基于RFID技術(shù)的電子標(biāo)簽在物流網(wǎng)中應(yīng)用
引言
射頻識別(Radio Frequency Identification,即RFID)技術(shù)是逐漸走向成熟的自動識別技術(shù)。射頻識別技術(shù),作為快速、實時、準(zhǔn)確采集與處理信息的高新技術(shù)和信息標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ),在生產(chǎn)、銷售、物流等各個行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。RFID技術(shù)能夠?qū)τ谌藛T和物品的流動實行快捷準(zhǔn)確的管理,從而提高了物流供應(yīng)鏈的運作水平。
1射頻識別技術(shù)
射頻識別技術(shù)是一項利用射頻信號通過空間耦合實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到自動識別目的的技術(shù),而電子標(biāo)簽是將射頻識別技術(shù)與高度小型化的芯片相結(jié)合的目前最為先進(jìn)的非接觸感應(yīng)技術(shù)。處于物流網(wǎng)中的每件物品有唯一的電子標(biāo)簽編碼EPC(電子產(chǎn)品編碼)的芯片,閱讀器能夠通過射頻信號自動識別并獲取物品的相關(guān)信息。從而可實現(xiàn)人們對各類物體或設(shè)備(人員、物品)在不同狀態(tài)(移動、靜止或惡劣環(huán)境)下的識別和管理。
1.1電子標(biāo)簽的組成
RFID系統(tǒng)一般是由標(biāo)簽、閱讀器和應(yīng)用軟件三部分組成。標(biāo)簽(Tag)由耦合元件及芯片組成,每個標(biāo)簽有唯一的電子編碼,附著在物體上用于標(biāo)識目標(biāo)。閱讀器(Reader)是讀取或?qū)懭霕?biāo)簽信息的設(shè)備,主要有手持式或固定式。應(yīng)用軟件是針對具體的電子標(biāo)簽的信息管理的操作軟件。電子標(biāo)簽的讀寫環(huán)境是開放的、移動的、無方向性的,它與讀寫器之間的通訊不是通過普通的物理接觸來實現(xiàn),而是通過射頻技術(shù)對電子標(biāo)簽內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。
1.2電子標(biāo)簽的分類
根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)簽有不同的分類。根據(jù)電子標(biāo)簽供電形式,分為有源標(biāo)簽和無源標(biāo)簽。有源標(biāo)簽使用標(biāo)簽內(nèi)自帶的電池能量才能工作。無源標(biāo)簽利用耦合的閱讀器發(fā)射的電磁場能量進(jìn)行讀寫。根據(jù)標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳送方式分為主動式、被動式和半主動式。主動式標(biāo)簽信號傳輸距離遠(yuǎn),使用時受到能量限制;被動式標(biāo)簽具有永久的使用期,識別距離近;半主動式標(biāo)簽只對標(biāo)簽自身內(nèi)部供電,只有被激活時才傳送數(shù)據(jù)。射頻識別技術(shù)根據(jù)標(biāo)簽的工作頻率(閱讀器發(fā)送的電磁波所使用的頻率)不同可分為低頻、高頻、超高頻和微波系統(tǒng)。目前主要分為五個范圍:低頻(30KHz~ 300KHz)、高頻(3MHz~30MHz)和超高頻(300 MHz~3GHz)以及微波(2.45GHz以上)。常見的工作頻率有:13.56MHz,915MHz。根據(jù)標(biāo)簽的可讀寫性分為只讀、讀寫和一次寫入多次讀出卡。根據(jù)具體需要來選取電子標(biāo)簽。
2射頻技術(shù)在物流的應(yīng)用
RFID在從采購、存儲、運輸、銷售到服務(wù)的物流諸多環(huán)環(huán)相扣的環(huán)節(jié)上和社會效益上發(fā)揮重大的作用。RFID的應(yīng)用主要分為以下幾個方面。
2.1RFID技術(shù)具體實施
(1)進(jìn)貨環(huán)節(jié)
采用了RFID技術(shù)一改往日傳統(tǒng)的銷售商進(jìn)貨管理,利用讀寫器獲取貨物及同時到達(dá)的物流信息,對貨物自動統(tǒng)計信息并傳入信息系統(tǒng)后入庫;貨物安置在不同的倉庫區(qū)域后,可以利用固定的電子標(biāo)簽讀寫器對貨物在倉庫中的存放狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,如指定堆放區(qū)域、上架時間等信息的統(tǒng)計。當(dāng)倉儲區(qū)域貨物期限快到時則自動發(fā)出報警信號給中央調(diào)度系統(tǒng)通知工作人員;出庫時,貨物的信息的變動同樣傳送到相應(yīng)數(shù)據(jù)庫。使用了RFID技術(shù)使得貨物的登記變得自動化,更加快速準(zhǔn)確,減少了人員需求與貨物損耗,實現(xiàn)快速提貨和取貨,并最大限度地減少存儲成本。
(2)銷售環(huán)節(jié)
商家在銷售環(huán)節(jié)使用電子標(biāo)簽對貨物進(jìn)行統(tǒng)計,只需在主機的系統(tǒng)管理軟件上便可查詢到貨物的詳細(xì)信息,例如存貨的種類以及數(shù)量。同樣在付款臺對物品實現(xiàn)自動掃描和計費,取代繁瑣的人工收款模式。更令消費者關(guān)注的有效期問題,系統(tǒng)對于某些具有實效性商品的有效期限進(jìn)行監(jiān)控,提醒商家做出相應(yīng)的處理,避免過期的損失;同時商品管理系統(tǒng)對貨物進(jìn)行管理,在缺貨時及時通知商家補貨,保證貨源充足,提高銷售環(huán)節(jié)的效率。
(3)運輸環(huán)節(jié)
在貨物表面貼上RFID標(biāo)簽,(例如貼在集裝箱和外包裝上),可以對貨物進(jìn)行跟蹤控制。處在運輸過程中的貨物被安裝在車站、碼頭、機場、高速公路出口等處的讀寫器讀取到電子標(biāo)簽的信息后,連同貨物的位置信息傳送給貨物調(diào)度中心的數(shù)據(jù)庫中,準(zhǔn)確及時地更新物流網(wǎng)中的貨物信息。
RFID技術(shù)在以上環(huán)節(jié)中應(yīng)用使得合理的產(chǎn)品庫存控制和智能物流技術(shù)成為可能。RFID非常適用于對物流跟蹤、運載工具、倉庫貨架以及目標(biāo)識別等要求非接觸數(shù)據(jù)采集和交換的場合,廣泛用于物流管理中的倉庫管理、運輸管理、物料跟蹤和貨架識別、商店(尤其是超市)。超市購物已經(jīng)成為人們?nèi)粘I钪械谋匦琛H藗冞M(jìn)入超市在挑選商品時需要了解商品的價格、產(chǎn)地、成分等,也進(jìn)一步地及時了解商品的有效期甚至銷售情況。目前超市所面臨的問題主要有:商品放置的貨架不明確,缺貨嚴(yán)重,價格不明,保質(zhì)期不新鮮,付款時間過長等。這些問題給顧客帶來了困擾同時給商家也造成了很大的損失。
3.2 RFID技術(shù)在超市中具體實例
基于RFID技術(shù)的電子標(biāo)簽?zāi)軌蚝芎玫臐M足超市的這些需要?,F(xiàn)將應(yīng)用RFID技術(shù)的超市的構(gòu)架如下:超市主要分為倉庫、貨架、收銀區(qū)三個部分。普通遠(yuǎn)距離讀卡器可靠讀出距離可達(dá)8m,則貨架的尺寸必須使得電子標(biāo)簽?zāi)茈S時處于讀卡器的讀取范圍之內(nèi)。每個讀卡器都與后臺負(fù)責(zé)管理的計算機相連。圖1這 三個區(qū)域所采取讀寫器是固定式的讀卡器。
圖1
倉庫里利用天線接收和傳輸信息,由信息處理模塊與超市管理主機終端相連接,從而實現(xiàn)溝通及處理功能,及時更新倉庫信息。在超市貨架上,固定在貨架上的讀卡器的天線定時地不間斷地向周圍的商品發(fā)射電磁波,檢查商品被取走的情況并報告給超市倉庫管理系統(tǒng)。后臺管理計算機針對讀卡器發(fā)回的信息,通知倉庫及時補充貨架上缺少的商品。這樣超市管理系統(tǒng)能夠隨時掌握貨物的銷售情況,并根據(jù)商品的銷售狀況及時制定銷售策略。收銀區(qū)獲取被顧客所挑選的商品的電子標(biāo)簽的信息,記錄下消費記錄,更新超市的管理系統(tǒng)。為了方便顧客快速查詢到商品的產(chǎn)品價格、生產(chǎn)日期、產(chǎn)品產(chǎn)地、保質(zhì)期等信息同時超市還采用移動式的讀卡器,將便攜式(可移動的)讀卡器安裝在超市的導(dǎo)購車上。超市管理系統(tǒng)的功能主要是商品數(shù)據(jù)的查詢、修改以及設(shè)置功能。它由讀取數(shù)據(jù)模塊、處理數(shù)據(jù)模塊、查詢以及設(shè)置模塊組成,對應(yīng)于超市的三個部分。大致的模型圖如下所示圖2
倉庫里利用天線接收和傳輸信息,由信息處理模塊與超市管理主機終端相連接,從而實現(xiàn)溝通及處理功能,及時更新倉庫信息。在超市貨架上,固定在貨架上的讀卡器的天線定時地不間斷地向周圍的商品發(fā)射電磁波,檢查商品被取走的情況并報告給超市倉庫管理系統(tǒng)。后臺管理計算機針對讀卡器發(fā)回的信息,通知倉庫及時補充貨架上缺少的商品。這樣超市管理系統(tǒng)能夠隨時掌握貨物的銷售情況,并根據(jù)商品的銷售狀況及時制定銷售策略。收銀區(qū)獲取被顧客所挑選的商品的電子標(biāo)簽的信息,記錄下消費記錄,更新超市的管理系統(tǒng)。為了方便顧客快速查詢到商品的產(chǎn)品價格、生產(chǎn)日期、產(chǎn)品產(chǎn)地、保質(zhì)期等信息同時超市還采用移動式的讀卡器,將便攜式(可移動的)讀卡器安裝在超市的導(dǎo)購車上。超市管理系統(tǒng)的功能主要是商品數(shù)據(jù)的查詢、修改以及設(shè)置功能。它由讀取數(shù)據(jù)模塊、處理數(shù)據(jù)模塊、查詢以及設(shè)置模塊組成,對應(yīng)于超市的三個部分。大致的模型圖如下所示圖2
圖2 商品信息管理系統(tǒng)
基于RFID技術(shù)在超市的應(yīng)用:在超市的入口處有采用了RFID技術(shù)的購物車,在購物車的扶手前端安裝了識別電子標(biāo)簽的讀卡器。顧客只需將商品置于讀卡器前,屏幕上將顯示出該商品的具體價格、名稱、產(chǎn)地等。顧客只要在導(dǎo)購車的屏幕上面點擊想購買的商品,就能夠在屏幕上查詢到該商品在超市的具體位置,從而便捷地找到需要的商品。在結(jié)賬的時候,只要將導(dǎo)購車推過制定的通道,消費總額立即出現(xiàn)在收銀臺的電腦上,所用的金額也會在該超市辦理的消費卡上自動扣除。同時,帶有標(biāo)簽的貨物在通道上被掃描時,會自動反饋給管理系統(tǒng),更新超市的庫存。由于商品的數(shù)量和價格是隨時變動的,超市管理系統(tǒng)應(yīng)實時性的更新,保持高度的準(zhǔn)確性。超市管理系統(tǒng)要自動的通過對RFID標(biāo)簽信息的讀取來完成對店內(nèi)庫存的盤點。終端的主機完成對銷售量的統(tǒng)計,自動通過對RFID標(biāo)簽的讀取來完成對店內(nèi)庫存的盤點,接受客戶端發(fā)送過來的報表,更新商品的數(shù)據(jù)庫。
下面是一個基于Delphi的超市管理系統(tǒng)
閱讀器讀取RFID標(biāo)簽,以二進(jìn)制格式獲取EPC編碼。(01 000000000110000010010 01001001000011001 001000101010110110010101)這是以一個64位的EPC代碼為例。所采集到的EPC傳送到超市的管理系統(tǒng)。將二進(jìn)制的編碼轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制比較方便。例如下面便是查詢商品信息:
圖3 商品查詢界面
實現(xiàn)的功能:入庫信息的統(tǒng)計,貨架信息的統(tǒng)計,售出信息的統(tǒng)計,查詢商品信息。對比傳統(tǒng)經(jīng)營的超市與采用電子標(biāo)簽技術(shù)的超市由下表可以發(fā)現(xiàn)RFID技術(shù)較為突出
1 傳統(tǒng)超市與基于RFID超市簡要比較表
因此RFID技術(shù)特點非常適合現(xiàn)代物流管理,RFID技術(shù)可以實時了解物流的所有信息,實現(xiàn)物流的科學(xué)化管理。實現(xiàn)貨物的先進(jìn)先出,倉庫信息的實時監(jiān)控提高了物流系統(tǒng)的工作效率,縮短流程時間。
3結(jié)語
射頻識別技術(shù)逐漸成為企業(yè)提高物流供應(yīng)鏈管理水平,降低成本,實現(xiàn)企業(yè)管理信息化,增加競爭能力不可缺少的技術(shù)工具和手段。射頻識別技術(shù)電子標(biāo)簽在物流領(lǐng)域應(yīng)用的市場將得到空前的擴(kuò)大。放眼望去RFID的應(yīng)用不僅體現(xiàn)在普通物流領(lǐng)域里,還體現(xiàn)在許多新的領(lǐng)域上。2008年北京的奧運會給基于RFID電子標(biāo)簽技術(shù)帶來如此龐大的奧運物流市場,從而也很大程度上的推動電子標(biāo)簽技術(shù)在我國物流的發(fā)展。射頻識別技術(shù)的發(fā)展前景還是非常廣闊的。