姬麗娜，袁紅兵，葉舒沁（南京理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 南京 210094）

JI Li-na, YUAN Hong-bing, YE Shu-qin (School of Mechanical Engineering,Nanjing University of Science&Technology,Nanjing 210094,China)

RFID近年在國(guó)內(nèi)外受到廣泛的關(guān)注，包括Intel、IBM、Microsoft和Sun等許多高科技公司都在從事RFID軟硬件產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)[1]。作為條形碼的無(wú)線版本，RFID技術(shù)具有讀取速度快、存儲(chǔ)空間大、穿透性強(qiáng)和安全性高等眾多優(yōu)點(diǎn)，由此可以預(yù)見(jiàn)RFID技術(shù)的廣泛應(yīng)用將會(huì)給零售、物流、交通等多個(gè)行業(yè)帶來(lái)巨大的變革。

現(xiàn)代倉(cāng)儲(chǔ)活動(dòng)中，貨物的種類(lèi)、數(shù)量、進(jìn)出頻率都在持續(xù)增加，許多企業(yè)在自身的倉(cāng)儲(chǔ)管理中很難投入巨大的人力、物力去應(yīng)對(duì)以上變化[2]。基于此，在倉(cāng)儲(chǔ)領(lǐng)域應(yīng)用RFID技術(shù)具有很大的潛力。RFID具有同時(shí)采集大批量數(shù)據(jù)、準(zhǔn)確讀取數(shù)據(jù)等特點(diǎn)，可以使企業(yè)從大量重復(fù)作業(yè)中解脫出來(lái)，可以提高工作效率，克服傳統(tǒng)倉(cāng)儲(chǔ)管理中的不足，有效地控制和降低倉(cāng)儲(chǔ)成本，創(chuàng)造客戶價(jià)值。

1 RFID技術(shù)

RFID是一種非接觸自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，一般的RFID系統(tǒng)由讀寫(xiě)器、標(biāo)簽和天線三部分組成。它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，其基本原理是利用射頻信號(hào)的空間耦合 （電感或電磁耦合）傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別[3]。電子標(biāo)簽根據(jù)內(nèi)部是否有電池可以分為有源電子標(biāo)簽和無(wú)源電子標(biāo)簽。

RFID技術(shù)具有許多優(yōu)勢(shì)：遠(yuǎn)距離不接觸識(shí)別、讀取速度快、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大、數(shù)據(jù)可更新、不受惡劣環(huán)境的影響、穿透性好、電子標(biāo)簽可重復(fù)利用、安全性好等。RFID芯片是不容易被偽造的，且標(biāo)簽內(nèi)的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)了加密保護(hù)，密碼不易被盜，安全性非常好[4]。

作為本世紀(jì)十大重要技術(shù)之一，RFID在國(guó)外的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越普及，而中國(guó)由于涉足RFID較晚，因而在該領(lǐng)域落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，特別是RFID芯片的設(shè)計(jì)方面比較落后[5]。我國(guó)很多企業(yè)對(duì)RFID的認(rèn)識(shí)不夠充分，基礎(chǔ)設(shè)施的缺失也為RFID在我國(guó)的發(fā)展設(shè)置了障礙。沒(méi)有基礎(chǔ)設(shè)施，RFID很難在整個(gè)社會(huì)推廣。

2 應(yīng) 用

RFID的應(yīng)用包括：ETC（電子收費(fèi)），鐵路機(jī)車(chē)車(chē)輛識(shí)別與跟蹤，出入門(mén)禁管理，動(dòng)物識(shí)別、跟蹤，文檔追蹤/圖書(shū)館管理，重要物資流向控制和定點(diǎn)跟蹤物流管理等。

2.1 RFID在物流倉(cāng)儲(chǔ)方面的應(yīng)用

筆者所研究的課題是物流實(shí)驗(yàn)室的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，下面以RFID在物流倉(cāng)儲(chǔ)方面的應(yīng)用為例，說(shuō)明RFID在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。

實(shí)驗(yàn)室中的硬件設(shè)備有：自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)、模擬生產(chǎn)線、分揀裝置、自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē) （AGV）、秀派 （Super RFID）SPD300讀寫(xiě)器。實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)主要由以下幾部分組成：高層貨架、堆垛機(jī)、出入庫(kù)輸送機(jī)。電腦通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制卡、運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)控制堆垛機(jī)和出入庫(kù)輸送機(jī)的運(yùn)動(dòng)。SPD300讀寫(xiě)器的讀寫(xiě)距離為0～80米，本課題就是以SPD300為基礎(chǔ)而進(jìn)行的研究，RFID標(biāo)簽采用有源標(biāo)簽。應(yīng)用RFID的具體流程如下：

（1）入庫(kù)操作。有物品需要入庫(kù)時(shí)，把物品放置在托盤(pán)上，同時(shí)把RFID標(biāo)簽固定在托盤(pán)上，記錄RFID標(biāo)簽表面的NO號(hào)碼，填入圖1中 “RFID NO”一欄中，或者把入口處的讀寫(xiě)器的讀寫(xiě)距離調(diào)到最小，則只能掃描到現(xiàn)在需要使用的這張RFID標(biāo)簽，自動(dòng)將NO填到 “RFID NO”一欄。然后選擇物料名稱、倉(cāng)位、數(shù)量，單擊“單任務(wù)入庫(kù)”按鈕，則任務(wù)狀態(tài)添加到任務(wù)列表中，下位機(jī) （運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)）控制堆垛機(jī)等設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)操作。同時(shí)，讀寫(xiě)器按照預(yù)定的格式把數(shù)據(jù)寫(xiě)入到剛才的RFID標(biāo)簽中，并且保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中。如：01 23 20110428 31 20，表示的意義為1號(hào)貨架，23號(hào)倉(cāng)位，日期為20110428，物品編碼為31，數(shù)量為20件。

（2）出庫(kù)操作。出庫(kù)時(shí)，通過(guò)輸入貨架號(hào)和倉(cāng)位號(hào)，自動(dòng)在數(shù)據(jù)庫(kù)中查找其對(duì)應(yīng)的RFID標(biāo)簽，若找不到則說(shuō)明有記錄出錯(cuò)，就需要在盤(pán)點(diǎn)子功能菜單查找錯(cuò)誤，并改正。找到標(biāo)簽后向下位機(jī)發(fā)送出庫(kù)的命令，執(zhí)行出庫(kù)操作。調(diào)用讀寫(xiě)器將RFID標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)改為空，同時(shí)改寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)記錄。

（3）盤(pán)點(diǎn)操作。它的功能是檢測(cè)倉(cāng)庫(kù)中所有的物品信息，對(duì)倉(cāng)庫(kù)中的物品實(shí)行實(shí)時(shí)在庫(kù)統(tǒng)計(jì)[6]。首先發(fā)送掃描命令，讀出所有RFID標(biāo)簽的卡號(hào)，并顯示在圖2上面的列表中，然后調(diào)用OnTimer時(shí)間函數(shù)發(fā)送讀卡命令，按照列表中的卡號(hào)順序依次讀取。單擊 “比較差異”按鈕，把盤(pán)點(diǎn)信息表中的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄的數(shù)據(jù)作比較，如果不同，則顯示在差異比較表中，然后根據(jù)實(shí)際情況，修改RFID或數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)，從而可以實(shí)現(xiàn)盤(pán)點(diǎn)的功能。RFID的盤(pán)庫(kù)功能對(duì)維持倉(cāng)庫(kù)中物品的安全性、操作的規(guī)范性和減少錯(cuò)誤率都具有很高的實(shí)用價(jià)值。通過(guò)RFID技術(shù)的全自動(dòng)采集方式，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人工干預(yù)的全自動(dòng)實(shí)時(shí)盤(pán)點(diǎn)，并保證盤(pán)點(diǎn)操作的快速進(jìn)行和盤(pán)點(diǎn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。

（4）移庫(kù)操作。將一個(gè)庫(kù)位的物品移動(dòng)到另一個(gè)庫(kù)位。RFID標(biāo)簽中需要變動(dòng)的只是貨架和倉(cāng)位信息，日期、物品種類(lèi)、數(shù)量不需要變動(dòng)，所以根據(jù)RFID NO在數(shù)據(jù)庫(kù)中查出存儲(chǔ)的信息，提取不變信息，然后和新的目標(biāo)貨架號(hào)、目標(biāo)倉(cāng)位號(hào)結(jié)合，寫(xiě)入到RFID標(biāo)簽中，并更改數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。

（5）調(diào)庫(kù)操作。將兩個(gè)庫(kù)位的物品交換，以貨架上一個(gè)固定的空庫(kù)位為中間庫(kù)位。其中涉及到兩個(gè)RFID標(biāo)簽，要分別找到這兩個(gè)標(biāo)簽，兩個(gè)標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)都要改變。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)輸入的貨架號(hào)和倉(cāng)位號(hào)，自動(dòng)在數(shù)據(jù)庫(kù)中查找其對(duì)應(yīng)的RFID標(biāo)簽 （兩個(gè)RFID），設(shè)置兩個(gè)變量分別記錄RFID NO。RFID標(biāo)簽中需要變動(dòng)的只是貨架和倉(cāng)位信息，日期、物品種類(lèi)、數(shù)量不需要變動(dòng)，所以根據(jù)RFID NO分別在數(shù)據(jù)庫(kù)中查出存儲(chǔ)的信息，提取不變信息，然后和新的貨架號(hào)、倉(cāng)位號(hào)結(jié)合，寫(xiě)入到RFID標(biāo)簽中，并更改數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。由于讀寫(xiě)器的讀寫(xiě)時(shí)間約為400ms，所以兩次寫(xiě)卡命令設(shè)置時(shí)間間隔為2s。

通過(guò)在倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)中應(yīng)用RFID技術(shù)，使倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè) （出入庫(kù)、盤(pán)點(diǎn)等）自動(dòng)化程度大大提高，提高倉(cāng)儲(chǔ)管理水平，減小作業(yè)工作量，方便信息交流，能夠優(yōu)化倉(cāng)儲(chǔ)物品的存儲(chǔ)與調(diào)配。

2.2 RFID的應(yīng)用前景

據(jù)業(yè)內(nèi)人士預(yù)測(cè)，RFID技術(shù)市場(chǎng)將在未來(lái)5年內(nèi)達(dá)到數(shù)百億美元的市場(chǎng)空間。也許這一數(shù)據(jù)存在一定的水分，但RFID將是未來(lái)的一個(gè)巨大的市場(chǎng)是毫無(wú)疑問(wèn)的。

以RFID系統(tǒng)為基礎(chǔ)，結(jié)合已有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、中間件技術(shù)等，用無(wú)數(shù)的電子標(biāo)簽和大量聯(lián)網(wǎng)的讀取器構(gòu)成的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物體的自動(dòng)識(shí)別和信息的互聯(lián)與共享，推動(dòng)著各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的重大變革。但物聯(lián)網(wǎng)也存在標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題、RFID標(biāo)簽和讀卡器的價(jià)格問(wèn)題、安全問(wèn)題、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式問(wèn)題等[7]。如果要大規(guī)模的推廣和應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，提升綜合服務(wù)和競(jìng)爭(zhēng)力，需要對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行更深入的研究。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)RFID技術(shù)的概念和應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹，通過(guò)將RFID技術(shù)應(yīng)用在倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)中的實(shí)例，說(shuō)明了應(yīng)用RFID的優(yōu)勢(shì)：既提高了倉(cāng)儲(chǔ)信息的精度，又實(shí)現(xiàn)了倉(cāng)儲(chǔ)管理的實(shí)時(shí)自動(dòng)化，使得整個(gè)系統(tǒng)具有良好的可操作性和擴(kuò)展能力。隨著技術(shù)的發(fā)展和成本的不斷下降，相信在不久的將來(lái)，RFID技術(shù)會(huì)在物聯(lián)網(wǎng)中得到更全面的應(yīng)用。

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