[摘 要] RFID具有快速而更準(zhǔn)確的讀取和數(shù)據(jù)采集、多個物體同時讀取、標(biāo)簽的低成本和更方便實現(xiàn)系統(tǒng)管理的特點。基于RFID技術(shù)的現(xiàn)代化物流倉儲管理，能實現(xiàn)批次管理、快速出入庫和動態(tài)盤點，大幅度減少了現(xiàn)有模式中查找貨位信息的時間，提高了查詢和盤點精度，大大加快出、入庫單的流轉(zhuǎn)速度，增強了處理能力。本文主要通過跟蹤研究國際RFID 技術(shù)發(fā)展動態(tài)及RFID在商業(yè)物流中的巨大價值，對RFID技術(shù)與其在物流倉儲管理系統(tǒng)中的應(yīng)用進行了前瞻性研究，包括一套高效穩(wěn)定的智能倉儲管理系統(tǒng)架構(gòu)。

[關(guān)鍵詞] RFID技術(shù) 物流倉儲 管理系統(tǒng)

一、國內(nèi)外RFID技術(shù)應(yīng)用動態(tài)

RFID是Radio Frequency Identification的縮寫，即射頻識別，俗稱電子標(biāo)簽。近一兩年來由于受到以沃爾瑪為代表的大型零售商的推動，RFID技術(shù)在全球掀起陣陣熱潮，吸引了眾多廠商參與相關(guān)技術(shù)及芯片的研究和開發(fā)。目前RFID技術(shù)處于迅速上升的時期，該技術(shù)被業(yè)界公認為是本世紀(jì)最有前途應(yīng)用技術(shù)之一，同時也引起了許多國家的重視，欲將其培育成國家的一項重要產(chǎn)業(yè)。

在國外RFID技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、軍事國防、安保門禁以及交通物流等領(lǐng)域，諸如:汽車、火車等交通監(jiān)控，高速公路自動收費系統(tǒng)，物品管理，流水線生產(chǎn)自動化，門禁系統(tǒng)，金融交易，倉儲管理，畜牧管理，車輛防盜等。當(dāng)前，RFID技術(shù)在我國的應(yīng)用正處于起步階段。2001年7月上海市虹橋國際機場組合式電子不停車收費系統(tǒng)(ETC)試驗開通，該項目被國家經(jīng)貿(mào)委和交通部確定為“高等級公路電子收費系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)新”項目的示范工程。目前，北京已在其所有的公交、地鐵、城鐵系統(tǒng)采用IC卡的記票方式；對2005年大范圍更換和推廣的中國居民二代身份證，大家也印象頗深。這些應(yīng)用都采用了射頻識別技術(shù)，這只是RFID在目前廣泛應(yīng)用的一小部分。

在物流信息系統(tǒng)中位置管理是一個非常重要的管理，無論是靜態(tài)的還是動態(tài)的位置，通過RFID技術(shù)，可對貨物的靜態(tài)位置和動態(tài)位置進行很好的管理。與信息系統(tǒng)及RFID手持終端配合，可以在人庫上架環(huán)節(jié)自動完成庫存數(shù)量、倉位更新，避免人工錯誤。出貨時可以判別是否取貨、是否拿錯貨;在出貨驗收過程中RFID閱讀器可以一次讀取多個標(biāo)簽，極大地提高揀選正確率及出貨驗收速度。特別可以用在移庫移倉、盤點等操作，尤其能避免錯誤，提高效率。

RFID技術(shù)將徹底解決物流管理中信息采集的自動化問題。貼在單個商品、包裝箱或托盤上的RFID標(biāo)簽，可以提供供應(yīng)鏈管理中產(chǎn)品流和信息流的雙向通信，并通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸從標(biāo)簽采集到的數(shù)據(jù)。同條形碼技術(shù)相比，RFID技術(shù)可以大大削減用來獲取產(chǎn)品信息的人工成本，使供應(yīng)鏈許多環(huán)節(jié)操作自動化。

二、RFID簡介

RFID是Radio Frequency Identification的簡稱，又稱為無線射頻標(biāo)識技術(shù)，俗稱電子標(biāo)簽。RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識別高速運動物體并可同時識別多個標(biāo)簽，操作快捷方便。

埃森哲實驗室首席科學(xué)家弗格森認為RFID是一種突破性的技術(shù)：“第一，可以識別單個的非常具體的物體，而不是像條形碼那樣只能識別一類物體；第二，其采用無線電射頻，可以透過外部材料讀取數(shù)據(jù)，而條形碼必須靠激光來讀取信息；第三，可以同時對多個物體進行識讀，而條形碼只能一個一個地讀。此外，儲存的信息量也非常大。”RFID射頻標(biāo)識關(guān)鍵技術(shù)包括：

1.射頻技術(shù)：需要小型高效的天線設(shè)計技術(shù)。RFID模塊是先進的射頻技術(shù)和IC卡技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，對射頻卡的設(shè)計首先需解決無源設(shè)計，需由讀寫器向射頻卡發(fā)一組固定頻率的電磁波，通過卡內(nèi)電器產(chǎn)生芯片工作所需直流電壓；其次是卡內(nèi)需有經(jīng)特殊設(shè)計的天線，并埋裝在卡內(nèi)或相應(yīng)的設(shè)備上；而且必須保證有良好的抗干擾性能和設(shè)有“防沖突”電路。

2.低功耗技術(shù)：無論是有源方式還是無源方式設(shè)計的 RFID 模塊，一個最基本的要求都需要具備低功耗的特點，以提高卡片的壽命和擴大應(yīng)用場合，可以說降低功耗，同保證一定的有效通信距離是同等的重要。因此卡內(nèi)芯片一般都采用非常苛刻的低功耗工藝和高效節(jié)能技術(shù)，如電路設(shè)計中采用“休眠模式”設(shè)計技術(shù)。RFID 模塊采用使用低功耗設(shè)計，甚至是無源（不需要外部電源或電池供電），無源工作時的電源能量由卡片讀寫器天線發(fā)送無線電載波信號耦合到卡片上天線而產(chǎn)生電能，一般可達2V以上，在讀寫器提供的一定磁場強調(diào)的作用下，RFID模塊應(yīng)能夠不間斷地工作。

3.防沖撞技術(shù)：RFID射頻卡，由于采用無線方式進行通信，在讀寫器有效通信范圍內(nèi)，可能存在多個標(biāo)簽（射頻卡）的問題，這就需要讀寫器具有防沖撞處理的能力。當(dāng)有多張RFID射頻卡片處在卡片讀寫器的天線的工作范圍之內(nèi)時，讀寫器的防沖撞模塊的防沖撞功能將被啟動。在防沖撞處理程序的控制下，卡片讀寫器將會首先與每一張卡進行通信，并取得每一張卡的標(biāo)簽號（UID）。由于每一張RFID射頻卡都具有其惟一的標(biāo)簽號，因此讀寫器將根據(jù)RFID卡的標(biāo)簽號來識別，區(qū)分已選的卡片。讀寫器中的防沖撞功能配合卡片上的防沖撞功能模塊，執(zhí)行防沖撞循環(huán)選卡流程，最終讀寫器將根據(jù)卡片的標(biāo)簽號用“Select”指令選定其中的一張卡。被選中的卡片將直接開始與讀寫器進行數(shù)據(jù)交換，而未被選中的卡處于等待狀態(tài)，等待讀卡器對它的下一次操作。

4.封裝技術(shù)：由于RFID射頻IC卡中需要埋裝天線、芯片和其它特殊部件，為確保卡片的大小、厚度、柔韌性和高溫高壓工藝中芯片電路的安全性，需要特殊的封裝技術(shù)和專門設(shè)備。

5.安全技術(shù)：由于采用無線射頻技術(shù)，卡與讀寫器之間的通信更加方便，但這也對RFID射頻卡與RFID讀寫器之間的通信安全技術(shù)提出了更高的要求。另外在安全性方面，還要提供卡用芯片的物理安全技術(shù)和卡片制造的安全技術(shù)，這幾個方面的技術(shù)的實現(xiàn)才能構(gòu)成RFID卡強大的安全體系。

三、RFID系統(tǒng)組成及其工作原理

RFID系統(tǒng)在具體的應(yīng)用中，根據(jù)不同的應(yīng)用目的和應(yīng)用環(huán)境，系統(tǒng)的組成會有所不同，但基本都由電子標(biāo)簽（Tag）、閱讀器（Reader）和數(shù)據(jù)交換與管理系統(tǒng)（Processor）三大部分組成。閱讀器將要發(fā)送的信息，經(jīng)編碼后加載在某一頻率的載波信號上經(jīng)天線向外發(fā)送，進入閱讀器工作區(qū)域的電子標(biāo)簽接收此脈沖信號，卡內(nèi)芯片中的有關(guān)電路對此信號進行調(diào)制、解碼、解密，然后對命令請求、密碼、權(quán)限等進行判斷。若為讀命令，控制邏輯電路則從存儲器中讀取有關(guān)信息，經(jīng)加密、編碼、調(diào)制后通過卡內(nèi)天線再發(fā)送給閱讀器，閱讀器對接收到的信號進行解調(diào)、解碼、解密后送至中央信息系統(tǒng)進行有關(guān)數(shù)據(jù)處理；若為修改信息的寫命令，有關(guān)控制邏輯引起的內(nèi)部電荷泵提升工作電壓，提供擦寫EEPROM中的內(nèi)容進行改寫，若經(jīng)判斷其對應(yīng)的密碼和權(quán)限不符，則返回出錯信息。

1.RFID技術(shù)的分類。RFID技術(shù)的分類方式常見的有下面四種:(1)根據(jù)電子標(biāo)簽工作頻率的不同通?？煞譃榈皖l（30kHz～300kHz）、中頻（3MHz～30MHz）和高頻系統(tǒng)（300MHz～3GHz）。(2)根據(jù)電子標(biāo)簽的不同可分為可讀寫卡(RW）、一次寫入多次讀出卡（WORM）和只讀卡（RO）。RW卡一般比WORM卡和RO卡貴得多，如電話卡、信用卡等；WORM卡是用戶可以一次性寫入的卡，寫入后數(shù)據(jù)不能改變，比RW卡要便宜；RO卡存有一個唯一的號碼，不能逐改，保證了安全性。(3)根據(jù)電子標(biāo)簽的有源和無源又可分為有源的和無源的。(4)根據(jù)電子標(biāo)簽調(diào)制方式的不同還可分為主動式和被動式。

2.RFID應(yīng)用優(yōu)勢。RFID應(yīng)用于物流倉儲中的技術(shù)特點：

(1)非接觸式的信息采集，可實現(xiàn)自動識別和自動化管理。

(2)提供供應(yīng)鏈管理中物流和信息流的雙向通信。

(3)可以任意書寫，滿足信息量不斷增大和信息處理速度不斷提高的需求;大大提高物流管理中信息采集的自動化程度。

(4)解決了在運動過程中對貨物的相關(guān)信息進行管理的問題。

(5)具有揀貨速度快、錯誤率低等優(yōu)點。

(6)采用RFID集成中間件，較好地解決了數(shù)據(jù)錯誤及過濾問題，同時可以與現(xiàn)有ERP系統(tǒng)無縫集成。

四、智能倉儲系統(tǒng)設(shè)計

1.系統(tǒng)的性能分析。

（1）系統(tǒng)的有效性。包括兩個方面:一是集裝箱信息采集的有效性。集裝箱貨場是在露天環(huán)境下工作的，在工作過程中，數(shù)據(jù)采集設(shè)備周圍的環(huán)境變化比較大。

（2)系統(tǒng)的實時性。要求作業(yè)指令的完成是實時性的，不能有任何的耽擱和延誤，確保系統(tǒng)運行的效率。

（3)系統(tǒng)的經(jīng)濟性。系統(tǒng)的成本是進行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮的一個極其重要的因素。自動調(diào)配系統(tǒng)設(shè)計的一個目的就是提高集裝箱貨場的運行效率、取得良好的效益。而取得良好效益的一個關(guān)鍵就是降低系統(tǒng)的成本。

將電子標(biāo)簽用于智能倉庫貨物管理有效地解決了傳統(tǒng)庫管得以上問題。RFID標(biāo)簽貼于倉庫內(nèi)的貨位、托盤、集裝箱甚至單品上，標(biāo)簽內(nèi)包涵元件規(guī)格、序列號等信息，用電子標(biāo)簽來代表貨位、托盤、集裝箱等，物資的物理移動的結(jié)果由標(biāo)簽與讀寫器進行記錄、自動處理，這樣幾乎省掉了一大半機械重復(fù)性勞動。對于大型倉儲基地來說，管理中心可以實時了解貨物位置，貨物存儲的情況，可以實現(xiàn)貨物自動進庫、自動出庫，實現(xiàn)自動化管理。

2.系統(tǒng)的功能。RFID智能倉庫管理系統(tǒng)是現(xiàn)代化倉庫管理系統(tǒng)，能有效的對倉庫流程和空間進行管理，實現(xiàn)信息實時更新、快速準(zhǔn)確出入庫管理和動態(tài)盤點。

（1)入庫管理：處理信息中心發(fā)來的各種調(diào)度指令，并進行相應(yīng)入庫處理。主要包括入庫類型、貨物驗收、收貨單打印、庫位分配、預(yù)入庫信息、直接入庫等功能。

（2)出庫管理：對貨物的出貨進行管理，主要有出庫類型、貨物調(diào)配、檢貨單打印、檢貨配貨處理、出庫確認、單據(jù)打印等功能。

（3)庫存管理:對庫存貨物進行內(nèi)部操作處理，主要包括庫位調(diào)整處理、盤點處理、退貨處理、掉換處理、包裝處理、報廢處理等功能。

（4)貨位導(dǎo)航:出、入、盤庫時可查看所有要操作器材的所在位置；系統(tǒng)根據(jù)車載天線返回的信息，自動判斷車所在位置，并在畫面中顯示出自己所在的位置。某一器材操作完成后，系統(tǒng)去除改器材在貨位導(dǎo)航中的顯示。

（5)智能判斷:系統(tǒng)會根據(jù)天線返回的貨位號自動判斷附近是否有要操作的貨位，并給予到達貨位、附近有可操作貨位等提示。

（6)查詢:提供對現(xiàn)有倉庫庫存情況的各種查詢方式，如貨物查詢、貨位查詢等等。

五、總結(jié)

本文主要對RFID技術(shù)與其在物流倉儲管理系統(tǒng)中的應(yīng)用進行了前瞻性研究，包括業(yè)務(wù)方案的初步設(shè)計和驗證。這階段研究內(nèi)容主要側(cè)重于系統(tǒng)的需求分析、業(yè)務(wù)設(shè)計、項目初步驗證等方面。 需要指出的是，雖然RFID技術(shù)在提升供應(yīng)鏈績效上具有誘人的前景，但這并不意味著RFID技術(shù)的應(yīng)用就是一片坦途。還有一個問題就是如何優(yōu)化內(nèi)部管理。供應(yīng)商在資源協(xié)調(diào)方面也同樣有挑戰(zhàn)，尤其是在托盤運輸和拖車運輸中，利用RFID技術(shù)就可以定位資源的位置，供應(yīng)商也可以更有效的利用資源。例如，Menlo Worldwide公司利用RFID技術(shù)可以確定一個拖車是否在場地里，工作人員可以確定場地的利用情況。此外，利用三維RFID技術(shù)，工作人員可以確定資源在場地的位置，使司機在最快的時間內(nèi)找到所需要的貨物。本文在對RFID物流倉儲管理系統(tǒng)基礎(chǔ)性研究之余，如何使項目滿足市場需求進行方案策劃以至于進入市場應(yīng)用，仍然存在許多問題需要進一步探討，比如RFID技術(shù)的相關(guān)問題（如用戶的隱私權(quán)問題，RFID 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)問題，標(biāo)簽的頻率選擇問題，采用RFID技術(shù)企業(yè)需要承擔(dān)價格問題等）；由此可以看出，RFID技術(shù)的廣泛應(yīng)用還需要克服諸多障礙。

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