射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）在口岸防控物資倉庫中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

朱志強(qiáng)+孫英+鄧振宇+楊志峰

摘 要：基于RFID技術(shù)的倉庫管理系統(tǒng)硬件包括主機(jī)、接口卡、固定式讀寫器、手持讀寫器、天線、電子標(biāo)簽等。其中主機(jī)安裝有管理軟件，可通過接口卡與讀寫器相連接并對(duì)其進(jìn)行控制（如設(shè)置權(quán)限、讀取記錄及統(tǒng)計(jì)查詢等）；系統(tǒng)使用RFID電子標(biāo)簽作為物資的標(biāo)識(shí)，以存儲(chǔ)其型號(hào)、生產(chǎn)日期、數(shù)量等資料。并可根據(jù)要求實(shí)現(xiàn)倉庫的收料管理、入庫管理、出管理、移庫管理、盤點(diǎn)管理以及用戶管理等功能。用戶通過相應(yīng)的模塊，可對(duì)倉庫里物資的基本情況進(jìn)行更新、刪除和查詢，對(duì)物資的收料、入庫、移庫、出庫和盤點(diǎn)進(jìn)行管理，對(duì)各功能模塊明細(xì)進(jìn)行查詢，對(duì)使用該系統(tǒng)的用戶進(jìn)行更新、刪除和查詢，對(duì)庫存數(shù)量進(jìn)行查詢，用戶通過簡(jiǎn)單的操作即可輕松的管理倉庫。

關(guān)鍵詞：射頻識(shí)別技術(shù)；口岸防控物資倉庫；設(shè)計(jì)與應(yīng)用

中圖法分類號(hào)：TP315 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2014）04-0015-03

0 引 言

傳統(tǒng)的倉庫管理依賴于以紙張為基礎(chǔ)的系統(tǒng)記錄和追蹤進(jìn)出的貨物，浪費(fèi)人力、效率低下。主要存在以下幾個(gè)問題：倉儲(chǔ)貨物品種多、數(shù)量大，庫存管理難度大，物資數(shù)量大占用較多存儲(chǔ)空間，不但增加管理成本，而且物資短缺情況還是時(shí)有發(fā)生；庫存管理工作粗放，管理方式仍采用較多手工方式，工作量大，且對(duì)人員數(shù)量需求較多，容易造成庫存統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤；庫存物資不符現(xiàn)象時(shí)有出現(xiàn)，但不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象；倉儲(chǔ)管理中暴露的問題不能及時(shí)反映及時(shí)解決，例如：物資不準(zhǔn)確，缺乏有效手段，進(jìn)行問題匯報(bào)和溝通；協(xié)調(diào)性較差，沒有信息系統(tǒng)的支持。

在倉庫管理中，隨著基于射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）的應(yīng)用，可以從根本上解決這個(gè)問題。基于RFID技術(shù)的倉庫管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是實(shí)現(xiàn)物資出/入庫控制、物資存放及數(shù)量統(tǒng)計(jì)、信息查詢過程的自動(dòng)化，方便管理人員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、查詢和掌握物資流動(dòng)情況。RFID技術(shù)不但免除了跟蹤過程中的人工干預(yù)，且在節(jié)省大量人力的同時(shí)極大地提高了工作效率[1]。這種系統(tǒng)可以大大簡(jiǎn)化物資的庫存管理，滿足信息流量不斷增大和信息處理速度不斷提高的需求。和傳統(tǒng)手寫記錄和條形碼技術(shù)相比，RFID技術(shù)可以大大消減人工成本，使倉儲(chǔ)許多環(huán)節(jié)操作自動(dòng)化，達(dá)到方便、快捷、安全、高效等要求。

1 系統(tǒng)基本原理

1.1 RFID技術(shù)含義

RFID又稱電子標(biāo)簽、無線射頻識(shí)別，是一種通信技術(shù)，可通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。RFID射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無需人工干預(yù)，可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便[2]。圖1所示是RFID的實(shí)物示意圖。

圖1 RFID實(shí)物示意圖

1.2 RFID技術(shù)工作原理

一般說來，RFID的硬件組成主要有四個(gè)部分：RFID標(biāo)簽（Tag）、閱讀器（Reader）、天線（Antenna）、計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。閱讀器會(huì)通天線發(fā)送一定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)附著在商品表面的電子標(biāo)簽進(jìn)入到天線的作用范圍內(nèi)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流會(huì)激活電子標(biāo)簽，使之獲取一定能量，然后電子標(biāo)簽會(huì)將自身數(shù)據(jù)信息經(jīng)由天線發(fā)送出去；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接收到天線傳送過來的載波信息后，會(huì)將信息通過天線調(diào)節(jié)器傳送至閱讀器；再由閱讀器解碼收到的信號(hào)后，將相應(yīng)的信息通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)傳送到后臺(tái)管理信息系統(tǒng)處理[3]。圖2所示是RFID技術(shù)的工作原理圖。

圖2 RFID技術(shù)的工作原理圖

1.3 RFID技術(shù)優(yōu)勢(shì)

RFID技術(shù)建立在無線電技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、大規(guī)模基礎(chǔ)電路技術(shù)、等多項(xiàng)技術(shù)發(fā)展之上，在自動(dòng)識(shí)別領(lǐng)域，它具有其他識(shí)別技術(shù)無可比擬的優(yōu)勢(shì)。和條碼技術(shù)等其他識(shí)別技術(shù)相比較，RFID主要有以下幾個(gè)方面特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：讀寫功能、形狀的小型化和多樣化、耐環(huán)境性、可反復(fù)使用性、穿透性能好、數(shù)據(jù)信息記憶存儲(chǔ)容量大[4，5]。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

基于RFID的數(shù)字化倉庫是在現(xiàn)有倉庫管理中引入RFID技術(shù)，對(duì)信息的準(zhǔn)確性和流程的自動(dòng)化要求非常高，需要實(shí)現(xiàn)對(duì)倉庫各個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)采集和保證倉庫管理各個(gè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)輸入的速度和準(zhǔn)確性，確保及時(shí)準(zhǔn)確地掌握庫存的真實(shí)數(shù)據(jù)，合理保持和控制倉庫庫存[6，7]。

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

系統(tǒng)由硬件設(shè)備及軟件功能模塊兩方面組成，采用分散和串聯(lián)的方式，不同類型的設(shè)備是分散點(diǎn)對(duì)點(diǎn)形式的，如：有源RFID直接讀取電子標(biāo)簽；相同類型的設(shè)備是串聯(lián)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)形式的，如：無源RFID設(shè)備是串聯(lián)讀取電子標(biāo)簽。

2.1.1 系統(tǒng)硬件構(gòu)成

基于RFID的數(shù)字化倉庫管理系統(tǒng)的體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定系統(tǒng)應(yīng)至少具有主控計(jì)算機(jī)、出/入庫口的RFID識(shí)讀器、手持式RFID讀寫器、電子標(biāo)簽等硬件設(shè)備。

2.1.2 系統(tǒng)軟件功能模塊構(gòu)成

基于RFID的數(shù)字化倉庫管理系統(tǒng)的功能是對(duì)傳統(tǒng)倉庫管理系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)展，包括入庫管理、出庫管理、盤點(diǎn)、查詢及報(bào)表和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)等。

入庫管理主要實(shí)現(xiàn)貨物入庫操作，可完成入庫單據(jù)的錄入、修改、刪除等作業(yè)；

出庫管理和入庫管理類似，是實(shí)現(xiàn)貨物出庫操作，可完成出庫單據(jù)的錄入、修改、刪除等作業(yè)；

查詢及報(bào)表就是倉庫管理員通過查詢及報(bào)表對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中庫存盤存狀態(tài)、單據(jù)以及貨物、貨位狀態(tài)進(jìn)行管理；

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)是對(duì)本系統(tǒng)中貨物等信息進(jìn)行查看、添加、刪除和修改等操作，方便其他功能中對(duì)數(shù)據(jù)使用。

2.2 電子標(biāo)簽

電子標(biāo)簽從類型上分為有源和無源兩種，從功能上又分易貼紙標(biāo)簽、抗金屬標(biāo)簽等。每種標(biāo)簽有自己的屬性，如讀寫距離、使用方法等。每個(gè)類型的標(biāo)簽又只能被所對(duì)應(yīng)的讀寫器所識(shí)別，有一定局限性。圖3所示就是常用的電子標(biāo)簽。

圖3 常用的電子標(biāo)簽

2.3 讀寫器

讀寫器負(fù)責(zé)讀取電子標(biāo)簽。類型分為有源讀寫器和無源讀寫器。便攜性上分固定式和移動(dòng)式兩種。不同的讀寫器有自己的屬性，如讀寫距離、使用方法等。讀寫器的任務(wù)不同，移動(dòng)式讀寫器除了識(shí)別標(biāo)簽外，還能夠進(jìn)行額外操作：如盤點(diǎn)倉庫、修改庫存等。固定式讀寫器只能夠識(shí)別標(biāo)簽。圖4所示就是實(shí)際的讀寫器實(shí)物圖。

圖4 讀寫器

2.4 計(jì)算機(jī)應(yīng)用管理系統(tǒng)

通過對(duì)RFID的硬件編程，將RFID發(fā)送數(shù)據(jù)和防控物資智能化管理系統(tǒng)進(jìn)行接口對(duì)接，可實(shí)現(xiàn)RFID硬件和防控物資系統(tǒng)軟件的智能化管理。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 有源RIFD技術(shù)

有源RIFD技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式包括“有源讀寫器+有源標(biāo)簽+通信網(wǎng)線”放置式安裝，可將有源讀寫器安裝在鋼瓶庫房墻壁上方中央位置，每個(gè)鋼瓶掛上有源標(biāo)簽（可拆卸，實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用），有源讀寫器24小時(shí)讀取庫房?jī)?nèi)鋼瓶數(shù)量。數(shù)據(jù)傳輸為固定時(shí)間內(nèi)定時(shí)發(fā)送給智能軟件系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)服務(wù)24小時(shí)開啟，即時(shí)處理發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，將他們存入數(shù)據(jù)庫。

3.2 無源RFID技術(shù)

無源RIFD技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式包括“無源讀寫器+無源標(biāo)簽+通信網(wǎng)線”天花板式（墻內(nèi)式）安裝，即在倉庫的8個(gè)門口安裝2臺(tái)無源讀寫器，每臺(tái)讀寫器帶有4個(gè)讀寫天線，共8個(gè)天線，對(duì)應(yīng)于8個(gè)門口，倉庫內(nèi)所有貼有無源標(biāo)簽的物資，通過門口時(shí)，都會(huì)被無源天線讀取，并由無源讀取器發(fā)送到防控物資系統(tǒng)軟件。設(shè)備和防控物資系統(tǒng)軟件服務(wù)24小時(shí)開啟。數(shù)據(jù)傳輸為固定時(shí)間內(nèi)定時(shí)發(fā)送給智能軟件系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)服務(wù)24小時(shí)開啟，即時(shí)處理發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，將他們存入數(shù)據(jù)庫。

3.3 手持RFID技術(shù)

這種方式包括“RFID手持機(jī)+無源標(biāo)簽”，手持機(jī)的操作系統(tǒng)為Windows Phone，在Window Phone內(nèi)安裝RFID服務(wù)軟件，實(shí)現(xiàn)將手持機(jī)讀寫到的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)端，功能類似于無源讀寫器（都是針對(duì)無源標(biāo)簽的），特點(diǎn)是移動(dòng)式，還有就是功能比普通無源讀寫器強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)倉庫盤點(diǎn)，物資進(jìn)出庫操作等功能。

3.4 發(fā)卡流程

每位貨物都需要一張RFID標(biāo)簽（超高頻標(biāo)簽、有源標(biāo)簽）的來標(biāo)識(shí)貨物，RFID標(biāo)簽中的編碼可以存儲(chǔ)貨物品種、數(shù)量等信息。其對(duì)應(yīng)設(shè)備包括：桌面式發(fā)卡器和有源標(biāo)簽讀寫器（兩種標(biāo)簽使用不同發(fā)卡器）。具體發(fā)卡流程圖如圖5所示。

3.5 有源標(biāo)簽出入庫流程

有源讀寫器實(shí)時(shí)的讀取在倉庫中的標(biāo)簽，并通過讀取到的標(biāo)簽判斷貨物是否出入庫。有源讀寫器為長(zhǎng)時(shí)間工作。對(duì)應(yīng)設(shè)備包括有源標(biāo)簽讀寫器，圖6所示是有源標(biāo)簽出入庫流程圖。

圖5 具體發(fā)卡流程圖 圖6 有源標(biāo)簽出入庫流程圖

3.6 超高頻RFID標(biāo)簽出入庫

本模塊包含出入庫信息。按批次一起上傳給服務(wù)器。超高頻RFID標(biāo)簽出入庫模式：動(dòng)態(tài)時(shí)間判斷出入庫。對(duì)應(yīng)設(shè)備有：UHF電子標(biāo)簽讀寫器（2個(gè)讀寫器）、UHF電子標(biāo)簽讀寫器天線（8個(gè)天線），其超高頻RFID標(biāo)簽的出入庫流程圖如圖7所示。

3.7 盤點(diǎn)

根據(jù)設(shè)備類型不同，盤點(diǎn)可分為有源盤點(diǎn)及無源盤點(diǎn)。對(duì)應(yīng)設(shè)備有：UHF電子標(biāo)簽手持機(jī)，其盤點(diǎn)流程圖如圖8所示。

3.8 庫存數(shù)量修改

倉庫管理員可手動(dòng)修改庫存數(shù)量。對(duì)應(yīng)設(shè)備為UHF電子標(biāo)簽手持機(jī)。圖9所示為庫存數(shù)量的修改流程圖。

3.9 手持出入庫

倉庫管理員手動(dòng)出入庫操作的對(duì)應(yīng)設(shè)備為UHF電子標(biāo)簽手持機(jī)，手持機(jī)使用的庫存數(shù)量修改流程圖如圖10所示。

圖7 超高頻RFID標(biāo)簽出入庫流程圖 圖8 盤點(diǎn)流程圖

圖9 庫存數(shù)量修改流程圖 圖10 手持機(jī)數(shù)據(jù)修改流程圖

4 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果

RFID軟硬件設(shè)備安裝到位后，可按功能區(qū)分來進(jìn)行各個(gè)項(xiàng)目的分類測(cè)試，并正確記錄測(cè)試結(jié)果，測(cè)試記錄項(xiàng)目如下：

讀寫器與系統(tǒng)的對(duì)接測(cè)試：讀寫數(shù)據(jù)速率、讀寫數(shù)據(jù)正確率；

有源電子標(biāo)簽（針對(duì)鋼瓶的標(biāo)簽）的讀取測(cè)試：有效讀寫距離、讀寫個(gè)數(shù)、讀寫數(shù)據(jù)速率、讀寫數(shù)據(jù)的正確率；

無源電子標(biāo)簽的讀取測(cè)試：有效讀寫距離、讀寫個(gè)數(shù)、讀寫數(shù)據(jù)的速率、讀寫數(shù)據(jù)的正確率；

手持機(jī)讀取電子標(biāo)簽測(cè)試：有效讀寫距離、讀寫數(shù)據(jù)的速率、讀寫數(shù)據(jù)的正確率；

手持機(jī)的領(lǐng)用操作測(cè)試：掃描RFID是否成功、提交是否成功；

手持機(jī)的歸還操作測(cè)試：掃描RFID是否成功、提交是否成功；

手持機(jī)的修改測(cè)試：掃描RFID是否成功、修改數(shù)量是否成功、移庫操作是否成功；

手持機(jī)的盤點(diǎn)測(cè)試：測(cè)試能否獲得指定倉庫下某間房間的物資、能否正確提交報(bào)告。

圖11所示為其具體的測(cè)試界面與結(jié)果圖。

經(jīng)過多次的反復(fù)測(cè)試表明，RFID技術(shù)在本系統(tǒng)中的應(yīng)用是成功的，在本系統(tǒng)中，速度、效率、正確率、信息的整合是重點(diǎn)追求的目標(biāo)，主要在于提高了倉庫管理正確性、管理精度及操作的方便性，減少數(shù)據(jù)誤差及延遲；精確掌握物資情況，優(yōu)化合理庫存；縮減盤點(diǎn)周期，提高數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)掌握庫存情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)庫存物品的可視化管理；有效區(qū)分實(shí)物庫存及列帳庫存，有效管理票、物時(shí)間差，方便倉庫倉庫物資對(duì)帳。

圖11 具體的測(cè)試界面與結(jié)果

5 結(jié) 語

本系統(tǒng)應(yīng)用RFID技術(shù)后取得了較好的效果，對(duì)防控物資倉儲(chǔ)操作實(shí)行了全方位的監(jiān)控和管理，既提高了倉儲(chǔ)信息的精度，又實(shí)現(xiàn)了倉儲(chǔ)管理的實(shí)時(shí)自動(dòng)化，非常適合應(yīng)用于中小型倉庫的倉儲(chǔ)管理，主要表現(xiàn)在：節(jié)省人工成本，入/出庫口RFID有效降低了傳統(tǒng)人工檢查的勞動(dòng)量；極大地提高對(duì)出入庫貨物信息記錄采集的準(zhǔn)確性；可隨時(shí)顯示當(dāng)前庫存狀態(tài)，對(duì)庫存不足的物資可提前申請(qǐng)采購；在辦公室內(nèi)就可實(shí)現(xiàn)貨物動(dòng)態(tài)出入庫管理，入/出庫口RFID可對(duì)出入庫口貨物進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，避免人工檢查，節(jié)省核對(duì)時(shí)間；易操作性的界面設(shè)計(jì)將降低庫存管理的難度。

由于射頻識(shí)別卡的讀寫距離較短，所以需要規(guī)范倉庫管理人員的操作，以保證數(shù)據(jù)讀寫有效；射頻識(shí)別卡的價(jià)格較貴，倉庫內(nèi)物品種類數(shù)量眾多，因此要求合理配置IC卡，以使系統(tǒng)的性價(jià)比最佳；含有金屬或液體成份的物品會(huì)對(duì)RFID產(chǎn)生干擾，數(shù)據(jù)讀取成功率不高；RFID標(biāo)簽一旦接近到讀寫器，就會(huì)無條件的自動(dòng)發(fā)出訊息，無法確認(rèn)該RFID讀寫器是否合法；RFID技術(shù)在標(biāo)簽本身的訪問缺陷、通信鏈路上以及讀寫器內(nèi)部等都有不少的安全風(fēng)險(xiǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中存在局限性。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]張革軍.RFID技術(shù)在供應(yīng)鏈管理中的應(yīng)用[J].自動(dòng)識(shí)別技術(shù)與應(yīng)用，2005（2）：36-38.

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[3]任永昌.基于射頻識(shí)別技術(shù)在嵌入式倉儲(chǔ)物流管理中的研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2010（7）：5339-5341.

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[5]游戰(zhàn)清，李蘇劍.無線射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）理論與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.

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[7]李鐵克.制造執(zhí)行系統(tǒng)模型綜述與分析[J].冶金自動(dòng)化，2003（4）：13-17.

圖3 常用的電子標(biāo)簽

2.3 讀寫器

讀寫器負(fù)責(zé)讀取電子標(biāo)簽。類型分為有源讀寫器和無源讀寫器。便攜性上分固定式和移動(dòng)式兩種。不同的讀寫器有自己的屬性，如讀寫距離、使用方法等。讀寫器的任務(wù)不同，移動(dòng)式讀寫器除了識(shí)別標(biāo)簽外，還能夠進(jìn)行額外操作：如盤點(diǎn)倉庫、修改庫存等。固定式讀寫器只能夠識(shí)別標(biāo)簽。圖4所示就是實(shí)際的讀寫器實(shí)物圖。

圖4 讀寫器

2.4 計(jì)算機(jī)應(yīng)用管理系統(tǒng)

通過對(duì)RFID的硬件編程，將RFID發(fā)送數(shù)據(jù)和防控物資智能化管理系統(tǒng)進(jìn)行接口對(duì)接，可實(shí)現(xiàn)RFID硬件和防控物資系統(tǒng)軟件的智能化管理。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 有源RIFD技術(shù)

有源RIFD技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式包括“有源讀寫器+有源標(biāo)簽+通信網(wǎng)線”放置式安裝，可將有源讀寫器安裝在鋼瓶庫房墻壁上方中央位置，每個(gè)鋼瓶掛上有源標(biāo)簽（可拆卸，實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用），有源讀寫器24小時(shí)讀取庫房?jī)?nèi)鋼瓶數(shù)量。數(shù)據(jù)傳輸為固定時(shí)間內(nèi)定時(shí)發(fā)送給智能軟件系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)服務(wù)24小時(shí)開啟，即時(shí)處理發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，將他們存入數(shù)據(jù)庫。

3.2 無源RFID技術(shù)

無源RIFD技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式包括“無源讀寫器+無源標(biāo)簽+通信網(wǎng)線”天花板式（墻內(nèi)式）安裝，即在倉庫的8個(gè)門口安裝2臺(tái)無源讀寫器，每臺(tái)讀寫器帶有4個(gè)讀寫天線，共8個(gè)天線，對(duì)應(yīng)于8個(gè)門口，倉庫內(nèi)所有貼有無源標(biāo)簽的物資，通過門口時(shí)，都會(huì)被無源天線讀取，并由無源讀取器發(fā)送到防控物資系統(tǒng)軟件。設(shè)備和防控物資系統(tǒng)軟件服務(wù)24小時(shí)開啟。數(shù)據(jù)傳輸為固定時(shí)間內(nèi)定時(shí)發(fā)送給智能軟件系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)服務(wù)24小時(shí)開啟，即時(shí)處理發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，將他們存入數(shù)據(jù)庫。

3.3 手持RFID技術(shù)

這種方式包括“RFID手持機(jī)+無源標(biāo)簽”，手持機(jī)的操作系統(tǒng)為Windows Phone，在Window Phone內(nèi)安裝RFID服務(wù)軟件，實(shí)現(xiàn)將手持機(jī)讀寫到的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)端，功能類似于無源讀寫器（都是針對(duì)無源標(biāo)簽的），特點(diǎn)是移動(dòng)式，還有就是功能比普通無源讀寫器強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)倉庫盤點(diǎn)，物資進(jìn)出庫操作等功能。

3.4 發(fā)卡流程

每位貨物都需要一張RFID標(biāo)簽（超高頻標(biāo)簽、有源標(biāo)簽）的來標(biāo)識(shí)貨物，RFID標(biāo)簽中的編碼可以存儲(chǔ)貨物品種、數(shù)量等信息。其對(duì)應(yīng)設(shè)備包括：桌面式發(fā)卡器和有源標(biāo)簽讀寫器（兩種標(biāo)簽使用不同發(fā)卡器）。具體發(fā)卡流程圖如圖5所示。

3.5 有源標(biāo)簽出入庫流程

有源讀寫器實(shí)時(shí)的讀取在倉庫中的標(biāo)簽，并通過讀取到的標(biāo)簽判斷貨物是否出入庫。有源讀寫器為長(zhǎng)時(shí)間工作。對(duì)應(yīng)設(shè)備包括有源標(biāo)簽讀寫器，圖6所示是有源標(biāo)簽出入庫流程圖。

圖5 具體發(fā)卡流程圖 圖6 有源標(biāo)簽出入庫流程圖

3.6 超高頻RFID標(biāo)簽出入庫

本模塊包含出入庫信息。按批次一起上傳給服務(wù)器。超高頻RFID標(biāo)簽出入庫模式：動(dòng)態(tài)時(shí)間判斷出入庫。對(duì)應(yīng)設(shè)備有：UHF電子標(biāo)簽讀寫器（2個(gè)讀寫器）、UHF電子標(biāo)簽讀寫器天線（8個(gè)天線），其超高頻RFID標(biāo)簽的出入庫流程圖如圖7所示。

3.7 盤點(diǎn)

根據(jù)設(shè)備類型不同，盤點(diǎn)可分為有源盤點(diǎn)及無源盤點(diǎn)。對(duì)應(yīng)設(shè)備有：UHF電子標(biāo)簽手持機(jī)，其盤點(diǎn)流程圖如圖8所示。

3.8 庫存數(shù)量修改

倉庫管理員可手動(dòng)修改庫存數(shù)量。對(duì)應(yīng)設(shè)備為UHF電子標(biāo)簽手持機(jī)。圖9所示為庫存數(shù)量的修改流程圖。

3.9 手持出入庫

倉庫管理員手動(dòng)出入庫操作的對(duì)應(yīng)設(shè)備為UHF電子標(biāo)簽手持機(jī)，手持機(jī)使用的庫存數(shù)量修改流程圖如圖10所示。

圖7 超高頻RFID標(biāo)簽出入庫流程圖 圖8 盤點(diǎn)流程圖

圖9 庫存數(shù)量修改流程圖 圖10 手持機(jī)數(shù)據(jù)修改流程圖

4 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果

RFID軟硬件設(shè)備安裝到位后，可按功能區(qū)分來進(jìn)行各個(gè)項(xiàng)目的分類測(cè)試，并正確記錄測(cè)試結(jié)果，測(cè)試記錄項(xiàng)目如下：

讀寫器與系統(tǒng)的對(duì)接測(cè)試：讀寫數(shù)據(jù)速率、讀寫數(shù)據(jù)正確率；

有源電子標(biāo)簽（針對(duì)鋼瓶的標(biāo)簽）的讀取測(cè)試：有效讀寫距離、讀寫個(gè)數(shù)、讀寫數(shù)據(jù)速率、讀寫數(shù)據(jù)的正確率；

無源電子標(biāo)簽的讀取測(cè)試：有效讀寫距離、讀寫個(gè)數(shù)、讀寫數(shù)據(jù)的速率、讀寫數(shù)據(jù)的正確率；

手持機(jī)讀取電子標(biāo)簽測(cè)試：有效讀寫距離、讀寫數(shù)據(jù)的速率、讀寫數(shù)據(jù)的正確率；

手持機(jī)的領(lǐng)用操作測(cè)試：掃描RFID是否成功、提交是否成功；

手持機(jī)的歸還操作測(cè)試：掃描RFID是否成功、提交是否成功；

手持機(jī)的修改測(cè)試：掃描RFID是否成功、修改數(shù)量是否成功、移庫操作是否成功；

手持機(jī)的盤點(diǎn)測(cè)試：測(cè)試能否獲得指定倉庫下某間房間的物資、能否正確提交報(bào)告。

圖11所示為其具體的測(cè)試界面與結(jié)果圖。

經(jīng)過多次的反復(fù)測(cè)試表明，RFID技術(shù)在本系統(tǒng)中的應(yīng)用是成功的，在本系統(tǒng)中，速度、效率、正確率、信息的整合是重點(diǎn)追求的目標(biāo)，主要在于提高了倉庫管理正確性、管理精度及操作的方便性，減少數(shù)據(jù)誤差及延遲；精確掌握物資情況，優(yōu)化合理庫存；縮減盤點(diǎn)周期，提高數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)掌握庫存情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)庫存物品的可視化管理；有效區(qū)分實(shí)物庫存及列帳庫存，有效管理票、物時(shí)間差，方便倉庫倉庫物資對(duì)帳。

圖11 具體的測(cè)試界面與結(jié)果

5 結(jié) 語

本系統(tǒng)應(yīng)用RFID技術(shù)后取得了較好的效果，對(duì)防控物資倉儲(chǔ)操作實(shí)行了全方位的監(jiān)控和管理，既提高了倉儲(chǔ)信息的精度，又實(shí)現(xiàn)了倉儲(chǔ)管理的實(shí)時(shí)自動(dòng)化，非常適合應(yīng)用于中小型倉庫的倉儲(chǔ)管理，主要表現(xiàn)在：節(jié)省人工成本，入/出庫口RFID有效降低了傳統(tǒng)人工檢查的勞動(dòng)量；極大地提高對(duì)出入庫貨物信息記錄采集的準(zhǔn)確性；可隨時(shí)顯示當(dāng)前庫存狀態(tài)，對(duì)庫存不足的物資可提前申請(qǐng)采購；在辦公室內(nèi)就可實(shí)現(xiàn)貨物動(dòng)態(tài)出入庫管理，入/出庫口RFID可對(duì)出入庫口貨物進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，避免人工檢查，節(jié)省核對(duì)時(shí)間；易操作性的界面設(shè)計(jì)將降低庫存管理的難度。

由于射頻識(shí)別卡的讀寫距離較短，所以需要規(guī)范倉庫管理人員的操作，以保證數(shù)據(jù)讀寫有效；射頻識(shí)別卡的價(jià)格較貴，倉庫內(nèi)物品種類數(shù)量眾多，因此要求合理配置IC卡，以使系統(tǒng)的性價(jià)比最佳；含有金屬或液體成份的物品會(huì)對(duì)RFID產(chǎn)生干擾，數(shù)據(jù)讀取成功率不高；RFID標(biāo)簽一旦接近到讀寫器，就會(huì)無條件的自動(dòng)發(fā)出訊息，無法確認(rèn)該RFID讀寫器是否合法；RFID技術(shù)在標(biāo)簽本身的訪問缺陷、通信鏈路上以及讀寫器內(nèi)部等都有不少的安全風(fēng)險(xiǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中存在局限性。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]張革軍.RFID技術(shù)在供應(yīng)鏈管理中的應(yīng)用[J].自動(dòng)識(shí)別技術(shù)與應(yīng)用，2005（2）：36-38.

[2]百度百科.RFID[EB/OL].[2010-03-02].http：//baike.baidu.com.

[3]任永昌.基于射頻識(shí)別技術(shù)在嵌入式倉儲(chǔ)物流管理中的研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2010（7）：5339-5341.

[4]Brewer A， Sloan N， Landers T.L. Intelligent Tracking in Manufacturing[J].Journal of Intelligent Manufacturing， 1999，10（3-4）：25-28.

[5]游戰(zhàn)清，李蘇劍.無線射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）理論與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.

[6]王小敏.基于RFID技術(shù)的庫存管理系統(tǒng)研究[D].北京：對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)（碩士論文），2006.

[7]李鐵克.制造執(zhí)行系統(tǒng)模型綜述與分析[J].冶金自動(dòng)化，2003（4）：13-17.

圖3 常用的電子標(biāo)簽

2.3 讀寫器

讀寫器負(fù)責(zé)讀取電子標(biāo)簽。類型分為有源讀寫器和無源讀寫器。便攜性上分固定式和移動(dòng)式兩種。不同的讀寫器有自己的屬性，如讀寫距離、使用方法等。讀寫器的任務(wù)不同，移動(dòng)式讀寫器除了識(shí)別標(biāo)簽外，還能夠進(jìn)行額外操作：如盤點(diǎn)倉庫、修改庫存等。固定式讀寫器只能夠識(shí)別標(biāo)簽。圖4所示就是實(shí)際的讀寫器實(shí)物圖。

圖4 讀寫器

2.4 計(jì)算機(jī)應(yīng)用管理系統(tǒng)

通過對(duì)RFID的硬件編程，將RFID發(fā)送數(shù)據(jù)和防控物資智能化管理系統(tǒng)進(jìn)行接口對(duì)接，可實(shí)現(xiàn)RFID硬件和防控物資系統(tǒng)軟件的智能化管理。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 有源RIFD技術(shù)

有源RIFD技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式包括“有源讀寫器+有源標(biāo)簽+通信網(wǎng)線”放置式安裝，可將有源讀寫器安裝在鋼瓶庫房墻壁上方中央位置，每個(gè)鋼瓶掛上有源標(biāo)簽（可拆卸，實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用），有源讀寫器24小時(shí)讀取庫房?jī)?nèi)鋼瓶數(shù)量。數(shù)據(jù)傳輸為固定時(shí)間內(nèi)定時(shí)發(fā)送給智能軟件系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)服務(wù)24小時(shí)開啟，即時(shí)處理發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，將他們存入數(shù)據(jù)庫。

3.2 無源RFID技術(shù)

無源RIFD技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式包括“無源讀寫器+無源標(biāo)簽+通信網(wǎng)線”天花板式（墻內(nèi)式）安裝，即在倉庫的8個(gè)門口安裝2臺(tái)無源讀寫器，每臺(tái)讀寫器帶有4個(gè)讀寫天線，共8個(gè)天線，對(duì)應(yīng)于8個(gè)門口，倉庫內(nèi)所有貼有無源標(biāo)簽的物資，通過門口時(shí)，都會(huì)被無源天線讀取，并由無源讀取器發(fā)送到防控物資系統(tǒng)軟件。設(shè)備和防控物資系統(tǒng)軟件服務(wù)24小時(shí)開啟。數(shù)據(jù)傳輸為固定時(shí)間內(nèi)定時(shí)發(fā)送給智能軟件系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)服務(wù)24小時(shí)開啟，即時(shí)處理發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，將他們存入數(shù)據(jù)庫。

3.3 手持RFID技術(shù)

這種方式包括“RFID手持機(jī)+無源標(biāo)簽”，手持機(jī)的操作系統(tǒng)為Windows Phone，在Window Phone內(nèi)安裝RFID服務(wù)軟件，實(shí)現(xiàn)將手持機(jī)讀寫到的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)端，功能類似于無源讀寫器（都是針對(duì)無源標(biāo)簽的），特點(diǎn)是移動(dòng)式，還有就是功能比普通無源讀寫器強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)倉庫盤點(diǎn)，物資進(jìn)出庫操作等功能。

3.4 發(fā)卡流程

每位貨物都需要一張RFID標(biāo)簽（超高頻標(biāo)簽、有源標(biāo)簽）的來標(biāo)識(shí)貨物，RFID標(biāo)簽中的編碼可以存儲(chǔ)貨物品種、數(shù)量等信息。其對(duì)應(yīng)設(shè)備包括：桌面式發(fā)卡器和有源標(biāo)簽讀寫器（兩種標(biāo)簽使用不同發(fā)卡器）。具體發(fā)卡流程圖如圖5所示。

3.5 有源標(biāo)簽出入庫流程

有源讀寫器實(shí)時(shí)的讀取在倉庫中的標(biāo)簽，并通過讀取到的標(biāo)簽判斷貨物是否出入庫。有源讀寫器為長(zhǎng)時(shí)間工作。對(duì)應(yīng)設(shè)備包括有源標(biāo)簽讀寫器，圖6所示是有源標(biāo)簽出入庫流程圖。

圖5 具體發(fā)卡流程圖 圖6 有源標(biāo)簽出入庫流程圖

3.6 超高頻RFID標(biāo)簽出入庫

本模塊包含出入庫信息。按批次一起上傳給服務(wù)器。超高頻RFID標(biāo)簽出入庫模式：動(dòng)態(tài)時(shí)間判斷出入庫。對(duì)應(yīng)設(shè)備有：UHF電子標(biāo)簽讀寫器（2個(gè)讀寫器）、UHF電子標(biāo)簽讀寫器天線（8個(gè)天線），其超高頻RFID標(biāo)簽的出入庫流程圖如圖7所示。

3.7 盤點(diǎn)

根據(jù)設(shè)備類型不同，盤點(diǎn)可分為有源盤點(diǎn)及無源盤點(diǎn)。對(duì)應(yīng)設(shè)備有：UHF電子標(biāo)簽手持機(jī)，其盤點(diǎn)流程圖如圖8所示。

3.8 庫存數(shù)量修改

倉庫管理員可手動(dòng)修改庫存數(shù)量。對(duì)應(yīng)設(shè)備為UHF電子標(biāo)簽手持機(jī)。圖9所示為庫存數(shù)量的修改流程圖。

3.9 手持出入庫

倉庫管理員手動(dòng)出入庫操作的對(duì)應(yīng)設(shè)備為UHF電子標(biāo)簽手持機(jī)，手持機(jī)使用的庫存數(shù)量修改流程圖如圖10所示。

圖7 超高頻RFID標(biāo)簽出入庫流程圖 圖8 盤點(diǎn)流程圖

圖9 庫存數(shù)量修改流程圖 圖10 手持機(jī)數(shù)據(jù)修改流程圖

4 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果

RFID軟硬件設(shè)備安裝到位后，可按功能區(qū)分來進(jìn)行各個(gè)項(xiàng)目的分類測(cè)試，并正確記錄測(cè)試結(jié)果，測(cè)試記錄項(xiàng)目如下：

讀寫器與系統(tǒng)的對(duì)接測(cè)試：讀寫數(shù)據(jù)速率、讀寫數(shù)據(jù)正確率；

有源電子標(biāo)簽（針對(duì)鋼瓶的標(biāo)簽）的讀取測(cè)試：有效讀寫距離、讀寫個(gè)數(shù)、讀寫數(shù)據(jù)速率、讀寫數(shù)據(jù)的正確率；

無源電子標(biāo)簽的讀取測(cè)試：有效讀寫距離、讀寫個(gè)數(shù)、讀寫數(shù)據(jù)的速率、讀寫數(shù)據(jù)的正確率；

手持機(jī)讀取電子標(biāo)簽測(cè)試：有效讀寫距離、讀寫數(shù)據(jù)的速率、讀寫數(shù)據(jù)的正確率；

手持機(jī)的領(lǐng)用操作測(cè)試：掃描RFID是否成功、提交是否成功；

手持機(jī)的歸還操作測(cè)試：掃描RFID是否成功、提交是否成功；

手持機(jī)的修改測(cè)試：掃描RFID是否成功、修改數(shù)量是否成功、移庫操作是否成功；

手持機(jī)的盤點(diǎn)測(cè)試：測(cè)試能否獲得指定倉庫下某間房間的物資、能否正確提交報(bào)告。

圖11所示為其具體的測(cè)試界面與結(jié)果圖。

經(jīng)過多次的反復(fù)測(cè)試表明，RFID技術(shù)在本系統(tǒng)中的應(yīng)用是成功的，在本系統(tǒng)中，速度、效率、正確率、信息的整合是重點(diǎn)追求的目標(biāo)，主要在于提高了倉庫管理正確性、管理精度及操作的方便性，減少數(shù)據(jù)誤差及延遲；精確掌握物資情況，優(yōu)化合理庫存；縮減盤點(diǎn)周期，提高數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)掌握庫存情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)庫存物品的可視化管理；有效區(qū)分實(shí)物庫存及列帳庫存，有效管理票、物時(shí)間差，方便倉庫倉庫物資對(duì)帳。

圖11 具體的測(cè)試界面與結(jié)果

5 結(jié) 語

本系統(tǒng)應(yīng)用RFID技術(shù)后取得了較好的效果，對(duì)防控物資倉儲(chǔ)操作實(shí)行了全方位的監(jiān)控和管理，既提高了倉儲(chǔ)信息的精度，又實(shí)現(xiàn)了倉儲(chǔ)管理的實(shí)時(shí)自動(dòng)化，非常適合應(yīng)用于中小型倉庫的倉儲(chǔ)管理，主要表現(xiàn)在：節(jié)省人工成本，入/出庫口RFID有效降低了傳統(tǒng)人工檢查的勞動(dòng)量；極大地提高對(duì)出入庫貨物信息記錄采集的準(zhǔn)確性；可隨時(shí)顯示當(dāng)前庫存狀態(tài)，對(duì)庫存不足的物資可提前申請(qǐng)采購；在辦公室內(nèi)就可實(shí)現(xiàn)貨物動(dòng)態(tài)出入庫管理，入/出庫口RFID可對(duì)出入庫口貨物進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，避免人工檢查，節(jié)省核對(duì)時(shí)間；易操作性的界面設(shè)計(jì)將降低庫存管理的難度。

由于射頻識(shí)別卡的讀寫距離較短，所以需要規(guī)范倉庫管理人員的操作，以保證數(shù)據(jù)讀寫有效；射頻識(shí)別卡的價(jià)格較貴，倉庫內(nèi)物品種類數(shù)量眾多，因此要求合理配置IC卡，以使系統(tǒng)的性價(jià)比最佳；含有金屬或液體成份的物品會(huì)對(duì)RFID產(chǎn)生干擾，數(shù)據(jù)讀取成功率不高；RFID標(biāo)簽一旦接近到讀寫器，就會(huì)無條件的自動(dòng)發(fā)出訊息，無法確認(rèn)該RFID讀寫器是否合法；RFID技術(shù)在標(biāo)簽本身的訪問缺陷、通信鏈路上以及讀寫器內(nèi)部等都有不少的安全風(fēng)險(xiǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中存在局限性。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]張革軍.RFID技術(shù)在供應(yīng)鏈管理中的應(yīng)用[J].自動(dòng)識(shí)別技術(shù)與應(yīng)用，2005（2）：36-38.

[2]百度百科.RFID[EB/OL].[2010-03-02].http：//baike.baidu.com.

[3]任永昌.基于射頻識(shí)別技術(shù)在嵌入式倉儲(chǔ)物流管理中的研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2010（7）：5339-5341.

[4]Brewer A， Sloan N， Landers T.L. Intelligent Tracking in Manufacturing[J].Journal of Intelligent Manufacturing， 1999，10（3-4）：25-28.

[5]游戰(zhàn)清，李蘇劍.無線射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）理論與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.

[6]王小敏.基于RFID技術(shù)的庫存管理系統(tǒng)研究[D].北京：對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)（碩士論文），2006.

[7]李鐵克.制造執(zhí)行系統(tǒng)模型綜述與分析[J].冶金自動(dòng)化，2003（4）：13-17.