試論RFID技術(shù)在智慧物流管理中的應(yīng)用

試論RFID技術(shù)在智慧物流管理中的應(yīng)用

文/肖婷婷，長沙商貿(mào)旅游職業(yè)技術(shù)學(xué)院

經(jīng)濟(jì)全球化及現(xiàn)代物流業(yè)發(fā)展的系統(tǒng)化、信息化、倉儲運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)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(jīng)不能滿足現(xiàn)代物流的應(yīng)用，如何利用RFID技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、通信技術(shù)等信息技術(shù)建立一種全面、高效、便捷、安全的智慧物流管理模式，成為現(xiàn)代物流發(fā)展必須解決的問題。

RFID技術(shù)；智慧物流；倉儲物流；實(shí)時(shí)追蹤

1 緒論

1.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)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(wù)產(chǎn)業(yè)，世界各國也越來越重視物流發(fā)展對本國經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國民生活的影響。我國物流技術(shù)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(gè)環(huán)節(jié)，提出最優(yōu)的解決方案。要實(shí)現(xiàn)物流信息化，就必須建立一個(gè)全面、高效的智慧物流管理系統(tǒng)。

2 RFID技術(shù)在智慧物流管理中的應(yīng)用研究

2.1 RFID技術(shù)介紹

RFID是Radio Frequency Identification的縮寫，即射頻識別，常稱為感應(yīng)式電子晶片或近接卡、感應(yīng)卡、非接觸卡、電子標(biāo)簽、電子條碼，俗稱射頻標(biāo)簽。RFID技術(shù)是一種非接觸式的自動(dòng)識別技術(shù)，是通過射頻信號自動(dòng)識別目標(biāo)對象來獲取相關(guān)信息的技術(shù)。與傳統(tǒng)的識別方式相比，RFID識別無需直接接觸、無需光學(xué)可視、無需人工干預(yù)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(shù)據(jù)保密性好、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

2.1.1 RFID 系統(tǒng)的基本組成

最基本的RFID系統(tǒng)由射頻標(biāo)簽、RFID閱讀器、天線、中間件和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成。其中RFID閱讀器和射頻標(biāo)簽屬于系統(tǒng)的硬件部分，中間件是銜接硬件設(shè)備及系統(tǒng)其他模塊的橋梁，計(jì)算機(jī)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(shù)據(jù)做相應(yīng)的處理。

1.射頻標(biāo)簽

射頻標(biāo)簽由標(biāo)簽芯片和線圈組成，是系統(tǒng)中存儲可識別數(shù)據(jù)的電子裝置，安裝在要識別的物體上，每個(gè)標(biāo)簽存儲需要傳輸?shù)拇R別物品的相關(guān)信息以及一個(gè)唯一的ID編碼，可以實(shí)現(xiàn)單品級的物品編碼。

射頻標(biāo)簽按系統(tǒng)工作頻率分，可分為低頻（LF）射頻標(biāo)簽、高頻（HF）射頻標(biāo)簽、超高頻（UHF）射頻標(biāo)簽和微波射頻標(biāo)簽。其中處于860-960MHz內(nèi)的UHF頻段的產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用在物流領(lǐng)域。

2.RFID閱讀器

RFID閱讀器是對射頻標(biāo)簽進(jìn)行讀/寫操作的設(shè)備，是RFID系統(tǒng)中最重要的基礎(chǔ)設(shè)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(biāo)簽中保存的電子信息，從而達(dá)到自動(dòng)識別物體的目的。閱讀器通常與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連，所讀取的標(biāo)簽數(shù)據(jù)被傳送到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)里，進(jìn)行下一步處理。

3.中間件

中間件實(shí)際上是一種軟件，是可以接受應(yīng)用軟件發(fā)出的請求、一種面向消息的、可對多個(gè)閱讀器發(fā)起請求操作、接收、處理并將結(jié)果數(shù)據(jù)返回給應(yīng)用軟件的軟件。

4.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的信息管理中心，由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)和硬件設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等組成。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接收由閱讀器傳送過來的信息，并對數(shù)據(jù)做相應(yīng)的處理。

5.天線

天線是射頻標(biāo)簽和閱讀器之間建立無線通訊連接和實(shí)現(xiàn)射頻信號空間傳播的設(shè)備。它在射頻標(biāo)簽和閱讀器間發(fā)射電磁波，給射頻標(biāo)簽提供微量能量，并負(fù)責(zé)接收來自射頻標(biāo)簽發(fā)出的射頻信號。天線分射頻標(biāo)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(nèi)發(fā)出特殊射頻信號，若此射頻信號被無源射頻標(biāo)簽接收到，射頻標(biāo)簽就能憑借感應(yīng)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(biāo)簽主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號，閱讀器接收到射頻標(biāo)簽的電子信息并解碼后，送至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

2.2 RFID技術(shù)在智慧物流管理中的應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)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(wù)產(chǎn)業(yè)，我國物流技術(shù)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(gè)環(huán)節(jié)，提出最優(yōu)的解決方案。在現(xiàn)代物流系統(tǒng)中，倉儲、運(yùn)輸是物流運(yùn)作的重要構(gòu)成要素。本文的主要研究內(nèi)容是采用RFID技術(shù)與其他信息技術(shù)相結(jié)合并與現(xiàn)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(shù)在倉儲環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

倉儲作為現(xiàn)代物流體系的重要構(gòu)成部分，歷來是廠商、庫管所關(guān)注和研究的重點(diǎn)，在物流環(huán)節(jié)中起著至關(guān)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(chǎn)生大量伴生信息，數(shù)據(jù)操作次數(shù)多、數(shù)據(jù)規(guī)模大和信息內(nèi)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(shù)落后，入庫驗(yàn)收、庫存盤點(diǎn)、庫存查詢、出庫分揀等全過程都是依靠人工手動(dòng)完成，存在諸如入庫驗(yàn)收時(shí)間長，在庫盤點(diǎn)亂且數(shù)量不準(zhǔn)等諸多問題，使得這種作業(yè)時(shí)間長、效率低、工作錯(cuò)誤率高、信息傳遞慢的運(yùn)作模式越來越不能適應(yīng)現(xiàn)代化物流倉儲業(yè)的發(fā)展。

RFID技術(shù)在物流倉儲的運(yùn)用上正好解決了這一問題。本文利用RFID技術(shù)高效地對倉儲貨物進(jìn)行管理和調(diào)配，不僅壓縮出入庫流程，提高了貨物入庫驗(yàn)收、出庫分揀效率，而且減少庫存盤點(diǎn)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)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(shù)在智慧物流倉儲系統(tǒng)中的應(yīng)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(hù)智能倉儲管理系統(tǒng)的多種硬件設(shè)備、傳感器與工具等，是倉儲系統(tǒng)的基礎(chǔ); 其中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是RFID射頻標(biāo)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)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(jù)現(xiàn)代物流倉儲的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流要求，對數(shù)據(jù)、資源、事件、貨品與人員等調(diào)度與指揮，維持人、財(cái)、物的高效有序運(yùn)轉(zhuǎn)。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)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(yàn)收入庫的物品統(tǒng)一放在一個(gè)托盤上，將托盤裝入叉車，當(dāng)叉車經(jīng)過入庫門口時(shí)，安裝的RFID閱讀器就能對每個(gè)入庫的物品進(jìn)行無線識別，讀取物品的基本信息，并把采集到的數(shù)據(jù)上傳到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)會立即顯示出此托盤上的所有物品，驗(yàn)收正確無誤，叉車直接把物品運(yùn)進(jìn)倉庫并放到指定的位置。

（2）庫存盤點(diǎn)、庫存移動(dòng)

因?yàn)槊總€(gè)貨物都貼有射頻標(biāo)簽，當(dāng)貨物被裝走運(yùn)往別地時(shí)，由閱讀器識別并告訴計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)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(diǎn)、庫存查詢等方面使用RFID技術(shù)，不僅可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的存貨、取貨等操作，提高對出入庫產(chǎn)品信息的記錄采集速度，而且增強(qiáng)了作業(yè)的準(zhǔn)確性，節(jié)省了勞動(dòng)力，減少了人為失誤，降低了成本。

2.2.2 RFID技術(shù)在運(yùn)輸環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

運(yùn)輸作為現(xiàn)代物流體系的重要構(gòu)成部分，在物流環(huán)節(jié)中起著至關(guān)重要的作用。本文的研究重點(diǎn)之一就是利用RFID技術(shù)對運(yùn)輸過程中的貨物及車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤監(jiān)控。車載RFID閱讀器定時(shí)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?shù)胶笈_管理系統(tǒng)。

1.硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

硬件系統(tǒng)以ARM9微處理器作為主控制器，利用RFID射頻標(biāo)簽、RFID閱讀器完成貨物及車輛信息的儲存和采集，結(jié)合遠(yuǎn)程的G PS智能車載終端、GPRS模塊，動(dòng)態(tài)采集貨物及車輛所處的位置信息、運(yùn)行速度、運(yùn)行軌跡等數(shù)據(jù)，并傳回到主控單元。主控單元直接和PC服務(wù)器連接，服務(wù)器接收到這些數(shù)據(jù)后，會立即進(jìn)行分析、比對等處理，并將處理結(jié)果以正常信息或者報(bào)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(biāo)車輛采取必要措施，同時(shí)用戶可隨時(shí)查詢車輛和貨物的動(dòng)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(shí)現(xiàn)對遠(yuǎn)程的GPS進(jìn)行通信，主控平臺直接連接服務(wù)器PC機(jī)，平臺上的GPRS模塊定位遠(yuǎn)程車輛；GPS模塊裝在車輛上，實(shí)現(xiàn)主控中心對其地理信息的采集；有源RFID用于對貨物進(jìn)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(jìn)行匯總與分析。如果在運(yùn)輸中途出現(xiàn)異常，車載終端將會及時(shí)給監(jiān)管平臺服務(wù)器發(fā)送報(bào)警。

2.軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

軟件系統(tǒng)主要由上位機(jī)軟件和車載終端兩部分組成。服務(wù)器把分析后的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，同時(shí)服務(wù)器也可接收客戶訪問需求，實(shí)時(shí)下發(fā)信息查詢車輛和貨物的動(dòng)態(tài)信息；貨物監(jiān)控平臺主要由GPR S 接收模塊和服務(wù)器組成，GPRS模塊將接收到的相關(guān)信息上傳到服務(wù)器。