rfid技术及其应用

rfid技术及其应用

rfid技术及其应用 篇1

近年来人们开始开发应用非接触式IC 卡来逐步替代接触式IC 卡,其中射频识别(RFID , radio frequency identification)卡就是一种典型的非接触式IC卡，然而,RFID 在不同的应用环境中需要采用不同天线通讯技术来实现数据交换的.自1970 年第一张IC 卡问世起, IC 卡成为当时微电子技术市场增长最快的产品之一,到1996 年全世界发售IC 卡就有7 亿多张.但是,这种以接触式使用的IC 卡有其自身不可避免的缺点,即接触点对腐蚀和污染缺乏抵抗能力,大大降低了IC 卡的使用寿命和使用范围.近年来人们开始开发应用非接触式IC 卡来逐步替代接触式IC 卡,其中射频识别(RFID , radio frequency identification)卡就是一种典型的非接触式IC卡,它是利用无线通信技术来实现系统与IC 卡之间数据交换的,显示出比一般接触式IC 卡使用更便利的优点,已被广泛应用于制作电子标签或身份识别卡.然而,RFID 在不同的应用环境中需要采用不同天线通讯技术来实现数据交换的.这里我们将首先通过介绍RFID 应用系 统的基本工作原理来具体说明射频天线的设计是RFID 不同应用系统的关键,然后分别介绍几种典型的RFID 天线及其设计原理,最后介绍利用Ansoft HFSS 工具来设计了一种全向的RFID 天线.RFID 技术原理

通常情况下, RFID 的应用系统主要由读写器和RFID 卡两部分组成的,如图1 所示.其中,读写器一般作为计算机终端,用来实现对RFID 卡的数据读写和存储,它是由控制单元、高频通讯模块和天线组成.而RFID 卡则是一种无源的应答器,主要是由一块集成电路(IC)芯片及其外接天线组成,其中RFID 芯片通常集成有射频前端、逻辑控制、存储器等电路 ,有的甚至将天线一起集成在同一芯片上.图1 射频识别系统原理图 RFID 应用系统的基本工作原理是RFID 卡进入读写器的射频场后,由其天线获得的感应电流经升压电路作为芯片的电源,同时将带信息的感应电流通过射频前端电路检得数字信号送入逻辑控制电路进行信息处理;所需回复的信息则从存储器中获取经由逻辑控制电路送回射频前端电路,最后通过天线发回给读写器.可见,RFID 卡与读写器实现数据通讯过程中起关键的作用是天线.一方面,无源的RFID 卡芯片要启动电路工作需要通过天线在读写器天线产生的电磁场中获得足够的能量;另一方面,天线决定了RFID 卡与读写器之间的通讯信道和通讯方式.目前RFID 已经得到了广泛应用,且有国际标准:ISO10536 ,ISO14443 , ISO15693 , ISO18000 等几种.这些标准除规定了通讯数据帧协议外,还着重对工作距离、频率、耦合方式等与天线物理特性相关的技术规格进行了规范.RFID 应用系统的标准制定决定了RFID天线的选择,下面将分别介绍已广泛应用的各种类型的RFID 天线及其性能.RFID 天线类型

RFID 主要有线圈型、微带贴片型、偶极子型3 种基本形式的天线.其中,小于1 m 的近距离应用系统的RFID 天线一般采用工艺简单、成本低的线圈型天线,它们主要工作在中低频段.而1 m 以上远距离的应用系统需要采用微带贴片型或偶极子型的RFID 天线,它们工作在高频及微波频段.这几种类型天线的工作原理是不相同的.2.1 线圈天线

当RFID 的线圈天线进入读写器产生的交变磁场中,RFID 天线与读写器天线之间的相互作用就类似于变压器,两者的线圈相当于变压器的初级线圈和次级线圈.由RFID 的线圈天线形成的谐振回路如图2所示,它包括RFID 天线的线圈电感L、寄生电容Cp和并联电容C2′,其谐振频率为: ,(式中C 为Cp 和C2′的并联等效电容).RFID 应用系统就是通过这一频率载波实现双向数据通讯的。常用的ID1 型非接触式IC 卡的外观为一小型的塑料卡(85.72mm ×54.03 mm ×0.76 mm),天线线圈谐振工作频率通常为13.56 MHz.目前已研发出面积最小为0.4mm ×0.4 mm 线圈天线的短距离RFID 应用系统.图2 应答器等效电路图

某些应用要求RFID 天线线圈外形很小,且需一定的工作距离,如用于动物识别的RFID.线圈外形即面积小的话,RFID 与读写器间的天线线圈互感量M就明显不能满足实际使用.通常在RFID 的天线线圈内部插入具有高导磁率μ的铁氧体材料,以增大互感量,从而补偿线圈横截面减小的问题.2.2 微带贴片天线

微带贴片天线是由贴在带有金属地板的介质基片上的辐射贴片导体所构成的 ,如图3 所示.根据天线辐射特性的需要,可以设计贴片导体为各种形状.通常贴片天线的辐射导体与金属地板距离为几十分之一波长,假设辐射电场沿导体的横向与纵向两个方向没有变化,仅沿约为半波长(λg/ 2)的导体长度方向变化.则微带贴片天线的辐射基本上是由贴片导体开路边沿的边缘场引起的,辐射方向基本确定,因此,一般适用于通讯方向变化不大的RFID 应用系统中.为了提高天线的性能并考虑其通讯方向性问题,人们还提出了各种不同的微带缝隙天线,如文献[5,6]设计了一种工作在24 GHz 的单缝隙天线和5.9 GHz 的双缝隙天线,其辐射波为线极化波;文献[7,8]开发了一种圆极化缝隙耦合贴片天线,它是可以采用左旋圆极化和右旋圆极化来对二进制数据中的‘1’和‘0’进行编码.图3 微带天线

2.3 偶极子天线

在远距离耦合的RFID 应用系统中,最常用的是偶极子天线(又称对称振子天线).偶极子天线及其演化形式如图4 所示,其中偶极子天线由两段同样粗细和等长的直导线排成一条直线构成,信号从中间的两个端点馈入,在偶极子的两臂上

将产生一定的电流分布,这种电流分布就在天线周围空间激发起电磁场.利用麦克斯韦方程就可以求出其辐射场方程:

式中Iz 为沿振子臂分布的电流,α为相位常数, r 是振子中点到观察点的距离,θ为振子轴到r 的夹角,l 为单个振子臂的长度.同样,也可以得到天线的输入阻抗、输入回波损耗S11、阻抗带宽和天线增益等等特性参数.图4 偶极子天线

(a)偶极子天线;(b)折合振子天线;(c)变形偶极子天线

当单个振子臂的长度l =λ/ 4 时(半波振子),输入阻抗的电抗分量为零,天线输入阻抗可视为一个纯电阻.在忽略天线粗细的横向影响下,简单的偶极子天线设计可以取振子的长度l 为λ/ 4 的整数倍,如工作频率为2.45 GHz 的半波偶极子天线,其长度约为6 cm.当要求偶极子天线有较大的输入阻抗时,可采用图4b的折合振子.RFID 射频天线的设计

从RFID 技术原理和RFID 天线类型介绍上看,RFID 具体应用的关键在于RFID 天线的特点和性能.目前线圈型天线的实现技术很成熟,虽然都已广泛地应用在如身份识别、货物标签等RFID 应用系统中,但是对于那些要求频率高、信息量大、工作距离和方向不确定的RFID 应用场合,采用线圈型天线则难以设计实现相应的性能指标.同样,如果采用微带贴片天线的话,由于实现工艺较复杂,成本较高,一时还无法被低成本的RFID 应用系统所选择.偶极子天线具有辐射能力较强、制造简单和成本低等优点,且可以设计成适用于全方向通讯的RFID 应用系统,因此,下面我们来具体设计一个工作于2.45 GHz(国际工业医疗研究自由频段)的RFID 偶极子天线.半波偶极子天线模型如图4a 所示.天线采用铜材料(电导率:5.8e7 s/ m ,磁导率:1),位于充满空气的立方体中心.在立方体外表面设定辐射吸收边界.输入信号由天线中心处馈入,也就是RFID 芯片的所在位置.对于2.45 GHz 的工作频率其半波长度约为61mm ,设偶极子天线臂宽w 为1 mm ,且无限薄,由于天线臂宽的影响,要求实际的半波偶极子天线长度为57mm.在Ansoft HFSS 工具平台上, 采用有限元算法对该天线进行仿真,获得的输入回波损耗S11 分布图如图5a 所示,辐射场E 面(即最大辐射方向和电场矢量所在的平面)方向图如图5b 所示.天线输入阻抗约为72 Ω ,电压驻波比(VSWR)小于2.0 时的阻抗带宽为14.3 % ,天线增益为1.8.图5 偶极子天线

(a)回波损耗S11;(b)辐射方向图

从图5b 可以看到在天线轴方向上,天线几乎无辐射.如果此时读写器处于该方向上,应答器将不会做出任何反应.为了获得全方位辐射的天线以克服该缺点,可以对天线做适当的变形,如在将偶极子天线臂末端垂直方向上延长λ/ 4 成图4c 所示.这样天线总长度修改为(57.0 mm + 2 ×28.5 mm),天线臂宽仍然为1 mm.天线臂延长λ/ 4 后,整个天线谐振于1 个波长,而非原来的半个波长.这就使得天线的输入阻抗大大地增加,仿真计算结果约为2 kΩ.其输入回波损耗S11如图6a 所示.图6b 为E 面(天线平面)上的辐射场方向图,其中实线为仿真结果,黑点为实际样品测量数据,两者结果较为吻合说明了该设计是正确的.从图6b 可以看到在原来弱辐射的方向上得到了很大的改善,其辐射已经近似为全方向的了.电压驻波比(VSWR)小于2.0 时的阻抗带宽为12.2 % ,增益为1.4 ,对于大部分RFID 应用系统,该偶极子天线可以满足要求.图6 变形偶极子天线

(a)回波损耗S11;(b)辐射方向图 结束语

rfid技术及其应用 篇2

RFID是英文 (Radio Frequency Identification) 缩写, 它是20世纪80年代开始兴起并逐渐走向成熟的一种自动识别技术。它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据, 识别工作无须人工干预, 可工作于各种恶劣环境, 可识别高速运动物体, 可同时识别多个标签, 且操作快捷方便。最基本的RFID系统主要由3部分组成。

(1) 标签 (Tag) 。由耦合元件及芯片组成, 每个标签具有唯一的电子编码, 附着在物体上标识目标对象;标签具有智能读写和加密通信的功能, 它是通过无线电波与读写设备进行数据交换, 工作的能量是由阅读器发出的射频脉冲提供。

(2) 阅读器 (Reader) 。有时也被称为查询器、读写器或读出装置, 主要由无线收发模块、天线、控制模块及接口电路等组成。是读取 (有时还可以写入) 标签信息的设备, 可设计为手持式或固定式;阅读器可将主机的读写命令传送到电子标签, 再把从主机发往电子标签的数据加密, 将电子标签返回的数据解密后送到主机。

(3) 天线 (Antenna) 。在标签和读取器间传递射频信号。

1 RFID系统的工作原理

RFID系统的工作原理:阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号, 当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流, 射频卡获得能量被激活;射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去;系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号, 经天线调节器传送到阅读器;阅读器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理;主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性, 针对不同的设定做出相应的处理和控制, 发出指令信号控制执行机构动作。

2 RFID射频卡的特点

RFID技术作为现在最先进的非接触感应技术, RFID射频电子标签具有很多优点[3,4,5,6]。

(1) 独特的防冲撞性, 读写距离远:与条形码相比, 可多目标识别、运动中识别, 读取速度快, 每秒最多同时识别50个。

(2) 内部存储空间灵活:可以根据产品的需要决定射频卡的存储容量和扇区字节数, 且读写设备可以读取内存配置信息, 便于在一个综合应用中操作不同的标签产品。

(3) 国际统一的唯一识别内码 (Unique identifier, 简称UID) , 和国际通用的频率。

(4) 数据可根据需要改写, 并可对重要信息进行锁定, 保密性好。

(5) 使用寿命长 (≥10年或读写10万次) 。

(6) 不存在机械磨损、机械故障, 使用不受环境限制。

(7) 柔性封装, 封装多样化:多种大小不一的外型, 使他能封装在纸张、塑胶制品 (PVC, PET) , 可应用于不同场合, 也可再层压制卡。

3 RFID技术和一二维条码技术比较分析

目前应用广泛的自动识别技术主要是条码技术。条码又分为一维条码和二维条码。一维条码是由一组黑白相间、粗细不同的条形符号组成, 一维条码在水平方向隐含着数字信息、字母信息、标志信息、符号信息, 通过和信息系统的联系用以表示商品的详细信息, 是世界通用的商品代码的表示方法。在水平和垂直方向的二维空间存储信息的条码, 则称为二维条码。但是随着科学技术的不断发展, 这两种识别方法的局限性显得越来越明显。一维、二维条码的不足主要体现在6个方面。

(1) 条码仅对数字和字母进行编码, 不能把图片、声音、文字、签字、指纹等可以数字化的信息进行编码。

(2) 容错能力较弱, 识别时受环境影响较大, 当条码被污损时, 常常读不出来。

(3) 条码识别可靠性较低:一维条码译码错误率一般百万分之二, 但是一旦磨损往往是100%。

(4) 保密性、防伪性差:因条码码制简单, 不具备防伪等功能。

(5) 条码信息无法更改, 不能重复利用, 造成较大经济浪费。

(6) 交互性差, 无法用于全寿命跟踪。

4 RFID技术的发展及应用现状

目前, RFID技术的应用已经遍及生活的各个方面, 在交通运输方面用于集装箱与包裹管理、高速收费;在农牧渔业用于羊群、鱼类、水果等的管理以及宠物、野生动物跟踪;在制造业用于零部件与库存的可视化管理;RFID技术还可以应用于图书与文档管理、门禁管理、定位与物体跟踪、环境感知[3,4]和支票防伪[3]等多种应用领域。

RFID技术在空间定位与跟踪方面的应用也已经比较成熟, 典型的RFID定位与跟踪系统包括MIT Oxygen项目开发的Cricket系统、密歇根州立大学的LANDMARC系统[4]、微软公司的RADAR系统[4]。针对RFID标签价格低廉的特点, 通过引入参考标签, 采用RFID标签作为参考点, 能够提高系统定位精度, 同时降低系统成本。RFID标签具有对物体的唯一标识能力, 还可以通过与传感器技术相结合, 感知周围物品和环境的温度、湿度和光照等状态信息。目前, 美国国防部已经将该技术应用于物资供应系统内部。作为一种进行集装箱远程跟踪的解决方案, 美国国防部与跟踪网络遍布全球400多个地区的高科技公司SAVI已达成进行跟踪国防部的从集装箱到蜂鸣器大约40万件军事物资集装箱运输情况的协议。

我国在RFID技术的研究方面也发展很快, 市场培育已初步开花结果。比较典型的是在中国铁路车号自动识别系统建设中, 推出了完全拥有自主知识产权的远距离自动识别系统。在20世纪90年代中期, 国内有多家研究机构参与了该项技术的研究, 最终确定了RFID技术为解决货车自动抄车号的最佳方案。目前铁路车号自动识别系统工程已发挥出了系统设计功能, 圆了铁路人的梦想, 并且其辐射与渗透到其他应用方面的作用日渐明显。可以预见, 在不久的将来, RFID技术不仅会在各行各业被广泛采用, 最终RFID技术将会与普适计算技术相融合, 对人类社会产生深远影响[4]。

rfid技术及其应用 篇3

20世纪90年代以来,RFID技术得到了快速的发展。发达国家和地区已经将其应用于很多领域,并积极推动相关技术与应用标准的国际化。近年来,随着大规模集成电路、网络通信、信息安全等技术的发展,RFID技术进入商业化应用阶段。由于具有高速移动物体识别、多目标识别和非接触识别等特点,RFID技术显示出巨大的发展潜力与应用空间,被认为是21世纪的最有发展前途的信息技术之一。

中国已经将RFID技术应用于铁路车号识别、身份证和票证管理、动物标识、特种设备与危险品管理、公共交通以及生产过程管理等多个领域。在未来的几年中,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产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。

公共安全领域

为了提升人民的生活质量,构建和谐社会,中国在公共安全领域迫切需要通过应用RFID技术加强管理,具体方向包括医药卫生、食品安全、危险品管理、煤矿安全等。

目前,RFID已应用于药品信息的采集、加工和利用。通过建立药品产销供应链的RFID监控平台,实现动态跟踪和可追溯的安全监管体系,可以确保药品的真实性、质量的可靠性以及责任管理的可追溯性。

为使广大人民吃上放心肉,国家金卡工程办公室支持农业部在四川省等重点畜产品养殖地区,应用RFID技术对肉牛和生猪等牲畜养殖、屠宰和食品加工产业链建立全程质量安全追溯体系,应用RFID技术和电子标识对肉牛/生猪身份标识及牛肉/猪肉质量安全查询,进行实时、动态、可追溯的信息管理,实现了农畜产品源头可追溯、流向可跟踪、信息可存储、产品可追回。

RFID可应用于工业危险化工品、煤气与天然气钢瓶、烟花爆竹、公安消防器材等的产品生产过程和供应链安全管理与动态跟踪,可以有效防范和减少事故风险。2006年,上海全市112个气瓶充装单位的100多万个危险化学品气瓶实施了电子标识。

近年来,我国煤矿瓦斯爆炸引发的矿难频繁,安全生产形势严峻,矿工的生命安全和家庭幸福受到直接威胁。将RFID技术用于煤矿安全生产领域,一旦发生矿难,就能及时对井下矿工进行准确定位,实施有效抢救。

口岸监管领域

在国家口岸进出口货物通关监管工作中,各口岸执法部门协同应用RFID技术,实现对进出口货物的跟踪与定位监管,加强通关监管水平,提高通关效率。

近年来,中国进出口业务量的持续增加,对口岸通关压力不断加大。如何加强和加强对物流公司的统一管理,实现物流信息共享,提高通关速度,简化通关程序,成为快速通关的关键。对海关物流的监控,世界各国海关都在尝试应用RFID记录货物数据,并对集装箱进行施封,在异地进行读取、验放。

在海关推行的多元化保税仓储物流监管体系和“多点报关,异地验放”的模式下,RFID可以作为物流监管以及数字化随附单据的技术手段,建立不同口岸间点对点的“短链”应用。

利用廉价的一次性电子签封,海关可有效监管绿色通道两地之间的货物,实现货物无障碍通关。其货物在到达目的地海关办理报关手续,对线路两点间进行运输监控和数据监控,在口岸由自动核放系统直接核放(需查验的除外),免予办理人工录单、人工审核、人工验放手续。

交通运输领域

利用RFID技术对高速移动物体识别的特点,可以对运输工具进行快速有效的定位与统计,方便对车辆的管理和控制。具体应用方向包括公共交通票证、不停车收费、车辆管理及铁路机车、车辆、相关设施管理等。

应用RFID智能卡可对汽车牌照进行自动识别,通过电子钱包完成电子收费,从而实现不停车收费,达到加快流量,有效减少拥堵的目的。

目前,已有应用通过将工作于UHF频段的RFID电子标签安装在汽车挡风玻璃上,从而创立一个汽车数字化标准信源系统。该系统具备30多种功能,可进行近80项涉及汽车、驾驶员的服务,通过移动支付的充值、储值进行交易,通过自动识别和相关应用软件调节、控制交通出行行为而缓解拥堵。

由于电子标签与智能交通系统相结合,建立了综合应用模式,将支持对汽车的路权分配、路网时空资源的分配、专用路段行驶权分配、车型车种出行权分配的实现。例如,新加坡政府利用RFID技术对进入特定区域内的车辆,实行特定的收费。采用RFID技术监控进入特殊路段的车辆,通过WiMax技术全程跟踪车辆情况,并记录到后台系统,按月收取费用。通过这种方式,新加坡政府可以在特定区域或者时间(上下班高峰期)控制交通拥堵,同时通过收取费用来收回成本。

大型活动领域

RFID技术与其他相关技术集成,可以构建快速识别、数据采集、信息传输相融合的综合服务体系。将RFID技术用于大型运动会、展览会等重大活动的综合管理,具体包括票证管理、车辆管理、设施管理等。

RFID技术在2008年北京奥运会门票、身份识别及人员安全跟踪、食品安全监控、资产管理等领域大展身手。

电子门票是一种将RFID芯片嵌入纸质门票等介质中,用于快捷检票/验票并能实现对持票人进行实时定位跟踪的新型门票。奥运会是目前世界上规模最大的综合性体育赛事,承载这一赛事的场馆必将接纳庞大的观众。电子门票能够有效验证这些观众所持的票卡是否有效,能够跟踪和查询这些观众是否进入到指定区域,当观众误入或非法闯入禁入区域时进行警示并引导其迅速离开。

奥运期间每天都会有大量运动员、教练员、赛会管理人员、志愿者、媒体记者出入各奥运赛场、新闻中心、奥运村等重要场所,采用RFID技术的身份卡与相关的计算机系统相连,能够有效实现对这些人员的跟踪和管理。

奥运会期间被监控的食品将拥有一个“电子身份证”—RFID电子标签,并建立奥运食品安全数据库。RFID电子标签从食品种养殖及生产加工环节开始加贴,实现“从农田到餐桌”全过程的跟踪和追溯,包括运输、包装、分装、销售等过程中的全部信息,如生产基地、加工企业、配送企业等都能通过电子标签在数据库中查到。

奥运会期间将有大量的贵重资产被赛会参与者使用,如计算机、复印机等。通过在贵重资产上粘贴RFID标签,系统能够识别未经授权的资产迁移,从而保障这些资产的安全。

rfid技术及其应用 篇4

一、目前医药行业物流所存在的问题

医药行业是高科技行业，药品制造企业要完全按照国家的GMP标准进行生产，而药品流通企业则要按照国家的GSP进行存储和配送。在整个系统中存在着许多重大问题，这些问题阐述如下：

1、在生产过程中，原辅材料不能及时到位，极大地影响了生产效率;

2、因人工操作，在整个存储和配送过程中的差错率达到3%以上，不但增加了物流成本，还影响了企业的信誉，给客户的销售造成许多困难;

3、有一些不法厂商，利用各种机会制造假药，而国家食品药品监管局(SFDA)却没有手段对其进行及时查处，使得假药泛滥，严重影响人民的身心健康;

4、为了获取不正当利益，各销售组织及其人员进行异地串货，获得大额的销售佣金，极大地损害了其它人员的利益，并且打击了后者的工作积极性，破坏了市场的正常运转，加速企业的衰亡速度。

为了解决这些问题，各药品制造企业和流通企业都想尽了各种办法，还是无法解决这些问题。美国的国家食品药品监管局(FDA)应用射频识别技术，就较好地解决了这些问题。射频识别技术对药品生产和流通的每一个环节都可以做到实时监控，差错率几乎为零，有效控制假药的生产与销售，一旦发现，立即进行查处。

二、RFID的简介

RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别，俗称电子标签。对ERP(企业资源规划)和SCM(供应链管理)系统来说，RFID是一种革命性的突破。它的精确化管理将触角伸到了企业经营活动的每一个环节，使生产、存储、运输、分销、零售等各方面管理都将变得过去无法想象的便利。过去的物料编号无法实现对单一部件的跟踪，而今天，物料的精确化管理却将触角伸到了每一个环节的每一个部件，无论是质量控制、自动化管理、产品的生命周期管理都将变得非常有效而且便利，例如，对产品次品率的分析可以将次品来源定位在某一点，而仓库中的某一个产品也不会因为同一类产品的数量过多而被单独过久放置。

相对于一维条码和二维条码来说，RFID的优点在于，(1)用电波在离开的位置处(最大5米左右)可以取得信息;(2)在电波能够达到的范围内哪怕有障碍物也能进行识别;(3)一次可以识别数个标签(搭载有抗冲突机能的情况);(4)可以改写标签里的信息;(5)标签的内存容量很大(最大可达几万位数);(6)对于抗污染和损伤能力较强;(7)可以采用密码化等高水平技术来保护信息。

在物流界，RFID的电子标签使得管理效率大为提高，成本大为降低。RFID所开拓的新世界，绝不仅仅在于用电子标签使物流、零售变得方便，RFID为把我们的现实世界和虚幻世界连结起来提供了一个崭新的界面。

1)RFID带动零售业革命

随着无线射频识别技术RFID的出现，现有商品条形码的地位受到了挑战，零售业供应链管理面临新的革命，

根据科尔尼国际管理咨询公司(A.T. Kearney)的计算，从数据上衡量，零售商采用RFID后的利益来源于三个方面：降低库存水平约5%;每年减少店内和仓库人工成本约7.5%;提高周转，减少缺货，在每年每10亿美元的销售额中，增加周转额70万美元。

2)RFID带动物流供应链革命

由于RFID标签的存储容量是2的96次方以上，所以物流行业第一次发现他们可以将世界上所有的商品每一个都以惟一的代码表示。以往使用条形码，由于长度的限制，物流行业只能给每一类产品定义一个类码，就是说，一批牛奶，不管保质期是哪一天，他们在商场的代码都是一样的，商场无法通过代码判断每一件产品的准确库存周期。RFID彻底抛弃了这种限制，现在所有的产品都可以享受独一无二的识别。

在供应链管理上，无论哪个环节应用RFID都可以提供更高的技术支持，获得更佳的管理效果。有专家认为，要想提高物流供应链管理的效益，就必须使供应链上的成员及时获得其它成员和各业务环节上的运行信息，而信息的共享不足就会发生供应链的断裂和效率低下。先进的射频技术信息可以加强这些环节的自动化程度。这样便可提高业务运行的自动化程度，大幅降低差错率，提高供应链的透明度和管理效率。

高效的供应链和物流管理体系就是它的核心竞争能力。充分利用现代信息技术打造的供应链与物流管理体系，不仅可为天士力制药获得了成本上的优势，而且加深了它对顾客需求信息的了解、提高了它的市场反应速度，从而为其赢得了宝贵的竞争优势。

三、RFID在医药物流行业的具体应用价值，主要体现在以下几个环节：

1、生产环节。在药品生产制造环节应用RFID技术，可以完成自动化生产线运作，实现在整个生产线上对原材料、半成品和产成品的识别与跟踪，减少人工识别成本和出错率，提高效率和效益。特别是在采用JIT(Just-in-Time)准时制生产方式的流水线上，原材料与零部件必须准时送达到工位上。采用了RFID技术之后，就能通过识别电子标签来快速从品类繁多的库存中准确地找出工位所需的原材料和半成品。RFID技术还能帮助管理人员及时根据生产进度发出补货信息，实现流水线均衡、稳步生产，同时也加强了对质量的控制与追踪。

2、存储环节。在药品仓库里，射频技术最广泛的使用是存取货物与库存盘点，它能用来实现自动化的存货和取货等操作。在整个药品仓库管理中，将供应链计划系统制定的收货计划、取货计划、装运计划等与射频识别技术相结合，能够高效地完成各种业务操作，如指定堆放区域、上架取货与补货等。RFID技术的另一个好处在于在库存盘点时降低人力。RFID的设计就是要让商品的登记自动化，盘点时不需要人工的检查或扫瞄条码，更加快速准确，并且减少了损耗。

3、运输环节。在途运输的货物和车辆贴上RFID标签，运输线的一些检查点上安装上RFID接收转发装置，接收装置收到RFID标签信息后，连同接收地的位置信息上传至通信卫星，再由卫星传送给运输调度中心，送入数据库中。

4、配送/分销环节。在配送环节，采用射频技术能大大加快配送的速度和提高拣选与分发过程的效率与准确率，并能减少人工、降低配送成本。如果到达中央配送中心的所有商品都贴有RFID标签，在进入中央配送中心时，托盘通过一个阅读器，读取托盘上所有货箱上的标签内容。系统将这些信息与发货记录进行核对以检测出可能的错误，然后将RFID标签更新为最新的商品存放地点和状态。

rfid技术及其应用 篇5

粮食安全始终是关系我国国民经济发展、社会稳定和国家自立的全局性重大战略问题。在国家相关部门的支持下，建成了“基于物联网的粮食流通管理示范系统”，该系统主要包括数字粮库系统、农户结算卡系统、区域粮食物流公共信息平台、成品粮安全追溯系统等，并在常州、无锡、内蒙古等地成功应用，为提高粮食流通管理信息化水平，保障国家粮食安全提供了重要保障。

数字粮库系统能够大幅提升粮库管理的信息化水平，真正实现粮库管理系统的无缝连接，对粮库作业信息实时、快速、准确的采集，作业流程的精准控制，如：从粮食报港、扦样、化验、称重等环节，有效避免“人情粮”、“舞弊粮”现象的发生；此外，该系统能够实现粮库业务管理系统、作业控制系统与粮库安防系统、粮情监控系统、熏蒸系统、通风系统、DCS系统等子系统的大集成，以及粮库业务、财务、税务、农发行封闭资金管理的一体化。不仅能够帮助粮食管理部门有效减少管理层次，降低管理成本，还能够大幅提升管理效率。

基于RFID技术的农户结算卡系统通过向种粮农户免费发放农户结算卡，使农户能够刷卡售粮，从而帮助粮食管理部门真实全面的获得社会粮食收购数据，为国家粮食宏观调控提供了有力技术支撑。同时，该系统还通过农户结算卡，对农户按售粮数量进行补贴，成功调动起了农民种粮的积极性。该系统自2010年6月4日-8月31日在常州市武进区奔牛镇进行试运行，在整个夏粮收购期间，在奔牛镇初步形成了持农户结算卡刷卡交易，按粮直补的粮食流通管理模式。

区域粮食物流公共信息平台以粮食物流资源整合为目的，能够利用射频识别、卫星定位、移动通信位置服务等技术，对区域粮食物流进行全程监管，实时监控区域内各物流通道的流量和流向，为粮食物流应急指挥提供服务，提升粮食宏观调控水平。同时实现物流供需信息的智能匹配，为粮食物流企业提供物流业务管理服务，合理规划和引导粮食物流需求，降低空返率，提高粮食物流组织水平。在江苏省粮食物流项目的实施中，不仅加强了了江苏省市公路、铁路、内河运输的交互，还减少了中间沟通和滞懈时间及成本，为稳定江苏省内粮食供给提供了坚实保障。

成品粮安全追溯系统，能够帮助帮助粮食管理部门，实现对成品粮原料、生产加工、质检、出入库及物流信息进行全程跟踪与追溯，当发生食品安全事件时，可以通过小包装箱上的二维条码或追溯号迅速找到该批次食品所采用的原材料，以及所经过的加工、包装、库存、物流环节，对问题源头迅速处理；也可以迅速找到该批次食品的流向，及时召回问题产品，减小食品安全事故的受害面。

系统主要分为三大部分，即省地市级数字粮库监管系统、基于RFID的粮食出入库作业系统和粮库智能仓储管理

1.省地市级数字粮库监管系统：省地市级粮食行政管理部门通过数字粮库监管系统，对省地市级地方储备粮实时、准确、直观、高效监管，保证各级储备粮数量真实、质量完好、保障国家粮食安全。该系统提供决策支持、计划管理、远程粮情监控、远程视频监控、三维可视化展示、备案管理等功能。

2.基于RFID的粮库出入库作业系统：采用RFID等物联网技术，提高粮食出入库作业的自动化、信息化和智能化水平，是“依法管仓储”，粮油仓储企业规范化管理、动态精准管理的重要基础，是提高为农服务质量的重要手段

3.粮库智能仓储管理：通过绿色低碳储粮技术，保证储备粮食数量真实、质量完好。智能通风系统在多功能粮情系统级的基础上，直观展示粮情数据，根据“通风控制模型”，“智能通风控制器”远程自动/半自动控制离心风机、谷物冷却机、低温储粮通风设备等，防止低效通风、无效通风、过量通风、有害通风等，防止结露，节能减排。

数字粮库系统可以促进粮食仓储企业进行规范化管理，体现在如下方面：

（1）作业流程梳理、规范、建模：数字粮库系统实现了常用的作业流程模型；如果企业的某些作业流程与系统内已经实现的流程不一致，在系统需求调研、实施过程中，系统需求分析和实施人员会与企业领导和业务人员一起，梳理采用RFID等技术手段后粮库作业流程，经反复讨论、实际验证，最终通过规范性形式固定下来，在数字粮库系统中实现，成为粮库进行规范化管理的基础。

（2）规范化粮库作业流程在信息系统中固化：规范化的粮库作业流程在数字粮库应用系统中得到固化，每一个作业都必须按照事先定义好的规则进行。

（3）粮库作业智能化运行、精确化控制：运用RFID技术对粮食出入库的报港、扦样、化验、称重、入仓等各个业务流程进行智能化管理，减少管理层次，降低管理成本，提高管理效率。与此同时，每一个作业环节在执行过程中，都要与事先定义的规范流程规则进行比对，如果不符合，将提示报警，作业无法执行，实现精确化控制。

（4）粮库作业流程可视化：由于RFID自动识别、数据采集的作用，粮库作业的每个环节，以及每个环节产生的相关数据都记录在信息系统中，并且通过图形化的方式展示整个作业过程，提高了粮库作业规范化管理水平。

（5）作业流程灵活变动，信息系统无需较大变动：用户作业流程改变，在软件系统中只需改变作业流程模型即可，不需要对系统做很大的改动。粮食仓储企业还可以根据监控已有作业流程执行过程中发现的瓶颈和不足，修改作业流程模型，重新部署到数字粮库系统中，对数字粮库系统软硬件无需做很多变动。

2.精细化管理

数字粮库系统能够加强粮食仓储企业的精细化管理水平，具体分析如下：

（1）物流作业管理系统能够清晰直观展示每个作业过程的具体执行情况，每个环节的执行时间等，这为粮食仓储企业精细化管理奠定了良好的基础。

（2）智能通风控制设备能够准确采集每台通风设备每次通风的电耗，这是精细化管理的基础信息。

（3）数字粮库集成管理平台将粮库业务系统、作业系统、调度系统、仓储系统、经营系统、财税系统集成起来，消除信息孤岛，实现信息互联互通，实现部门协同；这样每个作业环节的信息在不同环节、不同部门之间共享和使用，为整个企业的精细化管理奠定了数据基础。

3.绿色低碳储粮

数字粮库系统能够实现绿色低碳储粮，体现在如下几个方面：

（1）智能通风控制系统能够在达到通风目的的基础上，减少能源消耗，实现节能减排。

（2）水源热泵、地源热泵低温储粮技术，在智能通风控制系统、多功能粮情监测系统的配合下，能够以更低的能耗，维持仓温处于较低水平，减少甚至杜绝熏蒸剂的使用，实现绿色储粮。实验证明：通过水源热泵和仓温维持系统，将整仓平均温度32℃的粮食降至平均温度15℃，耗时7.5天，较冷谷机节能35%。

4.减员增效

数字粮库系统提高了粮库作业自动化水平，能够实现减员增效，体现在如下几个方面：

（1）作业机械化、自动化：粮食机械作业自动化控制（DCS），对干粮线、湿粮线、立筒仓、烘干机、大糠仓等子系统进行远程自动控制，并实现自动计量、结算、核算等管理功能。降低劳动强度、改善作业环境、提高劳动效率。这样原来需要多个人在现场巡视设备的执行情况，现在只需要一个人来监视DCS系统即可，而且还提高了监视的效果。

（2）自动称重系统可以实现自动打印称重结果、自动统计称重结果、自动识别称重车辆的合法性、自动识别是否存在舞弊行为，降低了司磅员的劳动强度，提高了称重作业效率。

（3）数字粮库集成管理平台将粮库业务系统、作业系统、调度系统、仓储系统、经营系统、财税系统集成起来，消除信息孤岛，实现信息互联互通，避免了数据重复录入的现象，降低了劳动强度。

（4）中央控制信息化：在调度中心，调度人员和领导可以实时监视各个作业现场的视屏和业务数据，准确了解情况，进行及时准确的调度，避免了调度人员与现场人员沟通困难的现象。

5.安全生产

数字粮库系统能够促进粮食仓储企业安全生产，具体表现在如下方面：

（1）调度管理系统能够展示粮库作业环节的视频信息，及时发现安全生产隐患，促进企业安全生产。

（2）自动称重系统能够自动阻止车辆未完全上磅、有压仓物、司机未下车等营私舞弊现象，促进企业安全生产。

6.仓储质量安全

rfid技术及其应用 篇6

一、概述：

利用RFID技术进行高速公路自动收费应用上，非常能体现出RFID的优势。代替了原来手工和计算机辅助收费的低效率的收费系统，利用RFID远距离快速度识别的特性，车辆可以高速通过，完成自动收费，解决了原来收费成本高、管理混乱以及停车排队引起的交通拥堵等问题。实践证明，大多数的RFID系统是安全、稳定、可靠的，能取得应有的社会和经济效益。

二、背景：

电子不停车收费系统简称ETC（Electronic Toll Collection），不停车收费系统，是指车辆在通过收费站时，通过车载设备实现车辆识别、信息写入（入口）并自动从预先绑定的IC卡或银行帐户上扣除相应资金（出口），是国际上正在努力开发并推广普及的一种用于道路、大桥和隧道的电子收费系统。但存在众多问题，如：

 人工收费或计算机辅助收费，人工识别，收费时间长，费额计算无监督，车辆通行慢。

 收费设施收费技术的落后，城市入口的收费站形成交通的瓶颈，造成不好的形象。 车辆通行缓慢，停车次数多，汽车尾气对环境的污染增加。

三、系统设计

不停车收费系统的关键技术主要集中在自动识别RFID电子标签，无障碍通行，实时监控，高效、准确的管理。该系统由电脑、管理软件、RFID电子标签、RFID电子标签阅读器、控制箱、道闸和地感线圈组成。系统能实现自动检验、登记、放行等功能。

每辆汽车在档风玻璃内放置一块记录本车基本信息的RFID电子标签（银行卡大小），在道口进出口上安放RFID电子标签阅读器，同时配置道闸和地感线圈。当带有RFID电子标签的车辆进入地感线圈时，地感线圈得到信号，同时RFID阅读器也读到RFID电子标签的信号，光学识别系统识别车的车牌，如果是合法的，就发出信号，打开道闸，允许车辆通过。另外，自动识别系统读取电子标签中的用户费用信息、车型信息和入口车道信息进行收费计算，并向用户显示有关收费状态信息后给予放行。如果有非法用户强行通过专用车道，可进行车牌抓拍，生成违章记录，便于事后处理。此时车辆只要适当减速，不需要停车，也不需要伸手刷卡，就可以顺利通过道口。

四、系统功能及优势：

1、自动识别，无需停车

利用RFID技术在高速公路不停车收费系统中的应用，利用RFID远距离自动识别的特性，进行通信的时候能够互不干扰，使得标签在有限的功率范围内进行可靠的通信，增加系统的稳定性，车辆只要适当减速，不需要停车，也不需要伸手刷卡，就可以顺利通过道口。

2、信息档案管理

利用RFID电子标签的唯一ID性质，和后台数据库进行绑定。所有的信息，包括用户资料，收费信息、车辆通行的情况等，都会记录并形成信息档案。并且收费站能通过通信网络和收费分中心与收费管理中心进行联系，方便管理维护电子标签所牵引的账户信息。

3、统计图分析

本系统根据记录、统计信息，提供各种统计分析报表和图表。收费管理中心可以通过网络进行连接各种收费站以进行数据交换及管理。管理中心查看一些缴费情况，入账情况、各路段车辆的流量情况。对所有数据进行汇总，归档、存储，并打印各种报表。

4、交通监管与管理

网络化系统保证了信息的及时传递和更新，在网络正常的情况下，路段控制中心能够将系统定义的黑灰名单及时传递到各个收费站出入口，实施对欠费车辆的告警提示，对不法车辆进行拦截、抓拍或报警等操作。能够将各种费率表及时下发至各个收费站点，能够及时了解整个路网的动态信息，及时发现路网的拥塞或其他异常情况。

5、环保节能，塑造更好形象

RFID技术及其在物流中的应用 篇7

世界零售业巨头沃尔玛2003年率先在一些商场使用了RFID技术来跟踪库存物品。这一技术的使用,使库存物品的缺货率降低了16%,减少了人工订货和物品监管,使库存量更低了,每年减少经营成本83.5亿美元,减少因盗窃带来损失高达20亿美元。另一连锁业界巨头德国最大、欧洲第二、世界第三的零售批发超市集团麦德龙与IBM合作,在店内采用RFID技术,用于提高店内产品的可视性和供应链效率,目前已成功地应用了RFID追踪从供应商到仓库、配送中心和德国200多家超市和商店的过程,提高了产品在架率。美国德尔塔航空公司计划投资1500万~2500万美元开展RFID技术的研究和应用工作,波音和空客也宣布目前正在对RFID技术进行测试。[1]

这些例子都说明RFID技术已经走进现代流通过程当中,并在当中扮演了越来越重要的角色,极大地促进了流通业的发展。

2 RFID的概念及工作原理

2.1 RFID的概念

RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,

识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,

操作快捷方便。RFID具有使用寿命长、读取距离大、数据可加密、存储量大和存储数据可以更换等特点,并且由于该技术难被仿冒、侵入,具备较高的安全防护能力,因此,还应用于真伪识别领域。

2.2 RFID的系统组成

RFID系统由标签、读写器、天线和应用软件组成,组成结构如下图所示。

标签里的存储芯片储存物品的数据和信息,比如产地,日期代码等,利用阅读器,可以及时方便的读取标签里的精确信息。射频标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点,支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理等。

读写器可以无接触地读取、写入并识别电子标签中保存的电子数据,从而达到自动识别物体的目的。通常读写器与计算机网络系统相连,所读取的标签数据被传送到计算机网络系统里,进行下一步处理。

天线是在射频标签和读写器间发射电磁波,给射频标签提供微量能量,并负责接收来自射频标签的射频信号。[2]

2.3 RFID的工作原理

在工作时,RFID读写器通过天线持续发送出一定频率的信号,当RFID标签进入磁场时,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),或者主动发送某一频率的信号(Active Tag,有源标签或主动标签);随后读写器读取信息并解码后,将数据传输到中央信息系统进行有关的数据处理。

3 RFID技术的的特点和所面临的问题

RFID技术给信息化管理带来了革命性的变革,使物品的跟踪与统计变得简单易行,给方兴未艾的物联网的发展提供了实现的可能,为物流的高层次运作提供保障条件,为此也产生了巨大的商业价值。但该技术目前还不十分成熟,还存在着很多技术层面和管理层面的问题,还有待做更深入的研究,在流通领域的普及和应用目前还受到一定程度的制约。

3.1 RFID技术的特点

RFID技术与计算机技术、网络技术、数据库技术相结合,利用物品的唯一身份证,通过互联网把物品的信息共享给它的产生,存储和使用的人,可在物流各个环节跟踪货物,实时的掌握物品在物流节点上所处的位置,形成可以即时跟踪的物联网络,对货物和物品进行追踪和掌控,以方便各个环节的人员对物品的流通做出及时的反应。RFID技术的优势主要体现在以下几方面:

(1)穿透性和无屏障快速阅读扫描物品,缩短作业时间。RFID利用无线电波来传送识别信息,不受空间限制,可快速地进行物品追踪和数据交换,在被覆盖的情况下,RFID能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质,并能够进行穿透性通信,不会有传输屏障的问题。

RFID读写器无需与物体相接触,就能实现批量读取和远程读取,可识别高速移动的物体,并将信息处理的状态写入标签,供下一阶段物流处理读取和判断。

(2)抗污染能力和耐久性强,环境适应能力强。RFID的信息储存在芯片中,外面有保护套层,在有油污等有污染的环境和雨雪等条件苛刻的环境都能使用,不影响芯片数据的读写。

(3)可重复使用,降低成本。RFID技术不能像条码技术一样得到普及应用,主要是芯片的制作成本比较高,在低值小物品中无法使用,而现在的可读写RFID标签则可以重复地新增、修改、删除卷标内储存的数据,方便信息的更新,并降低了标签成本。

(4)信息传送迅速、准确。RFID技术具有远距离、动态自动识别、一次识别多个标签等优势将使信息的传递更迅速、准确,大大减少了错误和遗漏的发生。特别是在盘点作业中,极大地解决了人为因素产生的遗漏和错误。

(5)实时跟踪,实现物品合理迁移。电子标签上的信息是物品的唯一身份代码,当标签通过能够识别其身份的以太数据通过同轴电缆传输(Ethernet over COAX,EOC)系统的时候,其信息就被记录在系统当中,因此物品的整个移动路径就会被记录下来,据此可以检验物品是否是按照原设计路线进行了移动,也可检验其移动的合理性,实现合理迁移。

(6)安全性高。标签中信息以电子方式存储在芯片上,数据内容可经由密码保护,还可用一些算法实现安全管理,由于标签信息的读写都遵守电子产品代码(Electronic product code,EPC)标准,其内容不易被伪造,还可以解决对环境的噪声污染问题。

3.2 RFID技术面临的问题

RFID技术面临的问题有很多方面,主要集中在标准、成本、准确度、安全和模式等。

(1)标准不统一。标准化是产品得到普遍应用的前提条件,在制定标准方面虽然有欧美标准EPCg Iobal、日本标准UID在使用,但都处于初级阶段,各标准之间互不兼容,国际标准化组织ISO正在致力于制定国际统一的RFID标签体系标准。这些技术标准目前的使用状况是虽有常用的共同频率范围,但制造厂商可以自行改变。世界一些知名公司各自推出了自己的很多标准,这些标准互不兼容,所开发的标签通讯协定、数据格式、使用频段也不同,且封包格式也不一致。此外,标签上的芯片性能,存储器存储协议与天线设计约定等,也都没有统一标准。这给RFID的大范围应用带来了困难。

(2)成本过高。RFID系统的应用需要改造现有设备,而这却是一项相当庞大的工程,一台RFID和EPC(电子产品编码)识读装置的成本至少10万美元。RFID系统的标签、读取器和天线的价格都比较昂贵,芯片的成本在0.3~0.6美元之间。因此,在新的制造工艺没有普及推广之前,高成本的RFID标签只能用于一些本身价值较高的产品,对价值低于0.4美元的物品使用RFID标签显然不划算。这是RFID技术获得市场应用的主要瓶颈。

(3)精确度难以保证。RFID标签的识读需要标签有一定的能量,能发出电磁波。随着使用时间的延长,标签能量不断衰减,当标签能量下降到一定程度时,发出的电磁波强度过低,如果不及时给标签补充能量,就会造成无法识别。RFID标签与读写器有方向性,射频识别讯号易被物体阻断,也是RFID技术发展一大挑战。即使贴上双重标签,仍有3%的标签无法识别。波长频段也受限制,国家对125k的低频一般没做限制,但到了超高频以上都会有政策上的限制,不可以随意使用。

(4)安全。RFID标签采用无线传输技术,非接触式传输数据,标签信息容易被截获和破解,然后通过伪造,对RFID系统进行非授权使用,尽管采用密钥加密技术对数据进行保护,但无源RFID系统没有读写能力,所以无法使用密钥验证方法来进行身份验证,如果标签是有源的,并且会收到不断变化的验证密钥,那将会大大提高其安全性,不过这又会增加其成本。目前的RFID技术要想在对信息有保密要求的领域展开应用还存在着障碍。

4 RFID技术在物流中的应用

RFID技术在物流领域应用非常广泛,带有可读和可写并能防范非授权访问的存储器的智能芯片已经可以在很多集装箱、货盘、产品包装中看到。它们主要集中应用在仓储配送、货运路线追踪、信息管理等方面。这极大地拓宽了物流服务的领域,提高了服务的质量,带动了物流业信息化的快速发展。

4.1 仓储管理

传统仓储作业过程中,物品的搬运、上架、出库入库整个过程都是由人工作业完成,仓储作业的相关信息采集时间长,信息传递速度慢,信息准确度低。管理人员无法确切了解库存信息,无法准确订货,导致库存水平过高,缺货率也过高。而仓储管理的任务是利用市场经济的手段获得最大的仓储资源的配置,高效率、低成本地组织仓储作业,以优质服务、诚实守信树立企业的形象。另外,仓储作业过程中也有大量的化工危险品,这些危险品的出入库也都是用传统的作业方式,危险性比较大,还有可能造成各种损失。

借助RFID技术,在物品上贴上电子标签,通过自动阅读器,可以方便地收集物品的信息,完成库存盘点、上架、取货、补货等,提高了服务质量,大大降低了管理成本,节省了劳动力和空间,减少了由于物品放置错位、偷窃、出入库损害等造成的各项损失,有助于货运操作人员在拥挤的货场或港口迅速识别出相应的集装箱和其中的货物。[3]

4.2 运输管理

利用RFID技术,在货物运输过程中,可以快速、迅捷地对货物进行跟踪和控制。在途运输的货物和车辆上贴上RFID标签,标签上存储有货物和运输工具的相关信息,然后在货物经停的港口、码头、车站等场所安装读写设备,当运输车辆通过时,接收装置就会接收到标签发出的信息,再将接收到的信息传输至信息中心,应用软件就可以利用这些信息,对货物和车辆进行跟踪和实时控制。

4.3 零售管理

在物品流通过程中,RFID识读设备可取代人工,自动扫描和计费,并将收集到的数据与数据库中存储的数据进行对照,确认数据的有效性后,进行销售,并更新数据库中数据,提高了作业效率,减少出错的几率。标签在终端的销售环节,特别是在超市中,免除了跟踪过程中的人工干预,并能够生成100%准确的业务数据。

利用RFID识读设备及信息管理系统,还可对物品的信息进行查询,对某些具有时效性限制的物品进行控制,提醒商家作出相应处理,避免产生损失,在货物缺货时提醒商家补货,保证货源充足。

利用RFID技术做成的门禁系统,还具有避免货物丢失的功能。[4]

4.4 配送管理

RFID技术能加快配送的速度和拣选与分发过程的效率及准确性,减少人工成本。当识读设备扫过物品上的标签时,物品的详细信息包括生产厂商、生产日期、货品信息及其他信息就被识读出来,与事先输入系统的信息进行比对,确认无误,即可进行配送。这种方式大大提高了拣选的速度及准确率,降低了人工成本。[5]

4.5 流通加工管理

流通加工管理中应用RFID技术可以实现流水线的自动化和智能化,从而提高流通加工效率,节约成本,实现对物品的质量跟踪。通过RFID标签还可以准确获得待加工产品的具体信息,可以方便地满足用户定制的要求,实现最优化加工。[6]

5 RFID技术应用前景展望

RFID技术尽管有其他技术无法比拟的优越性,奠定了其在物流管理中的技术地位,但是单纯的RFID是很难发挥作用,必须与其它技术密切配合,形成一套软硬兼备的系统,才能发挥RFID技术的自动跟踪、一站式通过、高速运动对象识别和多个对象的同时识别的优势。[7]

RFID技术在物流管理中总是和无线传感、GPS、GPRS、条码等硬件技术,物流管理信息系统等软件技术相结合,构成基于物物相联的网络,实现对在途货物的跟踪,对仓储货物的出入库管理等。如果RFID能与电子供应链紧密联系,那它很有可能在几年内取代条形码扫描技术。

随着中国信息工程的推进,有物流需求的企业在构建自己的服务体系的时候,都会选择RFID作为企业信息化实现的手段,而随着RFID标签制作成本的降低,应用的范围会越来越大,应用的力度会越来越强。

当然,任何新的科学技术从诞生到普及使用,都需要过度时间,时间的长短取决于诸多因素,除了技术的自身完善外,还要有线管技术的配备,也不能忽略技术之外的人文环境,而且人文环境的调整和适应往往比技术发明更为复杂,需要的实践更长。

6 RFID系统中待解决的问题

6.1 标准化问题

RFID技术是一种信息交换及流通技术,来自不同体系的信息具有各自的特征,在交流中存在各种障碍,要想使信息能够更好地进行流通和交换,出台交易多方共同遵守的标准十分必要。RFID标准包含四类:技术标准,数据内容标准,一致性标准,应用标准,编码标准和通信协议是RFID标准的核心,各个国家或组织都在对此展开激烈的争夺和研发,力图形成自己的标准体系,并成为世界标准。目前从全球范围来看,成型的可供使用的RFID标准有三个势力较强的,分别是ISO标准体系、EPCGlobal标准体系和Ubiquitous ID标准体系,和两个势力比较弱的,分别是AMl标准体系和l P-X标准体系。这些标准体系被不同的组织和国家控制并使用,还没有形成世界范围内通行的统一标准。我国国家标准委员会已经联合科技部、信息产业部以及上海标准化研究院等多家单位共同进行中国RFID标准的研究,仅推出了针对动物应用的RFID标准草案《动物电子表示通用技术规范》,该规范还在不断的修改和完善中,要想在短时期内全国范围的推广难度很大。[8]

6.2信息安全问题

因为标签最初设计是开放式的,RFID标签中存储的数据,在交换和改写过程中,只要阅读器的发射频率相同,标签就会做出反应,传输的数据就会被读取,从而使自己的数据被不法分子获取,而用于其他不法的目的,使自己的利益受到侵害。目前RFID的安全威胁主要来自以下几个方面:监听、跟踪、欺骗、重放攻击、拒绝服务攻击、系统病毒。

目前,解决此问题的方法是对数据进行加密,限制ID的读取。但此方法的困难在于当某些系统处于非工作状态,系统必须具备激活功能,并对监控系统进行调控,这样就要耗费过多的处理器能力,使标签的设计成本增加,使一些成熟的加密算法或安全方法无法嵌入到标签的硬件中。[9]

6.3 成本问题

RFID系统的天线、芯片、读写器成本都很高,目前的制造工艺还不足以使其成本下降到每个商品都可以使用的程度,因此,高成本的标签只能用于一些价值比较高的商品,目前,美国的一个RFID标签的价格在0.5~0.6美元,即使是沃尔玛这样的零售业先锋,也只能在部分商品上采用。

另外,作为RFID系统的客户,必须安装RFID识读设备,这些识读设备的价格也不菲,据有关报道指出,为每个商店安装一台RFID识读设备的价格不低于10万美元,对一个企业来说,这笔费用可能会超过3000~4000万美元。

7 结束语

随着科学的发展和技术的进步,RFID正在逐渐走进人们的生活,走进流通活动中来。虽然由于成本、标准、安全等方面还不成熟,一定程度上制约了RFID技术的推广和普及,但其在提升物流各个环节的管理效率上的优势是其他信息技术所无法比拟的。很多大型企业已经从应用中获得了收益,管理成本大大下降,管理准确度大大提升,员工工作效率大大提高,并对物联网的构建和实现起到了积极的推动作用。正因如此,RFID技术必将随着标签成本的下降、流通标准的完善和安全性的提高而快速在物流业中得到普及应用。

参考文献

[1]闫柏睿.RFID在物流系统中的应用分析及实证[J].价值工程,2010,19:39-40.

[2]莫凌飞.物联网RFID技术的主要应用[J].杭州科技,2010年01期:18-19.

[3]阮清方.RFID在物流仓储中的运用[J].上海交通大学硕士论文,2007,5:15-18.

[4]慈新新,李德彩,王韬.RFID在物流中的应用及前景[J].微电脑世界,2004,5:18-18,20-22.

[5]黄学成,何远标.RFID及其在物流管理中的应用[J].中国高新技术企业,2010,18:105-106.

[6]董雷,刘凯.RFID技术在现代物流中的应用与实施研究[J].物流科技,2010,2:58-60.

[7]黄惠良.明伦货中宝,让物流绽放智能之光[J].中国信息界.物联网专刊,2012,1:122-124.

[8]标准化问题是困扰RFID技术在中国推广的主要因素.[EB/OL].http://www.mayi-wuliu.cn/wlzshtm/252.html.

RFID技术在军事上的应用 篇8

人员管理

将电子标签植入人员皮下、缝制在衣服上、集成在手表内戴在手腕上，或贴敷在证件上，在营区适当位置安装一些阅读器，便可实现对营区内人员的自动高效管理。在训练场上，系统会自动告诉你某连、某时、多少人到场训练：在考核场上，系统会自动识别出多少人参考、正在考谁、有无替考，在集结地域，队伍只要一通过集结点，马上就知道出动了多少人、多少装备；点名时也不再需要呼点，只要拿着手持式阅读器，在队伍前边一走，谁到谁没到，即可一目了然，紧急集合时，再也不需要到处找人，系统会通过就近的阅读器，向每个人发送信号，提示其迅速归队集合。

车辆管理

给车辆加装上电子标签，通过营门时，马上就可以知道这辆车是哪个单位的。如果在车内安装嵌入传感系统的电子标签读写设备，那么驾驶员是谁、什么时间进出营门、车里坐着哪些人，以及车辆已行驶了多少千米、还剩多少油料等信息马上就能传到管理中心，如果再配上GPS，那么外出车辆到过哪些地方、哪个地点停留了多长时间等信息，也都能记录在案。如果将零配件也“贴”上电子标签，那么在维修保障时，再也不用洗去污垢看型号或者拿着坏件上街采购了，手持阅读器就可帮你轻松识别这个零件是哪个厂家的什么型号的产品。

物资管理

用RFID管理物资器材库，管理人员不会再为清点库存物资而发愁，安装在库房内的阅读器会自动告诉你现在库存有多少、有哪些物资等，当你到仓库领取器材时，系统会自动检测所要寻找物品的存储位置，并检测到存储位置错误的物品，让物品“自动报告”自己的位置，而不需要人为介入查找，领到器材后，不需要办理出库登记手续，出门的一瞬间，阅读器会自动识别出是谁、什么时间领走了哪些器材：同时，系统会自动修改库存量，当库存物资数量不足时，自动提醒管理人员进行物资器材补充，当管理人员把补充的器材放到别的器材架上时，系统又会自动发出“警报”提醒你，器材放错了位置。

应用于作战系统

RFID技术在作战系统上最早的应用还得从第二次世界大战说起。在第二次世界大战期间，为了能够在黑暗中辨别敌我双方飞机，盟军就把RFID技术应用在了战斗机上。随着技术的进步，人们将RFID技术嵌入到自动化指挥系统内，系统会根据指挥员的权限，自动配合其实施作战指挥，可有效防止他人或敌方实施欺骗指挥；将RFID技术嵌入武器系统中，系统会自动识别出操作者是我方人员还是不明来客，若是我方战斗员，武器系统可被正常使用，若是不明来客，武器系统则自动停止工作，以防被敌方利用。

应用于精确化保障

未来信息化战争空前剧烈，战场物资消耗猛增剧涨，军事物流保障的任务更加繁重、责任更加重大，军事物流活动的结果直接影响着战争的胜负。信息化的战场环境要求军事物流必须适时、适地、适量地为作战部队提供物资保障，即在准确的时间与地点向作战部队提供数量适当的军用物资，这给军事物流保障的快速性、机动性和准确性等提出了更高要求。如在作战过程中，在哪个方向投入了多少兵力，有多少装备，携带了多少物资给养，能维持多长时间，需要在什么时间、什么地点补充，通过RFID都可一目了然，这支部队所需的给养现在哪个集装箱内，是否需要向上领取或就近调配，也都清清楚楚，前运物资已到什么地方，有没有送错，都会尽收眼底，弹药消耗了多少，装备损坏了多少，现有多少伤员等等，这些战损情况，系统都能了如指掌，并迅速指挥后装保障分队实施快速、精确的保障。

目前外军对RFID技术应用最具代表性的是美军。伊拉克战争中，美军通过给每个运往海湾的集装箱上加装射频卫星芯片，准确地追踪了国防部发往海湾的4万个集装箱，从而实现对“人员流”、“装备流”和“物资流”的全程跟踪，并指挥和控制其接收、分发和调换，使物资的供应和管理具有较高的透明度，大大提高了军事物流保障的实效性。与海湾战争相比，伊拉克战争中的海运量减少了87％，空运量减少了88．6％，战略支援装备动员量减少了89％，战役物资储备量减少了75％。这种新的运作模式，为美国国防部节省了20亿美元的开支。英军也利用这种先进技术，使高达90％的后勤物资能够高效率地运抵前线。这和1990年海湾战争时的情况相比，可谓天壤之别。