RFID電子標(biāo)簽的物聯(lián)網(wǎng)物流管理系統(tǒng)

　　引子

　　條形碼在商品包裝和物流管理中的應(yīng)用已經(jīng)過了二十多年的發(fā)展，其技術(shù)已是非常成熟的，其應(yīng)用已是無處不在的，基于條形碼的傳統(tǒng)的商品包裝和物流管理對(duì)人類的貢獻(xiàn)是非常巨大的，但隨著互聯(lián)網(wǎng)在全球的普及，企業(yè)生產(chǎn)管理物流管理的自動(dòng)化程度越來越高，條形碼的某些特性已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的商品和物流的高自動(dòng)化智能管理，而需要一種智能的電子標(biāo)簽取代之，射頻無線電子標(biāo)簽的特點(diǎn)正好可以取代傳統(tǒng)的條形碼技術(shù)，標(biāo)簽將是未來企業(yè)生產(chǎn)管理和物流管理的更加有力的智能應(yīng)用模式。

　　1、什么是電子標(biāo)簽

　　事實(shí)上，射頻電子標(biāo)簽并不是現(xiàn)在才有的一種技術(shù)，這種技術(shù)實(shí)際在上世紀(jì)八十年代已經(jīng)出現(xiàn)，一直應(yīng)用在某些特定的的領(lǐng)域，如工廠自動(dòng)化生產(chǎn)線，倉庫中的物品管理或車站檢票。只不過這種技術(shù)的日益成熟，以及形態(tài)越來越小，成本越來越低，越來越適用于商品包裝和物流的管理了。

　　2、電子標(biāo)簽的優(yōu)點(diǎn)

　　其優(yōu)勢在于：

　　不需要光源，甚至可以透過外部材料讀取數(shù)據(jù)；

　　使用壽命長，能在惡劣環(huán)境下工作能夠輕易嵌入或附著在不同形狀類型的產(chǎn)品上；

　　讀取距離更遠(yuǎn)；

　　可以寫入及存取數(shù)據(jù)，寫入時(shí)間相比打印條形碼更少；

　　標(biāo)簽的內(nèi)容可以動(dòng)態(tài)改變；

　　能夠同時(shí)處理多個(gè)標(biāo)簽；

　　標(biāo)簽的數(shù)據(jù)存取有密碼保護(hù)，安全性更高；

　　3、電子標(biāo)簽的工作原理

　　被動(dòng)標(biāo)簽和主動(dòng)標(biāo)簽

　　主動(dòng)標(biāo)簽自身帶有電池供電，讀N寫距離較遠(yuǎn)同時(shí)體積較大，與被動(dòng)標(biāo)簽相比成本更高，也稱為有源標(biāo)簽。被動(dòng)標(biāo)簽由閱讀器產(chǎn)生的磁場中獲得工作所需的能量，成本很低并具有很長的使用壽命，比主動(dòng)標(biāo)簽更小也更輕，讀寫距離則較近，也稱為無源標(biāo)簽。一般來說，無源標(biāo)簽是取代條形碼標(biāo)簽的主要發(fā)展方向，有源標(biāo)簽因?yàn)槠溟L距離識(shí)別的優(yōu)勢，主要應(yīng)用于大型的高速運(yùn)動(dòng)物體的標(biāo)識(shí)的識(shí)別之上，如機(jī)動(dòng)車的跟蹤和識(shí)別動(dòng)物或人類身份的跟蹤和識(shí)別。下面主要是以無源標(biāo)簽為例介紹其原理和性能的。

　　4、電子標(biāo)簽識(shí)別系統(tǒng)的構(gòu)成

　　一個(gè)真正的RFID電子標(biāo)簽識(shí)別系統(tǒng)至少應(yīng)包含電子標(biāo)簽、閱讀器、數(shù)據(jù)處理、和存儲(chǔ)的設(shè)備以及系統(tǒng)軟件。

　　系統(tǒng)的工作方式

　　閱讀器主要包含無線電收發(fā)天線數(shù)據(jù)通訊及相應(yīng)的控制電路；電子標(biāo)簽主要包括無線電波接收與發(fā)射的電路電源可選擇及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的電路；數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)的設(shè)備往往是69機(jī)。

　　電子標(biāo)簽的應(yīng)用

　　電子票證系統(tǒng)航空行李管理系統(tǒng)郵政包裹管理系統(tǒng)圖書管理系統(tǒng)防偽標(biāo)簽物流管理系統(tǒng)門禁管理系統(tǒng)一卡通系統(tǒng)；

　　人員進(jìn)出入門禁管理員工考勤系統(tǒng)電子式感應(yīng)門鎖停車場管理系統(tǒng)高速公路收費(fèi)系統(tǒng)智能樓宇一卡通警衛(wèi)巡邏系統(tǒng)車牌辨識(shí)系統(tǒng)畜牧業(yè)電腦養(yǎng)殖系統(tǒng)自動(dòng)倉儲(chǔ)系統(tǒng)生產(chǎn)線自動(dòng)化系統(tǒng)貨柜定位系統(tǒng)馬拉松計(jì)時(shí)系統(tǒng)垃圾車清運(yùn)系統(tǒng)商品防竊系統(tǒng)；

　　摩托車晶片防盜器汽車晶片防盜器汽車防搶系統(tǒng)汽車無插孔感應(yīng)門系統(tǒng)；

　　加油站付費(fèi)系統(tǒng)會(huì)員認(rèn)證系統(tǒng)連鎖店會(huì)員消費(fèi)系統(tǒng)工程跨行業(yè)連鎖付費(fèi)系統(tǒng)金融卡系統(tǒng)信用卡系統(tǒng)；

　　5、RFID電子標(biāo)簽的商品包裝及成本

　　RFID電子標(biāo)簽的外形現(xiàn)已可以做得很薄.并可附著在不干膠片或其它的任意形態(tài)的包裝物品上.它的外形沒有任何苛求。它甚至還可以是包裝在物品的內(nèi)部，只要電磁涉可以穿透到里面就可以了，所以電子標(biāo)簽的[next]

　　電子標(biāo)簽的成本是制約電子標(biāo)簽徹底取代傳統(tǒng)條形碼的一個(gè)非常重要的因素。據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)測算.當(dāng)一個(gè)電子標(biāo)簽的成本降至為七分人民幣時(shí).電子標(biāo)簽將會(huì)完全取代條形碼標(biāo)簽，這一天可能不會(huì)太遠(yuǎn)，據(jù)有關(guān)國外機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)。在五年后，電子標(biāo)簽的成本可望降到這個(gè)水平。

　　6、基于RFID電子標(biāo)簽的物聯(lián)網(wǎng)的工作原理

　　RFID電子標(biāo)簽的物流管理系統(tǒng)是通過物聯(lián)網(wǎng)(EPCNetwork)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，這種物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)比傳統(tǒng)的物流管理的智能化程度要高得多，它通過互聯(lián)網(wǎng)上的ONS服務(wù)器和PML服務(wù)器可以對(duì)全世界所有的物品進(jìn)行全方位的管理和流動(dòng)。物聯(lián)網(wǎng)的工作過程如下圖所示。

　　(1)任何一個(gè)零售超市或物品倉庫和任何一個(gè)具有RFID電子標(biāo)簽的物品或商品，只要經(jīng)過流動(dòng)(甚至不經(jīng)過流動(dòng))，都可以在RFID閱讀器上讀出其RFID電子標(biāo)簽中的電子物品代碼，這個(gè)電子物品代碼在全球是唯一的，這個(gè)電子物品代碼是傳統(tǒng)的條形碼代碼的超集，讀出這個(gè)代碼后，既可以在本地的物品管理數(shù)據(jù)庫中對(duì)這些物品進(jìn)行管理，這就類似于傳統(tǒng)的條形碼物流管理系統(tǒng)。但RFID電子標(biāo)簽使用的意義完全不同于傳統(tǒng)的物流管理.它的偉大意義是要建立一個(gè)全球統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)，將全球的物品全部通過這個(gè)物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系起來.通過物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物品從生產(chǎn)到流通，再到消費(fèi)的全球性的智能物品管理網(wǎng)絡(luò).這就是物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

　　(2)從RFID閱讀器中讀出的電子物品代碼經(jīng)過物品管理系統(tǒng)向互聯(lián)網(wǎng)上的ONS目標(biāo)名字服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，尋找相應(yīng)的PML服務(wù)器，ONS目標(biāo)名字服務(wù)器反饋給相應(yīng)的進(jìn)行物品管理的零售超市或物品倉庫。

　　(3)零售超市或物品倉庫的管理計(jì)算機(jī)將已讀出的物品電子代碼向指定的PML服務(wù)器查詢，即可查詢到指定的物品的全部信息。這些信息通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議回饋給進(jìn)行物品管理的零售超市或物品倉庫。

　　(4)進(jìn)行物品管理的零售超市或物品倉庫根據(jù)所查詢到的物品信息對(duì)物品進(jìn)行相應(yīng)的處理。比如在零售店中自動(dòng)定期地檢查商品的有效期等，當(dāng)商品有效期快到時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行訂貨，這樣就能很容易實(shí)現(xiàn)商品管理。圖中的示例使用了AutoIDCenter設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)。

　　7、RFID電子標(biāo)簽的標(biāo)準(zhǔn)

　　7.1AutoIDCenter和UbiquitousIDCenter

　　國際上現(xiàn)在有兩家權(quán)威的RFID電子標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)研究機(jī)構(gòu)，代表著RFID電子標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展方向。一個(gè)是1999年成立總部設(shè)在美國麻省理工學(xué)院(Mm的AutoIDCenter(自動(dòng)ID中心)，另一個(gè)是日本2003年3月成立的泛在的ID中一I'，，(UbiquitousIDCenter無處不在的ID中心)。上述兩個(gè)中心所推出的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)格有一些差別。例如在”自動(dòng)ID中心”的規(guī)格中，以96位代碼描述在Ic標(biāo)簽中所容納的數(shù)據(jù)，而”無處不在ID中心II貝0采用128位代碼。”自動(dòng)ID中心”以利用互聯(lián)網(wǎng)為前提探討IC標(biāo)簽機(jī)制，而”無處不在ID中心tI貝0考慮在不連接因特網(wǎng)的情況下使用IC標(biāo)簽。雖然存在著上述差異，但從他們所適用的業(yè)務(wù)來看，目前上述兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)體沒有太大的差異。

　　目前兩中心均已開發(fā)完成各自的基礎(chǔ)架構(gòu)。AutoIDCenter提出的是由被稱為ePC的96位ID、物流管理系統(tǒng)ID信息的PML服務(wù)器以及檢索PML服務(wù)器位置的ONS(對(duì)象名稱服務(wù)器)服務(wù)器組成的架構(gòu)。UbiquitousIDenter將應(yīng)用面向T—engine的技術(shù)。包括128位ID和名為ETP(實(shí)體傳輸協(xié)議)的專用協(xié)議等。還包括用于搜索Ic標(biāo)簽和服務(wù)器位置的地址解析服務(wù)器。

　　7.2Auto—IDCenter的EPCNetwork

　　規(guī)范美國的Auto—IDCenter在2003年9月15日至17日于美國芝加哥舉行EPC(電子產(chǎn)品編碼)會(huì)議上公布了基于射頻標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)的”EPCNetwork”規(guī)范。包括如下內(nèi)容：

　　1).EPCTagDataSpecification(EPC標(biāo)簽數(shù)據(jù)規(guī)范)：定義EPC標(biāo)簽的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)格式。

　　2).900MHzClass0RadioFrequency(RF)IdentificationTagSpecification(900MHz射頻標(biāo)簽規(guī)范)：詳細(xì)說明了900MHz頻率類的通訊接口和協(xié)議。包括射頻、標(biāo)簽、通訊算法等方面的內(nèi)容

　　3).13.56MHzISMBandClass1RadioFrequency(RF)IdentificationTagSpecification(13.56MHz射頻標(biāo)簽規(guī)范)：詳細(xì)說明了13.56MHz頻率類的通訊接口和協(xié)議。包括射頻、標(biāo)簽、通訊算法等方面的內(nèi)容

　　4).860MHz一一930MHzClassIRadioFrequency(RDIdentificationTagRadioFrequency；amp；amp；amp；LogicalCommunicationInterfaceSpecification(860—930MHz射頻標(biāo)簽規(guī)范)：詳細(xì)說明了860MHz～930MHz頻率類的通訊接口和協(xié)議。包括射頻、標(biāo)簽、通訊算法等方面的內(nèi)容

　　5).ReaderProtocol(讀寫器協(xié)議)：定義了讀寫器和EPC相關(guān)軟件及中間件(包括Savant)的通訊協(xié)議和通訊機(jī)制。

　　6).SavantSpecification(Savant規(guī)范)：定義了在EPC網(wǎng)絡(luò)中Savant為應(yīng)用請(qǐng)求提供的服務(wù)

　　7).PhysicalMarkupLanguage(PML)CoreSpecifi—cation，XMLSchemaandInstanceFiles(PML，XML和實(shí)體文件規(guī)范)：定義了PML，XML和實(shí)體文件規(guī)范。提供Reader讀寫信息的標(biāo)準(zhǔn)格式，以及相關(guān)的XML和實(shí)體文件規(guī)范。

　　8).ObjectNameService(ONS)Specification(0NS規(guī)范)：定義ONS的服務(wù)機(jī)制。

　 8、RFID電子標(biāo)簽的完全普及存在的問題

　　RFID技術(shù)在中國普及的最大障礙來自芯片的成本，另一個(gè)問題是為應(yīng)用RIFD而引起的整個(gè)信息物流管理系統(tǒng)的更新?lián)Q代也是巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一也是制約RFID得以推廣的另外一個(gè)因素.還有較高的差錯(cuò)率也是RFID技術(shù)需要改進(jìn)的方面，包含有RFID的電子標(biāo)簽還會(huì)引起隱私權(quán)的侵犯也是一個(gè)問題。這些問題正在不斷地改進(jìn)之中，隨著RFID電子標(biāo)簽的日益普及，RFID技術(shù)將會(huì)遂步完善，這個(gè)任何一個(gè)新技術(shù)的必由之路。

　　9、物流管理系統(tǒng)結(jié)尾

　　RFID電子標(biāo)簽的優(yōu)良特性及智能管理，在不久的將來會(huì)取代條形碼技術(shù)，RFID電子標(biāo)簽技術(shù)的更新?lián)Q代，將對(duì)商品包裝和物流管理系統(tǒng)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，我們要把握這個(gè)信息時(shí)代產(chǎn)生的巨大的商機(jī)，立于商海的不敗之地。