試論RFID技術在智慧物流管理中的應用

試論RFID技術在智慧物流管理中的應用

文/肖婷婷，長沙商貿旅游職業(yè)技術學院

經濟全球化及現代物流業(yè)發(fā)展的系統(tǒng)化、信息化、倉儲運輸的現代化、智能化發(fā)展趨勢，對我國物流業(yè)發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的物流管理模式已經不能滿足現代物流的應用，如何利用RFID技術、數據庫技術、通信技術等信息技術建立一種全面、高效、便捷、安全的智慧物流管理模式，成為現代物流發(fā)展必須解決的問題。

RFID技術；智慧物流；倉儲物流；實時追蹤

1 緒論

1.1 國內外研究現狀

隨著計算機技術、網絡技術和通信技術的發(fā)展，物流行業(yè)在近年來迅速成長為具有無限潛力和發(fā)展空間的新型服務產業(yè)，世界各國也越來越重視物流發(fā)展對本國經濟發(fā)展、國民生活的影響。我國物流技術協(xié)會在2009年提出了“智慧物流”的概念。智慧物流以高效、便捷、能夠顯著降低企業(yè)成本等優(yōu)勢，受到我國政府和企業(yè)的高度重視?！爸腔畚锪鳌笨傮w來說就是優(yōu)化物流過程中的各個環(huán)節(jié)，提出最優(yōu)的解決方案。要實現物流信息化，就必須建立一個全面、高效的智慧物流管理系統(tǒng)。

2 RFID技術在智慧物流管理中的應用研究

2.1 RFID技術介紹

RFID是Radio Frequency Identification的縮寫，即射頻識別，常稱為感應式電子晶片或近接卡、感應卡、非接觸卡、電子標簽、電子條碼，俗稱射頻標簽。RFID技術是一種非接觸式的自動識別技術，是通過射頻信號自動識別目標對象來獲取相關信息的技術。與傳統(tǒng)的識別方式相比，RFID識別無需直接接觸、無需光學可視、無需人工干預即可完成輸入和讀取信息，具有操作方便快捷、可存儲信息量大、讀取/寫入快捷、數據保密性好、環(huán)境適應能力強等優(yōu)點。

2.1.1 RFID 系統(tǒng)的基本組成

最基本的RFID系統(tǒng)由射頻標簽、RFID閱讀器、天線、中間件和計算機系統(tǒng)組成。其中RFID閱讀器和射頻標簽屬于系統(tǒng)的硬件部分，中間件是銜接硬件設備及系統(tǒng)其他模塊的橋梁，計算機系統(tǒng)是后臺的信息管理中心，接收由閱讀器傳送過來的信息，并對數據做相應的處理。

1.射頻標簽

射頻標簽由標簽芯片和線圈組成，是系統(tǒng)中存儲可識別數據的電子裝置，安裝在要識別的物體上，每個標簽存儲需要傳輸的待識別物品的相關信息以及一個唯一的ID編碼，可以實現單品級的物品編碼。

射頻標簽按系統(tǒng)工作頻率分，可分為低頻（LF）射頻標簽、高頻（HF）射頻標簽、超高頻（UHF）射頻標簽和微波射頻標簽。其中處于860-960MHz內的UHF頻段的產品被廣泛應用在物流領域。

2.RFID閱讀器

RFID閱讀器是對射頻標簽進行讀/寫操作的設備，是RFID系統(tǒng)中最重要的基礎設施。它可以通過閱讀器天線非接觸地快速讀取并識別射頻標簽中保存的電子信息，從而達到自動識別物體的目的。閱讀器通常與計算機系統(tǒng)相連，所讀取的標簽數據被傳送到計算機網絡里，進行下一步處理。

3.中間件

中間件實際上是一種軟件，是可以接受應用軟件發(fā)出的請求、一種面向消息的、可對多個閱讀器發(fā)起請求操作、接收、處理并將結果數據返回給應用軟件的軟件。

4.計算機系統(tǒng)

計算機系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的信息管理中心，由數據庫管理系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)和硬件設備、網絡設備等組成。計算機系統(tǒng)接收由閱讀器傳送過來的信息，并對數據做相應的處理。

5.天線

天線是射頻標簽和閱讀器之間建立無線通訊連接和實現射頻信號空間傳播的設備。它在射頻標簽和閱讀器間發(fā)射電磁波，給射頻標簽提供微量能量，并負責接收來自射頻標簽發(fā)出的射頻信號。天線分射頻標簽天線和閱讀器天線。

2.1.2 RFID系統(tǒng)的工作原理

閱讀器通過天線在一定范圍的磁場內發(fā)出特殊射頻信號，若此射頻信號被無源射頻標簽接收到，射頻標簽就能憑借感應電流所獲得的微量能量發(fā)送出存儲在芯片中的電子信息，或者由有源射頻標簽主動發(fā)送某一頻率的信號，閱讀器接收到射頻標簽的電子信息并解碼后，送至計算機系統(tǒng)進行有關數據處理。

2.2 RFID技術在智慧物流管理中的應用

隨著計算機技術、網絡技術和通信技術的發(fā)展，物流行業(yè)在近年來迅速成長為具有無限潛力和發(fā)展空間的新型服務產業(yè)，我國物流技術協(xié)會在2009年提出了“智慧物流”的概念。“智慧物流”總體來說就是優(yōu)化物流過程中的各個環(huán)節(jié)，提出最優(yōu)的解決方案。在現代物流系統(tǒng)中，倉儲、運輸是物流運作的重要構成要素。本文的主要研究內容是采用RFID技術與其他信息技術相結合并與現代物流企業(yè)整合在一起建立有效的智慧物流管理系統(tǒng)。

2.2.1 RFID技術在倉儲環(huán)節(jié)中的應用

倉儲作為現代物流體系的重要構成部分，歷來是廠商、庫管所關注和研究的重點，在物流環(huán)節(jié)中起著至關重要的作用。物流倉儲管理中伴隨訂貨、入庫、管理和出庫的事件而產生大量伴生信息，數據操作次數多、數據規(guī)模大和信息內容多樣。

1.傳統(tǒng)倉儲存在的問題

由于傳統(tǒng)倉儲操作采用的信息技術落后，入庫驗收、庫存盤點、庫存查詢、出庫分揀等全過程都是依靠人工手動完成，存在諸如入庫驗收時間長，在庫盤點亂且數量不準等諸多問題，使得這種作業(yè)時間長、效率低、工作錯誤率高、信息傳遞慢的運作模式越來越不能適應現代化物流倉儲業(yè)的發(fā)展。

RFID技術在物流倉儲的運用上正好解決了這一問題。本文利用RFID技術高效地對倉儲貨物進行管理和調配，不僅壓縮出入庫流程，提高了貨物入庫驗收、出庫分揀效率，而且減少庫存盤點時間，實現庫存物品快速查詢，節(jié)省了成本，提高了企業(yè)的競爭力。

2.RFID技術在智慧物流倉儲系統(tǒng)中的應用

本文研究的智慧物流倉儲系統(tǒng)主要分為硬件平臺和軟件平臺兩部分。硬件平臺主要為支撐和維護智能倉儲管理系統(tǒng)的多種硬件設備、傳感器與工具等，是倉儲系統(tǒng)的基礎; 其中的數據采集系統(tǒng)是RFID射頻標簽和閱讀器，完成貨物信息的采集，并將采集的信息上傳到計算機系統(tǒng)，進行下一步的處理。軟件平臺主要為倉儲管理信息系統(tǒng)，主要根據現代物流倉儲的業(yè)務數據流要求，對數據、資源、事件、貨品與人員等調度與指揮，維持人、財、物的高效有序運轉。

系統(tǒng)實現的主要功能：

（1）入庫管理

在倉庫入庫門口處裝上RFID閱讀器天線，需要驗收入庫的物品統(tǒng)一放在一個托盤上，將托盤裝入叉車，當叉車經過入庫門口時，安裝的RFID閱讀器就能對每個入庫的物品進行無線識別，讀取物品的基本信息，并把采集到的數據上傳到計算機系統(tǒng)。計算機系統(tǒng)會立即顯示出此托盤上的所有物品，驗收正確無誤，叉車直接把物品運進倉庫并放到指定的位置。

（2）庫存盤點、庫存移動

因為每個貨物都貼有射頻標簽，當貨物被裝走運往別地時，由閱讀器識別并告訴計算機系統(tǒng)，由計算機系統(tǒng)自動識別貨物，并確定貨物的具體位置。

總之，在倉儲的出入庫管理、庫存盤點、庫存查詢等方面使用RFID技術，不僅可以實現自動化的存貨、取貨等操作，提高對出入庫產品信息的記錄采集速度，而且增強了作業(yè)的準確性，節(jié)省了勞動力，減少了人為失誤，降低了成本。

2.2.2 RFID技術在運輸環(huán)節(jié)中的應用

運輸作為現代物流體系的重要構成部分，在物流環(huán)節(jié)中起著至關重要的作用。本文的研究重點之一就是利用RFID技術對運輸過程中的貨物及車輛進行實時追蹤監(jiān)控。車載RFID閱讀器定時掃描所容納的貨物信息，GPS模塊同步更新汽車所在地理位置，最后通過GP RS模塊將信息傳輸到后臺管理系統(tǒng)。

1.硬件系統(tǒng)設計

硬件系統(tǒng)以ARM9微處理器作為主控制器，利用RFID射頻標簽、RFID閱讀器完成貨物及車輛信息的儲存和采集，結合遠程的G PS智能車載終端、GPRS模塊，動態(tài)采集貨物及車輛所處的位置信息、運行速度、運行軌跡等數據，并傳回到主控單元。主控單元直接和PC服務器連接，服務器接收到這些數據后，會立即進行分析、比對等處理，并將處理結果以正常信息或者報警信息兩類形式顯示給管理員，由管理員決定是否要對目標車輛采取必要措施，同時用戶可隨時查詢車輛和貨物的動態(tài)信息。

其中ARM9主控平臺是系統(tǒng)的主控中心，通過S3C2440主控板去控制GPRS 模塊，實現對遠程的GPS進行通信，主控平臺直接連接服務器PC機，平臺上的GPRS模塊定位遠程車輛；GPS模塊裝在車輛上，實現主控中心對其地理信息的采集；有源RFID用于對貨物進行信息記錄；監(jiān)測中心則是對車輛位置信息與貨物信息進行匯總與分析。如果在運輸中途出現異常，車載終端將會及時給監(jiān)管平臺服務器發(fā)送報警。

2.軟件系統(tǒng)設計

軟件系統(tǒng)主要由上位機軟件和車載終端兩部分組成。服務器把分析后的數據存入數據庫，同時服務器也可接收客戶訪問需求，實時下發(fā)信息查詢車輛和貨物的動態(tài)信息；貨物監(jiān)控平臺主要由GPR S 接收模塊和服務器組成，GPRS模塊將接收到的相關信息上傳到服務器。