射频技术在物流行业的应用.docx
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射频技术在物流行业的应用
石景山区业余大学
毕业论文
射频技术在物流行业的应用
专业：
物流管理
班级：
０９物流管理（脱产）
姓名：
刘雨
射频技术在物流行业的应用
内容摘要：
射频技术是20世纪90年代开始兴起的一种非接触式的自动识别技术。
射频技术的识别工作不需要人工干预，它是通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，通过空间耦合实现无接触信息传递，并通过所传递的信息达到识别目的。
本文对射频技术的工作原理、分类和在物流行业中的运用以及射频技术在物流行业中存在的问题进行了分析。
关键词：
射频技术、数据、自动识别、物流
RFID（射频识别）技术是一种非接触的、利用射频信号及空间耦合和传输特性进行双向通信,实现对静止或移动物体的自动识别,并进行信息交换的、实用的自动识别技术。
其通讯距离可长达10m甚至更远,并可穿透某些介质。
因此RFID技术在生产、物流、医疗、防伪、危险品管理等领域迅速发展,正酝酿形成巨大的产业链,从而影响经济社会的发展。
RFID技术作为一种快速、实用、准确地采集与处理信息的高新技术,被列为本世纪最有发展前景的十大重要技术之一。
随着RFID技术与互联网、通信等技术相结合,其应用领域将不断扩大。
作为未来广泛用于对物体的识别技术,RFID技术在人类生活中将占有越来越重要的地位。
1.射频识别技术概述
射频识别技术（RadioFrequencyIdentification）是从二十世纪九十年代兴起的一项非接触式自动识别技术。
经过十几年的发展，射频识别技术在全世界范围内得到了很快的发展，全球的总销量以年均25%以上的速度快速增长。
射频识别技术在我国的应用，还处于一个起步的阶段。
我国的射频识别技术在仓储管理、交通运输、商品生产销售、管理与数据统计、安全防护等领域应用中发展前景较好。
在不久的将来，射频识别技术将同其它识别技术一样，深入到人们生活的各个领域。
1.1RFID系统的组成及工作原理
RFID系统因应用不同其组成会有所不同，但基本都由电子标签（Tag）阅读器（Reader）和数据交换与管理系统（Processor）三大部分组成。
电子标签（或称射频卡、应答器等），由耦合元件及芯片组成，其中饱含带加密逻辑、串行EEPROM（电可擦除及可编程式只读存储器）、微处理器CPU以及射频收发及相关电路。
电子标签具有智能读写和加密通信的功能，它是通过无线电波与读写设备进行数据交换，工作的能量是由阅读器发出的射频脉冲提供。
阅读器，有时也被称为查询器、读写器或读出装置，主要由无线收发模块、天线、控制模块及接口电路等组成。
阅读器可将主机的读写命令传送到电子标签，再把从主机发往电子标签的数据加密，将电子标签返回的数据解密后送到主机。
数据交换与管理系统主要完成数据信息的存储及管理、对卡进行读写控制等。
RFID系统的工作原理如下：
阅读器将要发送的信息，经编码后加载在某一频率的载波信号上经天线向外发送，进入阅读器工作区域的电子标签接收此脉冲信号，卡内芯片中的有关电路对此信号进行调制、解码、解密，然后对命令请求、密码、权限等进行判断。
若为读命令，控制逻辑电路则从存储器中读取有关信息，经加密、编码、调制后通过卡内天线再发送给阅读器，阅读器对接收到的信号进行解调、解码、解密后送至中央信息系统进行有关数据处理；若为修改信息的写命令，有关控制逻辑引起的内部电荷泵提升工作电压，提供擦写EEPROM中的内容进行改写，经判断其对应的密码和权限不符，则返回出错信息。
1.2RFID技术的分类
射频识别技术主要按以下四种方式分类：
（1）工作频率
根据工作频率的不同可分为低频和高频系统。
①低频系统一般指其工作频率小于30MHz的系统。
其基本特点是：
射频卡的成本较低、标签内保存的数据量较少、阅读距离较短（无源情况，典型阅读距离为10cm）、射频卡外形多样（卡状、环状、钮扣状、笔状）、阅读天线方向性不强等。
低频系统多用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、动物监管、货物跟踪。
②高频系统一般指其工作频率大于400MHz的系统。
高频系统的基本特点是射频卡及读写器成本均较高、卡内保存的数据量较大、阅读距离较远（可达几m~十几m）、适应物体高速运动性能好、外形一般为卡状、阅读天线及射频卡天线均有较强的方向性。
高频系统多应用于需要较长的读写距离和高的读写速度的场合，像火车监控、高速公路收费等系统。
（2）射频卡
根据射频卡的不同可分成可读写（RW）卡、一次写入多次读出（WORM）卡和只读（RO）卡三种。
RW卡一般比WORM卡和RO卡贵得多，如电话卡、信用卡等。
一般情况下改写数据所花费的时间远大于读取数据所花费的时间（常规为改写所花费的时间为s级，阅读花费的时间为ms级）。
WORM卡是用户可以一次性写入的卡，写入后数据不能改变，且比RW卡要便宜。
RO卡存有一个唯一的号码，不能逐改，保证了安全性。
RO卡最便宜。
（3）射频卡的有源与无源
射频卡可分为有源及无源两种。
有源射频卡使用卡内电池的能量、识别距离较长，可达十几米，但是它的寿命有限（3~10年），且价格较高；无源射频卡不含电池，利用读写器发射的电磁波提供能量，重量轻、体积小、寿命长、很便宜，但它的发射距离受限制，一般是几十cm，且需要读写器的发射功率大。
（4）调制方式
根据调制方式的不同还可分为主动式和被动式。
①主动式的射频卡用自身的射频能量主动地发送数据给读写器。
②被动式的射频卡，使用调制散射方式发射数据。
它必须利用读写器的载波调制自己的信号，适宜在门禁或交通的应用中使用。
因为读写器可以确保只激活一定范围之内的射频卡。
2.射频技术在物流行业的应用
2.1射频技术在供应链环节的应用
RFID在物流的诸多环节上发挥了重大的作用，能有效解决供应链上各项业务运作数据的输入/输出、业务过程的控制与跟踪，减少出错率。
从采购、存储、生产制造、包装、装卸、运输、流通加工、配送、销售到服务，是供应链上环环相扣的业务环节和流程。
在供应链运作时，企业必须实时地、精确地掌握整个供应链上的商流、物流、信息流和资金流的流向和变化，使这四种流以及各个环节、各个流程都协调一致、相互配合，才能发挥其最大经济效益和社会效益。
然而，由于实际物体的移动过程中各个环节都是处于运动和松散的状态，信息和方向常常随实际活动在空间和时间上变化，影响了信息的可获性和共享性。
而RFID正是有效解决供应链上各项业务运作数据的输入/输出、业务过程的控制与跟踪，以及减少出错率等难题的一种新技术。
由于RFID标签具有可读写能力，对于需要频繁改变数据内容的场合尤为适用，它发挥的作用是数据采集和系统指令的传达，广泛用于供应链上的仓库管理、运输管理、生产管理、物料跟踪、运载工具和货架识别、商店、特别是超市中商品防盗等场合。
由于RFID标签可以唯一地标识商品，通过同计算机技术、网络技术、数据库技术等的结合，可以在物流的各个环节上跟踪货物，实时掌握商品的动态信息。
应用该技术，可以实现如下目标，获得预期的效益：
①缩短作业时间。
②改善盘点作业质量。
③增大配送中心的吞吐量。
④降低运转费用。
⑤实现可视化管理。
⑥信息的传送更加迅速、准确。
2.2RFID在物流运输领域的应用
运输是物流的重要组成部分，它在物流企业中起着重要的作用，运输的成本在物流企业中占了较大的比例，运输是否合理化直接关系到物流企业的经济效益。
在商品出货运输的过程中,RFID系统可以指导和跟踪货物运输到分类的地点,通过实时收集的货物信息,调度和分配运输工具的有效工作时间。
此外,它还能帮助我们完成诸如:
集装箱检视、集装箱分舱、内装货物的核对和确认,以及发货单打印等工作。
在该领域内RFID的广泛应用,能够使得货物运输过程中人为参与因素大量地减少,籍此获取更准确的货物信息,实现货物有效的在途控制。
同时,进一步降低物流成本,提高生产效率。
对管理者而言,就是可以随时地监控全局,更好地调整资源和劳动力的配置。
2.3RFID在商品库存领域的应用
仓储是物流中不可缺少的一环，在整个物流过程中发挥着重要作用。
仓储是生产中原材料、半成品、成品的缓冲池，为生产的持续稳定进行提供保障，实现生产和运输的经济性。
同时，仓储可以克服生产者和消费者之间的时间和空间差异，支持企业的物流策略，提高客户服务水平，并降低物流成本。
可以说离开了仓库的支持，就不可能有高效率低成本的物流服务。
现行的仓储物流，大部分采用条形码作为仓储管理智能化的方式，虽然其智能化程度比以前大大提高，但仍需要耗费大量的人力物力投入到仓储物流中。
现在如果将RFID系统与现行的条码系统相结合，可有效解决与仓库及货物流动有关的信息管理，不但可增加一天内处理货物的件数，还可以查看这些货物的一切流动信息。
将条形码与RFID技术相结合，也是RFID在现阶段应用的一种方式。
可以将条形码贴在物品上，射频电子标签贴在存放物品的托盘或叉车上，电子标签存放托盘或叉车上所有物品的信息，阅读器则安置在仓库的进出口。
每当物品进库时，阅读器自动识别电子标签上面的物品信息，并将信息存储到与之相连的管理系统中；当物品出库时，同样由阅读器自动识别物品信息，并传送到管理系统，由系统对信息进行出库处理。
RFID技术的运用,能使我们通过无线射频信息的收集而直接完成商品的入库工作。
货物的实时位置和运动信息,都直接由RFID系统进行实时跟踪,仓库工作人员只需借助RFID的收发天线和读写器的帮助,即可把货物的信息记录入库。
同时,RFID系统还可以根据货物标签中所记录的有关数量和体积等的信息,指示出最合适的仓储位置,以达到仓储空间的最优化利用。
而在货物清点的过程当中,也可以通过自动跟踪RFID标签,极大地提高清点工作的透明度和效率。
3.射频技术为物流行业带来的效益
计算机网络技术与现代通信技术的发展，为全球范围内高速正确的数据传输提供了条件，也为RFID技术在物流行业的广泛应用带来了机遇。
在现代通信技术的带领下，建立一个将RFID标签连入网络的体系框架，在网络上进行商品数据处理的服务器技术，与库存管理和市场营销有关的技术都是未来RFID技术在物流行业应用值得研究的课题。
RFID技术的应用，对于以信息化为基础的现代物流管理来说尤为重要。
相信在不久的将来，RFID技术将同条码技术一样深入到现代物流管理的方方面面，尤其对提高物流配送中心的作业效率和经济效益起到关键性作用。
RFID技术的先进性，在于利用无线电波，非接触式、远距离、动态多目标大批量同时传送识别信息，实现真正的“一物一码”，可快速地进行物品追踪和数据交换。
由于RFID技术免除了跟踪过程中的人工干预，在节省大量人力的同时可极大地提高工作效率，所以对物流和供应链管理具有巨大的吸引力。
采用RFID技术不仅可以降低劳动力成本，还可以解决商品断货和损耗这两大零售业难题。
通过使用RFID技术，沃尔玛每年可以节省劳动力成本83.5亿美元，同时可挽回因盗窃而损失的20多亿美元。
一般来说，零售商采用RFID技术的收益将来自3方面：
①由于库存减少，一次性节省现金额约合总库存额的5%。
②每年减少仓储和仓库劳动力成本7.5%。
③断货脱销商品减少。
由于RFID所带来的业务流程的再造，零售商的年度销售中，每10亿美元将产生连续性收益70万美元。
4.射频技术在现代物流应用中存在的问题
1.成本问题
相对于传统条码技术，射频技术有着很多无可比拟的优势，但是高昂的价格让许多人止步于门前，有些企业即使在采用射频技术后，迫于成本的压力，最终不得不转而寻求投入更低廉，回收更快的解决方案。
条形码主要是以纸张作为载体或者油墨印刷在商品的外包装上，成本是很低的，只要几分钱。
而射频识别标签是采用物理芯片结合无线感应技术实现信息识别与采集的，国内最低价时也要7角人民币。
因此，射频技术标签价格较高，成为了其推广应用的障碍。
2.安全问题
安全性也是一个棘手的问题。
因为射频技术系统很可能成为黑客攻击的新目标，而丢失一些机密的数据。
目前，射频技术要在对信息有机密要求的领域展开应用，还面临着信息安全方面的障碍，在最初的应用过程中，由于安全问题并不是非常重要，因此在原有的技术标准对安全问题考虑欠缺，并且较难再将安全规范添加进去。
如果安全问题无法保证，在使用射频系统时就有被别人窃取信息的可能性。
目前，射频技术阅读器中的唯一标识容易被人复制，射频的基本验证机制也存在严重的安全缺陷，同时某些射频技术阅读器标签一旦接近射频阅读器，就会无条件的开始发射信号，极易被窃取信息。
3.标准化问题
无论何种行业，那类技术领域，完善的标准体系都是至关重要应用依据。
在国际上，虽然射频技术在不断的进步，应用射频技术的领域也在增加，但由于技术的不完善和缺乏应用经验，供应链中各个参与企业之间如果采用的不是统一的射频技术标准，就会直接导致了企业与企业之间不能很好的进行交流和合作，大大阻碍了射频技术发展的步伐。
4.产业联盟问题
射频技术产业链分为4个环节，一是包括芯片、天线的标签设计和制造；二是读卡设备和系统识别技术；三是中间技术，包括数据的筛选和使用，以及通过网络向后台信息系统的传递；四是行业应用系统。
在射频技术市场上，产品供应商的方案还不完善，缺少一种机制使射频技术产业链中的各个企业相互配合，共同合作提供整体解决方案；另一方面，产业链中各企业，特别是IT设备供应商，对物流业实际情况缺乏了解，产品不可能完全满足用户的需求。
在我国的射频技术产业链中，专业做电子标签的技术，知道射频技术能实现什么，但对企业用户的业务需求了解不深；而系统集成商和软件商虽然强于需求分析和业务分析，但对射频技术的本质特性却不了解。
企业之间缺少沟通，这样就影响了整个产业链的发展，同时制约了射频技术的推广。
5.射频技术在现代物流应用中问题的解决及建议
1.解决成本问题
射频技术是一个高度复杂、高度集成的产业，就目前形式来说，射频技术只适用于本身价值较高的个体，这就严重制约了整个产业的发展速度和规模。
要解决射频技术成本问题，具体建议如下：
第一，射频技术标签主要有内部的芯片和天线，以及外部封装构成，生产射频技术标签后还要经过功能测试，合格才能销售。
要控制成本就首先要从这几部分入手，攻破技术难题。
比如，不断研发采用新的制造工艺以降低成本等。
第二，产量的增加势必导致成本的降低。
如果射频技术标签的需求量增加，生产企业就会加大产量，也会有更多地企业看见生产射频标签的商机而加入竞争的行列，这样必然会使射频标签价格降低。
面对一个全新的技术，任何人都会有陌生、观望，进而接纳的过程，这是合情合理的，因此，可以通过加大宣传力度，让更多的企业了解射频技术能给他们的日常生活带来便利和实惠，能给企业带来多大的收益。
第三，除此之外，开发出更加有竞争力、更容易被市场所接受的射频标签也是间接降低成本的一种方式；甚至可以依托政府的宏观调控和政策支持，给这个新兴技术以更多施展才能的机会和空间。
2.解决安全问题
安全已经成为制约射频技术进一步发展的重要因素。
为了防止射频标签内容被盗取，根本的解决办法就是从射频技术上提高可靠性。
因此目前国内外的研究人员提出了很多解决射频技术安全问题的方法：
物理方法——杀死标签法、电子屏蔽、有源干扰、阻塞器标签、可分离标签；逻辑方法——散列锁定、临时地址、通用重加密等。
3.制定“本土化”标准
没有标准，射频技术的应用就会受到很大限制。
因此，我国应当密切跟踪射频技术的国际发展动态，积极参与国际标准的指点和实施，并结合中国的实际情况研究制定“本土化”射频技术标准。
有了统一的“本土化”的射频技术标准才能使供应链中的企业在合作与信息沟通方面无障碍，也可以充分发挥频技术在物流行业中的功能。
4.建立完整产业链
完整的产业链是促进射频技术发展关键之一，目前，中国自主知识产权的核心技术还不足以支撑大规模应用的需要，仅凭目前国内企业自己的力量还无法进入市场。
对于在射频技术上不完整的国内企业来说，合作将是必要的选择。
通过知识产权层面的技术合作，一方面可以避免重复投资，另一方面也有助于急速建立有规模的实体，参与国际标准制定，可以说希望通过与“巨人”的合作，达到站在“巨人”的肩膀上发展的目标。
再有就是集成突破。
芯片、软件是中国电子信息产业的软肋，是政府产业政策大力扶持的领域，发展射频技术产业，是我国在芯片、软件领域寻求突破的一大机遇。
借助政府的扶持，我们可以积极探索中国射频技术产业连的集成突破。
总结：
RFID有着相当广泛的发展前景。
随着经济的发展和科技的进步，RFID也会慢慢由发展走向成熟，在物流行业中的应用也将会越来越普遍，总有一天，条形码将退出历史舞台，让RFID在这片天空下展露自己的风采，相信就在不远的将来。
参考文献:
[1]蔡淑琴.物流信息系统.中国物资出版社，2002.
[2]张树山.物流信息技术与应用国防工业出版社，2006.
[3]（德）芬肯才勒||译者：
吴晓峰，陈大才射频识别技术电子工业出版社，2006.
[4]徐金玲.现代物流的发展现状及我国的对策分析.水路运输文摘,2005.
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