警用裝備物聯(lián)網(wǎng)自動識別通道實踐探索

馮翌新，陸洪波，楊波

（公安部第一研究所，北京100044）

0 引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，警用裝備倉庫使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行出入庫越來越頻繁，倉庫管理人員在執(zhí)行批量出入庫任務時，將粘貼RFID標簽的警用裝備放在推車上，通過自動識別通道來完成掃描。在實際作業(yè)過程中，會出現(xiàn)標簽掃描數(shù)量不全、無法識別、周圍其他標簽被讀到等情況，導致倉庫管理人員認為警用裝備物聯(lián)網(wǎng)自動識別通道“不好用，不智能”。

因此，針對現(xiàn)有的業(yè)務模式和倉庫的作業(yè)習慣，尋找天線閱讀器的最優(yōu)衰減值，通過調(diào)整讀寫器的衰減值，通過制定出入庫時物資的擺放規(guī)范，提高RFID自動識別通道的識讀率，降低誤讀率，是目前警用裝備物聯(lián)網(wǎng)必須解決的問題。

1 警用裝備物聯(lián)網(wǎng)自動識別通道管理現(xiàn)狀與問題

警用裝備物聯(lián)網(wǎng)自動識別通道采用雙邊通道式結(jié)構(gòu)，其中一側(cè)內(nèi)部含有一個天線讀寫器和兩個識讀天線，另一側(cè)內(nèi)部含有兩個識讀天線，天線通過饋線與讀寫器連接。另外，門體安裝于警用裝備倉庫庫房門口位置，兩側(cè)門體相對，遠側(cè)的天線采用較長的饋線與讀寫器連接，所以該側(cè)天線在性能上有一定的衰減，且警用裝備倉庫庫房結(jié)構(gòu)不同，RFID自動識別通道的兩側(cè)門體的距離不同，部分自動識別通道周圍存放有粘貼RFID標簽的物資，若閱讀器衰減值較低，可能天線會讀取到周圍的RFID標簽。

倉庫管理人員在入庫時將RFID標簽粘貼在警用物資上，粘貼標簽時比較隨意，物資包裝表面灰塵較多，粘貼的標簽不牢固、不平整，影響RFID芯片的性能。在入庫出庫作業(yè)時擺放不整齊，標簽朝向不規(guī)律，且通過自動識別通道時較為隨意，導致自動識別通道經(jīng)常漏讀標簽。因閱讀器衰減值設定不合理，導致存放在通道周圍的物資會被誤掃，影響出入庫作業(yè)的效率。

2 漏讀率及誤讀率研究與實踐

2.1 漏讀率研究

（1）RFID標簽與天線的方向

由于警用裝備物聯(lián)網(wǎng)自動識別通道是4個天線兩兩相對的結(jié)構(gòu)，常規(guī)物資為長方體包裝，出入庫作業(yè)時由于擺放不規(guī)律，部分RFID標簽可能在兩箱物資之間，導致降低天線讀取率。標簽的朝向分為三種，第一種是標簽與地面垂直，且與天線垂直，第二種是標簽與地面垂直，且與天線平行，第三種是標簽與地面平行，以下按照正對通道的方向依次簡稱為“前后兩面”、“左右兩側(cè)”、“上下兩面”三個方向。標簽朝向不同，天線識讀的效果也就不同。

圖1 警用裝備物聯(lián)網(wǎng)智能識別門

圖2 單張標簽實物圖

圖3 閱讀器與天線

（2）RFID標簽通過天線區(qū)域的速度。

在實際應用過程中，倉庫人員使用推車進行出入庫作業(yè)，通過自動識別通道速度過快，天線的閱讀器來不及把所有經(jīng)過天線區(qū)域的標簽讀取出來，也會導致RFID標簽漏讀。適當放慢速度，可以減少標簽漏讀率。

2. 2 誤讀率研究

警用裝備物聯(lián)網(wǎng)自動識別通道使用ALIEN9900+作為天線閱讀器，可調(diào)整射頻衰減值，范圍是0db～150db。以現(xiàn)有的警用裝備物聯(lián)網(wǎng)自動識別通道結(jié)構(gòu)來看，針對門體不同距離，需要尋找合理的衰減值，來保證單側(cè)門體的最遠識讀距離到對側(cè)門體的位置，這樣就不會掃描到門體后方的RFID標簽，來降低誤讀率。

2. 3 出入庫實驗

模擬警用裝備倉庫出入庫環(huán)境，共使用120張RFID標簽，芯片內(nèi)部含有三類信息，用于區(qū)分識讀，分別粘貼在紙箱的6個面上，前后兩面、左右兩側(cè)、上下兩面三類標簽各40張。由于遠端一側(cè)天線通過饋線連接，根據(jù)各地現(xiàn)場情況，選用長度為15米的饋線進行測試。利用推車通過自動識別通道中間位置，每調(diào)整一次衰減值測試三次。針對不同的門體距離，調(diào)整RF衰減值，以限制天線讀取最遠范圍，在保證識讀率的基礎上尋找衰減最優(yōu)值。

實驗結(jié)果如表1-表3所示。

表1 門體4.2米測試

表2 門體3米測試

實驗結(jié)果表明，暴露在外側(cè)的標簽比在物資之間被遮擋住的標簽更容易被天線讀取到，且在讀取性能上前者遠高于后者。在朝向方面，按讀取性能由高到低排序為“左右兩側(cè)”>“前后兩面”>“上下兩面”。左右兩側(cè)的標簽讀取效果最好，其次是前后兩面，上下兩面的讀取效果最差。

表3 門體2.5米測試

門體距離為4.2米時，設定遠端衰減值為10db時讀取效果較差，故將遠端衰減值改為0db，近端增加衰減值，直到100db時漏讀數(shù)量開始增加，選取遠端衰減值90db，近端衰減值0db作為門體距離為4.2米的最優(yōu)衰減值，天線讀取范圍距離地面高2.4米，門后25厘米，以通道為中心前后各1.6米。門體距離為3米時，嘗試調(diào)整遠端衰減值仍出現(xiàn)漏讀嚴重的情況，近端調(diào)整120db時漏讀數(shù)量增加，則門體距離3米，遠端衰減值為100db，近端衰減值為0db時最優(yōu)，天線讀取范圍距離地面2.2米，門后20厘米，以通道為中心前后各1.4米。門體距離為2.5米時，遠端衰減值為120db，近端衰減值為0db時最優(yōu)，天線讀取范圍距離地面2米，門后18厘米，以通道為中心前后各1米。

3 警用裝備倉庫RFID標簽安裝與擺放規(guī)范設計

為了保證RFID標簽在實際應用中能達到良好的效果，制定統(tǒng)一安裝位置規(guī)范及出入庫擺放示范，主要針對使用識別門出入庫時，物資在推車等載具上擺放位置以及電子標簽朝向給出指導性建議，以指導倉庫管理員有效地完成物資出入庫工作。

3. 1 警用物資電子標簽安裝規(guī)范

工具包如圖4。

圖4 標簽安裝規(guī)范工具包

3. 2 常見箱式包裝物資上電子標簽安裝位置

針對該類型的物資，標簽安裝原則為：貼在“寬所在邊”或者“紙箱側(cè)面”，便于從外側(cè)讀取標簽，盡量讓標簽朝向貨架外側(cè)（靠過道一側(cè)）。

主要有三種張貼方式：

（1）優(yōu)選方式：

側(cè)面張貼，統(tǒng)一在當前側(cè)面的右上角，所貼標簽上邊、右邊距離紙箱邊緣距離在2-3厘米，以美觀大方為主，避開邊緣的膠帶和加固釘?shù)取Ｈ鐖D5。

圖5 優(yōu)選張貼方式

（2）次選方式：

如遇已貼有物資廠家出廠標簽，電子標簽就盡量往右上角或右下角區(qū)域中有空間的地方貼標簽，盡量美觀大方。如圖6。

圖6 次選張貼方式

（3）特殊情況：

如遇以下特殊情況，對外的右側(cè)的文字不能遮擋/右側(cè)(有膠帶和加固釘/右側(cè)空間不夠大/有加固保護木箱，可考慮以下方法：選擇紙箱正面右上角適合位置/紙箱正面適當位置貼標簽。如圖7。

圖7 特殊情況張貼方式

3. 3 電子標簽安裝流程

（1）核對確認標簽內(nèi)容與現(xiàn)場物資設備信息相符；

（2）對貼標簽的安裝位置，用“無塵手套”對被貼物表面的該位置進行除塵擦拭和除雜物處理；

（3）用“防靜電手套”將標簽底紙沿著一邊揭開1.5cm，分別用兩只手的拇指和食指輕輕捏住兩邊，貼在確定好的位置上；

（4）然后將底紙慢慢的揭開同時用刮板沿著貼上的一邊往另一邊刮，直至標簽完全平整美觀；

（5）將物資在貨架或者平庫中進行合理科學美觀的擺放碼垛，讓電子標簽盡量朝外，以保證RFID標簽在今后倉庫物資盤點工作中便于讀取。

3. 4 警用物資出入庫擺放規(guī)范

標簽朝向原則為：所有標簽均在外側(cè)，沒有被物資遮擋，標簽與識別門方向“垂直”或“平行”，便于識別門天線有效的讀取標簽，不要出現(xiàn)物資標簽重合或覆蓋的情況。主要有兩種方式：

（1）優(yōu)先方式：標簽朝向與識別門天線朝向平行。如圖8。

圖8 出入庫標簽朝向優(yōu)先方式

（2）次選方式：標簽朝向與識別門天線朝向垂直。

盡量不要將標簽方向朝上或朝下擺放，可能會降低電子標簽識別率。如圖9。

圖9 出入庫標簽朝向次選方式

4 解決方案

為提高識讀率，降低誤讀率，針對上述問題，制定以下解決方案：

（1）RFID標簽安裝及擺放需規(guī)范

倉庫人員應按照標簽安裝規(guī)范對RFID標簽進行粘貼，同一種類型的物資標簽粘貼位置相同，出入庫作業(yè)時標簽朝向一定要向外，并且盡量保證標簽在“左右兩側(cè)”或“前后兩面”，盡量不要朝向“上下兩面”。

（2）通過自動識別通道的方式

倉庫人員使用推車經(jīng)過自動識別通道時，要與兩側(cè)門體平行慢速通過，正常勻速步行即可。

（3）最優(yōu)衰減值

以上實驗發(fā)現(xiàn)，調(diào)整最優(yōu)衰減值，既可以保證標簽識讀率，又可以降低天線誤讀率，在實際應用中按照最優(yōu)值進行調(diào)整，既保證了出入庫作業(yè)時標簽讀取數(shù)量，又能減少讀取到通道周圍標簽的數(shù)量。

5 結(jié)語

近年來，RFID射頻識別技術(shù)已為全國公安警務保障部門提供方便快捷的批量作業(yè)模式，將傳統(tǒng)的手工作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄茏詣幼R別的方式，降低了學習成本。加強倉庫管理規(guī)范，科學的使用RFID自動識別通道，可提高RFID標簽的識讀率，降低誤讀率，使其在實際應用過程中發(fā)揮更大的作用。