基于RFID的物流信息管理系统模型研究
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基于RFID的物流信息管理系统模型研究_孟晓明 投稿:白熒熓
RFID射频识别文章编号:1008-0570(2006)06-2-0266-03中文核心期刊《微计算机信息》(嵌入式与SOC)2006年第22卷第6-2期基于RFID的物流信息管理系统模型研究Studyingonthemodeloflogistics…
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RFID射频识别
文章编号:1008-0570(2006)06-2-0266-03
中文核心期刊《微计算机信息》(嵌入式与SOC)2006年第22卷第6-2期
基于RFID的物流信息管理系统模型研究
StudyingonthemodeloflogisticsinformationmanagementsystembasedonRFID
(广东商学院信息学院)孟晓明
Meng,Xiaoming
摘要:通过对我国物流信息管理现状的分析,指出了存在的问题与不足;介绍了RFID技术及其应用现状,利用RFID技术和
GIS、GPS技术构建了基于RFID的物流信息管理系统模型,给出了各子系统模型的实现机理,并对提出的系统模型进行了分析和评价。
关键词:RFID;射频识别;物流;信息管理中图分类号:TP311文献标识码:A
技术创新
Abstract:Byanalyzingthecurrentmodelsoflogisticsinformationmanagement,pointouttheproblems.Introducedthecurrentappli-
GIS、GPScationsituationofRFIDtechnique.SetupthemodeloflogisticsinformationmanagementbasedonRFIDbyusingRFID、
techniques,andgavethetheorytorealizeeverysubsystem,analyzedandevaluatedthesystemmodelgivenabove.Keywords:RFID;RadioFrequencyIDentification;Logistics;Informationmanagement
物流作为电子商务的重要组成部分,它包括运输、储存、配送、装卸、保管、售后跟踪服务和物流信息管理等各种活动。物流信息化则表现为物流信息的商品化、数据库化、代码化、处理的电子化和计算机化、传递的标准化和实时化、存储的数字化等。因此,条码数据库技术(DB)、电子订货系统(EOS)、电子技术(POS)、
数据交换(EDI)、快速反应(QR)及有效的客户反映(E-企业资源计划(ERP)、全球卫星定位系统(GPS)和CR)、
地理信息系统(GIS)等技术广泛应用于物流信息管理中,特别是Internet为物流网络化提供了良好的外部环境,使交易各方的时空距离缩短,促进信息流、商流、资金流的结合。所以,物流信息化是电子商务的必然要求,对物流信息准确及时地跟踪、监控和管理,将加快物流速度、提高准确率、减少库存、缩短生产周期等,构建现代化物流信息管理系统有助于推动电子商务的发展。
和实时控制,无法从根本上降低运营成本和提高效率。此外,由于缺乏实时的物流信息发布和管理,致使物流中的流通不畅,差。“信息流”“时效性”
综合分析已有的物流信息管理系统,我们发现,大都存在如下不足:
(1)采集到的物流信息有限。采集到的物流信息一般都是些"静态"的信息,如生产厂家信息、物品自有信息、商家销售与库存信息、消费者信息等,缺乏对生产过程、运输过程、销售过程、售后服务过程等的实时跟踪和监控的"过程信息"等"动态信息"。
(2)信息采集的手段落后。一般都是由人工采集,即使用了条形码技术,也还需要人工手持扫描设备。效率低。因此,采集到的信息差错率高、
利用电话、传真等手工操作(3)信息的"时效性"差。
方式采集信息,反应迟缓、效率低下。一些物流企业虽然已经开始信息化建设,但相当一些国产物流管理软件仍停留在"电算化"的层次,业务信息与财务信息不能实现集成和实时控制,无法从根本上降低运营成本和提高效率。
1我国物流信息管理现状分析
近年来,国家对企业信息化和电子政务的重视和支持,使得各级政府部门纷纷出台了多种优惠措施,为物流行业注入了强劲的推动力。但是,在繁荣的景象背后,仍然存在着许多令人担忧的问题。不少物流企业对物流信息的管理仍然采用电话、传真等手工操作方式,反应迟缓、效率低下。一些物流企业虽然已经开始信息化建设,但相当一些物流管理软件仍停留在的层次,业务信息与财务信息不能实现集成“电算化”
孟晓明:硕士副教授
本文得到广东省自然科学基金项目(04009947)广东商学院科研项目(05YB63007)的资助
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(4)对物流信息缺乏实时监控和跟踪管理手段。缺乏实时地对物流过程信息进行跟踪和监控、信息发布滞后,致使物流中的"信息流"的流通不畅,"时效性"差,影响物流业的发展。
(5)对物流信息的处理和应用水平低,信息管理效益不明显。缺乏与先进的信息技术、其他学科技术的融合和有效集成,致使这些仅有的物流信息也不能得到充分的利用,信息成为无的之矢,信息的价值转换难以实现,物流信息系统得不到重视。
《现场总线技术应用200例》
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RFID射频识别
分为主动式和被动式。主动式的用自身的射频能量主动地发送数据给读写器,主要用于有障碍物的应用,作用距可达30米;被动式的使用调制散射方式发射数据,它必须利用读写器的载波来调制自己的信号,主要用于无障碍的应用。④按作用距离分为密耦合卡,作用距<1cm;近耦合卡,作用距<15cm;疏耦合卡,作用距1m;远距离卡,作用距1-10m,甚至更远。
2RFID技术及其应用现状
RFID是射频识别技术的英文(RadioFrequencyI-Dentification)缩写,它是20世纪90年代兴起的一种自动识别技术,是射频技术在识别领域的应用,是本世纪十大重要技术之一。RFID是利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触式信息传递,并通过所传递的信息达到识别的目的。
2.1RFID系统的基本构成
一个典型的RFID系统应由射频电子标签(Tag,又称射频卡)、读写器或阅读器(Reader)和应用系统三部分构成。电子标签中一般保存有约定格式的电子数据。在实际应用中,电子标签附着在待识别物体的表面。阅读器又称为读出装置,可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据,并通过计算机和计算机网络实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。
2.4RFID技术在物流信息管理中的适应性分析
RFID技术应用于物流信息管理具有如下突出优点:①快速扫描。RFID辨识器可同时辨识和读取数个
形RFID标签,提高物流信息采集效率。②体积小型化、
状多样化。RFID在读取上并不受尺寸大小与形状限制,不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。此外,RFID标签易于向小型化和多样形态发展,以应用于不同产品。③抗污染能力和耐久性。RFID对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性,RFID卷标是将数据存在芯片中,因此可以免受污损,克服了条形码易损、多次重复读取的不足。现④可重复使用。今的条形码印刷上去之后就无法更改,RFID标签则可以重复地新增、修改、删除RFID卷标内储存的数据,方便信息的更新。⑤穿透性和无屏障阅读。RFID能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质,进行穿透性通信,克服了条形码的无障碍手持扫描的不足。⑥数据记忆容量大。RFID的信息容量可达MB级,能够满足未来物品所需携带的资料量越来越大的需求。⑦安全性能好。RFID承载的是电子式信息,其信息可采用密码保护,不易被伪造及变造。⑧易于与IT、计算机网络和其他技术集成。将RFID与IT技术、计算机网络技术和GIS、GPS技术集成,构建现代化物流信息管理系统,实现对物流全过程的信息管理,提高物流管理的自动化和信息化水平。
2.2RFID系统的工作原理
RFID系统的数据传输严格按照"主从原则"进行。发出指令的方向为应用程序→阅读器→电子标签,返回应答的方向则相反。具体来说,阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号,当电子标签进入发射天线工作区域时产生感应电流,电子标签获得能量被激活;电子标签将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去;系统接收天线接收到从电子标签发送来的载波信号,经天线调节器传送到阅读器,阅读器对接收的信号进行解调和解码,然后送到后台主系统进行相关处理;主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性,针对不同的设定做出相应的处理和控制,发出指令信号控制执行机构动作。
技术创新
2.3电子标签的分类
目前电子标签还没有统一的国际标准,常见的标准有ISO10536、ISO14443、ISO15693和ISO18OOO,其中ISO14443和ISO15693应用最多。按照不同的方式,电子标签的分类如下:①按供电方式分为有源卡和无源卡。有源卡指卡内有电池提供电源,其作用距离较远,但寿命有限、体积较大、成本高,且不适合在恶劣环境下工作;无源卡指卡内无电池,它利用波束供电技术将接收到的射频能量转化为直流电源为卡内电路供电,其作用距离较有源卡短,但寿命长,对工作环境要求不高。②按载波频率分为低频、中频和高频三类电子标签。低频的主要有125kHz和134.2kHz两种,中频的主要为13.56MHz,高频的主要为
2.5RFID技术的国内外应用现状分析
美国军方早在20世纪后半叶就开始研究RFID技术。嗅觉灵敏的IT厂商闻风而动,它们当中有SAP、
微软、惠普、Oracle、IBM、TI、NEC等众多知名公司,涵盖了芯片、软件中间件、数据库、供应链管理、整体解决方案等IT产业链上的各个环节。在市场需求方面,
麦世界上最顶尖的零售业巨头沃尔玛、塔斯科(Tesco)、德龙(Metro)要求其供应商提供的商品必须有RFID标
甲骨文、签;在中间软件开发上,有微软、sun等IT巨头宣布进军RFID的软件开发;在硬件设备供应上,
飞利浦、Alien、IBM等宣布针对日益成熟的RFID智能卡市场进行战略联盟;在技术标准方面,总部设在美国麻省理工学院(MIT)的Auto-IDCenter和日本Ubiq-uitousIDCenter也相继提出独立适用的RFID技术标准。总之,RFID技术在国外发展很快,已被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输等众多领域。
433MHz、915MHz、2.45GHz、5.8GHz等。低频系统用于短距离、低成本的应用中,如门禁控制、校园卡、货物跟踪等;中频系统用于门禁控制和需传送大量数据的应用;高频系统应用于需要较长的读写距离和高读写速度的场合,因其天线波束方向较窄、价格较高,主要用于物流过程跟踪、高速公路收费等。③按调制方式
PLC技术应用200例》
RFID在中国尚处于起步阶段,RFID进入中国企
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RFID射频识别
中文核心期刊《微计算机信息》(嵌入式与SOC)2006年第22卷第6-2期
业和政府产业管理部门是从2004年4月的EPC与物
网论坛开始的,一年多来,RFID的应用已经引起了国内方方面面的重视,据悉,电子标签及标签阅读器技术、物流资讯流通平台技术、RFID在工业流程自动化的应用技术、RFID在商业流程的应用技术等课题已成为"关键领域重点突破项目",这必将推动RFID技术在中国的广泛应用。2004和2005年的两届RFID国内年会的召开,标志着RFID在中国已经进入了大发展时期。
3.2基于RFID的物流信息管理系统模型设计依据物流供应链理论,基于RFID技术,充分利用智能交通技术、GIS技术、GPS技术及其它信息技术,分析RFID技术对物流过程中的采购、存储、生产、包装、装卸、运输、加工、配送、销售和服务活动等各环节的影响和变化,并对变化产生的新的流程进行分类,使用统一建模语言(UML)、Petri网等建模技术建立相关的模型,并对模型进行仿真、优化,最终得到基于
3基于RFID的物流信息管理系统
模型
随着电子商务的快速发展,从商品制造到运输、从销售到跟踪服务等物流的各个环节,都越来越需求
更为详细的信息来进行实时跟踪、监控和管理,这些信息包括:附于单个物品上的完整提单信息;对单个产品的制造数据如制造厂,质量数据等;单个产品的技术数据如使用说明;动态信息如温度、湿度和震动情况;商品生产流程的实时监控;运输过程的实时跟踪与监控;仓库库存状况;售后服务的客户跟踪等。传统的物流信息系统只能实现物流信息的“静态化”管理,而无法实现对物流全过程的实时跟踪和监控。而
大容量、快速、高容错、抗干RFID技术以其无接触式、
扰和耐腐蚀、安全可靠的信息识别等特点,在物流管理中得到了较好的应用,并正在向纵深应用发展。近年来,越来越成熟的GIS和GPS技术为物流过程的跟踪定位提供了技术支持。
RFID技术并集成GIS和GPS技术的物流信息管理系统模型,如图2。
技术创新
图2基于RFID的物流信息管理系统模型
3.1基于RFID的物流信息管理系统的集成方案在系统跟踪对象--物品中嵌入RFID电子标签,
加工食品仓库、配送中心、运RFID阅读器部署在生产、
输食品的车辆等不同的地点,阅读器以一定的频率自动无线扫描附近区域的电子标签,将扫描的信息通过
图3生产过程跟踪与图4运输过程跟踪与图5销售.库存.售后跟踪
监控子系统模型
监控子系统模型
与监控子系统模型
3.3系统模型的分析与评价
该系统模型是一个基于RFID技术,集GIS技术、GPS技术和信息与网络技术为一体,对物流的全过程信息,包括生产过程信息、运输过程信息以及商品的销售、库存和售后服务信息,对物流全程进行实时跟踪和监控,真正实现物流信息的动态化管理模型。系统模型可分解为如下3个子模型,简介如下。生产过程跟踪与监控子系统模型](如图3)的实现机理:将RFID电子标签附着在主要的原材料和半成品或成品上,车间负责人通过生产过程物流信息管理系统将产品的用料情况、完成工位、成品时间、规格型号、检验结果、防伪信息、保质期或有效期等生产过程信息和产品信息写入电子标签,同时在关键的工位安装RFID标签阅读器以读取标签信息,通过网络终端传输到后台主系统。从而实现对产品生产过程的实时跟踪和监控,优化生产流程、消除生产安全隐患、提高生产效率、降低生产成本。
运输过程跟踪与监控子系统模型](如图4)的实现机理:将附着在产品上的RFID电子标签信息进行补充,增加产品的出厂时间、起运时间、运输部门、运输
GPS/GIS模块以短消息或无线的形式发送到跟踪服务
器通讯网关的GPS/GPRS等模块,再由通讯网关提交跟踪服务器相关模块处理,从而实现对跟踪对象车辆、物品及其物理位置等实时信息的采集和跟踪。因此可将GPS模块和RFID阅读器合为一体,运输车辆的车载阅读器全部配备GPS模块,将阅读器从嵌入产品RFID电子标签实时采集的信息传输到GPS模块,再由GPS模块将信息发送到系统主机CPS模块,再传输到系统应用服务器,最后存储到数据库,供商务链内不同企业查询和信息发布。系统集成方案如图1。
图1基于RFID的物流信息管理管理系统集成方案
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线路、提货人、运输司机等运输过程信息,(转229页)
《现场总线技术应用200例》
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PLDCPLDFPGA应用
师,研究方向:微电子、传感器信息获取技术。(610031成都西南交通大学信息科学与技术学院)卢阳陈向东
通讯地址:(610031四川成都市二环路北一段111号西南交通大学320信箱1班)卢阳
(投稿日期:2005.11.8)(修稿日期:2005.12.)
if(count1="10")thencount1<=(others=>'0');elsecount1<=count1+1;endif;endif;endprocess;......
(接268页)利用地理信息系统GIS和全球定位系统
“偷GPS,对运输过程进行实时跟踪和监控。从而克服梁换柱”绕道运输等不良运输行为,保证了正品的正、
点到达,提高了运输效率,降低运输成本。
销售、库存、售后跟踪与监控子系统模型(如图5)的实现机理:商品到货后,利用RFID与GIS、GPS的集成环境读出商品的出厂信息,并写入采购人、采购地点、单价、商品分类、入仓和出仓人、货架名称等销售信息。可以提高销售效率,实现随心所欲的刷卡消费,降低销售成本,方便货架清查管理和商品分类,提高贵重商品的安全性,实现对仓库库存商品的实时动态管理,便于实施售后服务的跟踪管理。
上面的分析表明:该系统模型及其子模型具有理论上的合理性、技术上的综合性、应用上的创新性和实施上的可行性。
图4驱动电路时序仿真波形(垂真转移时钟)
CCD驱动时序的系统仿真
使用QuartusII软件对驱动时序发生器进行仿真。在整个帧周期中,系统先进入感光阶段,感光区像元进行电荷积累,同时存储区、转移寄存器、输出电路将上一帧的电荷信号读出;然后进行转移阶段,将感光区的像元电荷整帧转移到存储区;系统再次进入感光阶段,将本帧信号读出,同时感光区进入下一帧电荷积累。输入复位信号(Op)外接一个RC充电电路。系
统一上电,输入为低电平,系统各信号复位;经过短暂延时后,变为高电平,系统开始运行由QuartusII软件根据系统设计选择相应的CPLD器件,选用Altera公
驱动时序仿真波形如图4,图司的EPM7128SLC84-7。
5所示(分别对比fairchild公司技术资料所给垂直转移时钟,水平转移时钟指标)
2.3
4结束语
RFID已经成为全球热门新科技,即将进入我们的生活,并深深影响我们的生活。尽管RFID技术在我国的应用还处于初期阶段,但是,我们已经看到了RFID的技术优势和广阔的应用前景。我们相信,随着RFID技术的发展和应用的深入,充分利用信息技术、计算机网络技术,把现有的物流信息系统转到基于RFID、集GIS和GPS为一体的集成环境,,构建具有实时跟踪和监控功能的、集成化的物流信息管理系统,必将对现有的物流信息管理模式产生重大的影响,全面促进物流业的发展。
技术创新
图5驱动电路时序仿真波形(水平转移时钟)
3结论
以上设计首次用CPLD代替了传统的IC实现了对TDI/CCD的时序驱动。仿真结果达到了fairchirld公司技术资料所给的垂直转移时钟使能时间750ns,水平转移时钟周期40ns的技术指标。在重庆光电所的测试中,该驱动时序发生器能有效驱动TDI/CCD芯片和CDS(相关双采样)信号,并且工作稳定可靠,其开发制造过程简化了以往硬件的开发制造过程。
参考文献:
[1]王庆有.图像传感器应用技术。天津:电子工业出版社,2003[2]赵龙宝,范天翔,陆亨立.基于OV5017和CPLD的图像采集显示系统[J].微计算机信息,2005,7:104-105
参考文献:
[1]孟晓明,龚国伟.试论信息技术在物流管理中的应用[J].广东经济管理学院学报,2005(2)
[2]陈庆文,田作华.基于Profibus的温室控制信息管理系统[J].微计算机信息,2005,7-3:109-110
作者简介:孟晓明(1965-),男,河南南阳人,汉族,硕士,信息管理专业副教授。主要从事信息管理与信息系统、电子商务理论与技术的教研工作,E-mail:mxm_me@163.com。
Abouttheauthor:XiaomingMengwasbornin1965.HereceivedhismasterdegreeinmathematicsdepartmentfromCentralChinaNormalUniversityin1990,andnowisavice-professorininformationinstituteofGuangDongCommercialCollege.Hiscurrentresearchinterestsincludeinformationmanagement&informationsystem,theoryandtechniqueinelectroniccommerce.
作者简介:卢阳(1980.7-),男,民族:壮族,在读硕士,通信与信息系统,研究方向,通信电路技术,传感器信息获取技术E-mail:luyang678@163.com;陈向东(1967-),男,民族:汉族,博士,职称:教授,博士生导
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(510320广州市广东商学院信息学院)孟晓明
(投稿日期:2005.11.2)(修稿日期:2005.12.10)
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229-
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