《智能倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)》 課件-3.1-無(wú)線射頻技術(shù)及應(yīng)用

無(wú)線射頻技術(shù)及應(yīng)用一、射頻技術(shù)的概念二、射頻識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作流程三、射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)的分類(lèi)四、射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用五、RFID在倉(cāng)儲(chǔ)揀選中的應(yīng)用六、生活中RFID技術(shù)的應(yīng)用一、射頻技術(shù)概念射頻技術(shù)，普遍指無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)（RadioFrequencyIdenfication，英文縮寫(xiě)RFID），它是利用無(wú)線射頻方式在閱讀器和射頻卡之間進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)傳輸，以達(dá)到目標(biāo)識(shí)別和數(shù)據(jù)交換的目的,如圖1所示。圖1二、射頻識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作流程1.射頻識(shí)別（RFID）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)射頻識(shí)別系統(tǒng)（RFID）的硬件主要由三大部分組成,如圖2所示：（1）射頻標(biāo)簽（Tag）：又稱(chēng)作電子標(biāo)簽，它包含存有電子數(shù)據(jù)的芯片和內(nèi)置天線，每個(gè)標(biāo)簽都具有唯一的電子編碼，附著在物體上，可以用作識(shí)別物品的標(biāo)識(shí)性信息。（2）讀寫(xiě)器（Reader）：讀取(有時(shí)可以寫(xiě)入)標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式。（3）天線（Antenna）：是讀寫(xiě)器和標(biāo)簽之間傳輸數(shù)據(jù)的發(fā)射接收裝置。圖2二、射頻識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作流程2.RFID的工作流程（1）讀寫(xiě)器通過(guò)天線發(fā)送一定頻率的射頻信號(hào)；（2）當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入讀寫(xiě)器天線的工作區(qū)時(shí)，電子標(biāo)簽天線產(chǎn)生足夠的感應(yīng)電流，電子標(biāo)簽獲得能量被激活；（3）電子標(biāo)簽將自身信息通過(guò)內(nèi)置天線發(fā)送出去；（4）讀寫(xiě)器天線接收到從電子標(biāo)簽發(fā)送來(lái)的載波信號(hào)；（5）讀寫(xiě)器天線將載波信號(hào)傳送到讀寫(xiě)器；（6）讀寫(xiě)器對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼，然后送到系統(tǒng)高層進(jìn)行處理；（7）系統(tǒng)高層根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷該電子標(biāo)簽的合法性；（8）系統(tǒng)高層針對(duì)不同的設(shè)定做出處理，發(fā)出指令信號(hào)，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。三、射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)的分類(lèi)1.RFID的分類(lèi)根據(jù)不同的分類(lèi)方法，RFID有不同的分類(lèi),如表1所示。分類(lèi)方法RFID技術(shù)特點(diǎn)適用根據(jù)工作頻率不同劃分低頻（125kHz~134.2kHz）電子標(biāo)簽內(nèi)保存數(shù)據(jù)少，閱讀距離較短，標(biāo)簽外形多樣，閱讀天線方向性不強(qiáng)。常用于門(mén)禁系統(tǒng)、動(dòng)物芯片、畜牧或?qū)櫸锕芾怼⒁挛锼拖?、汽?chē)防盜器和玩具。高頻

（13.56MHz）能傳送大量數(shù)據(jù)，其傳輸速度較快且可以進(jìn)行多標(biāo)簽的辨識(shí)應(yīng)用于門(mén)禁系統(tǒng)、公交卡、電子錢(qián)包、圖書(shū)管理、產(chǎn)品管理、文件管理、棧板追蹤、電子機(jī)票、行李標(biāo)簽；技術(shù)最成熟，應(yīng)用和市場(chǎng)最廣泛且接受度高。表1三、射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)的分類(lèi)分類(lèi)方法RFID技術(shù)特點(diǎn)適用根據(jù)工作頻率不同劃分超高頻（860MHz~930MHz）其讀取距離較遠(yuǎn)、資訊傳輸速率較快，而且可以同時(shí)進(jìn)行大量標(biāo)簽的讀取與辨識(shí)，電子標(biāo)簽及閱讀器成本較高。應(yīng)用于航空旅客與行李管理系統(tǒng)、貨架及棧板管理、出貨管理、物流管理、貨車(chē)追蹤、供應(yīng)鏈追蹤。極高頻/微波

（2.45GHz和5.8GHz）和超高頻段相似，但是對(duì)環(huán)境的敏感性較高，如易被水汽吸收，實(shí)施較復(fù)雜，未完全標(biāo)準(zhǔn)化，普及率待觀察。一般應(yīng)用于行李追蹤、物品管理、供應(yīng)鏈管理等。表1（續(xù)）三、射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)的分類(lèi)分類(lèi)方法RFID技術(shù)特點(diǎn)適用按電力來(lái)源方式劃分被動(dòng)式（需要讀寫(xiě)器發(fā)出電波或電磁來(lái)喚醒電子標(biāo)簽，利用轉(zhuǎn)化的電力加送信）優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格便宜、體積小、壽命長(zhǎng)；缺點(diǎn)：存儲(chǔ)空間有限、通信距離短。主要在門(mén)禁或交通中使用。主動(dòng)式（即電子標(biāo)簽用自身的射頻能量主動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫(xiě)器）優(yōu)點(diǎn)：記憶空間較大、通信距離較長(zhǎng)；缺點(diǎn)：成本較高、體積較大、有使用年限限制、需更換電池。主要用于有障礙物的應(yīng)用系統(tǒng)。表1（續(xù)）三、射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)的分類(lèi)分類(lèi)方法RFID技術(shù)特點(diǎn)適用按電子標(biāo)簽的供電方式劃分無(wú)源RFID優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，故障率低，使用壽命較長(zhǎng)；缺點(diǎn)：有效識(shí)別距離通常較短，一般用于近距離的接觸式識(shí)別。典型的應(yīng)用包括：公交卡、二代身份證、食堂餐卡等。有源RFID優(yōu)點(diǎn)：識(shí)別距離較長(zhǎng)；缺點(diǎn)：體積較大，使用壽命有限（3~10年）。

表1（續(xù)）三、射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)的分類(lèi)分類(lèi)方法RFID技術(shù)特點(diǎn)適用按電子標(biāo)簽的供電方式劃分半有源RFID優(yōu)點(diǎn)：增強(qiáng)的信號(hào)強(qiáng)度和讀取距離，更好的性能，更長(zhǎng)的使用壽命；缺點(diǎn)：電池壽命的有限，成本高于無(wú)源RFID，比無(wú)源標(biāo)簽大且重。表1（續(xù)）四、射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用1.庫(kù)存RFID能夠改進(jìn)零售商的庫(kù)存管理，實(shí)現(xiàn)適時(shí)補(bǔ)貨，對(duì)運(yùn)輸與庫(kù)存進(jìn)行有效跟蹤，提高效率，減少出錯(cuò)。同時(shí)，智能標(biāo)簽?zāi)軐?duì)某些時(shí)效性強(qiáng)的商品是否在有效期限內(nèi)進(jìn)行監(jiān)控；商店還能利用RFID系統(tǒng)在付款臺(tái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)掃描和計(jì)費(fèi)。現(xiàn)在沃爾瑪、麥德龍、迪卡儂、優(yōu)衣庫(kù)等零售商都已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施RFID項(xiàng)目。圖3四、射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用2.倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)倉(cāng)庫(kù)里，RFID技術(shù)最廣泛地使用于存取貨物與庫(kù)存盤(pán)點(diǎn)，如圖4所示，將存貨和取貨等操作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。將RFID技術(shù)與供應(yīng)鏈計(jì)劃系統(tǒng)制定的收貨、取貨、裝運(yùn)等結(jié)合，這樣不僅增強(qiáng)了作業(yè)的準(zhǔn)確性和快捷性，使得服務(wù)質(zhì)量提高，降低了成本，同時(shí)減少了由于商品誤置、送錯(cuò)、偷竊、損害和庫(kù)存、出貨錯(cuò)誤等造成的損耗。提高了物流管理的透明度和庫(kù)存周轉(zhuǎn)率。圖4四、射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用3.運(yùn)輸運(yùn)輸管理運(yùn)輸過(guò)程中，在途運(yùn)輸?shù)呢浳锖蛙?chē)輛貼上RFID標(biāo)簽，運(yùn)輸線的一些檢查點(diǎn)上安裝RFID接收轉(zhuǎn)發(fā)裝置。這樣，在接收裝置中收到RFID標(biāo)簽信息后，連同接收地的位置信息上傳至通信衛(wèi)星，再由衛(wèi)星傳送給運(yùn)輸調(diào)度中心，送入數(shù)據(jù)庫(kù)中，即可完成對(duì)運(yùn)輸全過(guò)程的追蹤。4.配送配送管理配送環(huán)節(jié)中采用RFID技術(shù)能大大提高揀選與分發(fā)過(guò)程的效率與準(zhǔn)確率，并能減少人工成本、降低配送成本。系統(tǒng)將讀取到的信息與發(fā)貨記錄進(jìn)行核對(duì)，就能夠檢測(cè)可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，然后將RFID標(biāo)簽內(nèi)的信息更新為最新的商品狀態(tài)。庫(kù)存控制得到精確管理，甚至對(duì)目前還有多少貨箱處于轉(zhuǎn)運(yùn)途中、轉(zhuǎn)運(yùn)的始發(fā)地和目的地，以及預(yù)期的到達(dá)時(shí)間等信息都可以確切了解。五、RFID在倉(cāng)儲(chǔ)揀選中的應(yīng)用1.電子標(biāo)簽亮燈揀選系統(tǒng)電子標(biāo)簽亮燈揀選系統(tǒng)中，每個(gè)貨架或貨位上都安裝了一個(gè)RFID讀寫(xiě)器。每個(gè)商品或貨物上都貼有一個(gè)帶有RFID標(biāo)簽的標(biāo)識(shí)。當(dāng)需要進(jìn)行揀選時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)訂單信息通過(guò)RFID技術(shù)識(shí)別需要揀選的商品，并將對(duì)應(yīng)的貨架或貨位上的LED燈亮起，如圖5所示，指示操作員前往該位置進(jìn)行揀選。操作員根據(jù)亮燈指示，去對(duì)應(yīng)的貨架或貨位上取出相應(yīng)的商品，完成揀選工作，這種自動(dòng)化的方式能夠減少揀選過(guò)程中的錯(cuò)誤和時(shí)間延誤，提高倉(cāng)儲(chǔ)物流的效率和準(zhǔn)確性。需要注意的是，亮燈揀選系統(tǒng)并不僅限于RFID技術(shù)，也可以使用其他定位和識(shí)別技術(shù)，如條碼掃描、視覺(jué)識(shí)別等。圖5電子標(biāo)簽揀選系統(tǒng)五、RFID在倉(cāng)儲(chǔ)揀選中的應(yīng)用（1）摘果式作業(yè)流程一個(gè)電子標(biāo)簽代表一項(xiàng)貨品或儲(chǔ)位，并且以一張訂單為一次處理的單位，系統(tǒng)會(huì)將訂單中有訂貨貨品所代表的電子標(biāo)簽亮起，檢貨人員依照燈號(hào)與數(shù)字的顯示將貨品自貨架上取出，即稱(chēng)為摘果式作業(yè)流程，如圖6所示。圖6摘果式作業(yè)五、RFID在倉(cāng)儲(chǔ)揀選中的應(yīng)用（2）播種式作業(yè)流程每一個(gè)電子標(biāo)簽所代表的是一個(gè)訂單客戶(hù)或是一個(gè)配送對(duì)象，每個(gè)品項(xiàng)為一次處理的單位，分播員掃描商品條碼，而系統(tǒng)會(huì)將有訂購(gòu)此項(xiàng)貨品的客戶(hù)其所代表的電子標(biāo)簽點(diǎn)亮，配貨人員只要依電子標(biāo)簽之燈號(hào)與數(shù)字顯示將貨品配予客戶(hù)即可。此乃為播種式作業(yè)流程，如圖7所示。圖7播種式作業(yè)六、生活中RFID技術(shù)的應(yīng)用1.商品防偽圖8所示五糧液在酒瓶蓋上集成小型超高頻電子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)酒類(lèi)防偽功能。圖8六、生活中RFID技術(shù)的應(yīng)用2.人員管理RFI