射频识别技术在猪群生产管理中的应用论文(精选9篇)
近年来由于改革开放以及中国加入世贸组织的影响,我国的酿酒行业在技术以及新品的研发上有了长足发展。酒类产品的制作工艺以及产销量也在不断提高。具不完全统计,截止2010年底酒类行业的工业总产值已经突破2千亿元,其中白酒占总产值的65%红酒占到了总产值的30%以上,但是由于酒类市场的不断发展壮大,使越来越多的不法分子看到其中所存在的巨大利益,假冒伪劣的酒类制品屡禁不止极大地破坏了市场环境,对企业造成了巨大的经济损失也严重影响了人们的身体健康与生命安全。在这种情况之下我们迫切需要一种新的防伪管理技术来有效制止假冒劣质酒在市场的流通,建立起监管追溯一条龙的运营模式。而射频识别技术(RFID)可以有效的解决这一难题,该技术的优点在于为每一瓶酒加装一个独一无二的电子身份证。从原产品的种植,仓储,物流运输,到经销商的信息进行全面的记录并提供查询服务,建立起生命链防伪溯源管理从根本上杜绝假酒的产生。
一、酒类防伪现状以及存在的问题 我国大小酒制品企业30000多家,但是真正获取生产许可的只有不到1万家,而在2005年的酒类生产资格调查中显示通过率仅为百分之15%,这说明中小企业假冒伪劣侵权行为严重,并潜在食品安全性问题。此现象发生的原因是因为行业经营比较集中,传统名优酒类品牌知名度高,但行业防伪手段落后,使得不法分子选择对高端酒类造假成为其快速谋取暴利的手段。据《北京晨报》2010年12月23日报道,河北昌黎县周边少数葡萄酒厂家生产假冒伪劣葡萄酒,傍名牌一条龙造假行为尤为猖獗,给当地的知名葡萄酒企业造成了严重的影响,一瓶成本几块钱的酒经过灌装,贴牌,包装后就成了知名品牌的酒,价格也翻了十几倍。尽管各知名酒商不断进行防伪措施的更新换代,但归根结底造成此类原因的问题在于以下三方面:一是大酒厂防伪手段落后;二是标签贴装工艺简单容易造假(通过标签生产商,回收等);三是标签可识别性差,消费者不能判断标签真伪。现有酒类商品防伪手段主要分为:数码防伪(短信防伪),光学防伪,化学油墨防伪,条形码防伪,包装防伪等。这些防伪手段在制作商具备一定的科技含量,但都存在相似的缺点即;防伪信息肉眼可见。包装和防伪标签可被回收再利用或被仿制。而且仿制的产品其外观特征与原包装几乎相同,消费者能难辨别真伪。所以需要研发一种新型防伪技术改善这些存在的问题,提高企业的防伪管理水平。
二、国内外酒类RFID技术的发展现状及应用情况(一)RFID射频识别技术及工作原理:
RFID(RadioFrequencyIdentification)是一种无线射频识别技术,它是自动识别技术的一种。从概念上来讲,RFID类似于条码扫描,对于条码技术而言,它是将已编码的条形码附着于目标物并使用专用的扫描读写器利用光信号将信息由条形磁传送到扫描读写器;而RFID则使用专用的RFID读写器及专门的可附着于目标物的RFID标签,利用频率信号将信息由RFID标签传送至RFID读写器。RFID系统组成如下图所示。标签进入磁场后,接收解读器发出的射频信号,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(PassiveTag,无源标签或被动标签),或者主动发送某一频率的信号(ActiveTag,有源标签或主动标签);解读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。
(二)国外RFID发展现状
美国早在1970年酒开始了RFID的民用化推广,1980年末美国与欧洲的很多家公司开始生产RFID电子标签,如今RFID技术已被光放应用到各个领域,如门禁管理,城市一卡通,物流管理追溯等。2006年初美国的EJGallo葡萄酒公司率先应用了RFID标签,他的主要目的是进行大范围的仓储盘点以及货物运输,但随着市场的不断发展扩大,这种技术逐渐被运用于酒类的溯源防伪领域。近年来德国的伏特加假酒案,印度假酒案致143人甲醇中毒死亡案等不断涌现,在这种情况之下大部分国外知名酒商纷纷采用了RFID射频监测手段来进行有效的监管。直至2010年初RFID酒类溯源技术已经推广到了欧洲9个国家以及美国,印度等国。知名酒商如Jebson&Co,WolfBlassYellowLabelCabernetSauvignon等都率先采用这种技术。
(三)国内RFID发展现状
RFID技术在国内的应用还不是很广泛,只有部分领域使用了这种技术,如公交一卡通,邮政包裹,二代身份证等,并且功能及作用范围十分有限。2006年科技部等15部委发布《中国射频识别技术政策白皮书》指出RFID产业将成为国民经济的新增长点,并在重大项目尅申请指南中强调:在“十一五”期间大力发展射频识别技术。我国酒类制品造假由来已久,早在1994年山西溯州假酒案造成十几人中毒死亡,使与本案无关的中国四大名酒之首山西汾酒从行业第一(“汾老大”)跌落20名以外,十余年不能恢复元气。当今假烟假酒盛行已是公开的事实。市场盛传茅台真假比例为1:9,五粮液真假比例为1:3,洋河真假比例为1:1,等等。这些是无法统计无法验证的。2009年末为响应国家对于食品安全朔源的管理要求和提升行业品牌形象,五粮液、茅台、双钩、泸州老窖纷纷开始尝试应用RFID技术进行防伪管理,但由于方案设计不够成熟成本以及成本过高等原因,其实无法大力推广使用。
三、RFID酒类防伪追溯管理解决方案
(一)防伪需求分析
1.产品假冒:今年来各个知名白,红酒厂家均被假冒伪劣产品所困扰,年损失几千万,使用的防伪技术老旧无法从源头解决根本问题。2.消费者对商品信息的需求:消费者需要了解酒的质量,是否假冒,以及产地,生产厂家,生产日期,品种,等级是否与实务相符以及酒的原料成分,生长环境,制作工艺,文化内涵等。3.生产企业对防伪信息的需求:需要做到高度可靠,难以伪造,保证物流过程产品安全等。4.流通企业对产品信息的需求:做到使用方便,操作简单,防伪及产品质量安全信息能够快速查询,投入的设施和费用企业能够承担。5.政府监管部门对信息的需求:酒类流通监管,结合管理制度建立产品履历管理体系,产品检验及鉴定信息等。
(二)项目可行性分析
选择有市场基础和雄厚实力并且迫切需要此类技术进行产品完善工作的昌黎葡萄酒公司为试点,建立基于RFID技术的酒类防伪综合示范的标准化基地,从酒的整个生产流程推行基于RFID技术的酒类防伪示范工程,开展酒类防伪综合应用试点,项目运营成熟后在逐渐推广到其他酒类企业。目前,酒类防伪系统在国内市场还处于导入期,需要广泛的宣传以及政府的支持。通过研究RFID在酒类防伪溯源中的应用,提出低成本合理化的RFID技术解决方案,实现RFID技术在酒类行业的推广,形成行业应用标准,带动我国RFID技术产业化的发展,同时也宣传了酒类防伪溯源的离你那,推动了传统名优白酒产业在“十一五”的健康发展,有利于出尽白酒产业向名优白酒方向的发展。在技术方面,传统的酒类防伪溯源技术存在着很多缺陷,如记载信息量太小,不能完整的记录涉及的所有信息,信息只读不支持写入,识读范围小,容易损坏,不能适应潮湿的环境等。而RFID则基于无线射频技术,可以完成对于标签内容的识读与数据集成,可以记载大量的商品物流信息等,并且可读可写式的记录方式可以有效的做到产品的追溯工作能够及时发现存在的问题。此外,RFID标签具有使用寿命长,安全性高,对环境要求低等优点,拥有条形码不具备的防水,防磁,耐高温等性能。近年来RFID技术发展迅速,我国的铁路,公交,邮政,物流,烟草,医药,公安等诸多行业都已经使用了RFID技术。由于其技术给人带来极大地方便,并且随着价格的下降技术的完善,RFID技术正向日常生活工作的各个方面快速渗透。RFID的普及为基于RFID技术的酒类防伪系统研究提供了基础,通过研究RFID在酒类防伪系统中的技术应用,有助于探索酒类防伪标准中的关键技术标准规范,加快创新,推动RFID产业发展。企业方面,基于RFID技术的酒类防伪追溯系统可以帮助企业实现标准化的防伪规范和防伪操作流程,能够利用RFID技术优势实现自动数据采集提高工作效率,帮助企业提高监管生产能力,扩展品牌质量优势。我国是酒制品生产大国,酒类企业众多,基于RFID的防伪溯源技术拥有广阔的市场前景。
消费者方面,消费者对于酒类的质量,卫生情况有着越来越高的要求。RFID酒类溯源防伪能够提供给消费者一系列的酒类信息并且保证酒品的安全,并能消费者对于酒的知情权和选择权,使消费者购买的更放心。(三)总体方案 1.方案概述 在竞争日益加剧的今天,产品质量已经关乎到企业的生死,是每个企业都不能忽视的问题,企业必须加快技术革新,采用先进的工艺技术,加强产品质量监管,增强国内外市场竞争力,减少投入,不断提高经济效益。质量管理对于企业是非常现实的需求,在实现质量的过程中,质量追踪起着重要的作用。系统覆盖了从生产至出入库至市场查询等流通环节,具有很高的完整性和灵活性。其与物流系统结合后,将具有强大的防伪防窜和全方位的追踪溯源功能。该系统采用自动化技术,自动识别技术以及信息加密技术,给每件产品赋予唯一的身份标签,通过在生产过程中进行产品赋码及对流通销售信息的监管,实现对每件酒类产品的物流,信息流进行监督管理和控制。方案以RFID技术为数据管理手段,对企业生产分销等环节的作业过程进行自动识别实现信息化管理,以确保业务过程中对各种对象管理的正确性,准确性。信息化建设主要针对防伪,溯源管理,仓库管理,分销管理,流向追溯无方面开实施。在商品防伪领域内,防伪技术是保护消费者权益和企业利益的重要技术。然而目前市场上的防伪产品采用的防伪技术绝大部分仍然是纸质材料,这些材料和技术容易被复制和替换不能起到其应有的作用,而RFID芯片内容无法被仿制。在生产环节中提前将RFID标签标签初始化并关联到相应的生产任务中,生产时将RFID标签缝制在红酒内,为以后的业务过程打下数据基础。生产环节根据企业需要还应对圆脸的采购,加工,生产的工序,公式等进行相应的管理。仓库管理除了基本的入库,盘点管理外,还应明确货区货位,对产品的销售周期,库存成本,库龄周期,库存属性,库内业务效率等做相应的分析管理。分销环节中使用定制的线体对大型仓库的出入库数据进行采集,门店应用无线终端进行收发货操作。以此来实现总公司到分公司到代理商,加盟店店的数据共享。当企业的管理平台搭建成功后,就可以对从生产到销售终端的质量追溯,防伪防串,渠道优化整合等出具管理依据。2.整体技术方案 由上图所示该系统架构分为五部分组成:接入层;数据层;服务层;应用层;表示层。
(1)接入层:主要的作用是通过读写器,传感器,无线网络等设备采集相关射频信号数据并发送这些数据层进行下一步操作。
(2)数据层:包括单位信息,产品数据,容器信息,事件信息等,并把这些信息发送到服务层进行解码转换等工作。
(3)服务层:包括注册编码解析,RFID信息服务,RFID发现服务,异常处理服务等,其作用是通过特定的编码解析把射频数据转换为数字数据并储存到中心服务器中以备后续调用;此外通过数据的交互可对RFID设备的运行请款进行管理,并能处理发生的问题。
(4)应用层:包括采购管理,生产管理,物流管理,质量管理,跟踪追溯等应用系统。这些管理系统跟服务层的中央数据库相连并调用数据库中的数据,了解事实储存的信息进行生产,物流仓储等方面的管理。
(5)表示层:是企业网站和相关部门的网站入口,现有的企业ERP或信息系统可以在应用层通过接口集成。使各个监管部门可以有效的进行管理并执行检查的工作。
此整体技术方案目的是通过RFID电子标签的特性把酒类防伪应用中遇到的防伪技术仿造问题解决,彻底解决防伪标签防伪码被再利用的问题通过防止回收使用的电子标签封转技术解决,解决电子标签在酒类瓶装封装环境下的自动写入,可识读适应性问题,解决酒类产品全程追踪溯源问题。在产品出现问题的情况下可以快速找到出问题的环节。3.流程设计思路
系统在一台服务器的平台上运行,其功能主要由五个模块组成:单件酒类防伪管理模块;酒类跟踪管理模块;自动化生产管理模块;酒类仓库管理模块;酒类物流管理模块。追溯体系包含如下环节:
(1)原料储存环节:原料库RFID分类管理,先进先出,原料等级分区。(2)生产管理环节:生产线赋予每瓶酒RFID标签并进行生产工位计件。(3)成品中心库管理环节:生产完的酒瓶通过RFID自动感应上传入库信息;并实现库存酒RFID手持机快速盘点
(4)异地库管理环节:异地库可通过RFID手持PDA进行收货,确认货物是否完整被调换过,从何处发货等。
(5)经销商管理环节:经销商通过RFID手持PDA可查到此货物的发货运输信息。
(6)终端用户管理环节:终端客户通过RFID终端查询机可以查到每瓶酒的原料生产过程,仓储,物流,经销商所有信息,起到全程追溯的作用。4.应用方案(1)防伪瓶盖的设计:瓶盖的内嵌RFID电子标签与瓶盖的热塑膜封口相连,当撕开热塑膜封口后机械结构会把RFID芯片破坏从而达到开盖即损,无法回收的效果。
(2)电子标签数据信息
EPC编码结构标准包括:EPC-64,EPC-96,EPC-256。考虑到酒类产品出货量为中等,选择64b进行EPCID编码。现有条形码的主要数据信息为商品身份,其他包括生产厂家、产地、规格、生产日期等。EPC标签存储的信息要远大于条形码,但数据信息影响标签的读取速度,用RFID防伪是根据EPCID码进行数据库的检索操作,射频标签的数据格式关键在数据库的检索码DSC(DataSearchedCode)。出于上述考虑,酒类EPC标签数据信息设计为APC+PTC+ATC+UID,每块分配16b数据,也可根据需要分配。其中,APC为生产厂家代码,PTC为产品类型代码,ATC为产地、生产日期,UID为单个产品的惟一序列标识码。主要技术指标: 工作频率:925MHZ 适用温度:-40°至150° 通信速率:≥260kbps 存储容量:≥512kbits 康液体环境(3)防伪识别器
防伪识别器是检测产品真伪的终端设备,可以通过视频显示消费者需要的真伪信息。其主要分布在各大酒类销售场所,超市街头等,消费者可以很容易找到。(4)防伪识别器硬件架构:
读写器,用来读取酒类EPC标签信息并传送到处理平台。
工业计算机(IndustryComputer,IC),实现数据处理、传送、查询、显示。中间件,转换不同标准读写器和防伪识别器的连接 图6.防伪识别器硬件架构(5)防伪识别器软件架构:
读写器控制模块:发送读写器控制指令实现射频标签的数据读取与传输。用户操作平台的搭建:提供完善直观的界面,操作简单,可快速查询酒类信息。
产品数据库:管理酒类产品的信息查新,更新,删除。数据传输:负责与监管中心进行数据交换。(6)主要技术指标:
工作频率:925MHZ 通信协议:ISO180006C 输出功率:+20dBm-+30dbm 调制方式:100%ASK调制 最远读取距离:3米,最远写入距离:0.5米
多标签读取速率:≥300个每秒 工作温度:-20°至60° 酒类产品生命周期流程追踪设计
(1)黏贴射频电子标签:通过自动化的方法在产品的相应位置放置RFID防伪射频标签。
(2)生产线上安装固定式读写设备,向标签内写入数据,并自动记录该信息酒类在包装生产线的末端放置有读写设备,电子标签通过读写区域时,读写器自动读出标签ID号,并写入酒类的EPC代码,同时在用户数据区内写入其他信息如产品下线时间等;同时,读写器可以根据一定的算法为每一个标签设定不同的访问密码,防止有人企图修改标签内部的数据。另外,服务器记录该标签信息,为每瓶酒建立档案以便查询。完成数据写入工作后将酒类装入包装箱准备入库。(3)仓储管理:在每瓶出产的酒的瓶颈上运用EPC的电子标签,记录摆放位置、产品类別、日期等数据;而透过在酒瓶上的标签,则可根据每个产品特有的编码,随時掌握货品状态、包括温度是否适合、酒的质量情况等,以便仓储管理,也能立即了解需要补货的项目,方便于缺货管理。而且在退换货的情况时只要倒入系统里,便可以对数据进行修改。
(4)配送物流管理:通过RFID读取包装箱上的标签数据进行快色货物盘点,了解货物种类并进一步录入数据,如配送地点配送时间及配送的酒类数量等。(5)经销商、零售商配备手持机检验酒的真伪:在消费者购买酒类产品时零售商用手持机当场检验酒类的真伪,如果可以顺利读到数据,表明该瓶酒是真酒,如果不能读出标签内数据,消费者可以拒绝购买。以此方式可以从源头上杜绝假酒的产生。电子标签不可能做到重复利用,可以排除不法分子回收旧酒盒后,将电子标签拆下再次使用冒充真酒的可能;此外,假酒生产厂商伪造仿冒RFID系统的代价太过于高昂基本不可能实现。
四、结语
1 射频识别技术的工作原理
射频识别系统通常由三部分组成:即标签、阅读器和天线。
标签(射频卡):由耦合元件及芯片组成,标签含有内置天线,以便与财频天线间进行通信。
阅读器:读取(在读写卡中还可以写入)标签信息的设备。
天线:在标签和读取器间传递射频信号。
标签由耦合元件及芯片组成,每个标签具有惟一的电子数据,可附着在物体上标识目标对象:
读写器也称为阅读器。用以产生发射无线电射频信号并接收由电子标签反射回的无线电射频信号,经处理后获取标签数据信息。有时还可以写入标签信息的设备。读写器的收发距离可长可短,根据它本身的输出功率和使用频率的不同,从几厘米到几十米不等。
天线(Antenna)。在标签和读写器间传递射频信号控制数据的获取和通讯。一般而言天线都会与读写器整合在一起,可设计为手持式或固定式。以最常见的交通卡为例,卡内嵌有一个电子标签公交车上的读卡器内置了一个读写器和一根天线,其读写距离为10厘米左右,属于低频产品,成本相对较低。
当标签进入磁场时,接收到读写器通过天线发送的一定频率的射频信号就能产生感应电流从而获得能量,发送出存储在芯片中的自身编码等信息(被动式标签),或者主动发送某一频率的信号(主动式标签)。读写器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。这样,读写器通过天线可实现无接触地读取并识别标签中所保存的电子数据,从而达到自动识别物体的目的。
有些系统还通过阅读器的RS232或RS485接口与外部计算机(上位机主系统)连接,进行数据交换。系统的基本工作流程是: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,如图1和图2所示。
2 无线射频识别系统在物流管理中的应用
物流管理是RFID技术最大的应用舞台。虽然现有IT和自动化技术大大提高了该领域的效率,但仍有很多工作主要依靠人工来完成,例如货物的清点、盘库和数据录入等。虽然有手持式条形码识别器等辅助工具,但效率低下、差错率居高不下等问题仍然无法得到有效的解决。信息的准确性和及时性是物流及供应链管理的关键因素,对此RFID技术能够提供充分的保证。RFID系统使供应链的透明度大大提高,物品能在供应链的任何地方被实时地追踪,同时消除了以往各环节上的人工错误。安装在工厂、配送中心、仓库及商场货架上的读写器能够自动记录物品在整个供应链的流动———从生产线到最终的消费者。另外,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,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ID。
随着芯片技术的不断进步,标签成本的降低、读写距离的提高、存储容量的增大、处理时间的缩短将成为可能,射频识别产品的种类将越来越丰富,应用也越来越广泛。可以预计,在未来的几年中,射频识别技术将持续保持高速发展,并将带来一场巨大的变革。射频识别技术在国外发展非常迅速,已被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。尽管我国射频识别技术起步较晚,射频识别技术应用状况还处于初级阶段,但市场前景非常广阔。相信在不久的将来,射频识别技术的应用将在生产线自动化、仓储管理、电子物品监视系统、货运集装箱的识别以及畜牧管理等方面会有很大的突破。下面介绍一些实例。
2.1 集装箱车辆及货物射频识别监控系统
集装箱车辆及货物射频识别监控系统由电脑、管理软件、智能电子标签、智能电子标签阅读器、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。车辆进出可以不停车,免伸手,实现对车辆、货物实时监控,高效、准确的管理。具体流程如下:
(1)每辆车在档风玻璃内放置一块记录本车基本信息的智能电子标签(SD2001)(射频卡大小)。
(2)在道口进出口上安放一台智能标签阅读器(SD3000)及一套控制箱,同时配置道闸和地感线圈。
(3)当带有智能电子标签的集装箱车进入地感线圈时,地感线圈得到信号,同时智能标签阅读器也读到智能电子标签的信号。系统自动识别,如果是合法的,就发出信号,打开道闸,允许车辆通过。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。
(4)车辆过道闸后通过门内地感线圈时,又产生信号,让道闸关闭。
(5)车辆通过高峰时,即车辆一辆接一辆进入时,可以通过软件设置,道闸处于常开状态,当最后一辆车辆进入时道闸放下。
(6)车辆出入的全部信息均由电脑实时记录,并生成车流量的准确日报,月报统计。
2.2 射频识别技术在港口载货汽车调度管理中的应用
利用RFID射频识别技术来实现港区载货汽车的智能调度与管理,是将RFID系统、电子汽车衡、控制信号装置等组成车辆身份自动识别和称重控制系统,结合计算机生产管理系统以及信息数据库管理系统,通过信息化和网络化建设有效提高计划控制和调度管理的实时性和准确性,简化磅房工作人员的操作,降低劳动强度,缩短车辆过磅的检斤时间,从而提高港口的生产作业效率和管理水平。下面是一个我国某港口实际应用的实例。该系统按照系统功能模块划分,可划分为车辆登记与发卡管理子系统、车辆称重控制与管理子系统、计划控制与管理子系统、数据信息统计分析管理子系统、系统维护管理子系统。各子系统功能描述如下:
(1)车辆登记及发卡管理子系统
该子系统完成对车辆信息的采集登记以及车辆射频卡的发放记录。车辆基本信息,如号牌、车架号、发动机号、车主、核准载重等信息通过人工输人获取。空载货运车辆在人港泊车区通过检查后驶人地磅称重,称重值作为核准皮重信息,通过RFID读写器写入车载射频卡中,以便以后除皮或再次入港检查核准用。车载射频标签的ID号与车辆的牌照号码、车架号码是一对一的关系。在系统网络正常情况下,只需读取车载射频标签的ID号就可通过已建立的车辆信息数据库进行车辆信息的查询调用。
(2)车辆称重控制及管理子系统
空车、重车信息的采集过程是通过不同地点的磅房设备自动完成。该子系统通过计算机与外设的通信接口和I/0控制接口,实现对信号灯、报警器、栏杆机的自动控制,还可通过RFID读写器对射频卡进行读写操作,并自动采集汽车衡控制仪表的称重数据。系统对采集的信息(如车辆类别、重量信息、车辆状态)进行处理判断,根据不同的判断结果引导车辆转入不同的流程。该子系统通过磅房计算机的网络接1:3将采集到的信息上传至数据服务器进行存储记录。
(3)计划下达与管理控制子系统
计划下达与管理控制子系统是系统中对港口货物从数量上集中控制管理的模块,实现对来港车辆作业数量的有效控制与管理。该子系统也是系统物流信息的源头,能完成计划制定、计划修改、计划跟踪执行、计划管理控制功能。因为计划管理部门、调度控制部门、现场检斤磅房全部连成网络,各个磅房可实时获取各货物的计划发运量,并可自动累加,统计生成货物的已发货量、剩余发货量等信息,当货物的累计发货量接近计划发货量时(可设定相应的数值),系统会自动提示检斤人员停止该货物的检斤操作,以确保货物发运的有序进行。同样,货运计划的下达部门也可根据可能发生的情况,对货运计划进行临时调整,调整的计划也将实时传递到各个磅房,提示检斤员进行相关的操作。
(4)数据信息统计分析管理子系统
系统通过各个信息采集点(计划下达、调度管理、车辆登记、入港检验、装载检斤、出港检验)采集了作业车辆的大量信息。数据信息管理子系统对这些信息进行统计分析处理,并按照既定格式输出统计报表。该子系统可以为货主、生产管理部门提供及时准确的信息量,提高服务质量、提高生产效率、提高管理水平。
(5)系统维护管理子系统
系统维护管理子系统是为了使应用软件平台操作更具灵活性、维护更具方面性而设计的功能模块。其中包括:系统数据字典的设计、编辑、查询功能;系统软件的参数配置功能设置、修改编辑功能;系统用户的管理和权限的设置、编辑和修改;系统日志的查询、打印、清除功能。
这样就构成了一个车辆调度及信息化的管理系统如图3所示。
关键词:射频识别技术
中图分类号:TP391 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 15-0000-01
Enterprise Network Management of Using of Radio Frequency Identification Technology
Liu Wei
(China Machinery TDI International Engineering Company Ltd.,Luoyang471039,China)
Abstract:In the enterprise network equipment and network information management,the use of radio frequency identification technology on the traditional management approach to innovation,from the demand function,and so discussion of radio frequency identification technology in network management applications,network management provides a new direction.
Keywords:Radio frequency identification technology
企业的网络建设已形成一定的规模,使用传统的方式和手段已不能满足网络管理和资产管理的需要,采用射频识别技术,突破传统管理模式,来实现信息化设备管理的飞跃。
一、企业网络管理的需求分析
企业网络设备不仅具有固定资产的特征(包括购入的时间、型号、价格、数量、统一的固定资产编号和企业的管理信息等),本身还具有设备的特征(MAC地址、IP地址、管理信息、设备位置信息等),同时一些非固定资产同时也存在管理使用的问题如(软件锁、序列号等)。在资产盘点、核查等工作中不断重复地统计、效率低下、易发生错误,而设备的网络信息及维护维修信息,既与资产属性相互独立又与其相互联系,管理中往往沟通不畅,很难一一对应,信息的更新不及时,经年累月,易造成混乱,而传统的电子化管理又极为繁琐,同时设备的安全管理要求也不断提高,必须采用更科学的管理手段。
二、采用射频识别技术实施网络管理
射频识别技术的基本原理是电磁理论,是一种非接触式的自动识别技术,具有识别距离远,智能性高,使用寿命长,标签数据可以加密,存储数据容量大,存储信息更加自如等优点,是一种应用规模前景很大的高新技术。
在使用射频识别技术的应用系统中应包括读写器、电子标签、计算机网络、除此之外还应考虑读写器天线的安装、传输距离的远近等问题的影响,对应于网络管理的需求实施起来分为两个部分:一部分是系统管理中心,主要负责系统各方面基础信息和设备信息的录入和系统初始化、变更、数据交换,信息的收集和处理。另一部分是手持系统,负责初始化信息,贴标签,及数据导入,收集现场设备信息等。
(一)设备信息初始化。设备信息初始化是设备的固有信息登记,如固定资产,在RFID固定读写器上,扫描身份卡和RFID卡,完成初始化,非固定资产则需要在身份卡上标识非固定资产的时效、版本、形式等信息。
(二)设备的资产管理。设备的出入库配合设备的电子化管理形成统一的手续通过读取设备的RFID标签即可查询设备的情况及信息。
(三)设备报废。设备报废必须经过企业的设备报废程序,经过批准、核实,实现报废,同时更改设备信息,形成设备的报废编号及详细信息。
(四)电子标签的选择。选择适合企业情况的频段的电子标签,确定和定义数据格式,形成统一的数据链。
(五)现场贴标签。将设备的初始化信息导入到手持机,然后根据企业的部门编号找到设备,将必要的信息写入标签并贴上标签。
(六)设备信息的读取、更改、回写。现场对设备进行维护和操作的时候,先读取标签内的设备信息,设备维护更改信息后,临时保存在手持机中,最后将更改后保存在手持机内的信息回写到标签内。
(七)现场数据上传。上传时保持现场的数据和系统内数据一致。
(八)数据库的建立。建立统一的企业数据库系统,完成支持系统运行的核心操作。
(九)数据同步和共享。进入系统中心的数据保持同步,同时能够随时被企业各部门有条件的查询和使用。
(十)系统的安全管理。形成系统独立的权限管理和安全管理,对网络环境、数据链形成保护。
三、射频识别网络化管理的功能
管理中心包括基础信息管理、手持机初始化、设备信息维护、数据交换、数据查询、报表等功能。
基础信息管理是对标签的数据项定义、数据语法格式定义、以及权限的管理。手持机初始化是将设备信息、设备状态信息、管理员信息等一系列基础信息和相关手持机系统程序一起导入到手持机,初始化后手持机原来存储的系统数据和程序都被刷新。设备信息维护包括录入、修改、更新设备的信息。数据交换是管理中心和手持机之间的数据交换,包括中心数据库的建立,数据的流动,数据的安全以及数据的唯一判断,不同的数据在不同数据元中处理,新、旧数据冲突等在管理中心和手持机中被定义。数据查询提供管理中心随时的系统及设备等信息的查询功能,数据库的选择提供了数据的查询能力。报表功能提供了管理中心的网络报表输出功能,根据企业管理功能支持多种报表功能。
手持机的功能包括身份确认、贴标签、标签信息扫描、设备信息读写、手持机和管理中心数据交换、数据的安全管理。
四、总结
摘要:介绍了以TMS3705为射频基站的射频识别系统,给出了其在汽车智能防盗装置中的应用工作原理、硬件组成,以及软件设计方法和软件流程;同时介绍了为提高识别可靠性而对TMS3705信息读取采用的16位循环冗余校验的具体算法。
关键词:TMS3705;射频识别;汽车防盗;CRC校验
射频识别(RadioFrequencyIdentification,以下简称RFID)技术是近几年发展起来的一项新技术,它是射频技术和IC卡技术有机结合的产物。较之普通的磁卡和IC卡,RFID技术具有使用方便、数据交换速度快、便于维护和使用寿命长等优点。特别是它解决了无源(卡中无电源)和免接触这两大难题。与磁卡、IC卡等接触式识别技术不同,RFID系统的应答器和读写器之间无须物理接触就可完成识别功能,因而可实现多目标识别、运动目标识别,因而可应用在更广泛的场合。文中介绍的射频识别系统和相应的数据校验算法是射频识别技术在汽车防盗器中应用的一次成功尝试。
1射频识别基本原理
典型的射频识别系统由应答器(Transponder)、阅读器(Reader)以及数据交换和管理系统等组成。该系统的基本工作原理为:阅读器读写终端不断地发出一组固定频率(一般为134.2kHz)的电磁波信号,这样,当非接触式卡(应答器)片内的一个LC串联谐振电路进入阅读器读写终端的工作区域内,且其工作频率与读写终端发送信号的频率相同时,在电磁波激励下,LC谐振电路产生共振。共振使卡内的电容有了电荷,此时在电容另一端接的一个单向导通电子泵就可以将电容内的电荷送到另一个电容内并存储。当所积累的电荷的电压值达到2V时,这个电压就可作为应答器的工作电源。此时,应答器响应阅读器的要求,并将信息调制,同时发出以供阅读器解调读取。应答器内的E2PROM用来存储其唯一电子标签的ID号(编码长度为64位)以及其它用户数据。
图1
2射频识别汽车防盗报警器设计
本文研制的射频识别系统是以美国德州仪器公司的TMS3705为射频信号读写芯片,并以该公司的RI-TRP-RR2B(只读型)作为应答器。该设计中的基站芯片与微处理器(MCU)的通信只需两根通用I/0口线即可,因而使用起来十分方便。调制解调电路如图1所示.
应答器发射的信号经阅读器天线接收、基站处理后即可送至微处理器的I/O口。送入阅读器的是FSK(FrequencyShiftKeyed)信号,阅读器只负责信号的解调工作,而信号的解码由微处理器来完成。微处理器可根据输入信号的高、低电平持续时间进行解码操作。
2.1RI-TRP-RR2B射频卡中的数据存储格式
RI-TRP-RR2B应答器内共有14字节的数据,其存放顺序如表1所列。用户数据区共有10个字节,其中第2~9字节为用户64位ID区,第10、11字节为CRC校验码。
表1RI-TRP-RR2B内的数据
第1个字节起始字节FEH第2~11个字节用户数据区第12个字节停止字节FEH第13、14个字节第13个字节=第2个字节;第14个字节=3字节
2.2基于射频识别技术的汽车防盗器
该系统以ATMEL公司的AT89C51单片机为核心,其硬件组成如图2所示。该系统由射频识别装置、外部存储器、语音电路、时钟电路、电源管理电路、看门狗和检测控制电路组成。此系统的兼容性很高,可与其它防盗器配套使用,是一种性价比较高的汽车防盗装置。该防盗报警系统的主要功能特点如下:
(1)普通汽车防盗器主要是采用键盘输入方式对司机身份进行识别的,这种方式给驾驶带来诸多不便,而且由于其密码组合有限,较容易被窃取和破译。而采用射频识别技术来识别身份,则可有效解决这一问题。车主只须携带应答器(32mm)靠近阅读器的感应线圈(进入7cm左右的感应范围),即可在瞬间完成身份识别,并且其密码不宜破译,因而大大提高了防盗效果。如果原有的应答器丢失,那么,使用者只须按下“学习”键,然后将备用的应答器靠近感应天线即可完成ID的学习,原有的ID会自动清除,同时使丢失的应答器失效,备用应答器生效。
(2)它的外部存储器采用ATMEL的AT24C01串型E2PROM。AT24C01是具有I2C总线的1k位电可擦除存储器,可用来存储车主的ID和突然掉电前单片机的标志信息。由于它是非易失性存储器,所以,掉电后其存储的信息不会丢失。重新上电后,系统又会回到掉电前的状态,这样可以有效地防止人为对汽车电源的破坏,提高安全性。
(3)语音电路以ISD1420集成语音芯片为核心,结合调理和功放电路便可实现多段语音的录放,而且其音质良好。利用该电路可以方便地实现防盗系统的安全提示和报警功能。
(4)电源管理电路和看门狗电路采用MAX705来完成。该芯片兼有电源管理与看门狗的功能。其中电源管理与单片机软件结合主要可用来对突然掉电进行数据保护,使单片机将掉电前瞬间的状态信息保存到E2PROM中,以备重新上电时读取。而看门狗电路则可有效地进行单片机监控,防止汽车上的各种干扰使单片机陷入死循环,从而提高整机的稳定性和可靠性。
图3
(5)检测控制电路用来检测汽车的各种状态信息,以供单片机决策判断之用。其中包括对车门的检测、对电源的检测、对刹车信号的检测和对按键的检测。控制电路则包括方向灯的控制、电源的控制、中控锁的控制和轮毂锁的控制。
3射频识别系统的软件设计
射频识别系统的软件设计核心是对射频卡发出的信号进行读取和校验。其中身份识别子程序流程图如图3所示。本系统中所用到的射频卡是只读卡,所以只需将其唯一的64位ID读出,然后经校验无误后与E2PROM中已存的ID进行对比,即可确定车主身份。
3.1射频信号的读取
图4给出了信号每个字节的格式,它由10位组成。第一位是起始位,固定为1,最后一位是停止位,固定为0,第2~9位是实际发送的`数据(最先收到的位为LSB),由于是负逻辑?故数据需反相处理。
图5所示是阅读器读取数据的时序。射频卡发出的数据采用FSK调制。操作时可将TXCT置为0,延时50ms,然后再将TXCT恢复成1。此后约经过3ms,SCIO开始输出数据。该数据的第一个字节即为起始字节,总共输出14字节数据。
3.2CRC数据校验算法
CRC校验是为了检查信息字段是否传送正确而设置的,它是信息字段的函数。本文采用16位循环冗余校验码(CRC-CCITT),其生成的多项式为:
CRC校验码由于其实现简单、准确率高而在通讯中广泛采用。本文采用的CRC-CCITT能检测出所有的双错、奇数位错、突发长度不大于16的突发错、99.997%的突发长度为17的突发错和99.998%的突发长度大于或等于18的突发错。CRC校验码的运算可以用移位寄存器和半加器来实现?具体的校验原理如图6所示。发送端的校验过程如下:
(1)先将CRC校验码(2个字节)的初始值设定为00H,00H(图6中0~15表示CRC的位0~15)。
(2)CRC校验码全部右移一位,并在A处与要进行CRC校验的数据的第1位作XOR运算。
(3)经步骤2运算后,A处的结果如为1,则反相MSB(位15),然后检查MSB是否为1,如MSB为1则反相位13和位10,否则转到步骤4。而如果A处的结果为0,则检查MSB是否为1,若MSB为1则反相位3和位10,不是则转到步骤4。
(4)检查A处是否已运算64次,若不是,则重复步骤2到4。
(5)重复2~4步,做CRC运算,所得最后数值就是CRC校验码。
接收端校验的过程实际是所有信息码加上CRC校验码,然后将其作为一个整体再求一次CRC校验的过程,如果最后结果是全零,则表示CRC校验正确,否则表示错误。
应答器信息的读取必须严格按照其时序进行,否则将得不到所需的正确信息。限于篇幅,本文未列出具体程序。
4结束语
(1)工作频率
根据工作频率的不同可分为低频和高频系统。①低频系统一般指其工作频率小于30MHz的系统。其基本特点是:射频卡的成本较低、标签内保存的数据量较少、阅读距离较短(无源情况,典型阅读距离为10cm)、射频卡外形多样(卡状、环状、钮扣状、笔状)、阅读天线方向性不强等。低频系统多用于短距离、低成本的应用中,如多数的门禁控制、动物监管、货物跟踪。②高频系统一般指其工作频率大于400MHz的系统。高频系统的基本特点是射频卡及读写器成本均较高、卡内保存的数据量较大、阅读距离较远(可达几m~十几m)、适应物体高速运动性能好、外形一般为卡状、阅读天线及射频卡天线均有较强的方向性。高频系统多应用于需要较长的读写距离和高的读写速度的场合,像火车监控、高速公路收费等系统。
(2)射频卡
根据射频卡的不同可分成可读写(RW)卡、一次写入多次读出(WORM)卡和只读(RO)卡三种。RW卡一般比WORM卡和RO卡贵得多,如电话卡、信用卡等。一般情况下改写数据所花费的时间远大于读取数据所花费的时间(常规为改写所花费的时间为s级,阅读花费的时间为ms级)。WORM卡是用户可以一次性写入的卡,写入后数据不能改变,且比RW卡要便宜。RO卡存有一个唯一的号码,不能逐改,保证了安全性。RO卡最便宜。
(3)射频卡的有源与无源
射频卡可分为有源及无源两种。有源射频卡使用卡内电池的能量、识别距离较长,可达十几m,但是它的寿命有限(3~),且价格较高;无源射频卡不含电池,利用读写器发射的电磁波提供能量,重量轻、体积小、寿命长、很便宜,但它的发射距离受限制,一般是几十cm,且需要读写器的发射功率大。
(4)调制方式
根据调制方式的不同还可分为主动式和被动式。①主动式的射频卡用自身的射频能量主动地发送数据给读写器。②被动式的射频卡,使用调制散射方式发射数据。它必须利用读写器的载波调制自己的信号,适宜在门禁或交通的应用中使用。因为读写器可以确保只激活一定范围之内的射频卡。
随着我国高等教育的快速发展,建立符合高等教育规律的现代大学管理体系是建设高水平大学的重要保证,管理信息化是实现管理现代化的重要途径。管理信息化带动管理科学化,管理科学化促进管理规范化,运用现代科学技术,加强信息化管理,是提高高校管理水平和效率的有效手段。射频识别技术具有广阔的应用前景,在高校的信息化管理中将发挥重要的作用。
2、射频识别技术简介
2.1 射频识别技术的发展
射频识别(R a d i o F r e q u e n c y Identification,以下称RFID)是一种非接触式的自动识别技术。早在二战时期,美军就曾使用这种技术来识别盟军的飞机,但是由于技术和成本原因,一直没有得到广泛应用。近年来,RFID技术及应用正处于迅速上升的时期,被业界公认为是本世纪最有潜力的技术之一。
2.2 RFID系统的组成和工作原理
R F I D应用系统一般由射频识别读写硬件、通信与接口中间件、应用系统三部分组成。射频识别读写硬件是系统的关键部分,完成被识别物体的信息采集和存储,主要由RFID电子标签、阅读器和射频天线组成。RFID电子标签由标签芯片及标签天线(或线圈)组成,附着在待识别的物体上。标签芯片是具有无线收发和存贮功能的单片系统,它存有一定格式的电子数据,可根据需要标识信息。标签天线用于和射频天线间进行通信。阅读器主要用于读取或写入电子标签信息。射频天线在电子标签和阅读器间传递射频信号,可与阅读器集成在一起。
R F I D系统的基本工作原理如图1所示。阅读器通过射频天线发送一定频率的射频信号, 当电子标签进入发射天线工作区域时产生感应电流,获得能量被激活;电子标签将自身编码等信息通过标签天线发送出去;射频天线接收从电子标签发送来的载波信号,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[1]。
2.3 RFID的技术特点和应用
R F I D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,识别过程无须人工干预,可快速批量识别多个物体,可工作于各种恶劣环境。作为条形码的无线版本,R F I D技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签数据可加密、存储数据容量大、可重复写入等优点。
R F I D技术可广泛应用于电子物品监视、商品防伪、身份识别、零售行业、物流控制系统、车辆收费、定位系统等领域。
R F I D在高校中有广泛的应用环境,作为一种自动识别技术,对于人,利用它可以进行身份识别,对于物品,利用它可以获取物品标识信息。R F I D能够解决分散数据自动快速采集的难题,对于提高信息化管理水平和数字化校园建设具有显著的推动作用。下面分别介绍几种典型的应用实例。
3、RFID在图书馆中的应用
从20世纪90年代初期开始,条形码作为一种自动化管理的手段,结合计算机信息化管理系统进入了图书馆管理领域,从此图书的借阅和管理方式发生了质的改变,工作人员从烦琐的手工操作中解脱出来。
近年来,随着高校在校学生数量的迅速增加,为了满足读者的需要,高校图书馆改进了多方面的服务内容,如开设网上图书检索和读者服务功能、增加借阅册数、实行开架借阅等等,这些措施显著提高了图书馆的服务质量和效率,方便了读者借阅。
当前,多数图书馆采用基于条形码的管理系统,面对新的使用环境和要求,这种管理方式在服务功能和内部管理方面显露出一些突出问题[2],主要有:图书的借还过程无法自动处理,必须经工作人员逐册扫描,速度低;还回的图书经常乱架,进行架位整理费时费力;闭馆后无法借阅归还图书,读者不能获得自助服务;条形码为纸质印刷,易污损破坏,无防盗功能等。
在RFID应用系统中,阅读器能够穿透纸张、木材和塑料等非金属和非透明的材质,具有非接触式地快速批量识别电子标签的能力。图书馆应用RFID技术,在每册图书中置入RFID电子标签,通过阅读器自动获取图书信息,可以解决上述主要问题。
使用RFID电子标签管理图书后,借书还书时,只要将图书放置在操作台上,阅读器自动读取每册图书上的标签信息,批量完成多册图书的识别处理,避免了逐册扫描图书条形码的人工操作,完成图书的快速借还服务。这种方式很容易实现自助借还图书服务,自助借还图书不受开馆和闭馆的时间限制,可以为读者提供全天候服务。
图书馆提供开架借阅服务后,产生的问题就是归还的大量图书发生乱架,管理人员整理排架费时费力。R F I D电子标签存储有每册图书的位置信息,管理人员通过阅读器可以快速读取,简化了排架过程,提高了排架速度。另外读者也可以利用阅读器寻找自己需要的图书。
采用条形码管理的图书,进行图书加工入库时,在图书上除了粘贴条形码外,还要在图书中插入防盗磁条,以防止读者私自将图书带出图书馆。R F I D电子标签可以制作成各种形状和大小,甚至还可以用电子油墨直接印刷,在图书出版时一次制作完成。入馆加工时只需向图书的R F I D电子标签中写入特定数据,即可使图书自身携带馆藏信息,由阅读器自动识别辨认,避免条形码标签的易污损破坏,而且具有防盗功能。
2002年,新加坡国家图书馆管理局发布了世界上首个全面部署RFID的图书管理系统,成为世界上第一个应用RFID技术的图书馆。在使用RFID电子图书馆管理系统后,该馆的借阅率增长了30倍,每年的借阅次数由原来的1000万次提升到了3100万次,而且每年节省了2800万美元的开销和2000名工作人员的人力成本[3,4]。
4、RFID在校园一卡通中的应用
校园一卡通系统是高校数字化校园建设的重要组成部分,基于RFID技术建立的一卡通系统,以射频卡为载体,以校园网为基础,通过计算机、网络、通信、数据库和自动识别技术的集成应用,在校园中实现身份识别、生活消费、综合查询和管理的信息化,使管理过程自动化、科学化、规范化。
校园一卡通系统中的应用系统包括学生注册管理系统、收费系统、水控电控管理系统、门禁管理系统等,另外还有可以与之对接的系统,如图书馆管理系统、教务管理系统、机房管理系统、医疗管理系统等。
学校管理部门通过一卡通系统给每个学生制作发放射频卡,卡表面印制有持卡人的彩色照片、姓名、学号、院系、班级和标志性图案,易于辨认。卡片相当于学生随身携带的电子标签,内部存储有持卡人的基本信息,可通过阅读器自动快速获取,实现对持卡人非接触式的身份识别。
学生使用一卡通就餐、打水、洗澡、购物,实现电子支付,避免了找零的烦琐过程,有效防止校外人员使用学校资源。学生的每笔支出和各个收费点的收费都由系统记录,学生和商户可以方便地查询自己的消费和收入情况,学校也能宏观地统计学生的消费习惯和对收费的监管,避免不合理收费和资金的分散管理,减少了现金流量,加强了资金管理,提高了资金的运转能力和使用效率。
校园一卡通系统的射频卡可以和银行磁条卡绑定,学生可以通过一卡通系统中的自助终端设备,完成从个人银行卡帐户向一卡通的资金划转,避免了学生到指定地点排队充值的过程。学校将学生补助直接发放到卡中,避免的烦琐的现金发放。
一卡通为学生公寓管理提供了先进的手段[5]。在公寓楼内安装通道机,学生刷卡出入,可有效防止闲杂人员进入公寓楼;学生公寓安装门禁系统,在晚上规定时间之后必须刷卡才能进入宿舍,系统自动记录晚归学生信息,辅导员实时准确了解学生的夜间活动情况。
一卡通系统还可与其它管理系统进行对接,如图书馆管理系统,这样,射频卡就可以代替借书证,通过身份识别后进入图书馆并借阅图书。
5、RFID在仪器设备管理中的应用
高校的仪器设备等资产管理也是RFID重要的应用领域,可以将RFID应用系统与现有的仪器设备管理系统进行集成,充分发挥RFID的技术优势,解决仪器设备清查效率低下等主要问题[6],加强资产的有效管理。
5.1 提高仪器设备清查效率
建立RFID应用系统后,在仪器设备登记入库时,管理部门制作对应的R F I D电子标签,内部存储仪器设备的基本信息,固定在仪器设备上。目前使用的条形码是纸制材料,必须粘贴于仪器设备表面,由光笔扫描读取信息,易脱落损坏,而RFID电子标签外部具有防护层,结实耐用,可固定于仪器设备上的合适位置,不易损坏,内部信息可由阅读器通过射频信号无线读取。进行仪器设备清查时,管理人员只需手持阅读器,在仪器设备安放地点周围巡查,只要RFID电子标签处于阅读器所形成的电磁场内,即可批量准确获取仪器设备信息,免去了翻看、搬移设备,逐台扫描条码的烦琐过程,可以大大降低劳动强度、提高清查效率。通过G P R S或无线网络,R F I D系统与仪器设备管理系统相连接,可快速核对仪器设备的账物相符情况,缩短清查周期。
5.2 随机存储技术档案
与条形码相比,R F I D电子标签存储容量更大,且可以重复读写,这就为随机存储仪器设备的技术档案提供了可能。RFID电子标签内除了存储仪器设备的固定基本信息,如设备编号、名称、规格型号、生产厂家、出厂日期、安放地点等,还可以存储保修期限、动态维修记录等技术信息,方便查询,有助于对设备的及时维护维修,使其处于正常的工作状态。
6、结语
提高高校信息化管理的水平,实现数字化校园建设的目标,关键在于统一全校的信息编码规范和业务数据,保障数据的权威性和唯一性,建立完善全校公共的数据平台,逐步消除高校管理中的“信息孤岛”现象。
射频识别技术应用于高校管理领域,可充分发挥其技术优势,实现对人和物标识信息的自动识别,完成管理信息系统目标管理对象数据的快速批量获取,对于建立和统一公共数据平台,实现管理的信息化、智能化具有重要的应用价值。
参考文献
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[4]施巧莲.RFID电子标签与条型码之比较[J].大学图书情报学刊.2009 (2) .
[5]吴唐燕, 李伊涵.校园一卡通在数字化校园建设中的作用[J].中国教育信息化.2008 (19) .
关键词:物联网RFID系统;电子标签
中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2014) 04-0000-01
一、射频识别技术
射频识别技术(RFID)是无线电技术在自动识别领域中的具体应用,RFID技术是通过无线射频方式进行,通信双方自动识别实现交换数据,它主要是通过射频信号进行识别目标对象,并自动获取物体的相关数据,同时也向后台的计算机处理系统进行通信,完成相关的数据信息处理。
射频识别技术包括数据的采集,数据的传输和数据的处理的功能。当标签进入磁场以后,标签接收读卡器发出的无线射频信号,标签内的感应电流所获取的能量把标签内存储的信息发送出去,如果标签自身有电源标签就会主动发送某一频率的信号;解读器读取信息并且解码,然后把信息送到中央信息处理系统,最后由中央信息系统进行数据处理。射频识别技术主要是电子标签和读写器之间的信息主要通过无线信号进行穿梭,这种信息传送的射频信号分两种耦合类型。
二、RFID系统组成
RFID系统有标签、阅读器、Internet,服务器、中间软件和计算机数据库系统。系统通过阅读器发送信号至电子标签,电子标签通过射频信号驱动内部的电磁电路提供电力,由天线将内部存储器所储存的数据传至阅读器,经由中介软件编码,通过网络最后再将信息存入对应数据库。
读写器读出的电子标签的信息,并采用分布式的系统中间件处理由读写器读取的一连串标签信息。由于每一个电子标签上只有唯一代码,计算机需要知道与该EPC匹配的其它信息,这就需要ONS来提供一种自动化的网络数据库服务,EPC中间件将EPC代码传给ONS,ONS指示EPC中间件到一个保存着产品文件的服务器(EPCIS)查找,该文件可由EPC中间件复制,因而文件中的产品信息就能传到供应链上。
三、RFID技术在物联网中的应用
现在国际上对于物联网的体系架构还没有形成一个统一的认识,相对而言,最具有广泛认可度的是欧美认可的EPC global“物联网”体系和日本的“Ubiquitous ID(UID)”物联网系统。RFID技术在英美的物联网体系主要是利用RFID标签采用EPC编码技术,做到一件物品对应一个编码,从而实现对每件物品进行完整的管理,而且还要注意对物品进行实时追踪,同时还要把物品的相关信息比如类别、属性等进行分类进行查询和统计。
(一)物流生产和运输方面
通过RFID技术在物联网中的应用,其标签中的信息可以及时得到获取,从而可以实时监控产品的具体地点位置,以进一步保证产品的安全性。如果在运输过程中出现一系列的问题,也可以根据实时反馈的信息进行准确定位,从而采取补救措施,进一步使损失降低。
(二)物流仓储方面
RFID技术的应用可以让产品出入库的信息更快、更准确地进行采集和获取。正是因为这种技术的智能读写的优点,产品相应的数据才可以更为快捷地嵌入数据库中,经过一系列处理之后,可以提前对产品进行挑拣和筛选,从而进一步进行仓储管理。
此外在仓库中货物被偷的问题时有发生,有时操作人员也会因为大意给企业带来不必要的损失,那么可以在仓库中设立对应的产品自动扫描系统,对货物进出仓库进行实时扫描,从而避免这一系列问题的产生。现如今,这项技术已经在货物库存盘点等方面有了很广泛的应用。
(三)销售管理方面
为了保证供应商不会受到牛鞭效应的影响,准确地安排生产计划,节约成本,基于RFID技术的物联网系统对一些缺货信息可以智能传送给仓库管理系统,并且对于这些信息进行汇总后,层层传递,逐一传递给上一级分销商直至制造商,信息传递速度非常快,在这样一个长的传递链条上,信息传递非常准确和及时,从而可以进一步降低运营成本。
在货物调配过程中,RFID技术的支持可以对货物流向进行即时控制,这样可以进一步提高货物拣选、配送的速度,而且可以提高货物到达的准确性和准时性,从而保证销售环节的畅通性。
对于零售商来说,为了提高订单的供货水平,对库存积压风险进一步降低,实行物联网技术可以对货物的仓储数量进行实时调控。通过大幅度提高自动结算的速度,很多销售企业的安全库存量就可以得到很好地控制,从而较少资金的占有,增加资金的流动性。每个产品都有唯一的识别码,可以实现每一件商品的单品识别,包括生产厂家、生产日期、库存位置、库存状态等,这些相应的信息都可以通过RFID技术传输至互联网以及数据中心,从而在数据处理之后反馈给相应的操作人员,可以大大提高销售的安全性。
(四)商品消费领域
随着电子商务的发展,人们的个性化消费观念进一步深化,如何通过物联网技术来满足消费者的个性化购买需求以及解决排队时间过长等问题,是物联网技术在商品消费领域的最有价值的应用。消费者可以通过物联网技术动态掌握自己感兴趣的商品的所有信息,同时可以对有一定质量问题的商品进行全程的追溯。
参考文献:
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加强安全管理, 是社会稳定的前提条件, 是从事危险品物流相关单位生存发展的需要, 同时也是物流管理科技进步的表现, 建立一套合理有效的危险品现代物流监管体系, 对危险品物流行业有着特别重要的意义。
无线射频识别技术在危险品储运中的应用
为危险品货物安装电子标签, 给危险品佩带电子身份证, 是将危险品信息封装在芯片中, 芯片存储有危险品的存放位置、库存数量、生产企业名称、生产时间、危险品化学性质、化学成分、存储方式和要求、安全运输注意事项、突发事件处置方法等, 同时通过与企业局域网建联的手持式无线数据读取仪, 将危险品性质和紧急事故应对方法等信息, 传输到企业管理数据库中, 管理者对信息进行统计、分类, 能够迅速了解该危险品的数量、存放位置、存储状态等信息。
通过手持式无线数据读取仪对货物进行扫描, 实时查询危险品货物库存情况, 通过管理系统和危险品的性质, 对其进行分区管理, 同时利用手持式无线数据读取仪定期对仓库危险品进行全面盘点, 分析和追踪库存中低准度物资, 同时对于长期存放不能流转的危险品进行动态分析, 为决策者提供相关信息。
通过管理系统了解危险品的生产时间、有效期限、产品标准等信息, 一旦发现环境条件不符合安全存放标准, 系统会自动提示, 避免安全事故的发生。
当危险品出库时, 物流部门将某种危险品出货数量、要抵达的目的地城市和时间等信息提交管理中心, 管理中心通过读写器将上述信息写入标签, 这样可以及时了解已发货物的种类、数量, 自动更新库存信息, 实现对危险品实施有效的跟踪。
无线射频识别技术在危险品仓储管理中具有如下特点:具有通常信息管理系统的权限管理、数据查询、统计管理等功能;能够提高危险品查询的准确性;能够改善盘点作业的质量;能够帮助企业降低库存管理的成本;在危险品处于危险状态时, 系统能够自动报警提示;系统的运行能够加快货品出入库速度, 从而增大库存中心的吞吐量;能够给管理者与决策者提供及时准确的库存信息和货物的安全信息;能够对库存信息进行自动化收集, 从而实现库存管理的无纸化作业。
危险品承运公司安排运输车辆和时间, 规划运输路线, 并将发货单位、地点、时间、运输路线、收货单位、预计抵达时间等信息, 通过读写器写入电子标签中, 同时配有电子标签的承运车辆也将车辆信息和驾驶员信息写入标签, 管理系统通过射频读写设备, 获取相关信息, 并通过联机管理系统, 上传到协同监管多部门终端机, 以便协同监管。
危险品运输因其所特有的危险性, 要求其营运车辆按照规定的行驶路线和时间段通过设定的监测点。危险品监督管理部门, 将该地区危险品运输路线, 沿途各监测点整理成册, 提交给承运单位, 承运单位在车辆出发前, 向管理中心上传货品信息、车辆和驾驶信息、行驶始发地和目的地信息, 运输车辆沿途通过各RFID监测点时, 监测点将检测到的信息自动提交危险品运输监管中心, 同时与备存数据库信息比对, 信息相符, 则自动计算抵达下一监测点的估算时间;如果信息不符, 管理系统自动报警, 提示异常车辆未按照规定路线行驶, 并通知检测站对异常车辆组织拦截, 询问缘由。车辆未按照规定时间通过下一检测站, 系统自动报警, 提示监管人员咨询该车辆行驶路线和车辆状况。
货物抵达后, 危险品押运员与收货单位取得联系, 并将货物卸载到指定仓库。收货方使用手持式无线数据读取仪, 准确方便地获取货物的详细信息, 并与货运单比对, 确定无误后, 将危险品收货信息写入电子标签, 同时将货物信息录入收货单位管理数据库中。收货单位与发货单位通过互联网进行沟通, 将危险品安全到达信息反馈发货方。
在危险品运输管理中, 为避免危险品运输过程中的事故发生, 降低危险品运输风险, 政府职能部门应根据当地实际情况, 规划本地区危险品运输行驶路线和运送时间, 避免途径人口密集地区, 在时间安排上, 尽量避免与市民出行密集高峰时段相叠加, 同时通过无线射频识别技术跟踪、监控承运车辆的行驶路线和运送时间。
将用于危险品的电子标签增加加密硬件, 或通过加密软件写入芯片中, 使其形成防伪编码, 该唯一的防伪编码如同电子标签一样, 始终贯穿于产品的生产、运输和流通的各个环节, 成为危险品不可分割的一部分, 当在流通领域发现电子标签被损毁或与危险品分离, 则被认为商品的完整性被破坏, 或是该商品已被使用。防伪生产单位应保证技术的先进性和防伪验证过程不可篡改, 否则将会出现伪造产品, 使生产企业蒙受巨大损失。无线射频识别系统引入了加密防伪技术, 真正地使电子标签的唯一性得以体现, 使危险品在生产、运输和流通环节实现可控, 从而达到防伪的目的。
危险品安全监管中应采取的措施
危险品物流不同于一般商品的物流就在于其安全性, 一般商品的物流管理侧重于商品流通的速度、公司运作的效率和企业效益产出比, 并通过缩短商品物流运输时间、优化最佳路径和减少中间环节, 以压缩运输成本, 提高企业的经济效益。然而, 对于承担危险品物流的企业, 首先考虑的是如何将危险品安全顺利的抵达目的地, 交与用户, 其效益是放在第二位的, 因此, 在危险品运输过程中, 如何保证货物的安全, 加强运营监督和过程控制, 是摆在承运企业面前的首要问题。
完善危险品物流标准:一是制定危险品物流运用R F I D的总体规范。研究危险品物流的系统建设和运作模式, 研究危险品物流的关键技术开发, 由危险品生产、仓储管理和物流运输企业参与, 制定运用RFID行业规范;二是制定危险品物流标识体系和通用标准。将危险品按照对人类和环境危害程度划分等级, 以不同颜色标识和特定符号明确显示。建立与危险品行业标准、计量单位标准和物流模数尺寸, 规范专业术语使用, 使物流作业定量化;三是制定危险品装卸运输标准。对装卸设备、运输车辆、储运托盘、货架等制定行业标准;四是制定统一的电子数据交换 (E DI) 标准。包括代码、报告行文、电子单据、数据通讯、安全保密标准。
加快网络和危险品物流信息化建设, 搭建危险品仓储管理和运输的信息平台, 通过信息平台使管理者能够对整个生产环节、仓储供应环节和运输过程实施全面监控, 及时对突发事件进行判断和处理, 并将反馈信息提供给决策者, 保证危险品在生产、储藏和运输中的安全。
危险品生产、储藏和运输环节主要涉及单位多为中小企业, 其经营理念和管理水平以及工作人员能力素质往往难以胜任新技术发展和要求, 如电子标签的读取、承运公司信息的输入、设定运营时间、规划行驶路线等, 每一个环节都要求员工一丝不苟、尽心尽职不能出任何差错, 这就要求在危险品的生产、储藏和运输的整个环节处于严格的科学管理之中, 各部门和单位相互配合, 使危险品在物流进程中安全稳妥、有条不紊地进行。
冷链物流企业的运作要求
1.运作效率要高。
如速冻食品、农产品、熟食等都是易腐食品, 冷链物流企业不仅要保持这些产品处于恒低温状态, 而且时效性也要特别强。只有具有比其他常温物流系统更高的运作效率, 才能确保冷冻冷藏品的新鲜度和食用安全性。
2.确保食品安全和新鲜度。
随着人们生活水平不断提高, 食品安全意识也进一步提高, 食品质量理念也发生了变化, 更多地关注食品的品质, 进而关心与食品生产、流通、销售有关的所有细节。冷链物流在保障食品质量和安全方面的作用将更加重要。冷链管理的特殊性决定了产品链中每个环节的重要性, 任何一个环节出现漏洞都将影响到整个链条的质量。
3.对不同商品分类储藏。
冷链物流中不同种类的商品, 对存储环境中的温度、湿度要求也各不相同。如花卉、生鲜蔬菜 (叶菜类、截切生鲜蔬菜) 、果汁、牛乳、乳饮料等冷藏品, 豆腐、乳制品等日配品, 香肠、火腿等加工肉品, 适于在0℃~7℃环境中保存;牛、猪、羊肉等畜肉品, 鸡肉、鸭肉等禽肉品, 鲜鱼、贝类等水产品等冰温品, 适于在-2℃~2℃环境中保存;冷冻蔬果、冷冻调理食品 (水饺、包子、比萨) 、冰淇淋等冷冻商品和冰品, 适于在-18℃以下环境中保存。企业要对仓储环境进行细分, 根据不同商品的最佳储存温度, 分类储藏, 以提高商品储存质量, 延长保质期。
4.与其他环节的交接速度要快。
根据冷冻冷藏食品的时效性, 要求冷链的各环节具有更高的组织协调性, 建立一套快速的交接程序, 协调所交接的各环节相互之间的关系, 以确保易腐食品的仓储环节与加工、运输和销售过程中的各个环节迅速对接。物流与加工、销售等环节有关, 每个环节都是影响食品品质的重要因素。冷藏品的储藏和加工、配送到零售店等各个环节的对接, 都需要特殊的冷藏设施和较快的速度来支持。
冷链物流企业应用射频识别技术的必要性
物流是一个快速发展的行业。随着大型超市及配送中心的发展, 需要现代化的、快速高效的冷链物流企业的支持, 因此冷链物流企业要应用先进的技术以保障自身的高效性。
现在国内的冷链仓库, 大多采用在储存的商品上贴纸质条码的方式来收集商品信息, 但由于冷库受特殊环境, 如气温低、水分大、潮湿等因素的影响, 条码在潮湿后识别率下降, 甚至在商品相互接触摩擦后条码脱落, 造成商品信息缺失、错误, 极可能影响仓储商品信息的准确性。
冷冻食品有保鲜度和保质期的要求, 而商品条码上的信息量非常有限, 企业无法根据条码数据来判断不同商品适宜的温度、湿度等储存条件, 也无法通过条码的生产日期、保质期、入库时间等信息, 确定商品的出库顺序, 经常造成商品变质或过期存放。此外, 人工扫描条码的速度慢、效率低, 不能保障较高的运作效率、与其他环节高速对接, 容易造成商品变质。冷链仓库存储的大多为食品类等易腐商品, 其流通过程包括一系列的运输和储存环节。这类商品在流通过程中变质的程度, 不仅与时间有关, 而且还与其在各个运输和储存环节中的环境有关, 如温度、湿度、光照度、通风条件等。由于当前的技术条件较差, 很难纪录这类商品在流通过程中各个环节的环境参数, 确定商品是否变质的指标主要是生产商提供的保质期, 因此仅根据保质期对商品的变质程度所作出的判断, 与实际情况可能有一定的差距。现在采用的条码信息收集的方法, 不能存储食品类商品的产地、流通信息、加工信息等, 所以当商品出现质量问题时, 无法追查其来源、流通、加工等环节, 对消费者的利益和食品的外销产生很大的影响。
射频识别 (RFID) 作为一种先进的自动识别技术, 利用无线射频方式, 对目标物进行非接触式自动识别, 大大加快了信息的收集和处理, 具有存储量大、适应环境能力强、识别距离远、操作快捷等优点。
1.射频识别标签基本不受温度、湿度等因素的影响, 一般的硅芯片射频识别标签能承受的最低温度为-40℃, 可在冷链物流的环境里使用。
2.与条码相比, 它能存储大量的信息, 可将商品的产地、生产日期、保质期、入库时间、加工等大量信息存入标签。
3.通过信息系统的统一管理, 有效保障了信息的准确性、实时性, 随时计算商品的存储时间, 可做到先进先出、接近失效期先出。
4.可收集商品的适宜储存环境信息, 方便企业按照不同商品, 分类储存。
5.射频识别标签读取速度快、距离远, 可同时读取大量标签, 提高了仓储的运作效率、与其他业务的对接速度。
6.根据射频识别标签存储的信息, 可追查食品类商品的产地、流通、加工等环节的问题, 保障食品安全。
射频识别技术为冷链物流企业带来的效益
1.作业效率高, 保障商品品质。将整个冷链物流管理与射频识别技术相结合, 能够高效地完成各种业务操作, 保障商品的质量, 改进仓储管理, 提升信息化的效率和价值, 提高管理效率, 降低运作成本, 为企业带来直接经济效益。
2.准确掌握商品的生产日期、保质期、适宜的储存环境等信息, 做到先进先出, 减少商品变质、长期存放现象。通过射频识别标签, 可全面采集商品的生产日期、保质期、适宜的储存环境等信息, 并将这些信息存入管理系统, 进行管理和监控, 按要求调配和储存商品。
3.及时获得准确的信息流, 减少统计差错, 降低成本。应用射频识别技术, 可提高物流的自动化程度和处理效率, 在减少人员、减少人为差错的同时, 降低劳动力成本, 巩固和发挥成本优势, 增强竞争力。
4.加大商品监控和管理力度, 降低商品损耗。应用射频识别技术, 一是可提高对商品的监控和管理力度, 降低因一时遗忘造成的商品损耗, 还可防止商品被盗;二是可强化设备管理, 优化配置设备, 提高设备的使用率。
5.迅速查找商品各环节出现的问题。一旦商品发生质量问题, 通过射频识别标签可迅速查找到商品在生产加工或流通等环节出现的问题, 并采取相应的解决措施, 如将有质量或安全问题的食品全部销毁等。
冷链物流企业运用先进的信息技术, 进行高效的信息化管理, 不仅可提高物流运作的效率, 还可在此基础上降低成本、加速资金周转、减少风险。
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