【正文】 G JLS JGKJ KJ SKJ KJSKLGJKSJLKSJKL KSGK JKLGJSLSK JSGKL JLSGJSLJ GJGKL JLSJ KL JGKL JGKL JKL 基于 RFID 技術(shù)的倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 .......................... 28 RFID 技術(shù)的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) ....................................... 28 RFID 技術(shù)系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) ....................................... 29 本論文的主要工作 ................................................. 33 未來工作展望 ..................................................... 33 參考文獻(xiàn) ......................................................... 35 致 謝 ........................................................... 36 FGSJJLKSJGKLJG JLS JGKJ KJ SKJ KJSKLGJKSJLKSJKL KSGK JKLGJSLSK JSGKL JLSGJSLJ GJGKL JLSJ KL JGKL JGKL JKL 第一章 緒論 自動(dòng)識(shí) 別技術(shù)簡介 在我們的現(xiàn)實(shí)生活中，各種各樣的活動(dòng)或者事件都會(huì)產(chǎn)生這樣或者那樣的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括人的、物質(zhì)的、財(cái)務(wù)的，也包括采購的、生產(chǎn)的和銷售的，這些數(shù)據(jù)的采集與分析對(duì)于我們的生產(chǎn)或者生活決策來講是十分重要的。如果沒有這些實(shí)際工況的數(shù)據(jù)支援，生產(chǎn)和決策就將成為一句空話，將缺乏現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。 在計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的采集是信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)，這些數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)系統(tǒng)的分析和過濾，最終成為影響我們決策的信息。 在信息系統(tǒng)早期，相當(dāng)部分?jǐn)?shù)據(jù)的處理都是通過人工手工錄入，這樣，不僅數(shù)據(jù)量十分龐大，勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且數(shù) 據(jù)誤碼率較高，也失去了實(shí)時(shí)的意義。為了解決這些問題，人們就研究和發(fā)展了各種各樣的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，將人們從繁沉的重復(fù)的但又十分不精確的手工勞動(dòng)中解放出來，提高了系統(tǒng)信息的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，從而為生產(chǎn)的實(shí)時(shí)調(diào)整，財(cái)務(wù)的及時(shí)總結(jié)以及決策的正確制定提供正確的參考依據(jù)。 在當(dāng)前比較流行的物流研究中，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的自動(dòng)識(shí)別與實(shí)時(shí)采集更是物流信息系統(tǒng)（ LMIS， Logistics Management Information System）的存在基礎(chǔ)，因?yàn)?，物流過程比其他任何環(huán)節(jié)更接近于現(xiàn)實(shí)的 物 ，物流產(chǎn)生的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)比其他 任何工況都要密集，數(shù)據(jù)量都要大。 那么，究竟什么是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)（ auto identification）呢？ 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)就是應(yīng)用一定的識(shí)別裝置，通過被識(shí)別物品和識(shí)別裝置之間的接近活動(dòng)，自動(dòng)地獲取被識(shí)別物品的相關(guān)信息，并提供給后臺(tái)的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)來完成相關(guān)后續(xù)處理的一種技術(shù)。舉例說明。商場(chǎng)的條形碼掃描系統(tǒng)就是一種典型的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。售貨員通過掃描儀掃描商品的條碼，獲取商品的名稱、價(jià)格，輸入數(shù)量，后臺(tái) POS 系統(tǒng)即可計(jì)算出該批商品的價(jià)格，從而完成顧客的結(jié)算。當(dāng)然，顧客也可以采用銀行卡支付的形式進(jìn)行支付， 銀行卡支付過程本身也是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的一種應(yīng)用形式。 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展為基礎(chǔ)的綜合性科學(xué)技術(shù)，它是信息數(shù)據(jù)自動(dòng)識(shí)讀、自動(dòng)輸入計(jì)算機(jī)的重要方法和手段，歸根到底，自動(dòng)識(shí)別技術(shù)是一種高度自動(dòng)化的信息或者數(shù)據(jù)采集技術(shù)。 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)近幾十年在全球范圍內(nèi)得到了迅猛發(fā)展，初步形成了一個(gè)包括條碼技術(shù)、磁條磁卡技術(shù)、 IC卡技術(shù)、光學(xué)字符識(shí)別、射頻技術(shù)、聲音識(shí)別及視覺識(shí)別等集計(jì)算機(jī)、光、磁、物理、機(jī)電、通信技術(shù)為一體的高新技術(shù)學(xué)科。 一般來講，在一個(gè)信息系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的采集（識(shí)別）完成了系統(tǒng)的 原始數(shù)據(jù)的采集工作，解決了人工數(shù)據(jù)輸入的速度慢、誤碼率高、勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作簡單重復(fù)性高等問題，為計(jì)算機(jī)信息處理提供了快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集輸入的有效手段，F(xiàn)GSJJLKSJGKLJG JLS JGKJ KJ SKJ KJSKLGJKSJLKSJKL KSGK JKLGJSLSK JSGKL JLSGJSLJ GJGKL JLSJ KL JGKL JGKL JKL 因此，自動(dòng)識(shí)別技術(shù)作為一種革命性的高新技術(shù)，正迅速為人們所接受。自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)通過中間件或者接口（包括軟件的和硬件的）將數(shù)據(jù)傳輸給后臺(tái)處理計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)對(duì)所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理或者加工，最終形成對(duì)人們有用的信息。在有的場(chǎng)合，中間件本身就具有數(shù)據(jù)處理的功能。中間件還可以支持單一系統(tǒng)不同的協(xié)議的產(chǎn)品的工作。 完整的自動(dòng)識(shí)別計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)包括自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（ Auto Identification System, 簡稱 AIDS），應(yīng)用程序接口 (Application Interface, 簡稱 API )或者中間件（ Middleware）和應(yīng)用系統(tǒng)軟件（ Application Software）。 也就是說，自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)完成系統(tǒng)的采集和存儲(chǔ)工作，應(yīng)用系統(tǒng)軟件對(duì)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用處理，而應(yīng)用程序接口軟件則提供自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)軟件之間的通訊接口包括數(shù)據(jù)格式，將自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成應(yīng)用軟件系統(tǒng)可以識(shí)別和利用的信息并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。 RFID 射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(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 技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。 RFID是一種簡單的無線系統(tǒng)，只有兩個(gè)基本器件 ，該系統(tǒng)用于控制、檢測(cè)和跟蹤物體。系統(tǒng)由一個(gè)詢問器（或閱讀器）和很多應(yīng)答器（或標(biāo)簽）組成。 RFID 技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展 RFID 技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀 RFID技術(shù)的應(yīng)用已趨成熟。在北美、歐洲、大洋洲、亞太地區(qū)及非洲南部都得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。 典型的應(yīng)用領(lǐng)域包括： (1)鐵路車號(hào)自動(dòng)識(shí)別管理。如：北美鐵路、中國鐵路、瑞士鐵路等。 (2)車輛道路交通自動(dòng)收費(fèi)管理。如：北美部分收費(fèi)高速公路的自動(dòng)收費(fèi)中國部分高速公路自動(dòng)收費(fèi)管理、東南亞國家部分收費(fèi)公路的自動(dòng)收費(fèi)管理。 (3)旅客航空行包的自動(dòng)識(shí)別、分揀、轉(zhuǎn)運(yùn)管理。如：北美部分機(jī)場(chǎng)。 (4)車輛出入控制。如：停車場(chǎng)、垃圾場(chǎng)、水泥場(chǎng)車輛出入、稱重管理等。 (5)校園卡、飯卡、乘車卡、會(huì)員卡、駕照卡、健康卡 (醫(yī)療卡 )等國內(nèi)、國外均有大應(yīng)用。 (6)生產(chǎn)線產(chǎn)品加工過程自動(dòng)控制。主要應(yīng)用在大型工廠的自動(dòng)化流水作業(yè)線上。 (7)動(dòng)物識(shí)別 (養(yǎng)牛、養(yǎng)羊、賽鴿等 )。大型養(yǎng)殖廠、家庭牧場(chǎng)、賽鴿比賽。 (8)物流、倉儲(chǔ)自動(dòng)管理。大型物流、倉儲(chǔ)企業(yè)。 (9)貯氣容器的自動(dòng)識(shí)別管理。 (10)汽車遙控門鎖、電子門鎖等。 FGSJJLKSJGKLJG JLS JGKJ KJ SKJ KJSKLGJKSJLKSJKL KSGK JKLGJSLSK JSGKL JLSGJSLJ GJGKL JLSJ KL JGKL JGKL JKL 目前國內(nèi) RFID成功的行業(yè)應(yīng)用有中國鐵路的車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。其輻射作用已涉及到鐵路紅外軸溫探測(cè)系統(tǒng)的熱軸定位、軌道衡、超偏載檢測(cè)系統(tǒng)等。正在計(jì)劃推廣的應(yīng)用項(xiàng)目還有電子身份證、電子車牌、鐵路行包自動(dòng)追蹤管理等。 RFID 技術(shù)的發(fā)展方向 RFID 技術(shù)的發(fā)展，一方面受到應(yīng)用需求的 驅(qū)動(dòng) ，另一方面 RFID 的成功應(yīng)用反來又極大地促進(jìn)了應(yīng)用需求的擴(kuò)展。從技術(shù)角度 說， RFID 技術(shù)的發(fā)展體現(xiàn)在若干關(guān)鍵技術(shù)的突破。從應(yīng)用角度來說， RFID技術(shù)的發(fā)展目的在于不斷滿足日益增漲的應(yīng)用需求。 一 、 RFID 技術(shù)未來的發(fā)展 RFID 技術(shù)的發(fā)展得益于多項(xiàng)技術(shù)的綜合發(fā)展。所涉及的關(guān)鍵技術(shù)大致包括：芯片技術(shù)、天線技術(shù)、無線收發(fā)技術(shù)、數(shù)據(jù)變換與編碼技術(shù)、電磁傳播特性。 RFID 技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)走過 50 余年，在過去的 10多年里得到了更快的發(fā)展。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步， RFID 產(chǎn)品的種類將越來越豐富，應(yīng)用也越來越廣泛?？梢灶A(yù)計(jì)，在未來的幾年中， RFID技術(shù)將持續(xù)保持高速發(fā)展的勢(shì)頭。 RFID技術(shù)的發(fā)展將會(huì)在電子標(biāo)簽 (射頻標(biāo)簽 )、閱讀器、系統(tǒng)種類、標(biāo)準(zhǔn)化等方面取得新的進(jìn)展。 二 、 RFID 電子標(biāo)簽方面 電子標(biāo)簽芯片所需的功耗更低，無源標(biāo)簽、半無源標(biāo)簽技術(shù)更趨成熟。 1) 作用距離更遠(yuǎn)。 2) 無線可讀寫性能更加完善。 3) 適合高速移動(dòng)物品識(shí)別。 4) 快速多標(biāo)簽讀／寫功能。 5) 一致性更好。 6) 強(qiáng)場(chǎng)強(qiáng)下的自保護(hù)功能更完善。 7) 智能性更強(qiáng)。 8) 成本更低。 三 、 RFID 閱讀器方面 1) 多功能 (與條碼 識(shí)讀集成、無線數(shù)據(jù)傳輸、脫機(jī)工作等 )。 2) 智能多天線端口。 3) 多種數(shù)據(jù)接口 (RS232， RS422／ 485， USB，紅外，以太網(wǎng)口 )。 4) 多制式兼容 (兼容讀寫多種標(biāo)簽類型 )。 5) 小型化、便攜式、嵌入式、模塊化。 6) 多頻段兼容。 7) 成本更低。 四 、 RFID 系統(tǒng)種類方面 1) 低頻近距離 RFID 系統(tǒng)具有更高的智能、 安全 特性。 2) 高頻遠(yuǎn)距離 RFID 系統(tǒng)性能更加完善，系統(tǒng)更加完善。 FGSJJLKSJGKLJG JLS JGKJ KJ SKJ KJSKLGJKSJLKSJKL KSGK JKLGJSLSK JSGKL JLSGJSLJ GJGKL JLSJ KL JGKL JGKL JKL 五 、 RFID 標(biāo)準(zhǔn)化方面 1) 標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)性研究更加深入、成熟。 2) 標(biāo)準(zhǔn)化為更多企業(yè)所接受。 3) 系統(tǒng)、模塊可替換性更好、更為普及。 FGSJJLKSJGKLJG JLS JGKJ KJ SKJ KJSKLGJKSJLKSJKL KSGK JKLGJSLSK JSGKL JLSGJSLJ GJGKL JLSJ KL JGKL JGKL JKL 第二章 RFID 技術(shù)概述 RFID 技術(shù)簡介 什么是射頻識(shí)別技術(shù) 射頻識(shí)別技術(shù)是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過空間耦合 (交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng) )實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)。 射頻識(shí)別系統(tǒng)通常由電子標(biāo)簽 (射頻標(biāo)簽 )和閱讀器 組成。電子標(biāo)簽內(nèi)存有一定格式的電子數(shù)據(jù)，常以此作為待識(shí)別物品的標(biāo)識(shí)性信息。應(yīng)用中將電子標(biāo)簽附著在待識(shí)別物品上，作為待識(shí)別物品的電子標(biāo)記。閱讀器與電子標(biāo)簽可按約定的通信協(xié)議互傳信息，通常的情況是由閱讀器向電子標(biāo)簽發(fā)送命令，電子標(biāo)簽根據(jù)收到的閱讀器的命令，將內(nèi)存的標(biāo)識(shí)性數(shù)據(jù)回傳給閱讀器。這種通信是在無接觸方式下，利用交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)的空間耦合及射頻信號(hào)調(diào)制與解調(diào)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。 電子標(biāo)簽具有各種各樣的形狀，但不是任意形狀都能滿足閱讀距離及工作頻率的要求，必需根據(jù)系統(tǒng)的工作原理，即磁場(chǎng)耦合 (變壓器原理 )還是電 磁場(chǎng)耦合 (雷達(dá)原理 )，設(shè)計(jì)合適的天線外形及尺寸。電子標(biāo)簽通常由標(biāo)簽天線 (或線圈 )及標(biāo)簽芯片組成。標(biāo)簽芯片即相當(dāng)于一個(gè)具有無線收發(fā)功能再加存貯功能的單片系統(tǒng) (SoC)。從純技術(shù)的角度來說，射頻識(shí)別技術(shù)的核心在電子標(biāo)簽，閱讀器是根據(jù)電子標(biāo)簽的設(shè)計(jì)而設(shè)計(jì)的。雖然，在射頻識(shí)別系統(tǒng)中電子標(biāo)簽的價(jià)格遠(yuǎn)比閱讀器低，但通常情況下，在應(yīng)用中電子標(biāo)簽的數(shù)量是很大的，尤其是物流應(yīng)用中，電子標(biāo)簽由可能是海量并且是一次性使用的，而閱讀器的數(shù)量則相對(duì)要少的多。 實(shí)際應(yīng)用中，電子標(biāo)簽除了具有數(shù)據(jù)存貯量、數(shù)據(jù)傳輸速率、工作頻率、多 標(biāo)簽識(shí)讀特征等電學(xué)參數(shù)之外，還根據(jù)其內(nèi)部是否需要加裝電池及電池供電的作用而將電子標(biāo)簽分為無源標(biāo)簽 (passive)、半無源標(biāo)簽 (semipassive)和有源標(biāo)簽 (active)三種類型。無源標(biāo)簽沒有內(nèi)裝電池，在閱讀器的閱讀范圍之外時(shí)，標(biāo)簽處于無源狀態(tài)，在閱讀器的閱讀范圍之內(nèi)時(shí)標(biāo)簽從閱讀器發(fā)出的射頻能量中提取其工作所需的電能。半無源標(biāo)簽內(nèi)裝有電池，但電池僅對(duì)標(biāo)簽內(nèi)要求供電維持?jǐn)?shù)據(jù)的電路或標(biāo)簽芯片工作所需的電壓作輔助支持，標(biāo)簽電路本身耗電很少。標(biāo)簽未進(jìn)入工作狀態(tài)前，一直處于休眠狀態(tài)，相當(dāng)于無源標(biāo)簽。標(biāo)簽進(jìn)入 閱讀器的閱讀范圍時(shí)，受到閱讀器發(fā)出的射頻能量的激勵(lì)，進(jìn)入工作狀態(tài)時(shí)，用于傳輸通信的射頻能量與無源標(biāo)簽一樣源自閱讀器。有源標(biāo)簽的工作電源完全由內(nèi)部電池供給，同時(shí)標(biāo)簽電池的能量供應(yīng)也部分地轉(zhuǎn)換為標(biāo)簽與閱讀器通信所需的射頻能量。 射頻識(shí)別系統(tǒng)的另一主要性能指標(biāo)是閱讀距離，也稱為作用距離，它表示在最遠(yuǎn)為多遠(yuǎn)的距離上，閱讀器能夠可靠地與電子標(biāo)簽交換信息，即閱讀器能讀取標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)。實(shí)際系統(tǒng)這一指標(biāo)相差很大，取決于標(biāo)簽及閱讀器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、成本的要求、應(yīng)用的需求等，范圍從 0～ 100m 左右。典型的情況是，在低頻 125kHz、 頻點(diǎn)上一般均采用無源標(biāo)簽，作用距離在 10～ 30cm 左右，個(gè)別有到 的系統(tǒng)。在高頻 UHF 頻段，無源標(biāo)簽的FGSJJLKSJGKLJG J