基于RFID技術的倉儲物流自動化系統的分析

唐東明

【摘 ?要】RFID正在應用于倉儲物流領域當中。目標是為倉儲物流提供一個自動化系統。本文就對有關內容進行分析，可供參考。

【關鍵詞】RFID技術;倉儲物流;自動化系統

一、RFID技術的概述

（一）RFID系統的構成

通常，RFID系統由三部分組成分別是讀寫器、電子標簽、計算機通信網絡。整個系統的結構框架如下圖所示。

1、讀寫器

（1）讀寫器的硬件部分通常由三個模塊組成：一是讀寫模塊;二是射頻模塊;三是天線模塊。讀寫模塊的基本作用有兩個方面：一是接受射頻模塊發出的信號進而獲取對應的電子標簽之中的具體的信息;二是將獲取到的電子標簽之中的信息經過編碼之后傳遞給射頻模塊，然后由標準的接口將相關的信息傳遞給計算機。從硬件上看，讀寫模塊包含放大器，時鐘電路，標準接口，存儲器等。射頻模塊的硬件比較簡單僅僅包括射頻處理器，射頻接收器，射頻振蕩器和前置放大器四個部分。射頻模塊在進行工作時，首先通過天線發送信號，這一信號是由射頻振蕩器長生的并利用射頻處理器對其進行了放大處理。當信號被發送出去之后天線將會收到被解調的標簽載波并將其中包含的信息傳遞到讀寫模塊之中。天線在讀寫器之中的功能是接受標簽反射的射頻載波和發送信號。

（2）讀寫器的軟件部分可以分為兩類：一是控制軟件;二是導入軟件。控制軟件的主要功能是對讀寫器的工作模式和天線的工作狀態進行控制并完成讀寫器內部以及讀寫器與其他設備的命令交換和數據傳輸。導入軟件的主要功能是給每一個運行程序指定具體的運行空間并執行其中的程序。

（二）RFID系統基本工作流程

RFID技術在實際的運用過程之中工作流程可以簡單的劃分為六個步驟：第一，讀寫器之中的天線向目標電子標簽發射無線載波信號;第二，在無線載波信號將目標電子標簽激活之后，天線將把執行相應操作的目標代碼發送給目的標簽;第三，讀寫器之中的天線接受到由目標電子標簽反射的信號，并將其傳送給讀寫器;第四，讀寫器對接受到的反射信息進行解碼處理，然后將處理的結果傳遞給計算機控制中心;第五，計算機根據接收到的信息對目標電子標簽的合理性進行判斷，在判斷合理之后根據操作者的需求發出與之相對應的指令并控制整個系統完成這一指令;第六，系統在運行的過程之中所有的監控點都將通過網絡進行連接進而構成一個信息的控制總臺。

二、倉儲物流自動化系統的防沖機制

（一）倉儲物流系統中的RFID沖突特點

目前，倉儲物流系統中倉庫的大部分工作仍然是依靠人工來完成的，但是可以明顯的感受到RFID技術正在逐步的進入倉庫的工作之中。通常，RFID技術在倉庫之中的應用都是與倉儲物流的自動化系統整合為一個系統，這一系統的硬件設施主要包括各種不同類型的讀寫器、主機、打印機。在進行工作時位置讀寫器和移動讀寫器將記錄貨物在倉庫之中的進出和移動情況，借助這一系統倉庫工作人員通過依次掃描貨物的電子標簽就能夠實現對貨物的統計。在RFID系統進行工作的過程之中通信沖突問題可以分為三種類型。第一種是標簽碰撞，這種情況主要指讀寫器工作的范圍內存在過多的電子標簽，當讀寫器工作時所有的電子標簽同時向讀寫器反射信號導致在讀寫器內部各種標簽的信息產生碰撞進而使數據丟失;第二種是讀寫器干擾，這種情況是指在一個讀寫器工作的范圍內還有多個讀寫器，讀寫器與讀寫器之間會產生一定的影響;第三種是標簽干擾，這種情況是指在讀寫器的工作范圍內存在較多的讀寫器且每一個讀寫器都以相同的頻率進行工作導致一個電子標簽與多個讀寫器進行數據傳輸，這將會使讀寫器無法準確執行RFID系統的指令。

（二）倉儲物流自動化系統RFID防沖機制

1、頻分多路法。這種方法主要是借助FDMA技術實現的。FDMA技術能夠將多個不一樣的傳輸通路提供給用戶使用，而且每一個通路選用的通信頻率都不一致。RFID系統在運用這以技術之后電子標簽在應答時，可以通過多個頻率進行應答，這就有效的避免了多個電子標簽只能有一個應答頻率的缺點。這種方法在實際的生產之中并不多見，主要原因是FDMA技術的使用成本比較高。

2、空分多路法。這種方法有兩種實現方式：一是減少讀寫器之間的距離，讀寫器之中的天線將組成一個陣列，在讀取電子標簽之中的信息時讀寫器與陣列之中距離其最近的電子標簽進行數據傳輸;二是在讀寫器之中安裝具有自適應能力的天線，在進行數據的讀寫時將天線直接與目標電子標簽對準進而實現一對一的數據交流。從本質上講這種方法是一種“基于空分多址法的信道訪問技術”。

3、碼多分路法。這一技術是以擴頻技術為基礎而發展出來的新的無線通信技術，這一新技術的特點是對原來的數據信號的帶寬進行了擴展。這種技術在使用的過程之中需要專用的電路進行擴頻同時對標簽的代碼分配也比較復雜，因此這種技術不適用于應用廣泛的射頻識別系統。

4、時分多路法，這種方法是指“將所有的可以使用的通路容量根據時間的不同分給多個用戶”。目前這種方法是在RFID系統之中運用最廣泛的防碰撞方法。

三、基于RFID技術的倉儲物流系統

基于RFID技術的倉儲自動化系統由四個部分組成：第一部分是立體貨架。自動化立體倉庫之中所有的貨物都存放在立體貨架之上，這是提高倉庫的利用效率，降低物流過程之中庫存成本的有效手段;第二部分是堆垛機。堆垛機的主要工作就是根據監控計算機發出的命令準確的完成貨物的自動存取。目前投入應用的堆垛機可以采用手動，半自動，全自動三種控制方式進行控制。為保證堆垛機工作的準確性其具有多種定位傳感器和安全設置。第三部分是自動導引小車，其主要工作是與堆垛機進行協同完成貨物的出入庫及保管工作;第四部分是計算機系統，其功能是對整個系統進行監控和操控。

四、結語

要加快我國倉庫物流自動化管理的進程，第一步要做的事就是加快高新技術在倉庫物流行業之中的應用，除此之外還要優化對倉儲物流過程的管理，只有緊跟社會和時代發展的步伐，才能使企業能夠有效的滿足社會發展和人們生產生活需要，才能使企業得到更快，更好的發展。

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（作者單位：煤炭工業合肥設計研究院有限責任公司）