基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能倉儲(chǔ)中的應(yīng)用研究

劉秀敏

(商丘職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 商丘 476100)

當(dāng)前，我國物流業(yè)迅猛發(fā)展，在諸多領(lǐng)域都應(yīng)用了物流信息技術(shù)，RFID即無線射頻識(shí)別作為物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，在物流業(yè)中顯示出其無以比擬的優(yōu)勢(shì)[1]36.RFID使傳統(tǒng)的物流工作變得更加簡(jiǎn)單、便捷，物流管理工作變得更加簡(jiǎn)潔、高效，有利于物流業(yè)的飛速發(fā)展.

1 RFID技術(shù)基本狀況剖析

RFID(Radio Frequency Identification)即無線射頻識(shí)別，俗稱電子標(biāo)簽、電子條碼.作為一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，無線射頻識(shí)別技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)在于非接觸的目標(biāo)識(shí)別[2]3-5. RFID是構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)核心的關(guān)鍵技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境.RFID系統(tǒng)一般由3部分組成，即電子標(biāo)簽(Tag)、閱讀器(Reader)和天線(Antenna).電子標(biāo)簽即信號(hào)發(fā)射機(jī)，主要由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象；閱讀器即信號(hào)接收機(jī)，它是讀寫標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式；天線主要在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào).RFID的基本原理是利用射頻信號(hào)與空間耦合(電感或電磁耦合)或雷達(dá)反射的傳輸特性，自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)物體.當(dāng)無線射頻識(shí)別標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收閱讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)；閱讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理[3]48-50.從而完成對(duì)目標(biāo)物的讀取和自動(dòng)識(shí)別.

2 RFID技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析

RFID技術(shù)是以無線方式進(jìn)行雙向通信的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)非接觸式的數(shù)據(jù)讀取，也可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物體的批量讀取、遠(yuǎn)程讀取，即使目標(biāo)物體被覆蓋也能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)物的可靠讀取和識(shí)別.而對(duì)于移動(dòng)的目標(biāo)物也可以實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的識(shí)別，真正地實(shí)現(xiàn)了一物一碼.RFID技術(shù)除了具有傳統(tǒng)條碼技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)外，還具有條形碼技術(shù)所不具備的優(yōu)勢(shì)，如表1所示.

表1 RFID標(biāo)簽與傳統(tǒng)條碼的區(qū)別

2.1 快速掃描

RFID可以同時(shí)識(shí)別多張不同號(hào)碼的射頻卡，當(dāng)裝有RFID電子標(biāo)簽的目標(biāo)物體進(jìn)入RFID的識(shí)別范圍內(nèi)，閱讀器將讀取目標(biāo)物體的信息，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別.對(duì)于批量目標(biāo)物體，RFID閱讀器還可以對(duì)目標(biāo)物體連續(xù)讀取，實(shí)現(xiàn)了批量識(shí)別和批量讀取，使得讀取速率大大提高.

2.2 識(shí)讀范圍大

RFID標(biāo)簽尺寸越來越小，形狀也是各式各樣.在標(biāo)簽的識(shí)別和讀取上均不受尺寸大小和形狀的限制，也不需要借助光源，它可以穿透包裝物進(jìn)行信息的讀取，讀取范圍大.

2.3 具有穿透性和無屏障閱讀

無論一維條碼還是二維條碼，在讀取其信息時(shí)都需要條碼閱讀器對(duì)準(zhǔn)條碼掃描讀取，如果有物體阻擋就讀不出條碼信息.對(duì)于RFID而言，它不局限于視線，可以穿透障礙物讀取標(biāo)簽信息，實(shí)現(xiàn)無屏障閱讀，識(shí)別距離更遠(yuǎn)，范圍更廣泛.

2.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量大

RFID電子標(biāo)簽?zāi)苋菁{大量數(shù)據(jù)信息，其存儲(chǔ)能力是條形碼的幾十倍甚至幾百倍，未來還有增大的趨勢(shì).RFID電子標(biāo)簽具有可讀可寫功能，使用起來更加方便.

2.5 抗污能力強(qiáng)

無線射頻識(shí)別技術(shù)采用無線電通信方式，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在芯片中，使得RFID電子標(biāo)簽免受污染，具有耐高溫、抗油污等特性，對(duì)油、水、粉塵和化學(xué)物品都具有很強(qiáng)的抵抗能力.因此，RFID具有很強(qiáng)的抗污染能力和耐久性，同時(shí)， RFID沒有可對(duì)人體產(chǎn)生傷害的高頻電磁污染.

2.6 安全性高

RFID標(biāo)簽?zāi)軌蚯度氲疆a(chǎn)品內(nèi)部，也可以附著在物體表面，可以向標(biāo)簽寫入數(shù)據(jù)，也可以讀取數(shù)據(jù)，并且可以進(jìn)行加密設(shè)置，從而保證數(shù)據(jù)信息不被改寫，提高了信息的安全性.

2.7 可以重復(fù)使用

無線射頻識(shí)別技術(shù)的電子標(biāo)簽可以重復(fù)利用，一些標(biāo)簽可以重復(fù)寫入信息或者讀取信息，這樣無疑節(jié)約了生產(chǎn)成本.

3 RFID在智能倉儲(chǔ)中的應(yīng)用

在缺乏信息化智能化管理的倉儲(chǔ)中，其管理主要依靠紙質(zhì)文件和人工記憶來進(jìn)行.工作人員的勞動(dòng)量非常大，勞動(dòng)成本高，工作中也容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，甚至?xí)斐删薮髶p失，致使倉儲(chǔ)管理效率低下.在現(xiàn)代化倉儲(chǔ)管理中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用克服了傳統(tǒng)倉儲(chǔ)管理的弊端，而物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)就是RFID技術(shù)，特別是在先進(jìn)的智能倉儲(chǔ)中，RFID技術(shù)的應(yīng)用顯示出其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)[4]130.它可以與托盤建立相應(yīng)關(guān)聯(lián)，在倉儲(chǔ)管理中心形成閉環(huán)結(jié)構(gòu)，這樣可以有效地降低成本，提高企業(yè)效益.

3.1 基于RFID的入庫管理業(yè)務(wù)

對(duì)于需要入庫的產(chǎn)品，首先，要進(jìn)行入庫訂單管理.登記貨物的具體信息.這些信息可以由倉庫管理人員通過手工的方式錄入信息，也可以通過管理系統(tǒng)接口從訂單系統(tǒng)傳輸錄入.倉庫管理人員打開入庫訂單工作窗口，準(zhǔn)備錄入入庫訂單的條碼信息.其次，把電子標(biāo)簽與商品信息相關(guān)聯(lián)，可由人工對(duì)其粘貼RFID電子標(biāo)簽，這些電子標(biāo)簽根據(jù)需要，粘貼在貨物的外包裝箱子上，或者貨物托盤上.由電腦端導(dǎo)入入庫訂單，可以獲取貨物的具體信息、倉位信息，從而在數(shù)據(jù)中心建立貨物與標(biāo)簽的關(guān)聯(lián)信息.最后，將貨物準(zhǔn)備入庫.把待入庫貨物放在待入庫區(qū)，當(dāng)貨物經(jīng)過通道送入倉庫時(shí)，倉庫門口裝有無線射頻識(shí)別閱讀器和多個(gè)天線裝置，以確保無線射頻識(shí)別電子標(biāo)簽不會(huì)被漏讀.裝車的貨物進(jìn)入RFID閱讀器的電磁波范圍后，電子標(biāo)簽會(huì)被激活，與RFID閱讀器進(jìn)行信息通信，當(dāng)RFID閱讀器讀取RFID電子標(biāo)簽后，與訂單進(jìn)行比較，對(duì)貨物的型號(hào)和數(shù)量進(jìn)行核對(duì)，如果有錯(cuò)誤及時(shí)進(jìn)行人工處理，最后把貨物運(yùn)送到倉庫指定的位置，并按照相應(yīng)規(guī)則進(jìn)行貨物擺放.倉庫中所有貨物的數(shù)量、規(guī)格型號(hào)和位置等信息都可以在倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)中進(jìn)行查看.完成入庫作業(yè)后，系統(tǒng)會(huì)生成入庫產(chǎn)品數(shù)據(jù)清單，記錄產(chǎn)品的名稱、產(chǎn)品種類、入庫數(shù)量、生產(chǎn)日期、入庫時(shí)間和批次、入庫經(jīng)辦人等信息，方便管理人員查詢，實(shí)現(xiàn)了倉儲(chǔ)的可視化管理.智能倉儲(chǔ)的貨物分區(qū)和儲(chǔ)存位置可以進(jìn)行智能分配，無論是入庫環(huán)節(jié)還是上架操作均可由RFID進(jìn)行智能掃描，貨物入庫的準(zhǔn)確性大大提高.基于RFID的入庫流程如圖1所示.

圖1 基于RFID的入庫業(yè)務(wù)流程

3.2 基于RFID的出庫管理業(yè)務(wù)

按照提貨計(jì)劃，工作人員核對(duì)取貨單，把相應(yīng)信息錄入計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)中心，當(dāng)某類貨物需要進(jìn)行調(diào)撥、分揀和送貨時(shí)，貨物的具體信息可以從系統(tǒng)中調(diào)出來，通過預(yù)先設(shè)置的信息確定貨物的存放區(qū)域和位置，以方便隨時(shí)進(jìn)行出庫操作.當(dāng)有批量貨物出庫時(shí)，把所有貨物送至發(fā)貨區(qū)倉庫口，利用RFID閱讀器自動(dòng)識(shí)別電子標(biāo)簽，與其通信，檢查是否與出庫訂單一致，如果發(fā)現(xiàn)不一致，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行提示，直至處理完成.如果出庫貨物的數(shù)量較少時(shí)，可以使用無線射頻識(shí)別手持式終端采集電子標(biāo)簽信息，如有錯(cuò)誤，會(huì)發(fā)出警報(bào)，提醒工作人員及時(shí)處理，出庫讀取的數(shù)據(jù)信息會(huì)被發(fā)送到系統(tǒng)管理中心，以便及時(shí)更新數(shù)據(jù)信息.倉庫工作人員根據(jù)出貨指令，到指定貨物的位置去取出貨物，取貨前用閱讀器再讀取貨物信息，如果是正確的，再把貨物送到倉庫出口處的貨物輸送帶上，RFID閱讀器讀取物品上的標(biāo)簽，檢查信息是否準(zhǔn)確無誤，校驗(yàn)正確后實(shí)現(xiàn)出貨操作.通過RFID技術(shù)的應(yīng)用，管理中心的信息系統(tǒng)可以自動(dòng)生成取貨單，實(shí)現(xiàn)對(duì)出庫的貨物進(jìn)行核對(duì)，降低了人工操作的錯(cuò)誤率，提高了檢驗(yàn)的效率，并可以對(duì)庫存信息進(jìn)行自動(dòng)更新.其出庫業(yè)務(wù)流程如圖2所示.

圖2 基于RFID的出庫業(yè)務(wù)流程

3.3 基于RFID的庫存管理業(yè)務(wù)

庫存管理包括庫存查詢和盤點(diǎn)管理業(yè)務(wù).通過庫存查詢可以輸入不同類型的關(guān)鍵字，進(jìn)行各維度的庫存分析、統(tǒng)計(jì)和查詢，并可以查詢庫存明細(xì)、匯總、供應(yīng)商和貨物名稱等.倉庫管理人員按照現(xiàn)實(shí)需求，可以對(duì)貨物進(jìn)行盤點(diǎn)業(yè)務(wù)[5]192-194.如果使用傳統(tǒng)的盤點(diǎn)方法不僅容易出錯(cuò)，而且費(fèi)時(shí)費(fèi)力，RFID技術(shù)的出現(xiàn)解決了這些問題.貨物需要進(jìn)行盤點(diǎn)時(shí)，通過使用RFID手持終端PDA進(jìn)行貨物掃描，被盤點(diǎn)貨物的一些詳細(xì)信息就會(huì)傳到管理后臺(tái)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中心，這時(shí)數(shù)據(jù)中心會(huì)與被盤點(diǎn)貨物的信息進(jìn)行比對(duì)，把校對(duì)結(jié)果實(shí)時(shí)顯示在無線射頻識(shí)別手持終端，盤點(diǎn)人員使用起來非常方便，可以不限場(chǎng)合的及時(shí)核查信息.由于RFID技術(shù)的引入縮減了人工勞動(dòng)量，降低了成本，提高了工作效率和準(zhǔn)確性.基于RFID的盤點(diǎn)流程如圖3所示.

圖3 基于RFID的盤點(diǎn)業(yè)務(wù)流程

4 結(jié)語

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”的普及，物流的發(fā)展日新月異，倉儲(chǔ)的智能化、立體化要求越來越高，在物流行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵期，發(fā)展基于RFID技術(shù)的智能物流加快了物流業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)的深度融合，也是應(yīng)用信息化新技術(shù)的一種必然趨勢(shì).目前，RFID技術(shù)的應(yīng)用還有很多問題亟待解決，例如，成本較高，各行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不夠統(tǒng)一.但是，隨著其安全性不斷提高，RFID標(biāo)簽成本的逐步降低，它將有效提高物流企業(yè)的效率和透明度，保障倉儲(chǔ)管理的有效性，推進(jìn)智慧物流在新常態(tài)下提質(zhì)增效.