淺析RFID技術在煙葉質量追溯物流應用中常見問題和改善措施

郭清 李睿 劉芷嫻 文斌通訊作者 趙一君通訊作者

1.貴州煙葉復烤有限責任公司遵義復烤廠 貴州遵義 563000；2.貴州煙葉復烤有限責任公司 貴州貴陽 550005；3.中國煙草總公司貴州省公司 貴州貴陽 550004

隨著信息技術的迅速發展的應用，“互聯網+”已經成為各個領域不可缺少的一部分。RFID技術作為一種無線通信技術，能在實現企業物流運作的自動化、信息化、智能化的需求的同時，實現RFID技術與企業信息化體系的無縫對接，極大的提高企業的工作效率，增強企業的競爭力。目前，該技術已廣泛應用于許物流、零售、制造業、服裝業、醫療、防偽、資產管理等諸多行業。對煙草企業而言，RFID技術的應用不僅響應了國家質量追溯體系建設的落地與實施要求，也促進自身企業管理水平，提升了煙草質量把控的主動性，確保煙葉原料都是可追溯、高質量的“合法”煙草。但在實際應用中發現，RFID標簽讀寫存在漏讀、串讀、干擾等問題，本文就此類常見問題開展論述，并提出相關的解決對策，期望能夠給類似應用場景提供經驗參考。

1 RFID在煙葉原料入庫應用簡介

RFID技術主要是運用電磁場方式進行電場感應。煙葉站將煙包所有的來源信息（如：站點、等級、煙農、物流等）逐包綁定在RFID標簽中，調運至復烤企業。當掛設有電子標簽的煙包進入復烤環節時，讀寫器建立的電場會接收電子標簽的反射波，并自動讀取標簽中的信息。因此，電子標簽的成功讀寫是RFID技術中最重要的一環，標簽無法正常讀取會導致系統數據錯漏，增加時間和人力對標簽信息進行補錄。

2 RFID在煙葉原料信息識別過程中的常見問題

RFID標簽能夠成功讀寫受多種條件影響，標簽一次性通過量、相鄰標簽之間的間距、標簽與讀寫器天線之間的距離等因素，都有可能出現標簽的漏讀或串讀現象的發生，影響標簽的成功讀寫。

2.1 漏讀現象

漏讀是指標簽通過讀寫區域后未被正確讀取，造成數據丟失。當煙包經過讀寫器時，會產生兩種情況導致電子標簽漏讀：一是讀寫時煙包標簽被置于讀寫盲區。二是煙包標簽讀取信號受到現場環境干擾，導致讀取異常[1]。

2.2 串讀現象

串讀現象指的是讀寫器因現場環境特性，在讀寫區域中讀到了多個RFID標簽，造成了系統無法判斷應當正確讀取的標簽，導致系統記錄異常。

3 造成漏讀與串讀現象的因素

3.1 讀寫器功率設置和讀取角度

讀寫器的功率設置和讀取角度決定了讀寫器的讀寫范圍，在正常情況下，讀寫范圍應當能夠很好的覆蓋攜帶RFID標簽的原料通過路徑，同時讀寫功率還能夠較好的區分開前后相鄰標簽，避免在讀寫范圍讀取到當前標簽的同時還讀取到了相鄰標簽。

在某些特殊場景下，RFID標簽在通過讀寫器裝置的讀寫區域時，會受到輸送裝置或輸送煙包的影響，出現讀寫死角，導致在通過路徑上無法讀取到當前標簽。

此外常見的問題還有讀寫功率設置不當，出現讀寫信號過大過小甚至不穩定的情況，導致無法正常讀取到應當讀取的RFID標簽，反而讀取到了其他不應讀到的RFID標簽。

以上因素均會造成漏讀和串讀的異常現象發生。

3.2 作業環境讀寫范圍出現多個標簽

煙葉原料自動讀寫方案，主要是RFID讀寫器搭配自動輸送輥道或輸送皮帶使用，這樣的使用環境下，物料是逐一通過讀寫器的讀寫范圍。若攜帶RFID標簽的煙包原料在通過讀寫區域時過快或過慢，都有可能導致讀寫范圍內除了讀寫到當前RFID標簽外，還讀到了未離開讀寫范圍的前一個RFID標簽或已提前進入了讀寫范圍的下一個RFID標簽。導致這類問題的原因主要是輸送機制造成的，當讀寫區域內出現了多個標簽，便無法有序識別出標簽信息，造成系統記錄錯誤，而且這類問題難以排查。

3.3 RFID標簽信號被屏蔽或干擾

RFID標簽讀取通訊是通過電磁波進行交互的，而電磁波會受到一些特定因素干擾。在煙葉原料入庫的使用場景中發現，RFID標簽受到輸送裝置以及煙葉原料自身對讀寫信號造成屏蔽的現象十分常見。如果煙包標簽與輸送裝置的金屬結構發生接觸時，會出現明顯的信息屏蔽現象。此外，如果RFID標簽與煙包接觸面較大時，由于煙葉的含水特性，同樣會出現信號屏蔽現象。以上現象均會造成RFID信息漏讀。

3.4 讀寫后臺運行機制設定

一個完備的RFID信息讀寫系統，除了讀寫器自身調校和運行應當處于一個良好的狀態外，整套系統還應當有一系列反饋和判斷機制，如聲光報警和數據篩查等介入機制，才能確保在讀寫器在運行過程中能夠發現非正常數據并及時處理。如果系統不具備這一系列識別糾錯機制，就必然會出現RFID信號識別異常，導致信息記錄不完整或記錄錯漏[2]。

4 RFID在原料入庫環節的常見問題的對策

4.1 RFID讀寫器調校方式

RFID讀寫器的調校，主要是減少或消除讀寫盲區，同時將讀寫范圍能夠較好的覆蓋RFID標簽的通過路徑，信息覆蓋的邊界應當確保清晰，不會出現讀寫范圍不穩定，或讀取電磁波發送到讀寫現場的其他位置去。

調校過程首先要確定讀寫區域，讀寫區域要根據現場作業環境和物料大小與形狀特性，確定讀寫區域的位置和大小。讀寫區域的位置和大小確定，應當確保該位置是RFID標簽的必經路徑之外，還要確定該位置不會出現多個標簽。

在確定了讀寫區域后，就應當根據劃定好的讀寫范圍，安裝讀寫器天線。天線的安裝角度要根據物料形狀和標簽的掛設位置，安裝單體或者分體天線，確保讀寫角度能夠很好的覆蓋RFID標簽可能通過的區域。

最后是調節RFID讀寫器讀寫功率，調整功率要結合天線的讀寫角度同步調整，讀寫邊界要重復測試其穩定性和邊界的清晰度，如出現讀寫邊界不穩定的情況，應當檢查讀寫器的運行電壓和讀寫器的完好性。

4.2 RFID標簽掛設方式與輸送設備要求

要解決RFID標簽信號被屏蔽的問題，需要對輸送設備金屬結構進行限定。輸送設備可能與RFID接觸的部位，應當采用非金屬材料，避免標簽與金屬結構物接觸后造成信號屏蔽[3]。

而標簽的掛設規范要求上，應當減少標簽緊貼煙包情況發生的概率，掛在四角或兩端。避免標簽與含水量較高的煙葉出現較大面積接觸時造成信號屏蔽。

4.3 異常攔截與人工干預

通過軟件系統的邏輯判斷，增加系統攔截機制，把煙包信息獲取是否正常作為煙包是否能夠通過的前置條件。當讀取出現異常時，設備發出信號，暫停該段設備，然后由人工進行干預，讓標簽信息得以正常讀取后，輸送設備才再次啟動，繼續后續流程。以下為相關功能的主要代碼：

5 結語

目前RFID技術已與多個行業相互融合，并取得重大成果。RFID技術對構建質量追溯系統具有舉足輕重的作用，而RFID標簽的正常讀寫率又是這一技術中至關重要的一環。隨著國家質量追溯體系建設的推進，解決RFID讀寫目前存在的常見問題，對提高作業效率和經濟效益將起到關鍵作用。