RFID数据管理论文

RFID数据管理论文（共12篇）

RFID数据管理论文 篇1

有源RFID系统作为物联网的主要组成部分, 以其自带电源的特点, 使其应用范围也更加广泛。本文从有源RFID系统的组成和工作原理, 分析有源RFID刺痛的数据安全隐患, 并给出相应的安全策略。

RFID技术是一项非接触式自动识别技术, 目前广泛应用于零售业、服装业、医疗、交通、物流等方面。随着应用的不断深入, 与之相关的数据安全隐患逐渐凸显。有源RFID系统以其环境适应性强、新号发射距离远等特点, 在移动定位、商品管理等方面广泛应用, 但是有源RFID系统中的数据安全逐渐成为其发展的主要障碍, 如何保障有源RFID系统数据安全成为当前亟待解决的问题。

有源RFID系统组成

有源RFID系统由标签、阅读器、数据传输和处理系统三部分组成。如图1所示

标签:在有源RFID系统中, 所使用的标签是有源标签, 由中心处理器 (MCU) 、通讯芯片和外围电路三部分组成。有源标签除了具有持久性、信息接收传播穿透性强、存储信息容量大等RFID标签都具有的特点外, 有源RFID标签自身可以发射电磁波, 可以长距离使用, 可以用于车辆、野外设施等无法靠近或供电困难的地方, 还可以作为定位使用。但是由于有源标签自身带有供电装置, 与无源标签相比其价格更高、体积更大、寿命短。常见的有源电子标签工作频段主要有433MHz、900MHz、2.45GHz、5.8GHz。

阅读器:分为手持和固定两种。系统中所使用的是有源RFID阅读器由中心处理器 (MCU) 、通讯芯片、接口电路、存储单元和外围电路组成, 可以实现对接收数据的解析、处理和分析。

数据传输和处理系统:存储标签信息供控制程序使用, 控制阅读器进行数据接受发送操作, 处理接受的数据。

有源RFID系统工作原理

RFID标签俗称电子标签, RFID标签中存储一个唯一编码, 其地址空间大大高于条码所能提供的空间, 因此可以实现单品级的物品编码。标签上电后, 按照预设的规则周期性的进行信号发射, 当RFID标签进入阅读器的作用区域, 阅读器获取到标签发射出来的信息, 即完成了对标签的识别过程。

阅读器是对RFID标签进行读/写操作的设备, 主要包括射频模块和数字信号处理单元两部分。阅读器是RFID系统中最重要的基础设施, 一方面, RFID标签返回的电磁信号通过天线进入阅读器的射频模块中转换为数字信号, 再经过读写器的数字信号处理单元对其进行必要的加工整形, 最后从中解调出返回的信息, 完成对RFID标签的识别或读/写操作;另一方面, 上层中间件及应用软件与阅读器进行交互, 实现操作指令的执行和数据汇总上传。在上传数据时, 阅读器会对RFID标签原子事件进行去重过滤或简单的条件过滤, 将其加工为阅读器事件后再上传, 以减少与中间件及应用软件之间数据交换的流量, 因此在很多阅读器中还集成了微处理器和嵌入式系统, 实现一部分中间件的功能, 如信号状态控制、奇偶位错误校验与修正等。

数据传输和处理系统包含硬件驱动程序、控制应用程序、数据库三部分。主要功能是储存所有标签相关的数据, 控制卡片阅读机的运作, 接收读卡所回传的数据, 并作出相对应的处理。

数据安全隐患及防范措施

由于有源RFID系统是用在开放的环境中, 因此该系统中的数据安全主要集中在有源RFID标签、标签和和阅读器之间数据传输、数据通讯和处理系统本身的安全这三个方面。

1有源RFID标签安全

有源RFID标签的安全主要有两个方面:一方面, 有源电子标签的安全主要表现为标签信息的非法读取和标签数据的恶意篡改;另一方面, 电子标签所携带的标签信息会涉及到物品的所有者的隐私信息。电子标签的隐私威胁主要有跟踪隐私和信息隐私。因而, 针对有源RFID标签本身的安全, 可以采用直接有效的物理手段进行保护, 如控制标签电源开关主动控制是否进行信号发射和静电屏蔽、灭活操作、主动干扰以及阻塞法等物理方法屏蔽对标签的主动读写。

2有源RFID标签和和阅读器之间数据传输安全

在物联网应用中, 对RFID系统实现有效数据管理的前提在于保障RFID数据的安全性与私密性。同理, 在有源RFID系统中, 要保证数据传输过程的安全, 需要有为数据传输建立安全的通道, 保障非法标签不被读取、非法阅读器不能读取合法标签。现有的安全策略主要是标签识别与防冲突、认证与隐私保护。

标签识别与防冲突:在无线通信环境下, 普通的无线设备主要基于载波侦听多路访问/冲突避免 (CSMA/CA) 的竞争机制来实现多个设备之间的通信, 如802.11协议。与普通的无线节点不同, RFID标签是极为简单的无线设备, 标签上的资源极其有限, 不能够自发地通过调节自身的无线传输机会来避免标签间的传输冲突。具体来说, 标签没有足够的处理能力和能源来实现上述竞争机制, 避免通信冲突。鉴于RFID的系统特点, RFID标签识别协议需要具备简单、高效的特点。目前的RFID防冲突算法主要分为两大类:基于二进制树的防冲突算法和基于ALOHA的防冲突算法。

认证与隐私保护机制:对于有源RFID系统, 其安全问题是指存在伪造标签时, 如何有效地对标签进行认证;其隐私问题是指存在恶意阅读器时, 如何防止阅读器对标签的非法访问, 来有效地保护用户的隐私。在常用的网络安全解决方案中, 已经存在成熟的加解密算法如DES、AES、RSA、椭圆曲线密码等, 这些算法构成了对称密钥加密以及公开密钥加密中的支撑技术, 能够有效地实现加密与鉴别功能, 抵制非法读取、伪装哄骗、重放攻击等安全威胁, 具有良好的安全上, 对于RFID系统而言, 真实传输环境中的一些物理因素包括路径损耗、能量吸收、信号干扰等给物理层的信号传输带来了极大的不可靠性, 由此对基于防冲突算法的RFID数据收集机制的性能也带来了很大的影响。

3数据通讯和处理系统安全

在有源RFID系统中, 数据通讯和处理系统的安全也就是互联网安全和数据库的安全, 与传统所说的安全是一样的, 在此就不再赘述。

结束语

有源RFID系统中数据安全与无源RFID系统的数据安全有许多共同之处, 但是由于有源RFID系统中电子标签有自己的供电系统, 有许多方便之处。如在使用范围上, 可以有源RFID系统的限制适应更加严苛的环境;在保护数据安全的策略上, 可以采用更加灵活的信号发射模式;在标签与阅读器之间进行数据传输时, 可以采用更加安全的传输协议和加密机制。

RFID数据管理论文 篇2

在医疗体制不断完善的今天，医院的信息化程度已经大大提高，现在的大型医院都已经用上了医院信息系统（HIS），它是医院管理同现代软件技术、网络技术相结合的产物。应用HIS系统后，确实方便了群众就医，也提高医疗服务水平和医院管理水平。

但是，目前的HIS系统并不能解决所有问题。例如妇产科的婴儿防盗管理、母婴配对识别管理、特殊病人实时定位管理、档案电子标签化管理、医疗设备自动识别管理等，都是医院信息系统难以胜任的功能。随着无线射频识别技术（RFID）的发展及在各个领域的成功应用，在医疗行业的应用优势也显现出来。针对医疗行业的特殊应用，市场也有不断的软、硬件产品推出，为提高医院现代化水平、更加方便人们就医、方便医院管理做出了贡献。

杭州引航科技有限公司是无线射频识别技术（RFID）的研发和应用推广的公司，已经在很多领域有成功的案例，陆续推出了：智能停车场管理系统、人员物品管理系统、会议签到管理系统、门禁考勤管理系统、资产管理系统等。

母婴识别及婴儿防盗管理系统是将RFID技术同医疗行业结合的产物，将对大型综合医院的妇产科或妇儿医院的母婴识别管理、婴儿防盗管理、通道权限管理等起到重大的作用。

医院妇产科在婴儿初生时，一般采用给母、婴佩戴标志环（一直到出院，住院时间一般为3-4天），以此来识别母亲及婴儿。此标志环为纯物理性质，容易被调换。在婴儿出生后，母亲也时常叮嘱护士，别把自己的孩子弄错。护士出于职业道德及责任，肯定不愿自己把孩子弄错，所以当护士听到婴儿母亲的叮嘱时，觉得是对自己工作的不放心，不免内心产生不悦。

医院现有管理制度不会让探视婴儿的家属随便进入及人数限制、控制闲散人员随便出入。即使这样，出于家属急切探望母婴，实际管理中很难做到。而且这样又增添了工作中的隐患：进入的大门为敞开式，人行楼梯也可以直接通往病房区，以及每间母婴室也是敞开式，外人很容易进入，并且不同母婴室的人员可以随便走串„„这种情形难免会发生新生婴儿报错，婴儿被盗的可能。医院方面，在防抱错婴儿方面也会处于职业责任不会抱错婴儿，但站在患者的角度，给婴儿采用一种切实可靠防止抱错的措施；以及防止人员随意进出，对不相关人员禁止入内；防止嫌疑人抱着婴儿畅通无阻的离开。

母婴识别及婴儿防盗管理系统正是这样一个系统，正是借助全球领先的RFID射频识别科技，在婴儿身上佩戴可发射出RF射频信号且对人体无害的智能电子标签，同时在医院内需要进行控制的区域安装信号接收装置。信号接收装置可以接收到婴儿电子标签所发射出的RF信号，并据此对婴儿所在位置进行实时监控和追踪，还可对企图盗窃婴儿的行为及时报警提示。

它以其极大的灵活性、适用性、可靠性、完整性等优点代替了传统的物理管理方法。

2.应用分析

新生儿在医院被盗或被更换的发生概率虽然不高，但却一直在发生，这些事件不仅给当事人造成心灵上的严重创伤，也使医院的声誉受到严重影响，甚至面临被诉讼及经济赔偿。

参考实际发生的众多案例，发生事故的原因主要有：

1、无心过错

（1）医院工作人员忙中出错：有时会有几个婴儿同时出生，医护人员忙不暇接，如果再有母亲或婴儿出现病症，更是忙中添乱，很难保证不出差错。（2）缺乏可靠的婴儿识别产品：新生婴儿由于特征相似而难以区分，而且本身又没有理解和表达能力，再没有可靠的婴儿识别产品，很容易造成错误识别而被调换。

2、别有用心的有意行为

（1）对自己的新生婴儿不满意的父母：如果对自己的新生儿不满意，又充分了解医院管理上的漏洞，很容易滋生更换孩子的念想，并付注于行动。

（2）医护人员出于某种原因（对医院不满或受人之托等等）调换婴儿。（3）不法分子伺机闯入医院实施盗取婴儿的犯罪。

我公司母婴监护RFID系统不仅能够有效防止各种调换事件及婴儿被盗事件，而且可以有效追踪和记录医院对新生儿及母亲的护理与服务。

母婴安全监护RFID系统是一个双赢的项目：

1、保护医院的利益

避免因婴儿调换或被盗而遭受诉讼，减少经济损失

有效防止婴儿被调换或被盗走，避免医院遭受声誉损失

为医院提供先进的管理辅助手段，与医疗信息管理系统配合使用效果更为理想，提升医院的专业形象，带来广告效应。、保护新生儿及其家庭的幸福

专业而可靠的识别工具，有效防止新生婴儿在医院中被调换，或丢失。

无意中出错时，也能够马上发觉并更正。

如果非法人员进入婴儿监护室实施犯罪，也能够马上激发报警系统而制止犯罪。

母亲可以明确了解医院对婴儿的护理，做到安心、放心、舒心。

3.系统组成

系统由硬件（分为必备和选择两类）和软件两大部分组成。3.1硬件部分

 母婴腕带（必备）

包括母亲腕带和婴儿腕带各一只，腕带内部嵌有RFID标签，采用安全无毒、柔软舒适的特种塑料制成，经过独特设计具有如下特点：

 非常轻巧，容易佩带

 细致的人体工程学原理设计，佩带舒适，不影响任何正常行为和行动。

 无过敏反应，不伤害婴儿皮肤

 带有防水功能，不会影响正常的护理工作。 独特的安全设计，避免非法人员私自打开腕带。 医护工作卡（选择）

医护工作人员出入婴儿护理室的授权卡，配带了该卡所进行的相应活动可以被记录在系统内，从而医院可以了解其工作情况；另外，佩戴该卡携带婴儿出入时，门禁系统被授权，不会发出报警。 台式读写器（选择）

为“发卡器”，与服务器主机永久连接，向母婴腕带或医护工作卡内写入/修改母亲和婴儿的个性化信息。 手持式阅读器（必备）

医护人员在工作时携带，读取母婴腕带或医护工作卡上面的信息，寻找需要进行相应护理的母亲或新生儿，并可以记录对母亲或婴儿的监护工作，如喂奶、洗浴、消毒、打针等。 门禁监控系统（选择）

该系统包括天线，大功率读写器及电磁锁，共同构成完整的门禁系统。安装于婴儿护理室门口，读取出入的腕带或卡信息，如果没有授权的婴儿出入，系统会发出报警，并启动电磁锁开关，将门关闭。

3.2软件部分

 设备软件  系统软件  安全门禁软件

4.图表资料

4.1系统网络结构

4.2典型控制方式

4.3识别示意

如上图所示，当护士抱着婴儿离开时，婴儿腕带的识别信息必须和母亲识别信息匹配才能离开，如果信息不匹配，门禁系统将会发出警报，在可以有效防止婴儿被抱错。

防止婴儿被抱错：通过护士携带的手持式RFID读写器，分别读取母亲与婴儿所佩戴的RFID母婴识别带中的信息，确认双方的身份匹配，防止出生时长得都差不多的婴儿被抱错。

婴儿防盗：需要在各个监护病房的出入口布置固定式RFID读写器，每次有护士和婴儿需要通过时，通过读取护士身上的RFID身份识别卡和婴儿身上的RFID母婴识别带，身份确认无误后监护病房的门才能被打开。同时，护士的身份信息，婴儿的身份信息及出入时间被记录入数据库中。配合监控录像，保安能随时监视重点区域的情况。除了能够大大减少婴儿抱错的可能性以外，医院还能通过RFID腕带带来一些收益。比如，将RFID腕带刻上姓名出生日期肖像等卖给产妇。

5.系统优势

1.主动式保护

每隔10秒钟，每个婴儿防盗标签都会通过接收器LAR向控制电脑发出信号(Heartbeat™message)，使得系统可以及时了解每个标签的工作情况，为所有婴儿提供最大程度的安全保护。特别的，当某个标签电池电量过低时，系统能主动报警提示更换电池，无需定期进行逐个检查。

2.全面监控

每个婴儿防盗标签主动地定期发射出其特有的唯一ID编号。

控制电脑主动地定期检测所有系统组件是否运行正常，防止各种原因引起的失效。

3.消除误报

出口监视器探测范围可调。可与门禁系统配合使用，报警发生时自动关闭出口大门防止与其他射频设备互相干扰。

4.防破坏设计

腕带表面含特殊导电材料，能与婴儿防盗标签形成回路从而有效防止破坏。一旦腕带被切断，系统立即报警。最新升级后的Hugs标签还带有BabySense婴儿皮肤接触感应功能，进一步确保了充分的安全性。

5.唯一电子编码

每个电子标签都有唯一编码，不会重复导致混乱。

防止“夹带”，婴儿不会被混在正常出院的婴儿中带走。

6.为新生婴儿度身订造

防盗标签采用细致体贴的人体工程学设计，非常轻巧，容易佩戴。

通过高标准的FCC认证，对人体无毒害。

无过敏反应，不伤害婴儿皮肤。

有效解决因婴儿失水导致体重减轻而引起的腕带脱落。

7.系统易于扩展

可增加母亲标签，用于母子自动匹配。

可以方便地进行扩展，增加贵重设备、固定资产及工作人员的定位功能。

RFID数据管理论文 篇3

关键词：RFID技术；电子标签；智能交通

中图分类号：TP391.44 文献标识码：A文章编号：1007-9599(2012)03-0000-02

The Application of RFID Technology in the Intelligent Traffic Management

Zhao Xun

(Tianjin Abundantly Technology Co.,Ltd.,Tianjin300308,China)

Abstract:This paper mainly describes the RFDI technology definition and working principle,and focus on the practical application of RFID technology in the field of intelligent transportation.RFID technology has successfully solved the automatic vehicle identification and information collection problem,provides a powerful support and guarantee for the establishment of intelligent traffic management and service system.

Keywords:RFID technology;Electronic tag;Intelligent transportation

一、RFID技术

（一）RFID技术

RFID定义：射频识别(RFID，RadioFrequency Iden tiFication) 技术是一种新兴的自动识别技术。它是利用无线射频方式进行非接触双向数据通信，以达到目标识别并交换数据的目的。

（二）RFID系统工作原理

1.RFID系统图

阅读器 电子标签

IP网络

2.基本原理：

由阅读器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、电子标签被激活，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PC主机系统进行相关的处理；主机系统根据逻辑运算识别该标签的身份，针对不同的设定作出相应的处理和控制，最终发出指令信号控制阅读器完成相应的读写操作。

（三）RFID技术特点

RFID技术最重要的特点就是具有标记技术、识别技术、短距离传感技术的特征，射频标签就是含有物品唯一标识体系的编码的标签。这种唯一标识体系包括产品电子代码EPC泛在识别号UCODE、车辆识别代码VIN、以及IPv6等等；而采用IPV6技术也使得网络网址资源大大丰富，加上RFID标签本身特点，可以对任何物品进行标记、识别和短距离通信，从而为解决全网络下实现M2M奠定了基础。正是基于RFID的“标记”、“地址号码”和“传感功能”；基于IPV6的丰富的网址资源，再加上基于RFID技术标准的EPC技术，能够极大地扩展通信网络“监测”与“控制”功能，从而催生出许多新的应用

二、智能交通

（一）智能交通定义

智能交通（ITS）是指将先进的信息技术，数据通讯技术、电子控制技术、计算机处理技术等应用于交通运输业从而形成的一种信息化、智能化、社会化的新型运输系统。

（二）RFID技术智能交通系统基本结构

运管稽查

三、基于RFID技术在智能交通中应用

（一）公安交警查询治理车辆违章方面应用

电子标签作为“物品智能身份证”具有数据存储、无线通讯、数据加密等主要功能。车辆安装电子标签（TAG）后，即车辆的电子牌照是经过加密技术处理唯一的车辆识别代码；车辆在道路上行驶，不停的与路过的RFID基站阅读器进行数据交换，当车辆进入禁行或限行车道时，路旁的RFID基站阅读器和摄像机会通过与车辆的电子标签（TAG）进行数据交换自动采集该车辆的信息和图像，上传到后台数据中心进行数据处理，根据处理结果判定车辆违章。同样利用RFDI技术可以迅速识别套牌车辆；限号违章车辆；还可以利用RFID基站阅读器监控肇事逃逸车辆；车辆超速等违章现象；也可以发布实时路况信息；提供车辆交通诱导；车辆导航；路口信号灯控制等服务。

（二）危险品车辆行驶监控方面的应用

根据国家规定运送危险品的车辆，其行驶路线必须经过公安、消防等部门批准后方可上路行驶，由于受到交通环境和收费等影响；目前仍然有运送危险品的车辆擅自改变行驶路线造成非常严重交通事故和危害社会安全事故；实行RFID技术智能交通系统建设；在全市道路重要节点安装RFID基站阅读器和摄像机；危险品车辆安装电子标签（TAG）；当危险品车辆行驶时，车辆经过的路线的基站阅读器会自动将车辆电子标签发送的信息传输到数据中心，经过计算机系统分析处理可以为交警和消防部门提供24小时实时动态监控车辆行驶轨迹数据和视频图像。

（三）ETC不停车收费/拥堵收费方面的应用

RFID技术在路费征稽、高速公路或各种停车场、拥堵收费中的应用体现为不停车收费。利用RFID技术通过与客户帐户的捆绑，可实现电子钱包结算，不停车收费，这样可以最大限度地缓解收费站、停车场出口等因收费效率低而引起的交通堵塞，提高收费车道的通行能力，高速公路不停车收费系统是RFID技术最成功的应用之一。将阅读器天线架设在距收费口约50-100米的道路上方。当车辆经过天线时，车上的电子标签被头顶上天线激活，发射出车辆ID信息，如车牌号、车类参数、电子标签号等标识信息，阅读器接受到信息后，传送至车道控制器(后台计算机)，对进入收费车道的车辆进行电子标签的合法性校验，分析出车辆的相关信息，并进行通行费用计算和自动扣费。

（四）营运车辆监控管理方面的应用

营运车辆安装基于RFID技术的电子标签（TAG），利用RFID电子标签的特性和数字防伪技术，将信息加密储存，最大限度地实现了信息的保密性与唯一性，并可进行远距离自动识别。营运车辆的（TAG）和RFID阅读器之间进行非接触式信息通信，车辆的电子标签（TAG）向RFID阅读器发送自身信息(如ID号等)，RFID阅读器接受这些信息并进行解码，通过计算机网络传输给后台计算机系统进行处理，完成对运营车辆进行身份识别、营运车辆合法性判定、行驶路线监控、行驶路径记录。同时还可以为客运、货运公司提供车辆进入/驶出站场自动登记、行驶轨迹查询、车辆违章查询、对打击车辆非法营运，特种营运车辆监控管理，营运车辆的管理和稽查提供了更加方便快捷的应用模式。

四、结束语

总之RFID技术应用于智能交通ITS领域不仅使车辆变得更加智能，而且使得信息采集方式变得更加方便快捷、采集的数据也更加准确、可靠。随着系统的应用还可以促使交通管理部门的工作方式变得更加科学、合理、规范。也为科学规划城市道路及路网建设，车辆流量分析，交通诱导，交通管控，行业监管，物流应用，违章查询，拥堵收费，ETC（不停车收费）建设，BRT（快速公交）建设提供了强有力的技术支撑和安全保障。

参考文献：

[1]康东,石喜勤,李勇鹏.射频识别(RFID)核心技术与典型应用开发案例,人民邮电出版社,2008,7

[2]赵军辉.射频识别技术与应用,机械工业出版社,2008,7

[3]王和宇.RFID技术在全网通信中的应用,RFDI商情,2007,5

RFID智能管理实例探微 篇4

1 传统图书馆管理模式

近20年, 在国内图书管理系统中普遍采用的“安全磁条+条形码”的技术手段, 以安全磁条作为图书的安全保证, 以条形码作为图书的身份证, 解决了图书管理和服务问题。通过长时间的运行和读者现代多元化需求, 该系统确实存在无法解决读者个性化需要和图书馆智能化发展问题。

2 现代化图书管理模式

现代图书馆需要智能化服务, 要做到图书自动盘点、图书自助借还、图书区域定位、图书自动分拣等功能, RFID无线射频识别技术和计算机技术紧密结合得到了广泛的推广和应用。RFID还能实现24小时还书机与24小时城市街区自助图书馆的成功研发, 打破了图书馆服务读者的时间限制, 读者可随时借还图书。

3 RFID图书管理系统解决方案

3.1 系统概述

RFID中文被称为射频识别, 它是一种非接触式的自动识别技术, 通过图书馆智能管理系统, 利用RFID技术, 将门禁、借书卡、图书标签、标签转换装置、自助还书机、自助借还书机、移动盘点平台以及馆员工作站系统软件融合为一体, 实现了最便捷的图书管理功能, 从图书盘点、图书查找、自助还书、自助借书、图书门禁等各个角度, 给出了最优化的选择。

3.2 图书馆RFID管理平台

电子标签转换子系统:实现对图书标签、借书卡标签的关联与注销, 架标、层标的注册与注销功能。图书电子标签通过关联, 与图书信息进行绑定, 完成流通前的处理操作;借书卡标签通过关联, 与读者信息进行绑定, 完成读者注册工作;架标、层标的注册为图书管理单位设置, 完成图书典藏管理的准备。同时提供图书查询、读者查询、RFID标签打印、日志查询功能。

3.3 图书馆RFID服务平台

RFID服务平台主要包括以下4个子系统:自助借还子系统、24小时自助还书子系统、24小时自助图书馆子系统、文献智能检索子系统。

4 系统运作过程

4.1 新书进馆

首先为书籍粘贴RFID电子标签。利用标签转换装置将数据信息写入电子标签。这个过程就是在给每本书配上一个独一无二的身份证。

4.2 上架、顺架

粘贴了电子标签的新书, 利用推车式移动盘点系统, 扫描书籍, 系统会自动在地图上定位该书应存放的书架, 用推车载书籍到指定书架上架即可。利用推车式移动盘点系统, 可以对书架逐个扫描, 系统会自动挑出错架书籍, 并且标明正确位置。

4.3 盘点

在对图书馆图书进行盘点时, 可以使用移动盘点系统或者手持式盘点系统, 对所有需要盘点的书架进行扫描, 通过无线网络传输即可将数据录入数据库, 完成盘点, 可以大量节省人力、物力。

4.4 自助借还书

读者借书时, 只需要将借书卡在自助借还机上扫描, 再将所借书籍一起放在借还机的扫描区域, 通过扫描, 确认所借书籍。系统即可录入借书信息完成借书。并且利用热敏打印机打印票据。完全读者自助, 方便快捷。还书操作更简单, 只需要扫描书籍, 即可完成还书操作, 打印还书票据。

4.5 自助还书系统

自助还书系统可以像银行自动取款机一样穿墙安装或者摆放在合适位置, 方便读者随时还书。读者只需要将书籍放入还书口, 确认后即可完成还书并可打印还书凭证。

4.6 安全门禁

当没有办理借书手续的图书经过安全门时, 系统会自动进行声光报警, 防止图书被带出。安全门禁支持在线、离线两种工作模式, 系统更安全、更可靠。

4.7 自助图书馆

读者扫描借书证, 确认身份以后, 选择想要借阅的书籍, 系统会自动将图书送到出书口, 并打印票据。还书过程只须将书放入还书口, 系统自动识别打印出还书票据, 并自动将书放入正确位置。

5 RFID系统存在的问题

5.1 国际标准不统一

标准的不统一已经成为制约RFID技术发展的重要因素之一。现今, RFID技术标准体系有国际标准ISO 18000 (欧洲采用) 、美国的EPC G2C1标准和日本Uniquitous ID Center (UID) 体系三项国际标准。各标准的射频识别阅读器与电子标签的技术标准却没有统一, 无法一体适用。

5.2 隐私权问题

RFID技术最大的特点是对被识别对象的全程跟踪和信息记录, 包括图书和借阅人员识别信息在内, 这样就涉及了社会成员的个人隐私权问题。一个电子标签存储的数据信息涉及了借阅图书的信息和读者信息, 一旦这些信息被他人窃取和利用则存在较大的安全隐患。因此, 保护社会成员的隐私权也需要的实践中逐步解决。

5.3 RFID的技术障碍

RFID技术对环境有一定要求, 环境中的建筑结构尤其是金属结构的排列、数量会对RFID系统的安装和识别效果产生影响。图书馆传统的集成系统是以条码技术和磁条技术为基础的, RFID系统则是以电子标签技术为基础, 新系统在通信协议、接口、管理方法等方面都需要进行改造。

5.4 健康安全问题

无线射频识别技术是采用一定范围的频率发射电磁波实现的, 由于不同的区域的电磁光谱辐射可能会对人体的生理系统产生不同的影响, 长期在这种环境下工作和学习, 尤其是图书馆员, 可能会对自身的健康产生影响。

摘要：本文详细阐述了一个基于RFID技术的智能化图书馆管理系统, 并讨论了在构建基于RFID技术的智能化图书馆管理系统时应考虑的几个问题。

关键词：无线射频识别,RFID,智能化,图书馆,管理系统

参考文献

[1]欧健.智能化图书馆RFID技术的探究[J].图书馆界2011 (5) :89-91.

[2]韩洁.浅析图书RFID应用的主要优势及存在问题[J].电子设计工程2013 (8) :154-155.

浅析rfid生猪管理解决方案 篇5

摘要：提出了一种牲畜管理的自动化解决方案，它将现代化养殖技术和先进的科学技术手段结合在一起，为生猪的养殖和管理提供了新的管理方法，以提高生产效率。

关键词：无线射频识别;食品安全;供应链;动物识别

0引言

随着市场的放开，生猪和猪肉市场也不可避免地产生了一系列的问题，如市场混乱、缺乏统一管理、卫生问题严重。这些问题的存在严重阻碍了猪肉市场的健康发展。动物跟踪与识别是利用特定的标签,以某种技术手段与要识别的动物相对应，可以随时对动物的相关属性进行跟踪与管理的一种技术[1]。生猪管理系统就是动物跟踪与识别的一个应用，它为加强牲畜的饲养，定期检查牲畜的健康提供了绝佳的条件。RFID是利用射频信号自动识别目标对象并获取相关信息的，它是自动识别领域的一个重要分支。在农牧渔业中可用于羊群、鱼群、水果等的管理以及宠物、野生动物跟踪[2]。与目前应用广泛的基于光学技术的自动识别方法(如条形码和摄像)相比，RFID具有一次处理多个标签并可将处理状态写入标签、不受大小及形状限制、耐环境性强、穿透性强、数据的记忆容量大、可重复利用等许多优点。

RFID即射频识别，又称为电子标签(E-Tag)，其最早的应用可以追溯到第二次世界大战中用于区分联军和纳粹飞机的敌我辨识系统。随着技术的进步，RFID的应用领域日益扩大。如图1是一个典型的RFID系统。它由标签(Tags)、读写器(Reader)、天线(Antenna)、主机(Host，用于处理数据的计算机)和应用支撑软件等部分组成[3]。

标签一般由芯片和天线组成;每个标签具有唯一的电子编码。标签附着在物体上或嵌入物体内用以标志目标对象[4]。根据发射射频信号的方式不同，标签可分为主动式和被动式两种。主动式标签(又称为有源标签)通常由内置电源供电，主动向读写器发送射频信号;被动式标签(又称为无源标签)不带电池，其发射电波以及内部芯片运行所需的能量均来自读写器所产生的电磁波。图1中所示为被动标签。读写器通过控制射频模块向标签发射读取信号，并接收标签应答;同时读写器要把时钟信号和能量也发送给标签。读写器要对标签的对象标志信息进行解码并将其连同标签上的其他相关信息传送到主机以供处理。RFID读写器可以同时读取多个标签内的信息。主机负责对读写器所读取的标签数据进行过滤、汇集和计算，减少从读写器传往企业应用的数据量[5]。

1需求分析

现代化生猪管理系统，要求管理无纸化、有序化、规范化、智能化。智能标签因为具有防水、防磁、防静电、无磨损、信息储存量大、一签多用、操作方便等特点，所以完全能够满足这一要求。同时还应满足四点要求：①为使操作简单、方便、友好，要求采用全中文菜单式操作界面。②系统应提供完善的管理功能，自动形成各种报表。③政府需要加强对动物接种与疾病的预防管理。④由于食品安全危机频繁发生，严重影响了人们的身体健康，引起了全世界的广泛关注。如何对食品有效跟踪和追溯成为一个必须解决的问题。

2系统构成及特点

系统主要由以下几部分组成：

硬件设备(耳标、数据采集器、数据传输器);系统软件(数据采集、信息发布、数据库);附加设备(计算机、打印机)。

3硬件设备简介

3.1耳标

耳标是凯泰科技有限公司利用先进技术自行研制的智能电子标签，专门用于标志和区分不同牲畜的基本信息。在2~8 cm的距离内，内码标志均可读出。它采用美国大型集成电路，用半导体编码器进行编码，内置激光工艺刻录的64位二进制，全球唯一编码的硅晶片;外面用强树脂材料封装，具有超强的抗冲击、防静电、防腐蚀、防水、防尘、耐磨擦等性能。

耳标是无源器件。现场安装无须布线，不受现场条件限制、无须日常维护，使用寿命在以上，是国际通用型信息标志物。将耳标钉入牲畜的耳朵中，牲畜很难将它摘下，方便管理。

技术指标：重量为1.0 g;识读次数>100万次;使用寿命>20年;工作温度-40℃～85℃;规格为硬币、钥匙牌、柱形等多种封装形式。

3.2数据采集器

非接触感应式数据采集器是采用射频识别技术开发的高科技产品。由于读取标示物内码时可避免接触，故记录器无接触性的损耗、寿命长。

硬件特性：采用压模金属外壳，坚固耐用，可以保护内部电子设备免受冲击和工作时的意外损伤。没有可拆动的零件，LCD中文显示、可充电锂电池、实时时钟、非易失存储器，特别适合于实际工作。

技术参数：处理器为高速32位处理器;显示器为LCD 160×128点阵，四级灰度，EL背光LCD96×64;工作电源为5.6V;通信接口为USB;工作温度为-20℃~50℃;存储温度为-40℃~55℃;记录容量为4 095条，可扩充8 190条，可扩展为 8 MB(NOR)+128 MB(NAND);充电电池为970 mAH锂离子电池;待机电流小于1 μA。

4系统软件及数据库选择

根据项目情况，决定在Windows .NET 框架上开发基于 Windows平台的应用程序，信息采集部分采用B/S结构。这种方式下，操作人员可以在任意地点进行处理，提高了各数据采集点工作人员的数据处理速度和安全性。并且，系统可以随时统计出各养殖区县的生猪养殖动态数量信息;随时统计出养殖场数量和规模信息;随时生成需要的各种统计报表;如果发现问题，可以随时查到问题猪肉的养殖场信息、加工厂信息，并自动生成事故处理建议方案。

数据库平台选用微软的SQL Server。其事务以及数据完整性逻辑都能作为存储过程和触发器直接存于服务器中。这种编程可避免被客户非法使用或误操作。此外，预编译存储过程的引入使SQL Server在使用关系型数据库高性能地进行事务处理方面树立起一个新标准。SQL Server Client/Server 体系结构通过数据库的远程过程调用为Client/Server及Server/Server的通信提供了综合的、基于消息的支持。使用数据库的远程过程(RPC)，任何SQL Server的Client或Server可为访问网络上的任何其他Client和Server，还能够实现跨服务器的事务横跨多个RDBMS。

SQL Server 在分布式联机系统所必须关注的八个主要问题上，即查询性能、事务处理能力、高可靠性、场地自治性、可扩展性、可互操作性、应变能力、数据完整性方面都拥有最佳的解决方案。

5系统简介

生猪管理系统工作原理如图3所示。

生猪管理系统由饲养场、屠宰场和销售三个部分组成。方案按照现代化管理要求设计，实现对牲畜的来源、日常饲养、接种免疫等相关方面的全方位的计算机管理。目标在于提高牲畜的管理作业效率，提高牲畜的质量。

(1)饲养场管理模块负责牲畜的健康管理和日常管理，具有界面简洁、反应快速、运行安全可靠的特征。主要功能有：①指定条件(牲畜编号、饲养员编号、出生时间、畜养时间、出栏时间)浏览查询;②指定条件(牲畜编号、饲养员编号、出生时间、畜养时间、出栏时间)打印相关的数据统计报表;③支持规模不同的饲养场;④支持牲畜的日常管理;⑤支持牲畜的健康管理;⑥可进行牲畜的日常查询和健康查询等。

(2)屠宰场管理模块主要负责对生猪屠宰之后的管理操作。该部分在Windows系列的环境下运行，界面友好，便于操作，易学易用，而且功能强大、极易扩充。主要功能特征有：①强调以卫生安全为主的管理模式;②生猪出场之后，每一步操作都要求有详细记录;③生猪猪肉的等级管理。

(3)销售管理模块提供销售时间查询，销售的猪肉等级、重量查询，生产日期查询，出场时间查询等。

以上三个模块既可以联合起来，让领导层对整个过程有一个宏观的认识，又可以分散开，让各个部门管理自己的模块。

5.1饲养场管理模块

(1)饲养场设定：①对饲养场进行编号，对应到各个不同的饲养场或个人;②对于大型的饲养场，可进行养猪棚的设定;③一个养猪棚又可以有多个猪圈。

(2)生猪基本信息的.设定：①对生猪进行编号，详细记录牲畜来源、畜别、出生时间、畜养时间、出栏时间;②详细记录生猪的体貌特征、日常饮食、病史、生育史;③可以随时查询当前每个生猪的健康状况，是否接受过免疫检查。

5. 2屠宰场管理模块

(1)屠宰场设定与查询：对屠宰场基本信息的查询，可以对某一个屠宰场的当前状况进行查询;同时可以针对某一头猪，进行跟踪查询。

(2)猪肉的管理：对屠宰完的猪肉，可以按部位进行检索，查询每个部位的用途。

5.3销售与包装管理模块

可对猪肉等级、部位、重量、生产日期和出厂日期等进行查询。

6使用RFID技术会带来的便利和优势

系统的性能特点如下：

(1)感应式数据采集，操作更简单、便捷。数据采集时，只需将采集器在巡检点耳标附近轻轻一晃，即可读出当前信息;

(2)获得的数据和信息不能被破坏或修改;

(3)系统使用由无源存储器的射频芯片组成的全封闭感应信息钮，具有全球唯一的ID码，经久耐用，不可窜改或复制;

(4)一次性全封闭封装成型，耐热、抗冻、防水、防震、抗电磁波，能在恶劣的环境下正常工作;

(5)无须布线，安装简易;

(6)简单、方便的编码设置，巡检点的增减十分方便;

(7)无接触式数据传输，从而无磨损;

(8)完整的软件配套，使制定及修改复杂的多级管理系统变得非常简单、方便。

RFID系统能够在复杂的多步骤供应网络中跟踪产品供应情况，是理想的高效供应链管理解决方案，使众多的行业受益非浅。RFID解决方案在简化食品供应物流管理方面，能为用户带来益处，范围覆盖从农场的家畜及新鲜农作物，到人们在餐馆里食用的食品以及在超市中购买的包装食品。

RFID解决方案可确保任何供应链的高质量数据交流，让食品行业实现两个最重要的目标：①彻底实施源头食品追踪解决方案;②在食品供应链中提供完全透明度的能力。

RFID系统可提供食品链中食品与来源之间的可靠联系，确保到达超市货架及餐馆厨房的食品来源史是清晰的，并可追踪到具体的动物或植物个体及农场。RFID是一个百分之百追踪食品来源的解决方案，因而可回答用户有关“食品从哪里来，中间处理环节是否完善”等问题，并给出详尽、可靠的回答;可有效监控解决食品安全问题。

7结束语

RFID数据管理论文 篇6

关键词：RFID 食品供应链 透明化

中图分类号：F273.7文献标识码：A文章编号：1672-5336（2014）12-0092-01

1 食品供应链透明化管理是发展趋势

1.1 食品安全保障要求食品供应链透明化管理

近年来“毒奶粉”，“假牛肉”，“地沟油”，“苏丹红”等大量食品质量安全问题层出不穷，对食品企业质量安全提出了巨大的挑战。社会各界对食品安全关注度和担忧都空前提高。作为食品供应链终端的消费者越来越关注食品安全和健康，越来越多的消费者会想知道食物的来源和新鲜度，加工方式，转基因与否，是否足够安全等各类信息。

1.2 食品供应链运营效率的提升要求食品供应链透明化管理

食品供应链上各方对食品相关信息进行采集，增进相互间的信息沟通和共享，实现从“农场”到消费者“餐桌”的食品供应链全过程透明化管理，能够促进食品供应链的运营效率。这是推动食品供应链透明化体系建设的动因之二。

1.3 食品安全监管的需要要求食品供应链透明化管理

通过充分的信息交流，食品信息能透明地传达到食品供应链相关主体，这对促进食品安全有效监管及推动食品产业可持续发展大有裨益。这是推动食品供应链透明化体系建设的动因之三。

2 RFID技术助力食品供应链透明化管理

2.1 RFID技术

RFID技术，即无线射频识别技（Radio Frequency Identification），是一种非接触式的自动识别通技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触[1]。RFID技术的基本工作原理并不复杂：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，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），或者由标签主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签），解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[2]。

2.2 RFID技术助力食品供应链透明化管理

透明化管理连通了食品供应链上下游所有环节和参与方，具有积极意义：（1）对消费者来说，解决了信息不对称的问题，便于建立消费者的信任，重塑消费信心；（2）对供应链上的食品企业来说，实现了实时数据管理，提高了库存可见性和周转效率，更好地监管上下游，加快了问题响应速度，降低了运营风险，节省了人工和资金成本，最终通过提高供应链管理效率来提高企业收益。（3）对行业监管部门来说，有利于管理部门对相关食品企业进行监督和管理。

3 RFID技术应用于食品供应链透明化管理的现状

3.1 源头的食品生产加工环节的应用

应用RFID技术，在食品安全生产的源头增加具有唯一标识性特征的RFID标签，在生产和加工的各个环节中按规范和标准要求写入食品原材料名称，产地，批次，质量检验检疫合格情况，加工工艺，生产日期，储存方式，使用方法和有效期等等信息，这些信息可以帮助食品企业做好生产管理，也便于建立食品追溯和溯源，当出现任何问题时，根据标签信息能够快速做出判断，从而提高效益。RFID应用于食品生产中，在肉，蛋，奶，生鲜水产，高档酒类，有保质期和储存使用环境要求的食品中应用较为广泛。很多食品生产商正在从战略端布局采用RFID射频技术，提高企业的信息化管理水平。在此举例国内外食品企业采用RFID系统的一些典型应用。

在国外所有婴幼儿配方奶粉均采用电子标签芯片全程管理，通过每罐奶粉的标示芯片，可准确了解该罐奶粉的产地、牧场、加工厂、生产线、生产时间等信息，有效地保证了食品安全。养牛过程一清二楚，加工生产全程RFID管理，在国外，这已经成为食品安全管理常用的手段[3]。在网购越来越普及的当下，有机产品特别是有机蔬菜，结合采用RFID标签，会赢得消费者的青睐，从而得到更大范围内的推广应用。

3.2 中间的仓储和流通环节的应用

通过RFID技术可以提高食品在仓储物流配送和零售端的各环节的全程可视化管控。在物流的托盘或者货箱甚至单品级别的产品贴上RFID标签，流通过程中不断写入各个环节所要求的日期，批次，上下一级的流向等信息，甚至是在流通或者零售端的仓储应用中集成采用传感器技术，实现仓储环境的温湿度管理，有效期管理等等，这些都为食品的正向和反向溯源等奠定了实现基础。

2004年，全球最大的零售商沃尔玛要求其在美国的前100家供货商在商品托盘和包装箱上粘贴RFID标签，这开启了RFID应用的革命进程，沃尔玛的全球信息管理系统取得了巨大的成功。RFID技术使得库存数据更精确，库存盘点更为容易，食品流通过程的可视化管理得以实现，进而提高企业的运营效率。RFID标签采取一定的形式粘贴在食品上，商店工作人员可以通过扫描式阅读器走过货架进行库存盘点，通过连接后台的关键管理系统，可以实时了解在售货品的库存，数量等信息。

4 RFID应用前景展望

随着技术的发展和不断进步，RFID应用的投入成本会降低，特别是标签的成本将会降低到在5～10美分，RFID在食品行业将会得到更为广泛的发展应用，其应用前景是十分广阔的。目前，全球的食品供应链正在向确保透明度和可追溯性方向发展，这是降低食品的安全风险，提高供应链效率，也是现代化食品工业发展的必由之路。RFID技术在促进食品供应链透明度管理方面，无疑扮演了重要角色，这对其他行业的供应链透明化管理也提供了一个很好的启示。

参考文献

[1]康海燕.RFID在食品流通环节中的应用[J].商场现代化，2008（18）97-98.

RFID与现代物流管理发展 篇7

在这个21世纪, 经济的不断发展, 科技的不断进步。在技术领域也有所突变。一种新的技术即RFID技术。就在和大程度上改变了企业的发展模式, 并且这一技术得到了逐步的推广, 在各个领域都得到了应用。这一技术的运用也在很大程度上提高了企业的生产力, 是企业的效益达到了最大化。并且对社会的进一步的发展有很大的推动作用。

1 FIRD概念

1) RFID技术的发展和它的原理。RFID就是一种技术, 一种无线电射频进行识别的技术, 这种技术是一种新的产品, 它可以进行自动识别。早在20世纪40年代的时候这一技术就已经出现了, 直到20世纪80年代它才在商业领域内运用。一直到现在的21世纪, 人们越来越关注是否标准。射频识别可对各种产品进行识别。这就使得那些电子标签得到发展。不管是有源的还是无源的亦或是半无源的电子标签。换言之, 电子标签的成本越来越少了, 所应用的领域却越来越大了。

RFID的原理:阅读器、电子标签以及应用系统这3个部分就够成了一套完整的RFID系统。在我们工作的时候, 阅读器会发射出一个无线电波, 但这个无线电波是有特定频率的。并把能量给电子标签, 内部的数据便通过驱动其电路送出, 在这时阅读器对数据进行读取, 之后就会传给应用程序通过这个程序来进行一定的处理;

2) RFID技术的特征。RFID比一定要接触到事物, 对于那些无法接触的东西照样能够进行识别, 它不回受距离因素的影响。对于外界的干扰因素, 他能很好地对抗, 他对工作的环境没有很高的要求。无论是带油渍的还是多灰尘的等等不好的环境里照样可进行。并且储存起来很方便。在石碑的时候可以同时对多个事物进行识别。并且有很高的效率。这样一来的话就很好的节约了成本;信息容量大的事物也能进行储存。因为这些种种的优点就是得这一技术运用的很广。并且这一技术的效果都明显高于其他技术;

3) RFID技术的应用。概括来说, RFID技术在各个行业各个领域都得到了广泛的应用, 大体上包括下面几个领域: (1) 安全问题上, 比如汽车的防盗上; (2) 货物的生产以及销售这一方面, 好比在自动化生产上的运用, 尤其是JIT生产领域内的应用; (3) 管理层次上, 我国第二代身份证就是起很好的体现。

2 现代物流管理的目标

2.1 服务领域的目标

物流是一个纽带, 是连接生产和消费的纽带, 它的服务特性很强。众观业务这一角度, 服务目标则现在包括用系统进行的送货、派货等活动, 让用户收到的货物是最优的、没有损坏的货, 也不存在货差, 并且服务的资费不高;而从技术角度来看的话, 服务目标主要体现供货方式上。其中包括准时、柔性等等。通常用一下几种方法来对物流系统服务目标的标准进行一个衡量。

1) 尽量在短时间内给用户提供他们的货物;2) 商品有足够的存货来满足顾客的需求;3) 货物的运送安全没有什么交通事故出现, 也很少存在货物损伤、丢失或是货物发送错误的情况;4) 对于库存的货物不存在变质、丢失、破损状况。

2.2 节约目标

节约可以使得企业获得更多的效益, 对一个企业来说是一个很重要的因素。现代物流管理的节约目标不是指其它的什么就是这能够很好的利用有效的时间和空间。在空间这一问题上, 可以通过立体化来实现。这样的话也能对面积据in性和好的利用。这样一来就很好的节约了成本。实现了企业的效益。

2.3 规模化目标

物流系统的目标就是物流规模, 这一模式可以很好的实现规模效益。他的实现主要是在布局上体现到, 也即是通过物流设施集中与分散的布局、在这个过程中不仅仅是一个机械化的操作还是一个自动化的作业。它是一个结合体。

2.4 安全性目标

物流系统的每个部位都要做到以安全为主, 预防为辅。这样的会员就不回应为发生事故而给顾客和企业双方带来损失。现代物流很好的做到了把各个要素结合起来考虑而不是单纯的考虑个体因素, 这样的话就能很好的缩短时间。提高效率。进行的管理是一种高度的统一的管理。也即是你在所倡导的一元化管理, 这种管理方式将供应链思想以及企业整体的观念都融入到管理行为中去了。

3 FIRD与现代化的物流管理

RFID系统带来的成本分析。入库领域内货物入库验收时间在不断地减少, 所以在效率上有了一个很大胆提高。应用了RFID技术之后, 信息的传输都是采取无线电的方式进行传输的, 摆脱了原先用手工抄入的模式。除此之外, 货位的安排也采取乐于原先大不相同的方式。比在是临时的安排, 而是电脑置顶。充分的利用仓库的空间。任何的货物都有自己相应的储位资料, 货物可以放在一块。使得货物移动的灵活性增强了。对于移动后的货物只需把它的信息重新输入就行。对货物的盘点不再困难。没有运用RFID技术盘点工作就费时又费力。而且效率不高还容易出错。将货物的安全问题着重考虑, 运用了RFID技术, 当货物的少了企业能及时发现。

对于出库的货物。要解决好先进先出的问题。发货时可以根据货物进库的信息进行发货。让货物的质量得到一个保证。这也是能带来很多的经济效益的, 另外还有一些隐性的经济效益, 就如同使得出入库的效率大幅度的提高, 让顾客的满意度不断增强, 这样一来的化企业的客户就会无形中增加了。竞争力也得到了加强, 进入到了一个良性循环阶段。

4 结论

运用了RFID技术, 能使企业的作业效率的阿斗提高, 劳动力节省了很多, 从而降低了成本, 提高勒竞争力。是企业的发展更上一次楼。

摘要：如今, 全球物流中存在许多问题比如说:偷盗、走私等等现象。所以为了应对这一问题, 国际社会上很需要RFID技术来维护全球物流的安全。我国也将RFID技术应用于各个领域, 在运输领域较为突出。在运输领域的应用只是限于企业内部系统中, 所以不能对整个物流过程的信息进行掌握。本文通过研究采用RFID技术对全球物流进行跟踪, 使得货物更加的安全, 也能使物流企业发展的更好。

关键词：FIRD,现代物流,管理

参考文献

[1]李素彩.RFID技术概述[J].物流技术与应用, 2011.

[2]中国仓储协会秘书长.我国仓储业现状的多层面分析与发展现代仓储业应重点关注的几个热点问题[J].物流科技, 2011.

基于RFID的仓储管理系统 篇8

对于企业来说,仓储管理的重要性不言而喻,它不仅仅是物流管理的核心部分,并且在当代物流体系中也起到了关键的作用。物流的每个环节都离不开仓储的存在,譬如采购来了不可能马上生产,要先进仓库储存,生产初加工到精细加工的过程也需要仓储,生产完了不能立即销售完毕,也离不开仓储。仓储既要保持物品的完整性,也要保证质量,也就是使其进入下一个环节时候是完好无损的,这也是顺利进行继续加工的必要条件,为货物顺利流入市场起到保驾护航的作用[1]。

传统的仓储管理采用条码技术,但它具有明显的缺点: 条码易受污染、折损、需要停止等待逐个扫描,这样造成货物出入库时扫描工作量大、效率不高,存在漏扫、误扫的缺点[2]。因此,条码技术已无法满足当代物流仓储管理的需求。

由于RFID ( Radio Frequency Identification) 技术具有很多优点,其中包括: 穿透性强、扫描速度快、抗污染能力强、效率高、可以被循环利用等优点[3]。所以,本文采用RFID技术设计仓储管理系统,具有一定的实用价值。

1 仓储管理流程

既然要使用RFID技术进行仓储管理,那么就离不开电子标签和相应的读写器。首先把包含有货物相关信息: 重量、数量、生产日期等信息的电子标签粘贴在货物的外包装上,在相应仓库的货物入口处安装固定式的RFID阅读器; 当需要入库时,把货物箱子带有电子标签的那一面向上,当工作人员推动叉车运送货物通过入口时,入口处的阅读器发送携带能量的电磁波,从而激活包装箱上的无源电子标签,然后标签向阅读器反馈所携带的信息,整个过程几乎不需要停顿叉车。当阅读器获取到货物信息后,然后通过无线通信技术把信息传送到物流公司的数据库服务器,从而进行存储与更新管理。仓储管理流程如图1 所示。

2 仓储管理基本模块

2. 1 货物箱的电子标签

为了节省成本,减小标签体积,采用无源式电子标签,也就是标签内部不带电池,它的供电靠读写器提供能量,因为标签与读写器均带有天线线圈,当标签进入读写器的工作区域,读写器发送特定的电磁波,天线线圈就会产生感应电流,再经过电子标签的整流电路给标签提供直流电。

要将存取的货物信息写入标签载体,则需通过标签打印机来完成,尤其是同一批次、具有相同属性信息的多件货物,则可以批量性地向电子标签写入信息数据,也可以把相对应的货物条形码信息打印在标签的表面,则可以使RFID技术与条形码技术融合在一起,当个别货物箱在自动识别时出现故障,则可以通过条形码人工识别,起到双保险作用。

2. 2 识别货物的读写器

读写器也称为阅读器,它的主要作用就是提供与标签相互进行数据传输的途径,也包括给标签提供电能。除此之外,阅读器还要提供相应的信号时序控制、校准功能与奇偶错误校验等。因为标签除了携带需要传输的信息外,还必须含有相应的附加信息,目的就是配合读写器进行通信校验。货物属性数据信息和附加信息按照一定的结构组合以后,就按照特定的顺序向读写器发送。整个通信过程中,可靠性与完整性都是阅读器通过接收到的附加信息来实现的。当阅读器把电子标签发送的信息进行正确接收和解码后,再通过特定的算法分析是否需要电子标签重新发送一次,另外需要判断是否要停止发送信号,这就是所谓的“握手协议”。通过这种协议,就可以在很短的时间、很小的空间进行多个电子标签的识别与通信,同时有效地防止“伪读写”的产生。图2 是识别、获取货物箱信息的读写器[4]。

3 数据库的组成

数据库主要是存储、管理仓库货物信息,其主要分两类[5]: 一种是集中形的可视化物流管理结构,它的数据中心( IDC、以及应用服务器( Application Server) 相对集中,由一个专门机构负责维护,这种模式适合于某一企业物流管理体系; 另一种是分散式的可视化物流管理结构,它的应用服务器不是集中的,每一个区域,甚至于每一个部门拥有自己独立的应用服务器,它们相互通过DNS ( 解析地址) 实现索引,这种模式适合于复杂性、功能性相对高的物流管理体系。对于本文设计的物流仓储管理系统,针对的不仅仅是某一个体单位,所以采用分布式可视化数据库模型。分布式数据库的组成模块如图3 所示[6]。

全局数据词典( GDD) : 用来存放各种模式的定义: 包括全局概念、分片、分布,以及用来定义各模式之间的映像、存放用户存取的权限,以保证所有用户的合法权限和数据库的安全性; 除此之外,还定义了完整性数据的约束条件。全局数据库( GDB) : 用来存放全局的数据库数据。

通信监管系统( CM) : 其功能是在分布式数据库的各个分散点之间传递货物属性的消息和数据,负责可靠通信功能。局部数据库管理系统( LDBMS) : 其作用是建立和管理局部数据库,提供各个分散点的自主管理权限。全局数据库管理系统( GDMBS) : 该模块的作用是提供分布式的透明性,协同全局事务的顶层执行,统筹安排各局部DBMS以完成全局应用,保障数据库的全局统一性,实现货物数据同步更新,提供全局共享功能。

局部数据词典( LDD) : 该模块的作用是记录某一个服务器节点数据库的控制信息,例如数据表的模式,可视图形的模式,以及每一个数据区的文件名信息。局部数据库( LDB) : 其作用是保存局部的数据库数据。

4 数据库的访问机制

由于人中型医院的客户端数量相当庞大,采用客户端直接访问数据库的方式可能会出现响应时间长或者无响应等情况。为了提高系统的响应速度和性能,采用基于数据库中间的方法访问数据库[7],如图4 所示。将客户端从应用逻辑上划分为表示层、逻辑业务层以及数据层。表示层是要实现用户与系统的人机交互,向逻辑业务层请求业务处理并显示处理结果; 逻辑业务层,负责业务处理,管理接收用户请求以及将数据库返回的数据进行分析和处理,最后传递给表示层; 数据层实现对数据库的访问。其中逻辑业务层和数据层即为数据库中间件。

5 结束语

基于RFID的设计方案,以及分布式可视化数据库管理系统,优于传统的条码式仓储管理技术,整个过程几乎不需要货物箱停顿,具有较高的性价比和效率,将推动物流业向智能化和高效化进一步发展。

参考文献

[1]张馨予.RFID技术在仓储管理中的应用[J].自动化与仪器仪表,2014(11):87-89.

[2]王彬,秦永平,边根庆,等.RFID技术在烟草仓储物流管理中的应用研究[J].物联网技术,2013(1):84-87.

[3]王艳玲,于兆宇.区域物流能力对经济增长影响分析——以江西省为例[J].物流技术,2012,21:277-280.

[4]李勇,李湘文.应用于矿井的RFID应答器设计[J].电子设计工程,2012,20(13):83-85.

[5]肖楠,郑文岭,马文丽,等.一种基于RFID的物流管理系统的设计[J].计算机技术与发展,2008,18(7):237-243.

[6]马晓伟.基于RFID的药品监督流程中的关键问题研究[D].合肥:合肥工业大学,2008.

RFID的食品仓储管理系统 篇9

近年来,食品安全问题不断发生,从英国的疯牛病、口蹄疫到我国的注水肉、毒韭菜、问题奶粉、苏丹红等现象,以及最近的三鹿奶粉事件及其后的蒙牛、伊利等名牌企业产品检出三聚氰胺问题等事件的发生严重地影响了人们的生活同时也引起各级政府的关注[1,2]。能够保证食品“从生产到销售”整个过程的安全,关键是对食品在生产、加工、运输、储藏、检测和销售等各个环节进行监控和追溯[3]。但由于食品链是一个复杂的过程,而仓储管理在此过程中起着连接作用。采用何种技术和方法能够实现一个可视化的食品仓储管理系统,能够很好直观显示食品的各种信息和完成监控、追溯功能,从而真正实现食品的安全。

RFID(Radio Frequency Identification)技术将为世界带来一个革命性的转变。RFID技术无需直接接触、无需光学可视、无需人工干预即可完成信息输入和处理,且操作方便快捷,被认为是条形码标签的未来替代品[4]。RFID技术可以突破条形码须人工扫瞄、一次读一个的限制,也可以在恶劣的环境下作业,同时能读取多个标签且对数据进行加密,具有实时追踪、重复读写内容以及高速读取等优势[5]。RFID技术的这些特性可以解决食品安全这个问题,如在食品生产时使用RFID,对其生产、加工、储藏、运输的全过程进行全方位的监控和管理,即从“农田到餐桌”进行全过程监控。这样就加强了对食品的管理,不仅保护了消费者的基本权利,也避免危害人们的健康。

1 RFID食品仓储管理系统架构

1.1系统的需求分析

现有的食品安全仓储管理系统主要有两种,一种是采用传统的人工管理系统,这种方式由于管理疏忽、操作和人工误差等经常会使得食品仓储环节效率低下;二是采用条形码来采集货物信息的仓储管理,但是条形码具有记录的信息无法更改、存储容量小、易撕裂、易污损等与生俱来的缺点。

为了弥补以上两种食品仓储管理系统的不足,提出了一种基于RFID的仓库管理系统,该系统应满足一下几方面需求:

(1)具有信息管理系统的权限管理,数据查询,数据录入,数据统计等功能;

(2)能够准确、快速的查询到食品的各种信息;

(3)能够使PC机和读写器之间完成良好的数据通信功能

1.2系统的硬件框架

系统由RFID读写器、电子标签、PC机组成,见图1。读写器模块是由微控制芯片S3C2440和NRF24L01射频芯片以及天线组成的射频模块,两者之间是通过SPI接口函数连接。此读写器具有读写功能且读写符合ISO 18000、ISO 15693等国际标准。标签是由NRF24L01和PICLF1628通过SPI接口连接组成。这种读写器读取的RFID标签信息可以通过网络、红外等与其他设备进行通讯。

1.3 系统的功能

系统的设计主要是针对食品进入物流仓库中对食品的所有信息进行统一管理,详细记录其在生产、加工、运输以及出入库的各种信息。利用RFID技术的ID标号唯一标识功能,把对各种食品信息的管理转变成对ID号的管理,只要输入ID号就可以查询出此食品一切相关的信息。系统能够自动、准确的显示出食品在仓库中不同时刻的信息,并能将此信息直观的显示给工作人员,这样就会提高工作效率和保证数据的准确性。也可以对一些腐烂、变质的食品做出合理的处理以及对食品的配送信息能够一目了然。主要的结构如图2所示。

2 系统关键技术的实现

系统的开发是在Windows XP操作系统下,利用Microsoft Visual Studio 2008作为开发平台,采用的是C#语言[6]。数据库软件使用的是SQL Server 2005。系统主要是通信模块和数据库模块的实现。通信模块主要通过网络传输来完成终端与后台服务器PC机之间的信息交互。而数据库模块完成对读写器传输的标签信息以及食品的各种信息进行管理,完成数据库的存储、更新等功能。

2.1 通信模块实现

网络通信的软件设计是利用TCP/IP网络协议,采用了C/S连接的模式。而网络编程通过Socket接口来完成TCP/IP协议。服务器的通信步骤为:(1)建立服务器端的Socket,开始监听整个网络的连接请求;(2)当检测到来自客户端的连接请求时,向客户端发送“已经连接上”等信息,建立与客户端之间的连接;(3)完成通信后,关闭该socket。

客户端的通信步骤为:(1)建立客户端的Socket,确定要连接的服务的IP地址和端口号(2)发送连接请求到服务器,并等待服务器的信息(3)连接成功后,与服务器进行数据的交互。(4)数据处理完毕后,关闭自身的Socket连接。在PC机上显示的通信窗口如图3所示。

2.2 数据库模块实现

2.2.1 数据库访问

PC机上使用的数据库是Sql Server 2005,利用ADO.NET来访问数据库[7]。首先在项目中添加名称空间引用using System.Data .SqlClient,然后直接调用库里面的类和方法。访问数据库的步骤为:(1)SqlConnection与数据库建立连接,语句为:string connectionString=“server=PL102S6628;database=foodinformation并调用open()方法打开数据库;(2)SqlCommand 发送Sql命令;(3)SqlDataReader处理数据库返回读取的结果或者调用SqlDataAdapter和SqlDataSet处理数据并且返回结果;(4)关闭数据库,调用close()方法即可。

2.2.2 数据库设计

数据库中包括7张数据表,数据库各表之间的关系如图4所示。

foodinfo为食品基本信息表,主要记录食品编号、食物名称、所属仓库、仓库员编号、加工地点、加工时间、运输车辆、等信息。

ininfo为入库信息表,主要记录了入库编号、仓库编号、仓管员、食品编号、数量、单价、金额、入库时间等信息。

outinfo为出库信息表,主要记录了出库编号、食品编号、数量、单价、出库时间、经办人、领取人、仓库ID号等信息。

userinfo为用户基本信息表,记录了用户名、密码、角色名。

roles为角色信息表,记录了角色名、系统管理、食品信息管理、入库管理、出库管理等信息。

SAdmininfo为员工管理信息表,记录了仓库员编号、仓库员姓名、职位、所在仓库、密码等信息。

Storeinfo为仓库信息表,记录了仓库编号、名称、面积、等信息。

3 系统主要功能界面演示

3.1 系统管理

系统登录主要用于对登录仓库管理信息系统的用户进行安全性检查和权限检查,防止非法用户登录系统。在用户登录系统时验证用户名、角色及其密码,并判断所输入的信息是否与数据库中的一致,如果一致则可以登录,否则不能。并且根据角色要求赋予权限,以显示不同的系统主界面。登录界面如图5所示。

3.2 出入库管理

运行入库管理系统,查看入库食品的信息如图6所示。

4 结论

介绍了基于RF1D的食品仓储管理系统设计。采用了RF1D技术的仓储管理系统有诸多好处,如节省人工成本、降低工作强度、提高数据采集准确性、提高出入库运作效率等.但是目前RFID技术在食品安全方面只是初步应用,必然会在此系统的研究上缺乏大量可靠的实验数据支持,因此要对此系统进行深一步的研究和改善。如何对大量电子标签数据进行优化存储、优化查询以及更大范围内集成信息系统等问题。这些都是今后努力的方向。

参考文献

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[6]段德亮,余健,张仁才.C#课程设计案例精编.北京:清华大学出版社,2008

RFID系统数据处理方案研究 篇10

关键词：RFID系统,数据处理方案,嵌入式数据库,冗余数据,智能读写器

0 引 言

射频识别(RFID)是一种非接触式的自动识别技术[1,2],也是物联网的关键技术之一。射频识别系统主要由读写器和RFID标签组成,他们之间通过ISO18000-6B或ISO18000-6C协议进行通信,完成原始信息获取。射频识别系统搭配相关的应用服务软件,对采集信息进行分析处理,并给出相关结果,完成了物联网的典型应用。读写器对RFID标签进行识读时,会生成大量冗余数据,多个这样的射频识别子系统组成物联网应用会形成海量数据。这些数据对通信系统会形成较大压力,降低了系统效率。同时,对后端的信息处理也提出了更高要求,在一定程度上加大了开发周期和难度。

目前国外的主流超高频读写器设备有Impinj公司的Speedway系列[3],Alien公司的AL系列以及摩托罗拉公司的XR系列等产品。这些产品在设计上均有一个共同点,即通过减少读写器和后端信息系统之间的通信量来提升读写器的智能性和组网能力。国内读写器设备目前主要承担信息采集工作,缺乏现场数据处理能力[4],其组成的RFID系统数据处理主要依靠PC端的软件中间件[5,6,7,8]来完成。这导致了国内设备对市场需求的响应速度比国外产品慢,需要一定的二次开发周期,不利于快速占领市场。未来读写器的发展趋势将是以能够承担更多的决策和数据处理能力,能够快速适应市场需求的平台化产品。本文借鉴国外产品的设计思想,设计了一种灵活性较大的RFID系统数据处理方案,增强了读写器的智能性,提高了系统效率。

1 RFID系统架构与数据处理方案

1.1 RFID系统架构

本文研究的RFID系统根据应用场合可以分为最小RFID系统和典型RFID系统2大类,如图1所示。最小RFID系统一般不需要后端PC参与,根据读写器内置的数据处理流程完成较为简单的逻辑控制等业务,如应用在工控行业自动分拣设备中。典型的RFID系统则需要后端PC参与,主要服务由后端PC的应用服务软件提供,可覆盖大多数RFID应用领域。读写器在2种RFID系统中均占据着重要的作用,其数据处理能力直接影响系统的易用性及复杂度。本公司设计的读写器采用模块化设计,其结构主要分为射频模块、系统数据处理模块以及外部接口(含I/O及通信接口)模块。系统数据处理模块是基于ARM9的嵌入式应用系统。本文研究对象是系统数据处理模块的数据处理方案。

1.2 数据处理方案

本文提出的数据处理方案的核心是可配置的多级数据库模式,如图2所示。数据库采用嵌入式系统中常用的轻量级sqlite数据库,它具有跨平台,占用资源少,支持事件及开放源代码等特点,非常符合嵌入式RFID系统的设计要求。

从图2中可知,它共包含三级可配置的数据库。一级数据库和二级数据库位于嵌入式RFID系统的RAM(内存)中,能够频繁操作。三级数据库位于嵌入式RFID系统的FLASH中,不能过于频繁操作,主要用于非实时场合。数据处理方案是基于软件开关量、时间窗及事件处理等组件的可配置多级数据处理组合模式。

(1) 软件开关量组件

软件开关量即软件提供一个控制数据处理的开关,它有2种状态:启用数据处理和关闭数据处理。在启用该开关时,数据流按照后续数据处理单元流程进行处理。关闭时,原始数据流直接输出。软件开关量的开启与关闭与否,由用户自行设定,以满足差异化的用户需求。图2中的C0条件即为软件开关量。

(2) 时间窗组件

时间窗是指在一定的时间窗口内,借助数据库对数据进行时间平滑,并输出平滑后的结果。其算法的基本思想为:如果在窗口大小为W(W∈[T1,T2])的时间内至少有一次阅读,则在窗口结束时刻T2输出阅读。即如果重复数据流发生在时刻t(T1≤t≤T2),则过滤掉重复数据,输出单次结果。时间T1设置为初次数据流发生的时刻,T2的值则为T2=T1+W。窗口时间W由用户根据应用场景灵活设置,应用时可在不同的数据库之间分别采取时间窗,满足应用系统要求。设置合理的窗口时间,进行时间窗过滤后,本级数据出口的数据量将大大减少(尤其是单标签重复阅读时)。图2中的C1,C2,C3均为不同参数的时间窗。

(3) 事件处理组件

事件处理分为事件驱动和事件过滤2大类。事件驱动主要是指在数据处理阶段,输入的数据流达到了某种预设的条件时,触发某个或多个输出事件。如在读写器读标签时,当读到某种特定类型的标签时,触发一个输出事件,向外部输出一个I/O信号等。事件驱动在不需要外部PC干预的最小RFID系统(见图1)中应用较多。事件过滤是指在数据处理阶段,对输入的数据流按照某种预设的规则对数据进行过滤,输出过滤后的结果。事件过滤的关键在于过滤规则的设定。过滤规则可以选择标签的特殊字段(如6C标签的EPC,6B标签的ID等)作为匹配的关键字,只有完全匹配或者部分匹配(可通过掩码来决定)时,才允许该类数据通过(白名单机制),或者不允许该类数据通过(黑名单机制)。图2中C4为事件处理过程。

1.3 应用组合

参考图2中数据处理方案,根据不同的配置,可以罗列出表1中多种应用组合。

表1中的每种应用组合可以代表一种实际的应用场景。如表1中第1种应用(C0),即表示数据处理时关闭软件开关量C0,原始数据直接输出。此场景为目前大多数RFID应用系统中,读写器采取的工作模式。表1中第2种应用(C0C1),表示开启软件开关量C0,启用RAM中第一级数据库,同时采用时间窗C1对数据进行过滤。这种应用场景的输出是经过在时间窗周期内过滤掉重复标签后的数据,可以应用在门禁系统、资产管理等领域。表1中第8种应用(C0C1C2C3C4),表示开启软件开关量C0,启用RAM中第一级数据库,采用时间窗C1对第一级数据库数据进行过滤后,转存至第二级RAM数据库。同时采用时间窗C2对第二级数据库进行过滤,过滤后的数据转存至FLASH数据库本地保存。FLASH数据库的数据经过时间窗C3过滤后,进行事件处理C4,最终完成数据输出。该场景主要用于对数据实时性要求不高,需要本地备份数据的领域,如物流行业。

2 系统验证

本方案在AT91RM9200处理器,200 MHz时钟,64 MB SDRAM,16 MB FLASH,Linux 2.6系统的读写器系统上进行了实测验证。测试方法:读取EPC标签的TID字段,分别在单标签和多标签(10张)环境下测试10 min,采用上位机软件统计数据,结果见表2。

依据私有通信协议,表2中的每帧数据为16 B,在关闭软件开关量时,单标签读取产生的数据量为180 113×16=2 814 KB。启用时间窗1 min处理后的数据量为10×16=160 B。对于多标签情况,产生数据量也比不采用该数据处理方案时大大减少。产生冗余数据量的大小跟数据处理方案的组合方式有关,可根据实际工程应用场合,调试出合适的配置参数,以达到应用系统要求。目前,采用该数据处理方案的RFID系统已成功应用于深圳某世界级大型运动会和南京某大型外企的工业自动化生产线上,产生了良好的经济收益。

3 结 语

本文研究的RFID系统数据处理方案是一种可灵活配置动态方案,能有效降低RFID系统输出的冗余数据。该方案具备对原始数据的分析处理能力,方案中组件的灵活搭配可组成不同的应用组合,有利于减少RFID系统的二次开发周期,能快速响应市场需求,大大提升读写器设备的智能性,符合目前嵌入式RFID系统的发展趋势,在实际工程应用中取得了良好的经济收益。

参考文献

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RFID数据管理论文 篇11

关键词：资产管理；RFID；数据库

1 RFID技术的发展现状及趋势

RFID技术从上世纪40年代出现，刚开始在军事领域得到应用，到如今在各个行业逐步得到推广与使用。近年来，RFID技术与应用一直处于高速发展的时期，现在随着物联网概念的产生，RFID技术逐步在各行各业中得到广泛的运用。

1.1 RFID技术的现状

在过去的70多年当中，RFID技术从技术推广阶段到技术普及阶段，到现在的广泛应用阶段。按照RFID技术的发展过程，大致可以将其发展划分为以下几个阶段：①20世纪40年代 雷达的改进和应用产生了RFID技术，奠定了RFID技术的理论基础。②20世纪50年代 RFID技术的探索阶段，主要在实验室实验阶段。③20世纪60年代 RFID技术得到了发展，有了一些应用尝试。④20世纪70年代 RFID技术与RFID产品设计处于一个发展时期，出现了一些最早的RFID应用。⑤20世纪80年代 RFID技术应用的成熟期，RFID技术和产品进入商业应用阶段，各种封闭系统应用开始出现。⑥20世纪90年代 RFID技术的普及期，RFID产品得到广泛应用，RFID技术标准化问题也日趋得到重视。⑦21世纪 RFID技术更加成熟，产品类别更加丰富，标签的成本也越来越低，各类标签出现的越来越多，应用行业也更为广泛。随着技术的不断进步，射频识别将会成为人们日常生活的一部分，目前射频识别的主要行业应用有：机械制造业、仓储物流业、消费零售业、医疗器械业、智能识别业、等行业。

1.2 RFID技术的发展趋势

在未来，RFID技术将继续保持高速发展的势头。电子标签、读写器、系统集成软件、公共服务体系、标准化等方面都将取得新的进展。随着关键技术的不断进步，RFID產品的种类将越来越丰富，应用和衍生的增值服务也将越来越广泛。 RFID芯片设计与制造技术的发展趋势是芯片功耗更低，作用距离更远，读写速度与可靠性更高，成本不断降低。芯片技术将与应用系统整体解决方案紧密结合。 RFID标签封装技术将和印刷、造纸、包装等技术结合，导电油墨印制的低成本标签天线、低成本封装技术将促进RFID标签的大规模生产，并成为未来一段时间内决定产业发展速度的关键因素之一。 RFID读写器设计与制造的发展趋势是读写器将向多功能、多接口、多制式，并向模块化、小型化、便携式、嵌入式方向发展。

2 系统分析

随着我国经济规模的高速进步、科学技术水平的发展提高，企事业单位拥有和使用的各种设备及工具也越来越多，其工具的种类也越来越复杂，造成其拥有的资产也日趋复杂，给管理人员带来了很多烦恼。尤其是随着企事业单位内部推行的人事、后勤、分配、财务等各项改革的深化，对资产管理的工作也有了新的标准和要求。

基于RFID的资产管理系统是为上海应用技术学院（以下简称应技大）设计和开发的。系统应该有标签生成功能、资产信息管理功能、统计查询功能、资产盘点功能、资产数据同步功能以及系统管理功能。

3 系统设计

根据之前系统需求的分析，结合RFID技术自身的特点，将系统分为统计查询模块、标签生成模块、资产同步模块、资产盘点模块以及系统管理模块，如图3.1所示。

通过本系统与学校现有的资产管理系统对接，按院系或楼宇查询设备列表：包括设备ID和设备名称；标签生成模块按此列表为每个设备逐一生成EPCID（Electronic product code ID，电子产品代码ID）编码，通过桌面读写终端将该编码逐次写入电子标签，写入成功后，系统将EPCID与设备编号绑定，写入数据库中保存。标签生成模块包括：资产数据获取、EPCID生成、EPCID、标签打印、标签绑定修改。

3.1.2 资产盘点模块的设计

资产盘点模块是完成本系统的重要功能模块，可实现分别按院系、房间、楼宇进行盘点。资产盘点模块包括：盘点任务生成、盘点任务同步、盘点结果保存。

3.1.3 统计查询模块的设计

统计查询模块对已经盘点好的资产数据，可实现资产查询、盘点结果查询、资产详细及报表导出功能。统计查询模块包括：资产查询、盘点结果查询、资产详细查询、报表导出。

3.1.4 资产数据同步模块的设计

资产数据同步模块是实现系统数据与学校公共数据库平台实现数据的导入导出同步。资产数据同步模块包括：资产数据导入同步、人工盘点结果导入、标签数据导出同步、盘点结果导出。

3.1.5 系统管理模块的设计

系统管理主要指对用户认证、系统管理员信息和联系人信息的管理。系统管理模块包括：用户认证、用户管理、系统权限设置、日志管理。

4 小结

RFID读写器内存数据结构 篇12

在小型的RFID应用中, 进入RFID读写器读写范围内的标签被RFID读写器读取, 读写器将读取到的标签数据直接发往后台的应用程序或中间件进行处理。由于小规模应用时使用的读写器数量以及卡的数量不多, 大量的重复数据不会造成严重的问题。在大规模RFID应用中, 读写器每一次读取的标签数量可能很大, 并且一个中间件服务器可能连接有众多的读写器, 因此读写器如果直接将每次读取的标签数据发往中间件, 不但中间件服务器负担沉重, 而且网络数据的传输量将非常庞大。一般的做法是将数据处理环节推前, 即把RFID读写器读到的标签数据在读写器内进行过滤、分组等处理, 只向后台中间件发送经过处理的数据。这样可以大大减少网络数据传输流量及中间件服务器的处理数据量。为了提高读写器数据处理效率, 保证数据处理的实时性, 需要一种高效的标签数据过滤算法及相应的内存数据结构。

1 RFID读写器的读周期、事件及标签状态

在一个RFID读周期内, RFID读写器对读写范围内的所有标签进行读操作。由于RFID读写的射频物理特性, 在一个RFID读周期内, 并不能保证每一个在读写器识读范围内的标签都能被读到, 个别标签可能会在某个读周期内丢失, 当标签处于读写器识读范围边缘时这种丢失现象会更加明显。如下图所示。

由图1可见, 判断一个标签是否已进入读写器识读范围需要知道这一标签处于被读取状态的时间, 当一个标签在连续几个读周期 (超过一个阈值) 内被读写器读取, 则可以认为该标签进入读写器识读范围。同样地, 判断一个标签是否已离开读写器识读范围, 需要知道该标签处于丢失状态是否已超过某一个阈值。一般的来说, 一个标签从进入读写器识读范围到离开, 标签会在RFID读写器内经过五种状态:未知状态、第一次被发现、已进入、丢失、已离开。标签在读写器内所处的状态及转变机制如图2所示。当标签还未进入读写器识读范围时, 处于未知状态 (状态0) 。当标签进入读写器的识读范围边缘时, 第一次被读写器读取。这时的标签处于状态1, 即第一次被发现状态。由于在读写器读写范围的边缘因此读写器对该标签的读取不太稳定, 标签在下一个读周期内可能会丢失。如果在以后的时间里, 读写器在大于一个阈值 (Tenter_threshold) 的读周期内连续读到该标签, 则该标签被确认为进入读写器读写范围, 即处于状态2。处于状态2的标签如果在某个读周期内不能被读到, 则被认为是丢失了 (状态3) 。当丢失的时间超过一个阈值 (Tlost_threshold) 后, 该标签被认定为离开 (状态4) 。当处于离开状态时间大于一个阈值 (Tleave_threshold) 后, 标签回到状态0[1,2]。每个读周期结束后, 读写器向后台中间件或应用程序发送本次读周期内处于各状态的标签集合 (事件数据集) 。对于后台应用来说, 关心的事件数据集有:当前读周期新发现的标签集, 当前读周期刚离开的标签集, 当前读周期处于读写器识读范围内的标签集。

2RFID读写器生成的主要数据

由上一节读写器对标签的读取特点可以知道, 在RFID应用中读写器的数据处理是以读周期为单位进行的。在每个读周期结束后, 读写器需要将当前读周期读取的标签与当前读周期以前的各状态标签进行比对, 并将标签按照在当前读周期后处于新发现状态、已进入状态、新离开状态等几个状态进行分组, 形成各事件的标签集合。以下的公式表示了各事件标签集合的产生关系。

当前读周期的标签集合表示为

Sn={T|Tn} (1)

上式中Sn表示第n个周期读写器读到的所有标签集合, Tn表示第n周期读到的标签。当前读周期结束后, 处于发现状态的标签集合表示为

SnF={T|T∈Sn∩T∉S (n-1) E∩T∉S (n-1) F} (2)

上式中SnF表示第n个读周期后处于新发现状态的标签集合, S (n-1) E表示为上一周期结束后处于进入状态的所有标签集合, S (n-1) F表示为上一周期结束后处于发现状态的所有标签集合。当前读周期结束后, 处于进入状态的标签集合表示为

SnE={T|T∈Sn∩T∈S (n-1) F, tlast>tTenter}∪{T|T∈

S (n-1) E, tleave<tTleave} (3)

上式中SnE表示第n读周期结束后处于进入状态的标签集合, S (n-1) F表示为上一周期结束后处于发现状态的所有标签集合, tlast表示该标签处于发现状态的时间, tTenter表示标签由发现转入进入状态的时间阈值。S (n-1) E表示第n-1读周期结束后处于进入状态的标签集合, tleave 表示标签处于丢失状态的时间, tTleave表示标签由处于丢失状态转为离开状态的时间阈值。

当前读周期结束后, 处于离开状态的标签集合表示为:

SnL={T|T∈S (n-1) E, tleave>tTleave} (4)

上式中SnL表示第n个读周期后处于离开状态的标签集合, S (n-1) E表示第n-1读周期结束后处于进入状态的标签集合, tleave表示标签处于丢失状态的时间, tTleave表示标签由处于丢失状态转为离开状态的时间阈值。Sn、SnF、SnE、SnL 是读写器操作的最主要的四个集合, 其它的所有事件数据都可以从这四个集合得到。

3内存数据结构及操作

由以上的公式可以看出, RFID读写器的数据处理主要是集合数据的比较与查询, 具体的操作分为以下三步。

3.1数据的比对插入

每一个标签被读取后, 都需要与已经存在的标签进行比对, 以确定标签是否存在及处于什么状态。将新发现的标签插入新发现的标签集合, 对于已有的标签进行数据更新。

3.2状态查询

当前读周期结束后, 以标签状态为查询条件, 形成各事件报告。

3.3删除过期数据

对于过期的标签数据进行查询并删除。

由于在每一个读写周期内RFID读写器数据操作存在一个规律, 先做比较、插入操作, 所有标签比对完成后, 再对所有标签做各状态查询生成事件数据, 然后再将部分过期数据进行删除, 所以对于算法及数据结构的选择可以通过分别考察各算种算法及数据结构的比较、插入与范围查询的操作效率来实现。

对于比较与插入操作, 一些常用的对比查找算法特点及时间复杂度对比如表1所示。

顺序查找:主要应用于无序表的查找, 查找效率低。

折半查找与二叉树查找:具有相同的特征, 但是折半查找适合用于静态表的查找, 二叉树适合动态表的查找, 二叉树的查找效率很大程度上取决于建立二叉树时取得数据的顺序, 对于RFID应用来说数据是无序的, 因此二叉树难以保证具有O (lgn2) 的时间复杂度。平衡二叉树 (AVL) :是二叉树的一种改进, 它具有左右子树深度之差的绝对值不超过1的特性。能保证查找的时间复杂度为O (lnn) 。但由于在数据进行插入或删除的过程中会造成平衡被破坏, 所以需要进行平衡处理, 在插入删除操作比较多的情况下, 平衡操作会占去很多的时间。为了减少平衡操作的次数, 引入了T树的结构。在RFID读写器中, 读周期的标签数据查找插入阶段, 可以使用T树的结构, 使标签数据比较及插入过程达到O (lgn2) 的平均时间复杂度。但是在查询生成各事件标签数据集合时需要重新遍历整个T树, 因此降低了算法的效率。

哈希表:理论上利用哈希表查找法可以得到最优的查找效率, 最好的情况下只需一次查找就可以得到结果。哈希表查找法的时间复杂度主要取决于哈希函数及冲突处理算法的好坏。由于RFID标签取值范围很大, 很难做出限制, 所以找一个合适的哈希函数将标签的值均匀地映射到某一个范围内比较困难, 在RFID应用中难以得到很高的时间和空间效率。

对于范围查找操作, 需要将所有的处于某一状态的标签数据全部查找出来。对于以上的各种算法及结构, 都很难达到很高的效率。

4T链表树及数据操作

常用的数据结构及查询方法都不适合用于RFID数据处理。AVL树结构在对比插入操作中需要大量的平衡操作, 并且在状态查询时效率不高。为了减少AVL树的平衡操作, 可以使用T树结构。T树结构是AVL树的一种改进型, 它在AVL树的每个节点上增加数据量, 减少了平衡操作的次数, 提高了增加删除节点的效率, 目前T树结构在内存数据库 (MMDB) 中被大量的使用[3]。T树结构可以大大提高在对比、插入操作阶段的数据处理效率, 但是在状态查询上, 效率不高。如果能在T树的基础上将所有处于同一状态的节点用双向链表结构连接起来, 在做状态查询的时候只需要遍历某一状态的链表就可以将处于某一状态的所有标签遍历出来。因此可以考虑在T树结构上增加双向链表结构, 用于范围查询, 可以显著地提高范围查询的效率[4,5]。这种结构可以称为T链表树结构。这种结构可以综合两种数据结构的优点, 在RFID数据处理的两个阶段都达到较高的效率。一个T链表树的节点结构如图3所示。

每个T节点的各数据单元由五个域组成, 两个指针节点用于建立双向链表, 一个标签记录域用于记录标签号, 一个计数器域用于计数标签处于某一状态的时间, 一个状态域用于标记所处的状态。在T链表树结构中, 处于相同状态的标签形成一个链表, Front Ptr用于指向前一个处于同一状态节点, Successor Ptr用于指向下一个处于同一状态节点。整个T链表树的数据结构如图4所示。

T链表树有两个根指针, 一个Root指针指向T链表的树根节点, 另一个HPtr根指针指向连表的头指针链表。由RFID数据处理的特点可知, 在任何一个时刻标签只能处于四个Sn、SnF、SnE、SnL集合中的一个, 所以T链表树中共有四个链表头节点, 每个节点所链接的节点, 都是处于该集合中的标签。这四个集合分别代表了:上一次读标签后处于发现状态的标签节点链表指针、上一次读标签后处于已存在状态的标签节点链表指针、当前一次读标签后处于发现状态的标签节点链表指针及当前一次读标签后处于已存在状态的标签节点链表指针。

在每一个读周期中, 数据操作方法如下。

4.1查询、插入操作

对于每一个读周期, 新的标签进入时根据T树的查询规则从根节点开始作查询、插入操作。如果标签已存在则读取标签所处的状态值, 如果标签原先处于发现状态则判断该标签处于发现状态时间加上本次读取时间是否已经超过发现状态的门槛值, 如果已超过则更改标签的链表指针, 将节点链接入本次操作后已存在链表, 更改标签的状态, 时间设为0, 并形成本次进入标签的报告。如果未超过门槛值则链入本次操作后发现链表。

4.2删除操作

所有本次读入的标签都已查询完成后, 判断上一次处于发现状态的链表是否为空, 如不为空则根据链表指针遍历所有链表节点并执行节点删除操作。

4.3清除链表

判断上一次处于存在状态的链表是否为空, 如不为空则遍历所有节点, 如果节点的计数值加上本次计数值超出门槛值则表示该标签已经消失, 加入本次的消失标签报告, 从树中删除该节点。如果未超出门槛值则将计数加上本次值后链接入本次读后已存在标签链表。

由以上的操作可以得到, 任何一次读周期完成后, 所有的节点都处于当前周期的两个链表中, 而上一次读周期的两个链表必为空。因此四个链表指针可以循环使用。

5性能分析

本算法与采用多链表、T树结构的性能分析及对比情况如表2所示。

由上表可知, 多链表结构在读周期的新增标签部分效率比较低, 主要是因为需要通过遍历所有已知的节点进行对比。但是在对本次未读到的标签处理上, 只需遍历一次链表就能将所有标签找到, 效率比较高[6]。而对于T树结构, 在对比查找阶段, 由于AVL树的特点, 效率较高, 但是对于本次未读到的标签处理上, 需要重新遍历整个树才能得到所有的标签, 效率低[7,8]。T链表树是一个综合, 在对比查找阶段, 具有T树的特点, 在未读到标签处理上具有链表的特点。T链表树通过增加两个指针节点的空间, 和维护链表结构及T树结构的操作, 来换取查找及删除阶段的高效率。

6结论

根据RFID读写器的读写、输出及数据特点, 提出了T链表树的结构, 及与之相应的数据处理算法。利用T链表树结构及算法在每一个读周期内, 读写器只需对所有标签数据进行一次遍历就完成所有标签状态的维护、各标签报告的生成, 具有很高的效率, 可以极大的提高读写器的实时处理能力。

摘要：在大型RFID应用中, 需要将标签数据处理环节前移至读写器。由于读写器的硬件条件限制, 要提高读写器的实时数据处理能力, 就必须有适合RFID应用的高效的数据处理算法及存储结构。分析了RFID读写器数据处理的特点, 提出了一种特殊的T链表树结构。在T树的结构基础上增加了双向链表结构, 使得读写器在读周期的各个数据处理阶段都能保持很高的效率。在T链表树结构基础上, 还设计了一套数据处理算法, 结合特殊的数据结构, 可以极大地提高读写器的实时数据处理能力。

关键词：RFID,读写器,T树,T链表树,数据结构

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