基于RFID的物流信息管理系統(tǒng)

黃庚保 黃煜

【摘要】RFID技術(shù)的應(yīng)用可以顯著的降低企業(yè)的物流成本和管理的難度，提高管理的效率和服務(wù)顧客的水平，從而提高物流企業(yè)的經(jīng)營收入、促進商品經(jīng)濟的快速發(fā)展。本文以此為背景分析了RFID在物流信息管理中的設(shè)計實現(xiàn)與應(yīng)用。通過本文的研究可知RFID技術(shù)在物流信息管理上有便捷、高效、動態(tài)以及海量數(shù)據(jù)處理能力，因此，其發(fā)展前景巨大。但是，RFID技術(shù)由于發(fā)展還不成熟其應(yīng)用成本較大，也是制約該技術(shù)普及的一大因素。

【關(guān)鍵詞】RFID 物流信息 信息管理系統(tǒng) 電子標(biāo)簽

一、引言

RFID技術(shù)是一種非接觸式的信息獲取和識別技術(shù)，它是利用射頻通信的方式對RFID標(biāo)簽進行掃描和讀取而實現(xiàn)對物流信息管理的。在RFID技術(shù)中附著在物體上的標(biāo)簽是該技術(shù)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分之一，RFID標(biāo)簽具有使用壽命長、容納的信息量豐富、體積較小并可以多次快速的重復(fù)寫入等特點。RFID技術(shù)的應(yīng)用可以顯著的降低企業(yè)的物流成本和管理的難度，提高管理的效率和服務(wù)顧客的水平，從而提高物流企業(yè)的經(jīng)營收入、促進商品經(jīng)濟的快速發(fā)展。

二、RFID的工作原理

RFID技術(shù)系統(tǒng)包括標(biāo)簽、閱讀器、應(yīng)用軟件等若干部分，RFID的標(biāo)簽是一種存儲目標(biāo)對象相關(guān)信息的芯片，閱讀器是由多個收發(fā)、耦合模塊等組成的標(biāo)簽信息獲取裝備，而相關(guān)應(yīng)用軟件則是對標(biāo)簽信息進行讀取或?qū)懭胍约靶畔⒐芾淼南到y(tǒng)。RFID的程序結(jié)構(gòu)如圖1所示。

RFID的工作原理可以簡單地概括為：當(dāng)標(biāo)簽處于閱讀器的有效掃描范圍時，標(biāo)簽內(nèi)部的耦合元件將接收到的閱讀器射頻信號進行轉(zhuǎn)化驅(qū)動標(biāo)簽內(nèi)部元件將信息發(fā)送出去，標(biāo)簽利用天線將信息傳輸給閱讀器，并經(jīng)過閱讀器將標(biāo)簽所發(fā)射的信號傳輸給相關(guān)軟件系統(tǒng)進行分析和解讀。

三、物流信息管理系統(tǒng)需求分析

（一）系統(tǒng)功能需求

系統(tǒng)需要實現(xiàn)的功能是設(shè)計基于RFID技術(shù)的物流信息管理系統(tǒng)所必須首先考慮的內(nèi)容，物流信息管理系統(tǒng)所應(yīng)具備的系統(tǒng)功能應(yīng)當(dāng)包括以下方面的內(nèi)容：第一，物流設(shè)備管理。物流環(huán)節(jié)中涉及到的物流設(shè)備較多，主要包括：倉儲設(shè)備、運輸設(shè)備、裝卸設(shè)備、管理設(shè)備等。物流設(shè)備管理需要做到對這些設(shè)備當(dāng)前的運行狀態(tài)、所處地點、規(guī)格、產(chǎn)權(quán)性質(zhì)等進行記錄，從而可以實現(xiàn)對設(shè)備的管理，并合理調(diào)度與使用設(shè)備。第二，設(shè)備的日常運行與維護管理。基于RFID技術(shù)的物流設(shè)備信息管理系統(tǒng)可以通過RFID標(biāo)簽及時的了解物流設(shè)備的運行與維護信息，并進行集中的分析和展示。第三，物流信息管理系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計應(yīng)當(dāng)采用MVC設(shè)計模式并進行多層構(gòu)架設(shè)計。即除表現(xiàn)層、數(shù)據(jù)層外、業(yè)務(wù)邏輯層，提供數(shù)據(jù)模型、視圖及控制器設(shè)計的Browser/Server模式；系統(tǒng)架構(gòu)應(yīng)具備分布式部署的能力還要充分考慮部署的靈活性。并且保證系統(tǒng)未來更新、功能和設(shè)計增加時的靈活以及兼容。

（二）系統(tǒng)性能需求

在物流信息系統(tǒng)管理中涉及到的主要系統(tǒng)性能要求如下表所示：

（三）系統(tǒng)安全需求

設(shè)計基于RFID技術(shù)的物流信息管理系統(tǒng)還必須考慮系統(tǒng)的安全性，系統(tǒng)的安全需求主要包括以下幾個方面：第一，用戶信息安全需求。系統(tǒng)要保證用戶使用的信息安全，用戶在利用網(wǎng)絡(luò)訪問時要通過一定的賬戶和密碼才能使用，當(dāng)用戶登錄后系統(tǒng)還應(yīng)當(dāng)要記錄用戶的操作。第二，系統(tǒng)功能和數(shù)據(jù)安全。限制用戶的訪問權(quán)限，設(shè)定用戶在規(guī)定的功能范圍內(nèi)使用，防止用戶操作非權(quán)限范圍內(nèi)的功能。第三，外圍程序數(shù)據(jù)安全。系統(tǒng)外圍的RFID檢測程序以及流向檢測程序，通過系統(tǒng)提供的webservice接口獲取系統(tǒng)數(shù)據(jù)。調(diào)用時，接口有用戶和密碼的驗證來保證系統(tǒng)功能安全，防止功能和數(shù)據(jù)被非法的接入。第四，可維護性。當(dāng)軟件在運行過程中出現(xiàn)問題時，應(yīng)該為開發(fā)人員或者是維護人員提供診斷和維護的權(quán)限，并在系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤時能夠及時的保存信息，降低系統(tǒng)故障帶來的損失。

四、基于RFID的物流信息管理系統(tǒng)模型

受到電子商務(wù)快速發(fā)展的影響以及人們對于物流服務(wù)水平的提高，產(chǎn)品從制造到運輸、銷售等各個環(huán)節(jié)都需要有越來越多的信息來進行服務(wù)，從而讓各方更好的掌握產(chǎn)品的狀態(tài)。這些信息包括：產(chǎn)品的制造數(shù)據(jù)、使用性能數(shù)據(jù)、存儲及運輸需求數(shù)據(jù)、運輸狀態(tài)數(shù)據(jù)等。

（一）基于RFID的物流信息管理系統(tǒng)的集成方案

為了動態(tài)的掌握和展現(xiàn)系統(tǒng)跟蹤目標(biāo)的信息數(shù)據(jù)，可以在目標(biāo)物上嵌入RFID標(biāo)簽，而將標(biāo)簽的數(shù)據(jù)讀取設(shè)備分別配置在整個物流環(huán)節(jié)中的節(jié)點位置，如生產(chǎn)、加工倉庫，配送中心、分撥中心等。位于這些場所的電子標(biāo)簽閱讀器應(yīng)當(dāng)以固定的頻率來自動掃描可掃區(qū)域內(nèi)的電子標(biāo)簽并將獲得的信息通過GPS/GIS模塊將信息發(fā)送到通訊網(wǎng)關(guān)，再由通訊網(wǎng)關(guān)提交給系統(tǒng)其它模塊來進行分析解譯從而展現(xiàn)出所需要的信息并實現(xiàn)信息的實時采集和物流追蹤。從提高系統(tǒng)的信息化程度和定位性來看，可以將RFID閱讀器與GPS模塊進行融合。最后，物流信息系統(tǒng)還應(yīng)當(dāng)將所獲取的信息進行存儲并以一定的規(guī)律來進行分類，從而為供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)上的各個企業(yè)或個人提供信息服務(wù)。

（二）基于RFID的物流信息管理系統(tǒng)模型設(shè)計

根據(jù)供應(yīng)鏈物流的相關(guān)理論要求，結(jié)合當(dāng)前地理信息系統(tǒng)技術(shù)、定位技術(shù)、職能交通技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)，設(shè)計出基于RFID技術(shù)的物流信息管理系統(tǒng)。首先，要分析RFID技術(shù)對于物流過程中的采購、倉儲、包裝運輸、加工配送以及銷售等過程的影響；其次，要對這種影響所產(chǎn)生的新流程進行劃分并采用統(tǒng)一的建模語言來進行建模；再次，對獲得的模型進行仿真，以找出模型中存在的問題和值得肯定的優(yōu)點，從而對模型進行針對性的改進，進一步優(yōu)化模型。最后，可以得到基于RFID技術(shù)并且集成了GPS/GIS技術(shù)的物流信息管理系統(tǒng)模型。設(shè)計流程可以用圖3來直觀的表達：

（三）系統(tǒng)模型的分析與評價

本文設(shè)計的系統(tǒng)模型是基于RFID而開發(fā)的，目的在于對物流信息的全面掌握和反映。本系統(tǒng)可以分解為以下3個子系統(tǒng)。

第一，生產(chǎn)過程跟蹤與監(jiān)控子系統(tǒng)。本系統(tǒng)的實現(xiàn)過程為：將寫入有產(chǎn)品用料數(shù)據(jù)、完成時間以及產(chǎn)品的檢驗結(jié)果、產(chǎn)品型號、保質(zhì)期以及防偽信息等內(nèi)容的RFID標(biāo)簽嵌入到待測目標(biāo)。隨后在關(guān)鍵性的部位上設(shè)置RFID閱讀器，及時的獲取標(biāo)簽信息并傳輸?shù)胶笈_，從而實現(xiàn)對產(chǎn)品狀態(tài)的及時掌握。

第二，運輸過程跟蹤與監(jiān)控子系統(tǒng)。本系統(tǒng)的實現(xiàn)過程為：在產(chǎn)品的RFID標(biāo)簽上增加輸入產(chǎn)品的出廠時間，運輸時間、工具、路線、人員以及運輸?shù)膯挝缓同F(xiàn)場提貨人等信息，并借助GPS/GIS技術(shù)實現(xiàn)對運輸過程的追蹤和實時監(jiān)控，從而防止運輸過程中出現(xiàn)繞道、偷梁換柱等行為。

第三，庫存、售后跟蹤與監(jiān)控子系統(tǒng)。本系統(tǒng)的實現(xiàn)過程為：當(dāng)產(chǎn)品到達提貨處，利用RFID物流管理信息系統(tǒng)的讀取模塊來獲取寫入到產(chǎn)品中的各方面相關(guān)信息；隨后，在產(chǎn)品的RFID標(biāo)簽上增加采購地點、單價、產(chǎn)品分類、產(chǎn)品出入倉庫管理人等相關(guān)信息，從而提高末端的產(chǎn)品銷售和清查效率，實現(xiàn)對產(chǎn)品銷售的動態(tài)管理并方便銷售商對產(chǎn)品售后的跟蹤服務(wù)。

各子系統(tǒng)可以用圖4來直觀的表達：

五、結(jié)束語

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展人們對于物流服務(wù)的要求也越來越高，企業(yè)規(guī)模的擴大涉及到的物流內(nèi)容也日益增多，在此背景下基于RFID技術(shù)的物流信息管理系統(tǒng)的出現(xiàn)適應(yīng)了社會生產(chǎn)生活實踐的需要。RFID技術(shù)在物流信息管理上有便捷、高效、動態(tài)以及海量數(shù)據(jù)處理能力，因此，其發(fā)展前景巨大。但是，RFID技術(shù)由于發(fā)展還不成熟其應(yīng)用成本較大，也是制約該技術(shù)普及的一大因素。所以，對RFID技術(shù)的深入研究有著十分重要的現(xiàn)實促進意義和廣闊的前景。

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