试论RFID技术在智慧物流管理中的应用

试论RFID技术在智慧物流管理中的应用

文/肖婷婷，长沙商贸旅游职业技术学院

经济全球化及现代物流业发展的系统化、信息化、仓储运输的现代化、智能化发展趋势，对我国物流业发展提出了新的挑战。传统的物流管理模式已经不能满足现代物流的应用，如何利用RFID技术、数据库技术、通信技术等信息技术建立一种全面、高效、便捷、安全的智慧物流管理模式，成为现代物流发展必须解决的问题。

RFID技术；智慧物流；仓储物流；实时追踪

1 绪论

1.1 国内外研究现状

随着计算机技术、网络技术和通信技术的发展，物流行业在近年来迅速成长为具有无限潜力和发展空间的新型服务产业，世界各国也越来越重视物流发展对本国经济发展、国民生活的影响。我国物流技术协会在2009年提出了“智慧物流”的概念。智慧物流以高效、便捷、能够显著降低企业成本等优势，受到我国政府和企业的高度重视。“智慧物流”总体来说就是优化物流过程中的各个环节，提出最优的解决方案。要实现物流信息化，就必须建立一个全面、高效的智慧物流管理系统。

2 RFID技术在智慧物流管理中的应用研究

2.1 RFID技术介绍

RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别，常称为感应式电子晶片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码，俗称射频标签。RFID技术是一种非接触式的自动识别技术，是通过射频信号自动识别目标对象来获取相关信息的技术。与传统的识别方式相比，RFID识别无需直接接触、无需光学可视、无需人工干预即可完成输入和读取信息，具有操作方便快捷、可存储信息量大、读取/写入快捷、数据保密性好、环境适应能力强等优点。

2.1.1 RFID 系统的基本组成

最基本的RFID系统由射频标签、RFID阅读器、天线、中间件和计算机系统组成。其中RFID阅读器和射频标签属于系统的硬件部分，中间件是衔接硬件设备及系统其他模块的桥梁，计算机系统是后台的信息管理中心，接收由阅读器传送过来的信息，并对数据做相应的处理。

1.射频标签

射频标签由标签芯片和线圈组成，是系统中存储可识别数据的电子装置，安装在要识别的物体上，每个标签存储需要传输的待识别物品的相关信息以及一个唯一的ID编码，可以实现单品级的物品编码。

射频标签按系统工作频率分，可分为低频（LF）射频标签、高频（HF）射频标签、超高频（UHF）射频标签和微波射频标签。其中处于860-960MHz内的UHF频段的产品被广泛应用在物流领域。

2.RFID阅读器

RFID阅读器是对射频标签进行读/写操作的设备，是RFID系统中最重要的基础设施。它可以通过阅读器天线非接触地快速读取并识别射频标签中保存的电子信息，从而达到自动识别物体的目的。阅读器通常与计算机系统相连，所读取的标签数据被传送到计算机网络里，进行下一步处理。

3.中间件

中间件实际上是一种软件，是可以接受应用软件发出的请求、一种面向消息的、可对多个阅读器发起请求操作、接收、处理并将结果数据返回给应用软件的软件。

4.计算机系统

计算机系统是整个系统的信息管理中心，由数据库管理系统、软件系统和硬件设备、网络设备等组成。计算机系统接收由阅读器传送过来的信息，并对数据做相应的处理。

5.天线

天线是射频标签和阅读器之间建立无线通讯连接和实现射频信号空间传播的设备。它在射频标签和阅读器间发射电磁波，给射频标签提供微量能量，并负责接收来自射频标签发出的射频信号。天线分射频标签天线和阅读器天线。

2.1.2 RFID系统的工作原理

阅读器通过天线在一定范围的磁场内发出特殊射频信号，若此射频信号被无源射频标签接收到，射频标签就能凭借感应电流所获得的微量能量发送出存储在芯片中的电子信息，或者由有源射频标签主动发送某一频率的信号，阅读器接收到射频标签的电子信息并解码后，送至计算机系统进行有关数据处理。

2.2 RFID技术在智慧物流管理中的应用

随着计算机技术、网络技术和通信技术的发展，物流行业在近年来迅速成长为具有无限潜力和发展空间的新型服务产业，我国物流技术协会在2009年提出了“智慧物流”的概念。“智慧物流”总体来说就是优化物流过程中的各个环节，提出最优的解决方案。在现代物流系统中，仓储、运输是物流运作的重要构成要素。本文的主要研究内容是采用RFID技术与其他信息技术相结合并与现代物流企业整合在一起建立有效的智慧物流管理系统。

2.2.1 RFID技术在仓储环节中的应用

仓储作为现代物流体系的重要构成部分，历来是厂商、库管所关注和研究的重点，在物流环节中起着至关重要的作用。物流仓储管理中伴随订货、入库、管理和出库的事件而产生大量伴生信息，数据操作次数多、数据规模大和信息内容多样。

1.传统仓储存在的问题

由于传统仓储操作采用的信息技术落后，入库验收、库存盘点、库存查询、出库分拣等全过程都是依靠人工手动完成，存在诸如入库验收时间长，在库盘点乱且数量不准等诸多问题，使得这种作业时间长、效率低、工作错误率高、信息传递慢的运作模式越来越不能适应现代化物流仓储业的发展。

RFID技术在物流仓储的运用上正好解决了这一问题。本文利用RFID技术高效地对仓储货物进行管理和调配，不仅压缩出入库流程，提高了货物入库验收、出库分拣效率，而且减少库存盘点时间，实现库存物品快速查询，节省了成本，提高了企业的竞争力。

2.RFID技术在智慧物流仓储系统中的应用

本文研究的智慧物流仓储系统主要分为硬件平台和软件平台两部分。硬件平台主要为支撑和维护智能仓储管理系统的多种硬件设备、传感器与工具等，是仓储系统的基础; 其中的数据采集系统是RFID射频标签和阅读器，完成货物信息的采集，并将采集的信息上传到计算机系统，进行下一步的处理。软件平台主要为仓储管理信息系统，主要根据现代物流仓储的业务数据流要求，对数据、资源、事件、货品与人员等调度与指挥，维持人、财、物的高效有序运转。

系统实现的主要功能：

（1）入库管理

在仓库入库门口处装上RFID阅读器天线，需要验收入库的物品统一放在一个托盘上，将托盘装入叉车，当叉车经过入库门口时，安装的RFID阅读器就能对每个入库的物品进行无线识别，读取物品的基本信息，并把采集到的数据上传到计算机系统。计算机系统会立即显示出此托盘上的所有物品，验收正确无误，叉车直接把物品运进仓库并放到指定的位置。

（2）库存盘点、库存移动

因为每个货物都贴有射频标签，当货物被装走运往别地时，由阅读器识别并告诉计算机系统，由计算机系统自动识别货物，并确定货物的具体位置。

总之，在仓储的出入库管理、库存盘点、库存查询等方面使用RFID技术，不仅可以实现自动化的存货、取货等操作，提高对出入库产品信息的记录采集速度，而且增强了作业的准确性，节省了劳动力，减少了人为失误，降低了成本。

2.2.2 RFID技术在运输环节中的应用

运输作为现代物流体系的重要构成部分，在物流环节中起着至关重要的作用。本文的研究重点之一就是利用RFID技术对运输过程中的货物及车辆进行实时追踪监控。车载RFID阅读器定时扫描所容纳的货物信息，GPS模块同步更新汽车所在地理位置，最后通过GP RS模块将信息传输到后台管理系统。

1.硬件系统设计

硬件系统以ARM9微处理器作为主控制器，利用RFID射频标签、RFID阅读器完成货物及车辆信息的储存和采集，结合远程的G PS智能车载终端、GPRS模块，动态采集货物及车辆所处的位置信息、运行速度、运行轨迹等数据，并传回到主控单元。主控单元直接和PC服务器连接，服务器接收到这些数据后，会立即进行分析、比对等处理，并将处理结果以正常信息或者报警信息两类形式显示给管理员，由管理员决定是否要对目标车辆采取必要措施，同时用户可随时查询车辆和货物的动态信息。

其中ARM9主控平台是系统的主控中心，通过S3C2440主控板去控制GPRS 模块，实现对远程的GPS进行通信，主控平台直接连接服务器PC机，平台上的GPRS模块定位远程车辆；GPS模块装在车辆上，实现主控中心对其地理信息的采集；有源RFID用于对货物进行信息记录；监测中心则是对车辆位置信息与货物信息进行汇总与分析。如果在运输中途出现异常，车载终端将会及时给监管平台服务器发送报警。

2.软件系统设计

软件系统主要由上位机软件和车载终端两部分组成。服务器把分析后的数据存入数据库，同时服务器也可接收客户访问需求，实时下发信息查询车辆和货物的动态信息；货物监控平台主要由GPR S 接收模块和服务器组成，GPRS模块将接收到的相关信息上传到服务器。