杜明謙,毛　剛,陳　翼

(中國(guó)民用航空局第二研究所，成都 611430)

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RFID技術(shù)在機(jī)場(chǎng)行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)中的應(yīng)用*

杜明謙**,毛剛,陳翼

(中國(guó)民用航空局第二研究所，成都 611430)

為提高基于射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)的機(jī)場(chǎng)行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)的正確性和實(shí)時(shí)性，提出了一系列措施，包括：為讀寫(xiě)器設(shè)計(jì)具有楔形輻射范圍的有向天線；通過(guò)功率調(diào)節(jié)使讀寫(xiě)器天線視距覆蓋范圍內(nèi)最多僅含一個(gè)標(biāo)簽；采取多幀重復(fù)識(shí)別機(jī)制濾除環(huán)境反射干擾；采用小幀長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明，行李識(shí)別正確率可達(dá)99.89%且符合實(shí)時(shí)性要求，所提出的綜合性技術(shù)措施具有實(shí)用價(jià)值。

行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)；射頻識(shí)別；碰撞；反射

1　引　言

隨著機(jī)場(chǎng)開(kāi)通的航班密度越來(lái)越高，機(jī)場(chǎng)行李分揀系統(tǒng)的負(fù)荷也不斷增加。因此，機(jī)場(chǎng)行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)對(duì)通過(guò)的行李密度也提出了更高的要求，以便應(yīng)對(duì)負(fù)荷不斷增長(zhǎng)的壓力。目前多數(shù)機(jī)場(chǎng)行李分揀系統(tǒng)對(duì)行李前后間距的最低要求是20 cm。間距不低于20 cm的兩件行李通過(guò)自動(dòng)分揀系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)不僅要及時(shí)識(shí)別出行李代碼，同時(shí)也要能正確地甄別出前后順序，才能確保正確分揀行李。

國(guó)內(nèi)民航機(jī)場(chǎng)現(xiàn)行的行李分揀主要是條碼識(shí)別方式。在基于條碼識(shí)別的機(jī)場(chǎng)行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)中，導(dǎo)入皮帶、分揀機(jī)等地點(diǎn)設(shè)有自動(dòng)讀碼站(Automatic Tag Reader，ATR)。因自動(dòng)讀碼站采用的是光學(xué)條碼識(shí)別設(shè)備，因此業(yè)內(nèi)目前也約定俗成地將ATR代指光學(xué)條碼識(shí)別。由于條碼由機(jī)械打印，識(shí)別時(shí)依靠光電檢測(cè)，存在因打印質(zhì)量不好、旅行者不經(jīng)意將其折疊或弄臟等原因?qū)е伦R(shí)別率下降的風(fēng)險(xiǎn)，因此在美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家已不乏將無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)(Radio Frequency Identification,RFID)用于機(jī)場(chǎng)行李分揀的例子。

隨著射頻識(shí)別技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展成熟和成本降低[1]，我們嘗試將RFID應(yīng)用到機(jī)場(chǎng)的行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)中。將RFID技術(shù)運(yùn)用于行李分揀系統(tǒng)必須解決的主要問(wèn)題是如何保證行李識(shí)別的正確性和及時(shí)性。機(jī)場(chǎng)復(fù)雜的電磁環(huán)境以及密集的客流，對(duì)基于RFID技術(shù)的行李自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)提出了嚴(yán)酷的要求。而由于技術(shù)保密等原因，有關(guān)將RFID用于行李分揀的專(zhuān)業(yè)文獻(xiàn)幾乎是空白。本文在分析ATR和RFID兩種技術(shù)在行李識(shí)別、定位方面的機(jī)制以及不足的基礎(chǔ)上，結(jié)合機(jī)場(chǎng)行李分揀系統(tǒng)的實(shí)際需求，探索在基于RFID技術(shù)的行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)中提高標(biāo)簽識(shí)別正確率和實(shí)時(shí)性的有效措施，并通過(guò)實(shí)際測(cè)試予以檢驗(yàn)。

2　ATR系統(tǒng)及其不足之處

基于條碼的行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)中，旅客行李標(biāo)簽上有記錄了行李代碼的條碼。國(guó)際航聯(lián)(International Air Transport Association，IATA)的標(biāo)準(zhǔn)Resolution 740中定義了兩種類(lèi)型條碼，分別是T-LABEL和LINEAR LABEL，采用的編碼規(guī)則為Code 2/5i[2]。

條形碼掃描器的光源所發(fā)出的光經(jīng)光闌及聚焦后，照射到黑白相間的條形碼上。反射光經(jīng)聚焦后，照射回光電轉(zhuǎn)換器上，于是光電轉(zhuǎn)換器接收到與白條和黑條相應(yīng)的強(qiáng)弱不同的反射光信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出到放大整形電路，整形電路把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)譯碼電路譯成數(shù)字字符信息[3]。

確保ATR系統(tǒng)性能的關(guān)鍵在于光源必須持續(xù)保持穩(wěn)定。但灰塵累積會(huì)逐漸影響透鏡效率，而且擺動(dòng)開(kāi)關(guān)是機(jī)械開(kāi)關(guān)，易出現(xiàn)故障，影響ATR系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性[4]。更糟糕的是，隨著條碼打印機(jī)使用次數(shù)增多，會(huì)逐漸出現(xiàn)圖1所示的各種異常狀況。

圖1　條碼異常狀況

ATR系統(tǒng)無(wú)法準(zhǔn)確可靠地識(shí)別出存在上述問(wèn)題的條碼，這就是ATR系統(tǒng)剛投入使用時(shí)，識(shí)別率超過(guò)99%，但是運(yùn)行一兩年后會(huì)下降到不足90%的主要原因。

3　RFID在智能行李分揀中的應(yīng)用

RFID技術(shù)最早起源于英國(guó)，在第二次世界大戰(zhàn)中用于辨別敵我飛機(jī)身份。2000年后，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織開(kāi)展了RFID標(biāo)準(zhǔn)化工作，推出了一系列RFID空中接口標(biāo)準(zhǔn)[5]。國(guó)際航聯(lián)也推出了應(yīng)用于航空業(yè)的RFID標(biāo)準(zhǔn)1740c[6]，該協(xié)議規(guī)定：應(yīng)用于民航業(yè)的RFID設(shè)備應(yīng)采用超高頻(Ultra High Frequency,UHF)頻段以及無(wú)源RFID標(biāo)簽，空中接口則與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(International Standard Organization,ISO)和國(guó)際電工委員會(huì)(International Electro-Technical Commission,IEC)聯(lián)合制定的標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 18000-6C相同。

3.1面臨的主要問(wèn)題

行李分揀系統(tǒng)中，首先要解決的問(wèn)題是行李識(shí)別的正確性，其次是行李識(shí)別的及時(shí)性。將RFID技術(shù)用于智能行李分揀面臨的主要問(wèn)題是：在旅客較多、行李密度較大的情況下，按電子標(biāo)簽防碰撞協(xié)議中的隨機(jī)退避機(jī)制，如果同時(shí)有兩個(gè)以上標(biāo)簽在RFID讀寫(xiě)器識(shí)別范圍內(nèi)，則可能出現(xiàn)先識(shí)別一個(gè)距離較遠(yuǎn)的標(biāo)簽，然后識(shí)別一個(gè)較近的標(biāo)簽，這樣，行李排列與實(shí)際標(biāo)簽識(shí)別順序不一致，導(dǎo)致分揀錯(cuò)誤；行李密度大，還很可能導(dǎo)致多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)應(yīng)答(發(fā)生碰撞)，導(dǎo)致一些標(biāo)簽不能及時(shí)被識(shí)別，進(jìn)而使部分行李無(wú)法自動(dòng)分揀[7]。

3.2解決方法

按照航空管理的有關(guān)法規(guī)，每件行李的長(zhǎng)、寬、高都有限制。此外，在行李分揀系統(tǒng)中，還規(guī)定了傳送帶上相鄰的行李間距不小于20 cm。因此，要解決正確性和及時(shí)性這兩個(gè)問(wèn)題，關(guān)鍵是要設(shè)計(jì)好RFID讀寫(xiě)器天線的射頻覆蓋范圍，使得正常情況下其覆蓋范圍內(nèi)最多只有一個(gè)標(biāo)簽，天線覆蓋范圍越小越容易滿足這一要求；但覆蓋范圍越小，行李以指定速度經(jīng)過(guò)該范圍的時(shí)間就越短，供讀寫(xiě)器識(shí)別該行李的時(shí)間就越短，如果不能在這段時(shí)間內(nèi)識(shí)別出標(biāo)簽，就會(huì)錯(cuò)過(guò)識(shí)別機(jī)會(huì)。因此，設(shè)計(jì)合適的讀寫(xiě)器天線輻射場(chǎng)覆蓋范圍是關(guān)鍵，同時(shí)還要有效縮短識(shí)別標(biāo)簽所花的時(shí)間。

為解決上述問(wèn)題，本文提出一系列措施，具體包括四個(gè)方面：

一是采用有向天線，根據(jù)讀寫(xiě)器天線安裝位置及行李尺寸限制、傳送帶上行李最小間隔要求，設(shè)計(jì)有向天線參數(shù)，使其覆蓋角滿足θ≤θ0；

二是控制讀寫(xiě)器發(fā)送的信號(hào)功率，使其僅滿足識(shí)別預(yù)定覆蓋范圍內(nèi)最遠(yuǎn)距離標(biāo)簽的需要，即P≤P0；

三是降低幀長(zhǎng)至某個(gè)較小值，減少每個(gè)待識(shí)別標(biāo)簽不必要的退避時(shí)間；

四是結(jié)合多幀重復(fù)識(shí)別，濾除環(huán)境反射的干擾，提高識(shí)別正確率。

3.2.1天線覆蓋范圍設(shè)計(jì)

圖2是天線輻射場(chǎng)沿傳送帶移動(dòng)方向分布示意圖，h0是天線離傳送帶水平面的高度，d0是鄰近行李間容許的最小間隔，可見(jiàn)

(1)

所需的天線輻射場(chǎng)覆蓋范圍整體形狀類(lèi)似一個(gè)楔子。

圖2　讀寫(xiě)器天線輻射場(chǎng)覆蓋范圍

根據(jù)應(yīng)用的實(shí)際情況，選用微帶圓極化天線設(shè)計(jì)方案。該類(lèi)天線具有體積小、厚度薄的優(yōu)勢(shì)，便于在機(jī)場(chǎng)環(huán)境安裝。信號(hào)饋入采用雙饋點(diǎn)方式，這是獲得圓極化輻射的最直接方法。該天線采用兩個(gè)饋電點(diǎn)來(lái)激勵(lì)兩個(gè)極化正交的簡(jiǎn)并模，并由饋電網(wǎng)絡(luò)保證兩簡(jiǎn)并模的振幅相等、相位差為90°，如圖3中的A、B，這樣就滿足圓極化條件。

圖3　微帶圓極化天線設(shè)計(jì)方案

參考圖4及圖2，通過(guò)調(diào)整輻射邊界大小，可以控制讀寫(xiě)器天線輻射場(chǎng)沿Y方向的覆蓋角度，通過(guò)調(diào)整陣元1和陣元2之間的距離可以控制輻射場(chǎng)沿X方向的覆蓋角度θ。

圖4　機(jī)場(chǎng)行李分揀RFID天線示例

將圖4所示天線進(jìn)行仿真分析。從整體看，輻射場(chǎng)的存在區(qū)域是一個(gè)楔形，如圖5。沿YZ軸向和XZ軸向輻射場(chǎng)分布如圖6中兩條不同曲線所示。從兩側(cè)面看上去，天線輻射場(chǎng)的覆蓋區(qū)域是扇形，XZ截面和YZ截面扇形的角度分別為2θ和γ，如圖7和圖8所示，可見(jiàn)天線滿足實(shí)際應(yīng)用需求。

圖5　天線輻射場(chǎng)3D圖

圖6　YZ軸向和XZ軸向剖面圖

圖7　XZ軸向角度2θ

圖8　YZ軸向角度γ

3.2.2讀寫(xiě)器天線發(fā)射功率控制

旅行者出于自己的習(xí)慣，可能將RFID標(biāo)簽貼于行李箱上任何一處，此時(shí)對(duì)信號(hào)傳播過(guò)程所產(chǎn)生損耗進(jìn)行理論分析十分困難。為簡(jiǎn)化分析，本文假設(shè)機(jī)場(chǎng)通過(guò)有效宣傳手段，使旅客統(tǒng)一將RFID標(biāo)簽貼于行李箱朝向天線一面，使標(biāo)簽內(nèi)天線所處平面為水平面，由此得出的結(jié)果僅供初步估計(jì)發(fā)射功率用。

圖2給出了旅客行李箱的表面所貼標(biāo)簽剛進(jìn)入讀寫(xiě)器天線輻射場(chǎng)范圍的情形。為了使標(biāo)簽?zāi)軐?duì)讀寫(xiě)器所發(fā)指令產(chǎn)生正確響應(yīng)，標(biāo)簽所接收的信號(hào)功率必須達(dá)到其接收靈敏度所要求最低值Prmin以上。按照?qǐng)D2，此時(shí)讀寫(xiě)器發(fā)射天線與標(biāo)簽之間的距離為

d=(h0-h1)/cosθ0。

(2)

式中：h1為行李高度。對(duì)于視距傳播，路徑損耗為

L=32.5+20lgF+20lgd。

(3)

式中：L是功率損耗(單位 dB)；F是RFID系統(tǒng)所采用的工作頻率(單位 MHz)；d是傳播距離(單位 m)。因此，讀寫(xiě)器所發(fā)射的功率應(yīng)不低于

Ptmin=10L/10prmin/(GtGrcosθ0)。

(4)

式中：Gt是發(fā)射天線增益；Gr是接收天線增益。

由于實(shí)際環(huán)境中電磁波會(huì)發(fā)生反射，增大信號(hào)功率雖然有益于正確識(shí)別標(biāo)簽，但也會(huì)導(dǎo)致因?yàn)殡姶挪ǚ瓷涫垢采w范圍變大，使得對(duì)被識(shí)別行李的定位變得模糊，并最終導(dǎo)致行李分揀錯(cuò)誤。因此，本文中所設(shè)計(jì)讀寫(xiě)器天線的實(shí)際發(fā)射功率取為KPtmin，K為一個(gè)略大于1的數(shù)，其值通過(guò)實(shí)際測(cè)試予以確定。

3.2.3采用小幀長(zhǎng)

在ISO/IEC 18000-6C空中接口協(xié)議中，識(shí)別標(biāo)簽的過(guò)程是逐幀進(jìn)行的。每幀所包含的時(shí)隙數(shù)可以通過(guò)QUERY指令中的Q參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。在天線輻射場(chǎng)設(shè)計(jì)完美的情況下，理論上可以考慮將Q的值設(shè)為0，使得接收到QUERY指令的標(biāo)簽不經(jīng)延時(shí)立即對(duì)該指令予以響應(yīng)，由于天線輻射場(chǎng)內(nèi)只有一個(gè)標(biāo)簽，這個(gè)標(biāo)簽可以立即被識(shí)別。不過(guò)，考慮到實(shí)際環(huán)境中難免因電磁波反射使其他標(biāo)簽也能接收到該QUERY指令，若將Q設(shè)為0，這些不在設(shè)計(jì)的天線輻射場(chǎng)范圍內(nèi)但經(jīng)過(guò)反射接收到QUERY指令的標(biāo)簽必將與存在視距信道的標(biāo)簽同時(shí)響應(yīng)而發(fā)生沖突，在天線設(shè)計(jì)不完美的情況下，這種沖突經(jīng)常發(fā)生，從而導(dǎo)致標(biāo)簽識(shí)別速率顯著下降。為此，可設(shè)定Q為很小的正整數(shù)，如1或2，這樣既可以避免總是沖突，又能有效減少過(guò)多的隨機(jī)退避時(shí)間，以滿足及時(shí)識(shí)別標(biāo)簽的需要。

按照機(jī)場(chǎng)行李分揀系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，傳送帶移動(dòng)速度典型值為2.5 m/s，行李間距最小為20 cm，此時(shí)識(shí)別一個(gè)標(biāo)簽的時(shí)間不能超過(guò)80 ms，否則就不能區(qū)分不同行李?，F(xiàn)有公認(rèn)較好的執(zhí)行ISO/IEC18000-6C標(biāo)準(zhǔn)的RFID系統(tǒng)，1 s內(nèi)識(shí)別的標(biāo)簽數(shù)在350個(gè)左右，平均識(shí)別一個(gè)標(biāo)簽需要2.7個(gè)時(shí)隙，因此平均一個(gè)時(shí)隙的長(zhǎng)度約為1 ms。如果取Q為1，設(shè)天線覆蓋設(shè)計(jì)效果不太完美，總有一個(gè)標(biāo)簽因電磁波反射而可能與待識(shí)別標(biāo)簽碰撞，可知此情況下碰撞概率為1/2，每幀有兩個(gè)時(shí)隙，80 ms有40幀，每幀內(nèi)因碰撞而不能識(shí)別指定標(biāo)簽的概率是1/2，連續(xù)40幀都發(fā)生碰撞而導(dǎo)致該標(biāo)簽不能被識(shí)別的概率為

PL=(1/2)40≈10-12。

(5)

若取Q為2，則一幀有4個(gè)時(shí)隙，在每一幀內(nèi)，碰撞概率為1/4，80 ms約有20幀，連續(xù)20幀都發(fā)生碰撞而導(dǎo)致該標(biāo)簽不能被識(shí)別的概率為(1/4)20，與式(5)結(jié)果一樣。因此，80 ms內(nèi)不能識(shí)別出該標(biāo)簽的概率幾乎為0。而倘若取Q為6，1幀有64個(gè)時(shí)隙，80 ms只比1幀時(shí)間略長(zhǎng)，此時(shí)碰撞概率為1/64，碰撞1次即意味著不能及時(shí)讀出標(biāo)簽，此時(shí)，不能及時(shí)識(shí)別標(biāo)簽的概率為1.6%，對(duì)照式(5)，可以看出在行李分揀系統(tǒng)中，設(shè)定小Q值的重要性。

3.2.4多幀重復(fù)識(shí)別

盡管按3.2.1節(jié)所述天線設(shè)計(jì)方法可以保證當(dāng)行李間距滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時(shí)，在讀寫(xiě)器天線的直接輻射場(chǎng)內(nèi)只有一個(gè)標(biāo)簽，但由于環(huán)境對(duì)電磁波的反射及折射效應(yīng)，可能有少量標(biāo)簽通過(guò)環(huán)境反射途徑進(jìn)入讀寫(xiě)器識(shí)別范圍，導(dǎo)致在一幀中有兩個(gè)以上標(biāo)簽被識(shí)別(其中一個(gè)標(biāo)簽是讀寫(xiě)器直接輻射場(chǎng)內(nèi)待識(shí)別的目標(biāo)標(biāo)簽，另一個(gè)或幾個(gè)是附近其他行李上的標(biāo)簽)，這將導(dǎo)致識(shí)別標(biāo)簽的順序無(wú)法確定，進(jìn)而導(dǎo)致分揀錯(cuò)誤。針對(duì)這一問(wèn)題，本文提出多幀重復(fù)識(shí)別方法，概括為：在每幀識(shí)別結(jié)束時(shí)，并不立即確定經(jīng)過(guò)讀寫(xiě)器輻射場(chǎng)的行李對(duì)應(yīng)哪個(gè)標(biāo)簽，暫時(shí)不對(duì)發(fā)出響應(yīng)的各標(biāo)簽回應(yīng)確認(rèn)信號(hào)，而是將該幀識(shí)別結(jié)果暫時(shí)保存，當(dāng)暫存的已識(shí)別幀數(shù)足夠多時(shí)，統(tǒng)計(jì)所有暫存的各幀中識(shí)別的標(biāo)簽的標(biāo)識(shí)(identity,ID) 碼及其識(shí)別次數(shù)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)得到的每個(gè)標(biāo)簽的識(shí)別次數(shù)做出不同處理——其中識(shí)別次數(shù)最高的，就判斷為讀寫(xiě)器直接輻射場(chǎng)內(nèi)的標(biāo)簽，也是我們需要正確識(shí)別的目標(biāo)標(biāo)簽，此時(shí)再對(duì)它發(fā)送確認(rèn)信號(hào)，令其不再響應(yīng)讀寫(xiě)器的后續(xù)讀寫(xiě)指令；其他出現(xiàn)次數(shù)少的標(biāo)簽，是因?yàn)榻?jīng)環(huán)境反射后進(jìn)入讀寫(xiě)器識(shí)別范圍的標(biāo)簽，予以忽略。

采取上述方法的理由在于：當(dāng)一件行李進(jìn)入讀寫(xiě)器輻射場(chǎng)覆蓋范圍時(shí)，在一定時(shí)間內(nèi)，該行李上的標(biāo)簽是唯一在該段時(shí)間內(nèi)持續(xù)保持在讀寫(xiě)器直接輻射場(chǎng)內(nèi)的標(biāo)簽，同時(shí)，其他標(biāo)簽若要能在該時(shí)段內(nèi)對(duì)讀寫(xiě)器做出響應(yīng)，必須通過(guò)環(huán)境對(duì)電磁波的反射，這種反射環(huán)境會(huì)隨行李的移動(dòng)急劇變化，因此通過(guò)環(huán)境反射識(shí)別的標(biāo)簽會(huì)逐幀發(fā)生明顯變化；但處在讀寫(xiě)器天線直接輻射場(chǎng)內(nèi)的標(biāo)簽會(huì)在大約80 ms時(shí)間內(nèi)維持不變，在此期間的每一幀，這個(gè)處于天線直接輻射場(chǎng)內(nèi)的標(biāo)簽都會(huì)進(jìn)行響應(yīng)。參照3.2.3節(jié)的例子，若取Q為2，則有大約20幀的時(shí)間用于正確識(shí)別目標(biāo)標(biāo)簽，此時(shí)，用于進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的暫存的幀數(shù)應(yīng)略小于20，因讀寫(xiě)器需要一點(diǎn)時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。

3.3實(shí)驗(yàn)測(cè)試

采用以上方法研制的一套機(jī)場(chǎng)行李自動(dòng)分揀RFID識(shí)別系統(tǒng)，在某機(jī)場(chǎng)行李分揀試驗(yàn)線上進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間、大量行李的測(cè)試。測(cè)試中，通過(guò)對(duì)天線有效覆蓋范圍的調(diào)整，首先確定了天線的有關(guān)參數(shù)及最小發(fā)射功率，然后將讀寫(xiě)器天線的實(shí)際發(fā)射功率取為最小發(fā)射功率的1.13倍(K=1.13)，并取Q=2，多幀重復(fù)檢測(cè)統(tǒng)計(jì)幀數(shù)為15，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1，行李識(shí)別正確率達(dá)到99.89%，行李前后順序識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)到了99.97%。這些測(cè)試結(jié)果與文獻(xiàn)[8]報(bào)道的采用RFID技術(shù)實(shí)施行李分揀的美國(guó)某國(guó)際機(jī)場(chǎng)的行李識(shí)別正確率相當(dāng)。

表1　行李識(shí)別測(cè)試結(jié)果

測(cè)試中，還在Q值為1或3、重復(fù)統(tǒng)計(jì)幀數(shù)對(duì)應(yīng)為30或8、其他參數(shù)不變的條件下進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果與表1基本相同，因此不重復(fù)列出。

測(cè)試中有行李未被識(shí)別的主要原因是行李標(biāo)簽經(jīng)過(guò)與傳送帶、翻轉(zhuǎn)機(jī)的多次摩擦而出現(xiàn)磨損，RFID標(biāo)簽天線被折疊損壞。

出現(xiàn)行李前后順序識(shí)別錯(cuò)誤的主要原因是由于行李在傳送帶上打滑導(dǎo)致前后行李的間距小于20 cm，甚至出現(xiàn)了連包情況。

4　結(jié)束語(yǔ)

合理設(shè)計(jì)讀寫(xiě)器的天線輻射場(chǎng)、發(fā)射功率及幀長(zhǎng)，并且將這些措施與多幀重復(fù)識(shí)別方法相結(jié)合，可以有效提高基于RFID技術(shù)的機(jī)場(chǎng)行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)的正確性和實(shí)時(shí)性。實(shí)際測(cè)試結(jié)果表明，采用本文的方法，行李識(shí)別正確率達(dá)到99.89%，優(yōu)于航空行李識(shí)別正確率的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，與現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道的美國(guó)機(jī)場(chǎng)行李識(shí)別正確率持平，達(dá)到了可以實(shí)用的水平。由于沒(méi)有文獻(xiàn)披露外國(guó)的具體技術(shù)手段，本文所提出的方法系自主創(chuàng)新。接下來(lái)，將探索進(jìn)一步提高識(shí)別正確率及實(shí)時(shí)性的新途徑。

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杜明謙(1970—)，男，四川綿陽(yáng)人，1993年于四川大學(xué)獲學(xué)士學(xué)位，現(xiàn)為高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)殡姎夤こ碳拔锪餮b備自動(dòng)化；

DU Mingqian was born in Mianyang,Sichuan Province in 1970. He received the B.S. degree from Sichuan University in 1993. He is now a senior engineer. His research concerns electric engineering and automatic control of logistic system.

Email：steven_du@sina.com

毛剛(1967—)，男，四川瀘縣人，1988 年于北京航空航天大學(xué)獲學(xué)士學(xué)位，現(xiàn)為教授級(jí)高級(jí)工程師、中國(guó)民航首批中青年技術(shù)帶頭人，主要研究方向?yàn)闄C(jī)械自動(dòng)化、物流技術(shù)裝備；

MAO Gang was born in Sichuan Province,in Luxian,Sichuan Province,in 1967. He received the B.S.degree from Beihang University in 1988 . He is now a senior engineer of professor and also one of the first group of Young and Middle-aged Academic Leaders of Civil Aviation Administration of China. His research concerns machinery automation and logistic technology.

陳翼(1973—)，男，四川新津人，1996年于桂林電子工業(yè)學(xué)院獲學(xué)士學(xué)位，現(xiàn)為副研究員，主要研究方向?yàn)槲锪餮b備機(jī)械自動(dòng)化。

CHEN Yi was born in Xinjin,Sichuan Province,in 1973. He received the B.S.degree from Guilin University of Electronic Technology in 1996. He is now a senior engineer. His research concerns machinery automation of logistic system.

Application of RFID Technology in Airport Automatic Baggage Handling System

DU Mingqian,MAO Gang,CHEN Yi

(The Second Research Institute of Civil Aviation Administration of China,Chengdu 611430,China)

In order to enhance the correctness and fast response of the baggage handling system based on radio frequency identification(RFID) technology in airports,a series of measures are proposed，including dedicated design of the directional antenna of the reader to make a chock shaped coverage area,adjusting the transmitting power to make sure that not more than one tag exists in the line-of-sight radiation field of the reader′s antenna，reading tags repeatedly through multiple frames to filter interference from reflection by environments,and adopting small frame length. Experimental tests show that the ratio of correct identification reaches 99.89 percent while the real-time nature is guaranteed,so that the proposed comprehensive technical measures have practical value.

automatic baggage handling system；RFID；collision；reflection

10.3969/j.issn.1001-893x.2016.10.005

2016-06-06；

2016-09-02Received date:2016-06-06；Revised date：2016-09-02

TN925

A

1001-893X(2016)10-1093-06

引用格式：杜明謙,毛剛,陳翼.RFID技術(shù)在機(jī)場(chǎng)行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電訊技術(shù)，2016,56(10):1093-1098.[DU Mingqian,MAO Gang,CHEN Yi.Application of RFID technology in airport automatic baggage handling system[J].Telecommunication Engineering,2016,56(10):1093-1098.]

**通信作者：steven_du@sina.comCorresponding author：steven_du@sina.com