射頻識(shí)別技術(shù)課程論文

1、西南交通大學(xué)本科物聯(lián)網(wǎng)課程 射頻識(shí)別技術(shù)課程論文（2016）rfid課程論文 題 目： 物流企業(yè)應(yīng)用rfid的可行性探討 院 （系）： 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 姓 名： 神一樣的男人 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 西 南 交 通 大 學(xué)2016年12月目錄引言2傳統(tǒng)物流管理的弊端2應(yīng)用rfid技術(shù)的可行性分析3rfid在現(xiàn)代物流管理中的應(yīng)用及其優(yōu)勢(shì)4rfid 技術(shù)要求51：安全要求52：工作頻率選擇63：防沖突技術(shù)研究74：rfid 天線研究7結(jié)論8_物流企業(yè)應(yīng)用rfid的可行性探討摘要：: 無線射頻識(shí)別技術(shù)(rfid)已成為現(xiàn)代物流的熱點(diǎn)技術(shù),對(duì)物流管理的信息化發(fā)展具有十分重要的作用。本文探討了企業(yè)應(yīng)用r

2、fid前景以及項(xiàng)目所要達(dá)成的預(yù)期目標(biāo)；提出了擬解決相關(guān)問題的初步技術(shù)方案。關(guān)鍵字：射頻識(shí)別，物流管理，解決方案引言自動(dòng)識(shí)別技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：第一是準(zhǔn)確性，自動(dòng)數(shù)據(jù)采集 , 徹底消除人為錯(cuò)誤；第二是高效性，信息、交換實(shí)時(shí)進(jìn)行；第三實(shí)施兼容性，自動(dòng)識(shí)別技術(shù)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，可與信息管理系統(tǒng)無縫聯(lián)結(jié)。自動(dòng)識(shí)別技術(shù)大大增加了物流的自動(dòng)化、現(xiàn)代化，是物流重要的支持技術(shù)之一。中國目前正外于從傳統(tǒng)物流向 現(xiàn)代物流的轉(zhuǎn)變之中,推動(dòng)自動(dòng)化識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用普及,有助于加快這一轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)物流管理的弊端隨著科學(xué)技術(shù)信息化的發(fā)展,傳統(tǒng)的管理方法已經(jīng)不能適應(yīng)上級(jí)管理部門、客戶以及生產(chǎn)對(duì)物流企業(yè)倉儲(chǔ)管理提出的要求。比如傳統(tǒng)

3、的管理方式使物流企業(yè)的出入庫數(shù)據(jù)無法做到唯一和實(shí)時(shí)性，不能滿足公司和庫主的要求，尤其是大型企業(yè)的業(yè)務(wù)主管部門、倉儲(chǔ)部門、存儲(chǔ)點(diǎn)、銷售點(diǎn)的分散布局 , 使公司無法及時(shí)掌握商品的流轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)。物流企業(yè)為滿足各方的需求，避免數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，只能重復(fù)輸人單據(jù)進(jìn)行核對(duì)，在一定程度上，增加了很多操作人員的工作量，職能部門也希望減少經(jīng)營與費(fèi)用結(jié)算的工作量。物流行業(yè)及有關(guān)方面的首要任務(wù)是加強(qiáng)對(duì) 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的宣傳和知識(shí)普及，幫助企業(yè)認(rèn)識(shí) 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在現(xiàn)代物流發(fā)展中的重要作用像一些中等倉儲(chǔ)系統(tǒng)的內(nèi)部，物流企業(yè)管理大多采用非自動(dòng)化的 、 以紙張文件為基礎(chǔ)的系統(tǒng)來記錄，追蹤進(jìn)出。由于是手工記賬方式，倉儲(chǔ)內(nèi)部的管理和數(shù)據(jù)獲取

4、不及時(shí)、出錯(cuò)率高出入庫操作流程的隨意性較大，難以規(guī)范化管理人為因素的不確定性導(dǎo)致勞動(dòng)效率低下，人力資源嚴(yán)重浪費(fèi)。同時(shí)隨著數(shù)量的增加以及出入庫頻率的劇增，這種模式嚴(yán)重影響了正常的工作效率。這些倉庫與相關(guān)的第三方物流中心從產(chǎn)區(qū)到中轉(zhuǎn)區(qū)再到銷售區(qū)的整體倉儲(chǔ)信息系統(tǒng)沒有建立，使得整個(gè)物流供應(yīng)鏈中的倉儲(chǔ)信息不能發(fā)揮節(jié)點(diǎn)的重要作用，嚴(yán)重影響了整個(gè)企業(yè)的運(yùn)行效率?？傊谄髽I(yè)管理中，存在多頭統(tǒng)計(jì)、重復(fù)勞動(dòng)、數(shù)字不匹配、反饋不及時(shí)等現(xiàn)象。應(yīng)用rfid技術(shù)的可行性分析自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在物流過程中，實(shí)現(xiàn)信息獲取和信息錄入功能，它是通過自動(dòng)非人工手段 獲取項(xiàng)目標(biāo)識(shí)信息將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)輸入計(jì)算機(jī)、程序邏輯控制器或其他微處理器控

5、制設(shè)備的技術(shù)。一般說，自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)由標(biāo)簽、識(shí)讀器及計(jì)算機(jī)等設(shè)備組成。將物流系統(tǒng)融入供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)是社會(huì)發(fā)展的必然，這一理念已經(jīng)比較成熟。要更好地解決供應(yīng)鏈物流的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)快速、及時(shí)、節(jié)約庫存的目標(biāo)，最切實(shí)可行的方案就是采用現(xiàn)代物流信息技術(shù)，即物流標(biāo)識(shí)和自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。由于rfid標(biāo)簽可以唯一地標(biāo)識(shí)商品，通過同計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)相結(jié)合、可以在物流的各個(gè)環(huán)節(jié)上跟蹤貨物，實(shí)時(shí)掌握商品的動(dòng)態(tài)信息。應(yīng)用該技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)如下目標(biāo)，獲得預(yù)期的效益；1、縮短作業(yè)時(shí)間；2、改善盤點(diǎn)作業(yè)質(zhì)量；3、增大配送中心的吞吐量；4、降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用；5、實(shí)現(xiàn)可視化管理；6、信息的傳送更加迅速準(zhǔn)確。rfid技術(shù)利用無線電波

6、，可完成非接觸式、動(dòng)態(tài)多目標(biāo)同時(shí)識(shí)別，實(shí)現(xiàn)一物一碼，可快速地進(jìn)行物品追蹤和數(shù)據(jù)交換。由于rfid技術(shù)免除了跟蹤過程中的人工干預(yù)，在節(jié)省大量人力的同時(shí)提高了工作效率。同時(shí)，這一技術(shù)的應(yīng)用，能夠很好地解決上述傳統(tǒng)管理方式存在的問題和現(xiàn)代物流對(duì)管理提出的新要求，能夠最大程度地將信息在各個(gè)環(huán)節(jié)上實(shí)現(xiàn)共享，方便各環(huán)節(jié)對(duì)數(shù)據(jù)信息的處理加工，有效地提高企業(yè)的整體運(yùn)行效率和管理效率。rfid技術(shù)的自身特點(diǎn)能夠很好地適用到現(xiàn)代物流中，甚至整個(gè)現(xiàn)代物流行業(yè)。rfid技術(shù)日趨成熟，已經(jīng)成功應(yīng)用于零售、倉儲(chǔ)、配送運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)。從投資角度看，購置rfid的硬件和軟件系統(tǒng)是一筆可觀的投資。從收益分析，采用技術(shù)不僅可以降低勞

7、動(dòng)力成本，還可以解決商品斷貨和損耗這兩大零售業(yè)難題。通過使用rfid技術(shù) ,沃爾瑪每年可以節(jié)省勞動(dòng)力成本84億多美元，同時(shí)可挽回因盜竊而損失的20多億美元。隨著近幾年技術(shù)的發(fā)展、rfid的普及，rfid設(shè)備不論是讀寫器還是電子標(biāo)簽的成本正在不斷降低。因此，結(jié)合投資與收益，從整體角度分析rfid技術(shù)的應(yīng)用在經(jīng)濟(jì)上也是可行的。條碼技術(shù)在現(xiàn)代物流領(lǐng)域的應(yīng)用，今后一段相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)仍然是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的發(fā)展主流，但條碼技術(shù)肯定不是唯一的發(fā)展目標(biāo)，其他的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)有磁（卡）技術(shù)、光字符識(shí)別技術(shù)、語音識(shí)別技術(shù)、射頻技術(shù)、視覺識(shí)別技術(shù)等等將會(huì)呈現(xiàn)出一種多元化發(fā)展的態(tài)勢(shì)。rfid在現(xiàn)代物流管理中的應(yīng)用及其優(yōu)勢(shì)

8、物流業(yè)廣泛使用rfid技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)、存儲(chǔ)、運(yùn)輸、銷售整個(gè)供應(yīng)鏈過程的智能化。在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)應(yīng)用rfid技術(shù)，可以完成自動(dòng)化生產(chǎn)線運(yùn)作,實(shí)現(xiàn)在整個(gè)生產(chǎn)線上對(duì)原材料、零部件、半成品和產(chǎn)成品的識(shí)別和跟蹤,減少人工識(shí)別成本和出錯(cuò)率，提高效率和效益。將rfid技術(shù)應(yīng)用于庫存管理,企業(yè)能夠?qū)崟r(shí)掌握商品的庫存信息，從中了解每種商品的需求模式,及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)貨,從而提高庫存管理能力, 降低庫存水平。在運(yùn)輸環(huán)節(jié)，運(yùn)用rfid技術(shù)結(jié)合 gps和gis,可實(shí)現(xiàn)運(yùn)程的優(yōu)化。建立一個(gè)通用的基于rfid的物流應(yīng)用框架,如圖一所示：圖 1基于 rfid 的物流應(yīng)用框架 ( 1)環(huán)境層: rfid應(yīng)用環(huán)境，包括帶標(biāo)簽

9、的物品、天線、讀寫器、傳感器、儀器儀表、計(jì)算機(jī)硬件、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、終端設(shè)備等。 ( 2)采集層: 基于rfid的物流信息采集,通過讀寫器采集 rfid 標(biāo)簽中的信息，進(jìn)行簡單的信息預(yù)處理并將信息傳送到集成層。 ( 3)集成層:rfid應(yīng)用支撐平臺(tái)，支持rfid信息的輸入、獲得、傳輸、處理和協(xié)同。 ( 4)應(yīng)用層:rfid 后端軟件系統(tǒng)及應(yīng)用系統(tǒng)界面，形成可定制的物流應(yīng)用系統(tǒng)。rfid 技術(shù)要求1：安全要求( 1)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性要求。 rfid作為射頻技術(shù)的一種應(yīng)用,其無線信號(hào)容易受到外部環(huán)境的影響。隨著射頻頻率的提高,這種影響會(huì)更為明顯。環(huán)境對(duì) rfid 的影響來自幾個(gè)方面：金屬、液體(主

10、要是水)、潮濕的環(huán)境、灰塵或霧等懸浮顆粒物質(zhì)，這些易導(dǎo)體能夠輕易屏蔽或干擾大多數(shù)rfid信號(hào),使rfid標(biāo)簽和讀寫器之間的配合陷入困境。( 2)克服漏讀和誤讀的需求。 即使?fàn)I造適宜的環(huán)境，也不意味著 rfid標(biāo)簽?zāi)軌蜻_(dá)到100%的識(shí)讀率。與條形碼相比，rfid是遠(yuǎn)距 離無線識(shí)別,必然存在由于標(biāo)簽設(shè)計(jì)、標(biāo)簽安放位置、信號(hào)強(qiáng)弱等因素造成的讀寫器的漏讀或誤讀。而且由于物流領(lǐng)域?qū)fid的應(yīng)用往往是大規(guī)模的，在供應(yīng)鏈上任何環(huán)節(jié)中哪怕發(fā)生一次漏讀或誤讀，都可能會(huì) 對(duì)最終效果產(chǎn)生較大影響。同時(shí)，標(biāo)簽在運(yùn)動(dòng)中隨速度的增加，讀寫器的識(shí)讀率也會(huì)下降,帶來負(fù)面影響。 ( 3)防止對(duì)標(biāo)簽的盜讀、復(fù)制甚至篡改。 相對(duì)

11、于對(duì)環(huán)境的要求，目前對(duì)標(biāo)簽數(shù)據(jù)的盜讀和篡改方面的安全需求還不太迫切。但隨著應(yīng)用的增加,這方面的安全需求并非空穴來風(fēng)。例如，通過盜讀設(shè)備盜取競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手貨品的rfid信息，或通過對(duì)標(biāo)簽 內(nèi)容的篡改改變貨品相關(guān)的真實(shí)屬性以蒙騙消費(fèi)者和監(jiān)管機(jī)構(gòu)，這種動(dòng)機(jī)是完全存在的。而且，限于成本因素，物流領(lǐng)域rfid應(yīng)用的安全級(jí)別相對(duì)較低，被盜讀、復(fù)制甚至篡改的技術(shù)門檻更低。( 4)防止對(duì)讀寫器和標(biāo)簽間信道的干擾。干擾可能是惡意(通常稱之為攻擊)，也可能是非惡意的。目前對(duì)于讀寫器的干擾多數(shù)并非惡意，例如讀寫器相互之間的干擾,或者空間中本來就存在的其他無線信號(hào)、各種電磁波對(duì)讀寫器可能造成的干擾。這種干擾通常并不嚴(yán)重，也

12、不會(huì)長期持續(xù)，但可能造成讀寫設(shè)備的瞬間失靈，降低對(duì)標(biāo)簽的識(shí)讀率。2：工作頻率選擇工作頻率選擇是rfid技術(shù)中的一個(gè)關(guān)鍵問題。工作頻率的選擇既要適應(yīng)各種不同應(yīng)用需求，還需要考慮各國對(duì)無線電頻段使用和發(fā)射功率的規(guī)定。當(dāng)前rfid工作頻率跨越多個(gè)頻段，不同頻段具有各自優(yōu)缺點(diǎn)，它既影響標(biāo)簽的性能和尺寸大小，還影響標(biāo)簽與讀寫器的價(jià)格。此外，無線電發(fā)射功率的差別影響 讀寫器作用距離。 低頻頻段能量相對(duì)較低，數(shù)據(jù)傳輸率較小，無線覆蓋范圍受限。為擴(kuò)大無線覆蓋范圍，必須擴(kuò)大標(biāo)簽天線尺寸。盡管低頻無線覆蓋范圍比高頻無線覆蓋范圍小，但天線的方向性不強(qiáng)，具有相對(duì)較強(qiáng)的繞開障礙物能力。低頻頻段可采用1至2個(gè)天線，以實(shí)現(xiàn)

13、無線作用范圍的全區(qū)域覆蓋。此外，低頻段電子標(biāo)簽的成本相對(duì)較低，且具有卡狀、環(huán)狀、鈕扣狀等多種形狀。高頻頻段能量相對(duì)較高，適于長距離應(yīng)用。低頻功率損耗與傳播距離的立方成正比，而高頻功率損耗與傳播距離的平方成正比。由于高頻以波束的方式傳播，故可用于智能標(biāo)簽定位。其缺點(diǎn)是容易被障礙物所阻擋，易受反射和人體擾動(dòng)等因素影響，不易實(shí)現(xiàn)無線作用范圍的全區(qū)域覆蓋。高頻頻段數(shù)據(jù)傳輸率相對(duì)較高，且通訊質(zhì)量較好。3：防沖突技術(shù)研究 鑒于多個(gè)電子標(biāo)簽工作在同一頻率，當(dāng)它們處于同一個(gè)讀寫器作用范圍內(nèi)時(shí), 在沒有采取多址訪問控制機(jī)制情況下，信息傳輸過程將產(chǎn)生沖突，導(dǎo)致信息讀取失敗。同時(shí)多個(gè)閱讀器之間工作范圍重疊也將造成沖

14、突。文獻(xiàn)提出了colorwave 算法以解決閱讀器沖突問題。根據(jù)電子標(biāo)簽工作頻段之不同，人們提出了不同的防沖突算法。對(duì)于標(biāo)簽沖突，在高頻(hf)頻段，標(biāo)簽的防沖突算法一般采用經(jīng)典 aloha協(xié)議。使用aloha協(xié)議的標(biāo)簽，通過選擇經(jīng)過一個(gè)隨機(jī)時(shí)間向讀寫器傳送信息的方法來避免沖突。絕大多數(shù)高頻讀寫器能同時(shí)掃描幾十個(gè)電子標(biāo)簽。在超高頻(uhf) 頻段，要采用樹分叉算法來避免沖突。同采用aloha協(xié)議的高頻頻段電子標(biāo)簽相比, 樹分叉算法泄漏的信息較多，安全性較差。上面兩種標(biāo)簽防沖突方法均屬于時(shí)分多址訪問(tdma)方式，應(yīng)用比較廣泛。除此之外，目前還有人提出了頻分多址訪問(fdma)和碼分多址訪問(

15、cdma)方式的防沖突算法，主要應(yīng)用于超高頻和微波等寬帶應(yīng)用場(chǎng)景。4：rfid 天線研究天線是一種以電磁波形式把無線電收發(fā)機(jī)的射頻信號(hào)功率接收或輻射出去的裝置。天線按工作頻段可分為短波天線、超短波天線、微波天線等；按方向性 可分為全向天線、定向天線等; 按外形可分為線狀天線、面狀天線等。受應(yīng)用場(chǎng)合的限制，rfid標(biāo)簽通常需要貼不同類型、不同形狀的物體表面，甚至需要嵌入到物體內(nèi)部。rfid標(biāo)簽在要求低成本的同時(shí)，還要求有高的可靠性。此外, 標(biāo)簽天線和讀寫器天線還分別承擔(dān)接收能量和發(fā)射能量的作用, 這些因素對(duì)天線的設(shè)計(jì)提出 了嚴(yán)格要求。當(dāng)前對(duì) rfid 天線的研究主要集中在研 究天線結(jié)構(gòu)和環(huán)境因素

16、對(duì)天線性能的影響上。 天線結(jié)構(gòu)決定了天線方向圖、極化方向、阻抗特 性、駐波比、天線增益和工作頻段等特性。方向性天線由于具有較少回波損耗, 比較適合電子標(biāo)簽應(yīng)用; 由于rfid標(biāo)簽放置方向不可控, 讀寫器天線必須采取圓極化方式(其天線增益較大); 天線增益和阻抗特性會(huì)對(duì)rfid系統(tǒng)的作用距離產(chǎn)生較大影響; 天線的工作頻段對(duì)天線尺寸以及輻射損耗有較大影響。 天線特性受所標(biāo)識(shí)物體的形狀及物理特性影響。如金屬物體對(duì)電磁信號(hào)有衰減作用，金屬表面對(duì)信號(hào)有反射作用, 彈性基層會(huì)造成標(biāo)簽及天線變形，物體尺 寸對(duì)天線大小有一定限制等。人們根據(jù)天線的以上特性提出了多種解決方案，如采用曲折型天線解決尺寸限制，采用倒f型天線解決金屬表面的反射問題等。結(jié)論rfid在物流中的應(yīng)用最終將取代傳統(tǒng)條形碼的地位，這將毫無疑義。在需要 對(duì)物品進(jìn)行跟蹤或分類管理的任何場(chǎng)合，rfid都有其用武之地。供應(yīng)鏈與物流管理將會(huì)是rfid技術(shù)最大的展現(xiàn)舞臺(tái)。盡管信息化時(shí)代的各項(xiàng)