射頻識(shí)別物流配送

射頻識(shí)別物流配送

目前，在我國(guó)各種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)方興未艾，射頻技術(shù)更是以其使用壽命長(zhǎng)、讀取距離大、動(dòng)態(tài)讀取等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用，特別是在對(duì)時(shí)間、數(shù)量和質(zhì)量要求較高的物流配送領(lǐng)域，要高效、準(zhǔn)確地完成配送任務(wù)，射頻技術(shù)與其它自動(dòng)識(shí)別技術(shù)相比優(yōu)勢(shì)更加明顯。

一、射頻技術(shù)原理

無線射頻識(shí)別技術(shù)是一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信息和空間耦合傳輸特性來實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別。射頻系統(tǒng)主要硬件設(shè)備包括：

讀頭。讀頭也稱為閱讀器，它在射頻識(shí)別系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。首先，讀頭的頻率決定了射頻識(shí)別系統(tǒng)的工作頻段；其次，讀頭的功率直接影響射頻識(shí)別的距離；再次，產(chǎn)生RF信號(hào)及RF能量激活并支持“被動(dòng)式”RFID標(biāo)簽。讀頭利用天線來發(fā)射能量，形成電磁場(chǎng)，通過電磁場(chǎng)來觸發(fā)作為數(shù)據(jù)載體的標(biāo)簽，與這個(gè)標(biāo)簽建立通信聯(lián)系并且在計(jì)算機(jī)和標(biāo)簽間傳輸數(shù)據(jù)。通過讀頭內(nèi)的收發(fā)裝置接收來自標(biāo)簽上的已編碼RF信號(hào)，對(duì)標(biāo)簽的認(rèn)證識(shí)別信息進(jìn)行解碼，將認(rèn)證識(shí)別信息連帶標(biāo)簽上其他相關(guān)信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)以供處理。另外，還可以將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)送信息傳輸給標(biāo)簽，使標(biāo)簽成為數(shù)據(jù)載體。

標(biāo)簽。標(biāo)簽是指由IC芯片和無線通信天線組成的大小如芝麻粒的無線通信IC和天線組成的模塊超微型的小標(biāo)簽。標(biāo)簽中一般保存有約定格式的電子數(shù)據(jù)，在實(shí)際應(yīng)用中，標(biāo)簽附著在待識(shí)別物體的表面。存儲(chǔ)在芯片中的數(shù)據(jù)，可以由讀頭以無線電波的形式非接觸的讀取，并通過讀頭的處理器，進(jìn)行信息解讀并進(jìn)行相關(guān)管理。

標(biāo)簽可以是只讀的、讀/寫兼具的或?qū)懸粋€(gè)/讀多個(gè)的形式；可以是“主動(dòng)式”，也可以是“被動(dòng)式”的。通常，“主動(dòng)式”標(biāo)簽需要專用電池支持其傳輸器及接收器的工作，但RAM區(qū)不一定大。為避免干擾，主動(dòng)式的標(biāo)簽要求能接收與轉(zhuǎn)發(fā)多個(gè)頻點(diǎn)的信號(hào)，以避免鄰道干擾，卡的組成復(fù)雜，而且功耗也大。由此，“主動(dòng)式”標(biāo)簽一般比“被動(dòng)式”標(biāo)簽在形體上要大一些而且價(jià)格也更昂貴。另外，“主動(dòng)式”標(biāo)簽的使用壽命與其電池壽命直接相關(guān)?！氨粍?dòng)式”標(biāo)簽根據(jù)其應(yīng)用的不同，也可以分為“有電源”和“無電源”工作模式。“被動(dòng)式”標(biāo)簽將從讀頭或傳輸接收機(jī)傳來的RF信號(hào)反向因素，并可通過調(diào)制解碼將相關(guān)信息加入到其所反射的RF信號(hào)中。對(duì)于“被動(dòng)式”標(biāo)簽而言，它無需電池來放大反向信號(hào)的載波能量，有的“被動(dòng)式”標(biāo)簽使用電池僅是用于支持標(biāo)簽中存儲(chǔ)器的工作或支持標(biāo)簽中的對(duì)反射信號(hào)進(jìn)行調(diào)制解碼元件的工作。

天線。天線是一種能將接收到的電磁波轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，或者將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電磁波的裝置。讀頭必須通過天線來發(fā)射能量，形成電磁場(chǎng)，通過電磁場(chǎng)來對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別。因此，天線所形成的電磁場(chǎng)的范圍就是射頻系統(tǒng)的可讀區(qū)域。任一射頻系統(tǒng)至少應(yīng)包含一根天線以發(fā)射和接收RF信號(hào)，有些射頻系統(tǒng)是由一根天線來同時(shí)完成發(fā)射和接收的；而另一些則由一根天線來完成發(fā)射而另一根天線來承擔(dān)接收，所采用的天線形式和數(shù)量應(yīng)視具體情況而定。

射頻系統(tǒng)的數(shù)據(jù)讀寫操作是嚴(yán)格按照“主——從原則”來進(jìn)行的。讀頭的所有動(dòng)作均由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來控制，為了執(zhí)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)出的一條指令，讀頭的基本任務(wù)就是啟動(dòng)數(shù)據(jù)載體，與標(biāo)簽建立通信并在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與讀頭之間傳送數(shù)據(jù)。

便攜式數(shù)據(jù)終端與射頻通信結(jié)合，可將采集到的有用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來或傳送至一個(gè)管理信息系統(tǒng)。操作時(shí)先把射頻信息通過掃描輸入到便攜式數(shù)據(jù)終端，再聯(lián)接到管理信息系統(tǒng)，從而得到用戶物資信息。

二、射頻技術(shù)與相關(guān)技術(shù)對(duì)比

目前，在我國(guó)應(yīng)用較為廣泛的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)主要有：條碼技術(shù)、磁條技術(shù)、IC卡技術(shù)和射頻技術(shù)，各種技術(shù)都有其優(yōu)點(diǎn)和缺陷，我們要根據(jù)不同領(lǐng)域的具體物流情況選擇與之相應(yīng)的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。

條碼成本較低，適用于需求量小、數(shù)據(jù)不必更改的場(chǎng)合，例如商品包裝上就很合適，但是較易磨損，且數(shù)據(jù)量很小，而且條碼只對(duì)一種或一類商品有效。磁條技術(shù)是接觸識(shí)讀，其數(shù)據(jù)可做部分讀寫操作，給定面積編碼容量比條碼大，對(duì)于物品逐一標(biāo)志成本比條碼高，接觸性識(shí)讀最大的缺點(diǎn)就是靈活性太差。磁卡的價(jià)格很便宜，但是很容易磨損，不能折疊、撕裂，數(shù)據(jù)量較小。IC卡安全性比較高，存儲(chǔ)容量大，但是價(jià)格也稍高些，由于它的觸點(diǎn)暴露在外面，有可能因人為的原因或靜電而損壞。

射頻技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是不局限于視線，識(shí)別距離可以達(dá)到幾百米。射頻標(biāo)簽具有可讀寫能力，可攜帶大量數(shù)據(jù)，同時(shí)具有難以偽造和智能性較高等特點(diǎn)，最大的優(yōu)點(diǎn)就在于非接觸性，因此完成識(shí)別工作時(shí)無須人工干預(yù)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化且不易損壞，可識(shí)別運(yùn)動(dòng)的物體并同時(shí)識(shí)別多個(gè)射頻標(biāo)簽，操作快捷方便。另外，射頻標(biāo)簽不怕油漬、灰塵污染等惡劣的環(huán)境，這樣的環(huán)境中，短距離的產(chǎn)品可用在工作的流水線上跟蹤物體；長(zhǎng)距離的產(chǎn)品多用于交通上，可達(dá)幾十米，如自動(dòng)收費(fèi)或識(shí)別車輛身份等。RFID識(shí)別的缺點(diǎn)是標(biāo)簽成本相對(duì)較高，而且一般不能隨意扔掉。

三、射頻技術(shù)在物流配送方面的應(yīng)用

用于在途物資可見性系統(tǒng)。物資配送中心接到配送任務(wù)后，需要及時(shí)、迅速地將需求方所需物資運(yùn)送到位，利用射頻技術(shù)即可準(zhǔn)確、迅速地完成配送任務(wù)并實(shí)現(xiàn)對(duì)在途物資的跟蹤。物資配送中心為每臺(tái)車配發(fā)一枚射頻標(biāo)簽，并在倉(cāng)庫(kù)出入口處安裝一套射頻裝置形成門禁，以利用射頻技術(shù)完成物資的自動(dòng)出入庫(kù)操作。

第一步，物資配送中心所派車隊(duì)進(jìn)入倉(cāng)儲(chǔ)中心時(shí)通過門禁，閱讀器讀取到射頻標(biāo)簽信息并在倉(cāng)儲(chǔ)中心系統(tǒng)中顯示此時(shí)車隊(duì)所載物資為空。

第二步，車隊(duì)裝載物資完畢離開發(fā)物倉(cāng)庫(kù)時(shí)再次通過門禁，物流系統(tǒng)將出庫(kù)物資信息寫入到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中并上報(bào)給物資配送中心，這樣就等于射頻標(biāo)簽承載了其所運(yùn)物資的相關(guān)信息，自動(dòng)完成物資出庫(kù)，此時(shí)運(yùn)送物資的車輛和物資進(jìn)入在途狀態(tài)。

第三步，運(yùn)輸車隊(duì)到達(dá)收物倉(cāng)庫(kù)時(shí)再度通過門禁，閱讀器讀取到射頻標(biāo)簽中的信息后傳輸給倉(cāng)儲(chǔ)中心系統(tǒng)，系統(tǒng)即顯示待入庫(kù)物資的相關(guān)信息并寫入數(shù)據(jù)庫(kù)，自動(dòng)完成物資入庫(kù)，并上報(bào)給物資配送中心，以告知物資配送中心此次物資配送任務(wù)已經(jīng)完成。

在物資在途期間，物資配送中心根據(jù)發(fā)/收物倉(cāng)儲(chǔ)中心上報(bào)的數(shù)據(jù)可知在途物資的名稱、品種和數(shù)量等信息，達(dá)到在途物資的可見性，如果再輔以GIS技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)在途物資的動(dòng)態(tài)可見，此處不再詳述。

圖2

用于特定物資尋找。特定物資尋找系統(tǒng)主要由射頻標(biāo)簽和手持式無線詢問機(jī)組成，其中記錄著物資信息的射頻標(biāo)簽附在物資運(yùn)輸車輛或包裝箱上，手持式無線詢問機(jī)能發(fā)出脈沖電波激活射頻標(biāo)簽，并能在100米距離范圍內(nèi)閱讀標(biāo)簽上的信息內(nèi)容。一個(gè)貨物場(chǎng)上通常停著若干車輛，當(dāng)需要