基于RFID电子标签的物联网物流管理系统

摘要：该文首先对基于RFID电子标签进行分析，重点介绍了RFID技术和基于RFID电子标签；再根据不同的分类标准，介绍不同类型的RFID电子标签；指出RFID电子标签和传统条形码的区别，总结RFID电子标签的优点。然后，该文在重点介绍基于RFID电子标签物联网物流管理的工作流程，分析物联网物流管理系统功能及应用。

关键词：RFID；电子标签；物联网；物流管理系统

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）36-8843-02

物流管理是指通过对物流活动的计划、组织、指挥和协调等等操作，达到最佳的协调与配合的目的[1]。传统物流多采用条形码管理方式，它在物流管理上发挥了重要的作用。但是随着企业的发展，企业对自动化物流管理的需求越来越大，传统基于条形码的物流管理方式已经难以满足现代企业物流管理的需求。企业需要更加智能化的电子标签取代传统条形码，提高物流管理的智能化和自动化水平。因此，基于RFID电子标签的物联网得到人们极大的关注，越来越多的研究重点也转移到基于RFID电子标签的物联网在物流管理系统中的应用。该文也就基于RFID电子标签的物联网在物流管理系统中的应用谈谈自己的看法。

1 基于RFID电子标签概述

1.1 RFID技术

RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）是一种无线通信技术，而且是一种非接触式的自动识别技术。该技术要实现识别系统和与目标之间的识别，不需要建立在机械或者光学接触的基础上。它通过无线电序号就可以对特定目标进行识别，并且读写目标标签包含的数据。RFID通常是一个简单的无线系统，通常由三部分组成：应答器、阅读器和应用软件系统[2]。应答器包含天线、耦合元件、芯片三个部分，应答器内的编码具有唯一性，并附着在识别对象上。阅读器由天线、耦合元件、芯片、读取（写入）标签信息设备四个部分组成。应用软件系统是应用软件层，主要作用为收集标签内的信息，为人们做出管理决策提供依据。另外，系统通常还设有天线，用于标签和阅读器间传递射频信号。电子标签和阅读器都设有标签，其中阅读器上的天线有两作用，一是为电子标签提供电力能源，二是接收电子标签传输的信息以及向电子标签发射信息。

1.2 基于RFID电子标签的结构及原理

RFID电子标签由天线和专用芯片两部分组成，天线镀在塑料基片上，同时电子标签的集成电路也嵌在塑料基片上。塑料基片包括高速射频接口、控制单元以及EEPROM三个模块。电子标签附着于待识别物体上，并保存带识别物体的电子数据。通过阅读器阅读电子标签中的电子数据，达到自动识别物体的目的。阅读器分为手持式阅读器和固定式阅读器，通常与电脑相连。阅读器通过天线发射射频信号，电子标签进入射频信号磁场会产生感应电流，从而获得是电子标签内集成电路工作的电能。电子标签获得电能后会通过自身的天线将包含的电子数据向阅读器发送，阅读器接收电子数据后会立即解码，并将成功解码的数据发送至电脑进行处理。

1.3 电子标签的分类

基于RFID电子标签有多种分类标准，电子标签有多种分类方式。从供电方式进行分类，电子标签分为有源标签和无源标签。有源标签内部自带电池，不需要通过阅读器发射射频信号磁场产生电能。而无源标签内部没有自带电源，它需要利用阅读器发射的电磁场产生能量才能完成读写操作。根据标签数据传输方式进行分类，电子标签分为主动、被动和半主动三种类型。主动式标签信号传输的更远，但是受能量的制约大。被动式标签是试用期长，可永久使用。但是被动式标签的识别距离不长；半主动是标签内部自带电源，只对内部供电；当标签被激活后，标签才会进行数据传输操作。由于标签根据射频信号完成工作，因而标签的使用的频率不同。根据标签工作频率的不同，标签可分为低频标签（频率范围：30KHz～ 300KHz）、高频标签（频率范围：3MHz～ 30MHz）、超高频标签（频率范围：300MHz～ 3GHz）和微波系统（2.45GHz）四类。当前电子标签使用的工作频率多为1.56MHz和915MHz两个。最后，根据标签的读写特点，标签可分为只读标签、只写标签以及一次写入多次读取标签[3]。在具体的应用中，要根据物流管理系统的具体需求选择合适的电子标签。

1.4 基于RFID电子标签的优点及缺点

基于RFID电子标签技术作为一种非接触式数据采集技术，它的优点主要体现在以下几个方面。一是阅读器和电子标签不需要接触，只要电子标签处于阅读器射频范围内即可实现读写，基于RFID电子标签的读写距离远远大于传统条码标签。而是它主要通过射频信号实现读取，不需要光学接触，因而它不受光源的限制，甚至可以透过外部材料读写标签内的数据；三是它可以嵌入在各种不同形状、类型的产品上；四是向电子标签内写入数据或读写标签内数据的时间更短。五是更改标签内更加方便。只需要通过阅读器向电子标签发射射频信号，标签会根据射频信号自动更改内容，从而实现标签内容的动态改变。六是射频信号具有一定的范围，它不只是针对单个标签进行识别，而是同时处理多个电子标签，从而提高了识别待识别物体的效率。七是安全效率高。如果待识别物体的信息较为机密，技术人员可以采取加密措施，读取标签或向标签内写入数据都需要输入密码，可提高标签内数据的安全性。最后，通过对RFID标签的追踪可实现对标签附着物体的定位追踪。

2 基于RFID电子标签物联网物流管理的工作流程

物联网管理系统建立在物联网系统的基础上，而且物联网物流管理系统的智能化程度高于传统物流管理系统。物联网物流管理系统由入库管理模块、库存管理模块、商品管理模块、出库管理模块和检测分析模块等多个模块组成。另外，系统还需要包含本地和远程两个接出口，分别用于本地和其它服务器相连。本地接出口的作用在于将数据存储在本地的处理结算中心，远程接出口则是本地管理系统与其它服务器的连接入口。有利于企业掌握所有物流信息，方便从企业整体上把握企业物流管理的状况[4]。另外，它可通过互联网上的ONS和PML服务器管理世界范围内所有物品的流动。基于RFID电子标签的物联网管理工作流程如下。工作流程详见图1。endprint

首先，基于RFID电子标签实现商品信息收集，它是商品的唯一电子标签，具有很强的独立性和容量性。信息收集层的工作流程为：读写器天线发射射频信号，处于射频信号范围内的电子标签产生电能，完成阅读器对电子标签的“扫描”，阅读器可以扫描感应信号的自动认证码，通过设定的解码程序处理认证码，从而达到收集物体信息的目的。当物品需要出库时，物体也需要接收射频信号识别，从而掌握物品的去向以及出库前物品所在的位置信息。阅读器收集并解码数据后被传输至信息收集系统中，以便工作人员通过物品信息对商品信息进行进一步的认证和分析。通过对商品信息采集，更加便于被物流管理系统采纳。但是，与传统条码物流管理系统不同的是，物联网通过互联网建立全球统一性的物联网，全球范围内的物品都通过物联网相联系。在物联网的帮助下调整商品生产、流通和消费。

其次，阅读器阅读到电子标签内的电子代码后，物品管理系统向互联网上的ONS目标名字服务器发出请求，寻求匹配的PML服务器。当ONS服务器将物品管理系统发出的请求反馈至仓理人员的计算机系统[5]。

然后，计算机系统接收请求会读取物品的电子代码，并且向指定的PML服务器查询物品代码，从而准确获取物品的所有信息。物品所有的信息在通过网络协议回馈至物品管理仓库管理人员的计算机系统。

最后，仓库管理人员根据PML服务器查询获得的信息处理物品。例如在商品零售店中，可以定期检查是否处于有效期。如果读取到商品快接近保质期，系统会自动进货，从而实现物品的管理。

图1 基于RFID电子标签物联网物流管理的工作流程

3 物联网物流管理系统功能介绍及应用

由于超市的供应链管理模式较为合理，该部分以超市的物联网物流管理系统为例。超市在原有物流管理系统上增加与阅读器相连的定时器和触发器，就可实现对物流管理系统的改进。

3.1 货物处于不同位置的监控系统

在车辆货物控制系统，该部分用于监控车辆及货物的具体位置以及货物发送低，保证物流管理中心可以随之掌握车辆及货物信息，实现对车辆和货物的监控和合理调配车次，以防盗窃，减少物流成本。通过加装的定时器，到达指定时间后，系统会自动启动阅读器，从而获取货物及车辆的信息。再将所有信息发送至管理中心，管理中心则根据获得的物流信息决定是否发送调配指令。如果不发送调配指令，车辆则按照原计划行车，直到到达目的地[6]。

在货架货物监控系统中，当物品被摆上货架后，利用RFID电子标签可以实现对货物的实施监控，用最小的人力、物力和财力消耗向顾客提供最好的服务。当定时器到达指定时间后，定时器会促发阅读器，阅读器开始读取货物的信息。如果阅读器通过电子标签读取到货物为过期、错位或者缺货信息，管理人员可以根据信息及时安排工作人员采取相应的对策，如调整货架、更换即将过期的物品、同时总部及时补充缺货货源，监控系统工作流程见图2。

图2 货架货物监控系统工作流程图

3.2 不同的物流环节的模块功能

在进货环节，通过阅读器获取、统计获取的信息，再输入信息系统。根据货物的信息将货物放置在相应的库区位置，统计货物上架时间。如果货物期限将至，则会自向工作人员发出警报信号，通知工作人员完成货物调度[7]。在出库阶段，标签信息会产生相应的变化，并再次上传到信息系统内。在销售环节，使用电子标签即可实现对货物的统计，掌握货物的种类和数量。在付款阶段，自动扫描价格并统计费用，简化传统收费模式。

4 结束语

从基于RFID电子标签的物联网物流管理系统的工作原理及流程来看，基于RFID电子标签技术的物联网技术极大地优化了物流管理系统，基于RFID电子标签的物联网物流管理系统具备更好的自动化和智能化功能，可以减少人为因素导致的工作失误。确保工作人员可以及时获取物品的信息，并及时更行管理系统的信息，在一定程度上保障了物流信息的一致性，提高物流管理系统的工作效率，降低了物流成本。虽然基于RFID电子标签具有较高的技术含量，它较高的成本对基于RFID电子标签的广泛应用产生一定的阻碍。但是，只要技术不断进步，电子标签的成本必将会大幅度降低，RFID电子标签也将取代传统条码，成为未来物流行业发展的潮流，给时代发展带来巨大的商机。

参考文献：

[1] 黄玉兰.基于物联网的RFID电子标签研究进展[J].电讯技术，2013（04）.

[2] 谈慧.基于物联网技术的物流实训系统开发与应用[J].物流技术，2013（07）.

[3] 王大鹏.关于RFID电子标签在物联网之中的应用探究[J].信息通信，2013（08）.

[4] 任艳斐.基于物联网的物流管理平台设计与研究[J].扬州职业大学学报，2013（04）.

[5] 胡世锋，谷世红. 基于物联网技术的应急物流管理系统的设计与实现[J].物流技术，2014（05）.

[6] 曲世海，刘继升.基于RFID的物流仓储管理[J].物联网技术，2014（04）.

[7] 张军，梅仲豪.基于物联网技术的物流包装及其应用研究[J].包装工程，2014（17）.

首先，基于RFID电子标签实现商品信息收集，它是商品的唯一电子标签，具有很强的独立性和容量性。信息收集层的工作流程为：读写器天线发射射频信号，处于射频信号范围内的电子标签产生电能，完成阅读器对电子标签的“扫描”，阅读器可以扫描感应信号的自动认证码，通过设定的解码程序处理认证码，从而达到收集物体信息的目的。当物品需要出库时，物体也需要接收射频信号识别，从而掌握物品的去向以及出库前物品所在的位置信息。阅读器收集并解码数据后被传输至信息收集系统中，以便工作人员通过物品信息对商品信息进行进一步的认证和分析。通过对商品信息采集，更加便于被物流管理系统采纳。但是，与传统条码物流管理系统不同的是，物联网通过互联网建立全球统一性的物联网，全球范围内的物品都通过物联网相联系。在物联网的帮助下调整商品生产、流通和消费。

其次，阅读器阅读到电子标签内的电子代码后，物品管理系统向互联网上的ONS目标名字服务器发出请求，寻求匹配的PML服务器。当ONS服务器将物品管理系统发出的请求反馈至仓理人员的计算机系统[5]。

然后，计算机系统接收请求会读取物品的电子代码，并且向指定的PML服务器查询物品代码，从而准确获取物品的所有信息。物品所有的信息在通过网络协议回馈至物品管理仓库管理人员的计算机系统。

最后，仓库管理人员根据PML服务器查询获得的信息处理物品。例如在商品零售店中，可以定期检查是否处于有效期。如果读取到商品快接近保质期，系统会自动进货，从而实现物品的管理。

图1 基于RFID电子标签物联网物流管理的工作流程

3 物联网物流管理系统功能介绍及应用

由于超市的供应链管理模式较为合理，该部分以超市的物联网物流管理系统为例。超市在原有物流管理系统上增加与阅读器相连的定时器和触发器，就可实现对物流管理系统的改进。

3.1 货物处于不同位置的监控系统

在车辆货物控制系统，该部分用于监控车辆及货物的具体位置以及货物发送低，保证物流管理中心可以随之掌握车辆及货物信息，实现对车辆和货物的监控和合理调配车次，以防盗窃，减少物流成本。通过加装的定时器，到达指定时间后，系统会自动启动阅读器，从而获取货物及车辆的信息。再将所有信息发送至管理中心，管理中心则根据获得的物流信息决定是否发送调配指令。如果不发送调配指令，车辆则按照原计划行车，直到到达目的地[6]。

在货架货物监控系统中，当物品被摆上货架后，利用RFID电子标签可以实现对货物的实施监控，用最小的人力、物力和财力消耗向顾客提供最好的服务。当定时器到达指定时间后，定时器会促发阅读器，阅读器开始读取货物的信息。如果阅读器通过电子标签读取到货物为过期、错位或者缺货信息，管理人员可以根据信息及时安排工作人员采取相应的对策，如调整货架、更换即将过期的物品、同时总部及时补充缺货货源，监控系统工作流程见图2。

图2 货架货物监控系统工作流程图

3.2 不同的物流环节的模块功能

在进货环节，通过阅读器获取、统计获取的信息，再输入信息系统。根据货物的信息将货物放置在相应的库区位置，统计货物上架时间。如果货物期限将至，则会自向工作人员发出警报信号，通知工作人员完成货物调度[7]。在出库阶段，标签信息会产生相应的变化，并再次上传到信息系统内。在销售环节，使用电子标签即可实现对货物的统计，掌握货物的种类和数量。在付款阶段，自动扫描价格并统计费用，简化传统收费模式。

4 结束语

从基于RFID电子标签的物联网物流管理系统的工作原理及流程来看，基于RFID电子标签技术的物联网技术极大地优化了物流管理系统，基于RFID电子标签的物联网物流管理系统具备更好的自动化和智能化功能，可以减少人为因素导致的工作失误。确保工作人员可以及时获取物品的信息，并及时更行管理系统的信息，在一定程度上保障了物流信息的一致性，提高物流管理系统的工作效率，降低了物流成本。虽然基于RFID电子标签具有较高的技术含量，它较高的成本对基于RFID电子标签的广泛应用产生一定的阻碍。但是，只要技术不断进步，电子标签的成本必将会大幅度降低，RFID电子标签也将取代传统条码，成为未来物流行业发展的潮流，给时代发展带来巨大的商机。

参考文献：

[1] 黄玉兰.基于物联网的RFID电子标签研究进展[J].电讯技术，2013（04）.

[2] 谈慧.基于物联网技术的物流实训系统开发与应用[J].物流技术，2013（07）.

[3] 王大鹏.关于RFID电子标签在物联网之中的应用探究[J].信息通信，2013（08）.

[4] 任艳斐.基于物联网的物流管理平台设计与研究[J].扬州职业大学学报，2013（04）.

[5] 胡世锋，谷世红. 基于物联网技术的应急物流管理系统的设计与实现[J].物流技术，2014（05）.

[6] 曲世海，刘继升.基于RFID的物流仓储管理[J].物联网技术，2014（04）.

[7] 张军，梅仲豪.基于物联网技术的物流包装及其应用研究[J].包装工程，2014（17）.

首先，基于RFID电子标签实现商品信息收集，它是商品的唯一电子标签，具有很强的独立性和容量性。信息收集层的工作流程为：读写器天线发射射频信号，处于射频信号范围内的电子标签产生电能，完成阅读器对电子标签的“扫描”，阅读器可以扫描感应信号的自动认证码，通过设定的解码程序处理认证码，从而达到收集物体信息的目的。当物品需要出库时，物体也需要接收射频信号识别，从而掌握物品的去向以及出库前物品所在的位置信息。阅读器收集并解码数据后被传输至信息收集系统中，以便工作人员通过物品信息对商品信息进行进一步的认证和分析。通过对商品信息采集，更加便于被物流管理系统采纳。但是，与传统条码物流管理系统不同的是，物联网通过互联网建立全球统一性的物联网，全球范围内的物品都通过物联网相联系。在物联网的帮助下调整商品生产、流通和消费。

其次，阅读器阅读到电子标签内的电子代码后，物品管理系统向互联网上的ONS目标名字服务器发出请求，寻求匹配的PML服务器。当ONS服务器将物品管理系统发出的请求反馈至仓理人员的计算机系统[5]。

然后，计算机系统接收请求会读取物品的电子代码，并且向指定的PML服务器查询物品代码，从而准确获取物品的所有信息。物品所有的信息在通过网络协议回馈至物品管理仓库管理人员的计算机系统。

最后，仓库管理人员根据PML服务器查询获得的信息处理物品。例如在商品零售店中，可以定期检查是否处于有效期。如果读取到商品快接近保质期，系统会自动进货，从而实现物品的管理。

图1 基于RFID电子标签物联网物流管理的工作流程

3 物联网物流管理系统功能介绍及应用

由于超市的供应链管理模式较为合理，该部分以超市的物联网物流管理系统为例。超市在原有物流管理系统上增加与阅读器相连的定时器和触发器，就可实现对物流管理系统的改进。

3.1 货物处于不同位置的监控系统

在车辆货物控制系统，该部分用于监控车辆及货物的具体位置以及货物发送低，保证物流管理中心可以随之掌握车辆及货物信息，实现对车辆和货物的监控和合理调配车次，以防盗窃，减少物流成本。通过加装的定时器，到达指定时间后，系统会自动启动阅读器，从而获取货物及车辆的信息。再将所有信息发送至管理中心，管理中心则根据获得的物流信息决定是否发送调配指令。如果不发送调配指令，车辆则按照原计划行车，直到到达目的地[6]。

在货架货物监控系统中，当物品被摆上货架后，利用RFID电子标签可以实现对货物的实施监控，用最小的人力、物力和财力消耗向顾客提供最好的服务。当定时器到达指定时间后，定时器会促发阅读器，阅读器开始读取货物的信息。如果阅读器通过电子标签读取到货物为过期、错位或者缺货信息，管理人员可以根据信息及时安排工作人员采取相应的对策，如调整货架、更换即将过期的物品、同时总部及时补充缺货货源，监控系统工作流程见图2。

图2 货架货物监控系统工作流程图

3.2 不同的物流环节的模块功能

在进货环节，通过阅读器获取、统计获取的信息，再输入信息系统。根据货物的信息将货物放置在相应的库区位置，统计货物上架时间。如果货物期限将至，则会自向工作人员发出警报信号，通知工作人员完成货物调度[7]。在出库阶段，标签信息会产生相应的变化，并再次上传到信息系统内。在销售环节，使用电子标签即可实现对货物的统计，掌握货物的种类和数量。在付款阶段，自动扫描价格并统计费用，简化传统收费模式。

4 结束语

从基于RFID电子标签的物联网物流管理系统的工作原理及流程来看，基于RFID电子标签技术的物联网技术极大地优化了物流管理系统，基于RFID电子标签的物联网物流管理系统具备更好的自动化和智能化功能，可以减少人为因素导致的工作失误。确保工作人员可以及时获取物品的信息，并及时更行管理系统的信息，在一定程度上保障了物流信息的一致性，提高物流管理系统的工作效率，降低了物流成本。虽然基于RFID电子标签具有较高的技术含量，它较高的成本对基于RFID电子标签的广泛应用产生一定的阻碍。但是，只要技术不断进步，电子标签的成本必将会大幅度降低，RFID电子标签也将取代传统条码，成为未来物流行业发展的潮流，给时代发展带来巨大的商机。

参考文献：

[1] 黄玉兰.基于物联网的RFID电子标签研究进展[J].电讯技术，2013（04）.

[2] 谈慧.基于物联网技术的物流实训系统开发与应用[J].物流技术，2013（07）.

[3] 王大鹏.关于RFID电子标签在物联网之中的应用探究[J].信息通信，2013（08）.

[4] 任艳斐.基于物联网的物流管理平台设计与研究[J].扬州职业大学学报，2013（04）.

[5] 胡世锋，谷世红. 基于物联网技术的应急物流管理系统的设计与实现[J].物流技术，2014（05）.

[6] 曲世海，刘继升.基于RFID的物流仓储管理[J].物联网技术，2014（04）.

[7] 张军，梅仲豪.基于物联网技术的物流包装及其应用研究[J].包装工程，2014（17）.