中的应用[J]. 物流科技，2004,27(11):22-24.

[4] 卢莉，谢剑刚. 零售业RFID技术的应用分析及对策[J]. 计算机时代，2005(12):5-7.