《现代物流信息技术》第3章.ppt

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1、第三章：无线射频识别技术,机场行李管理,位于美国内华达州拉斯维加斯的McCarran国际机场是美国最繁忙的七大机场之一。从06年4月开始，McCarran国际机场启用RFID行李跟踪系统对拉斯维加斯市区酒店的行李进行登记和跟踪管理，提高了机场服务的速度和效率，降低了运营成本，提高了乘客满意度。行李检测精确度由条形码扫描的70%的提高到RFID的98%。,快速识别包裹,RFID的应用，可以使承运商在每一邮件的处理上可节约几分钟。如果每个邮件节省一分钟（一个保守的估算），每处理 1000 个邮件，承运商可以节省 16.7 小时，节省的时间可以使承运商降低处理和配送的成本，减少递送所需的总时间，使承

2、运商更具竞争优势。当贴有标签的物件从承运商的卡车上卸下时，它们能够被立刻扫描并再配送,从而消除了大宗邮件抵达配送中心时所造成的潜在瓶颈。,票据,2006年，德国举行了世界杯足球赛，其所有入场门票皆采用RFID技术的带芯片纸质门票，以遏止黄牛票的买卖行为以及伪造门票，使得真正持有票的人才可以入场。RFID 门票除了付款、进入比赛会场外，还可用于如停车、寄放物品、搭乘大众运输系统、购买饮料及各种其它商品等额外的加值服务。,EAS系统,据统计，walmart一年因盗窃损失近20亿美元。EAS(Electronic Article Surveillance)是一种设置在需要控制物品出入门口的RFID技

3、术。这种技术的典型应用场合是商店、图书馆和数据中心等地方，当未被授权的人从这些地方非法取走物品时，EAS系统会发出警告。,图书馆新加坡国立图书馆,功能：可改善客户服务。可增加利润降低成本。特征：将柔软的薄片RFID卷标插入书本里。使用固定型读卡站登记书本的借与归还。使用手提式卡片阅读机检查书柜上存书量。优点：减少借书时间；可以在书架上快速库存管理；可以辨识书本放置地址错误。,车号自动识别系统（auto train identification system，ATIS）,基于RFID的铁路车号自动识别系统在我国范围内成功应用，提高铁路使用效率及运输管理水平。火车按既定线路运行，读写器安装在铁路沿

4、线，就可得到火车的实时信息以及车厢内装的物品信息，车辆及承载的物品能在任何地方被实时追踪。据统计，自动抄号后，货运物流每年的所产生的直接经济效益达到3亿多元。,本章教学要点,掌握RF、RFID的概念；了解RFID技术发展；掌握RFID技术的特点；重点掌握RFID系统的构成；重点掌握RFID的基本原理和工作流程；了解ISO标准体系和RFID主要技术标准体系；了解RFID应用。,本章内容,3.1 RFID定义 3.2 RFID构成及其分类3.3 RFID的基本原理和工作流程 3.4 RFID的频率标准 3.5 RFID在现代物流中的应用3.6 物联网 本章总结,射频技术概述,无线射频(Radio

5、Frequency,RF)也称无线射频或无线电射频技术，是一种无线电通信技术，其基本原理是电磁理论，利用无线电波对记录媒体进行读写。射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术 即射频识别，是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。,3.1 RFID定义,RFID技术的发展历程,3.1.2 射频识别技术的特点,全自动快速识别多目标：标签一进入磁场，阅读器就可以即时读取其中的信息，而且能够同时处理多个标签，实现批量识别。应用面广：可嵌入在各种不同类型、形状的产品上。数据记忆量大，10K环境适

6、应性强：可以应用于粉尘、油污等高污染环境和放射性环境可重复使用：数据可动态更改。安全性能高：可以为标签数据的读写设置密码保护。,RFID与条码的比较,人工录入、条码扫描、RFID处理速度比较,3.2.1 RFID系统的构成,3.2 RFID构成及其分类,RFID组成电子标签（Tag）,标签主要由小型半导体芯片与天线构成。半导体芯片上有内存，携带电子产品编码EPC信息。,RFID标签分类主动式标签（Active Tag）内部自带电池，能传输较强信号，具有更远的读写距离（20-100m），价格贵。被动式标签（Passive Tag）内部不带电池，由电磁感应产生感应电流，识别距离短（几十厘米-几米）

7、，价格便宜。,形状、大小各异的FRID标签：包含400微米见方的微电脑，存储电子代码(EPC)，微型的射频天线,被动式(Passive)与主动式(Active)Tag,TAG 封裝的多样性,耐热标签,腕帶型 Tag,物流用 Tag,动物用 Tag,RFID组成阅读器（Reader）,读写器负责与电子标签的双向通信，与标签交互信息，其频率决定了RFID工作的频段。可设计为手持式或固定式，如下图所示,RFID组成主机系统,主机系统是根据不同行业的特定需求而开发的应用软件系统。控制阅读器对电子标签的读写，对收到的信息进行集中的统计与处理。,3.2.2 RFID系统的分类,1.低频系统和高频系统 低频

8、系统 一般指其工作频率小于30MHz，典型的工作频率有：125KHz、225KHz、13.56MHz等。高频系统 一般指其工作频率大于400MHz，典型的工作频段有：915MHz、2450MHz、5800MHz等。,2.有源系统和无源系统 有源电子标签 内装有电池，一般具有较远的阅读距离，不足之处是电池的寿命有限（310年）。无源电子标签 内无电池，它接收到阅读器（读出装置）发出的微波信号后，将部分微波能量转化为直流电供自己工作，一般可做到免维护。,3.集成电路固化式系统、现场有线改写式系统和现场无线改写式系统 集成固化式电子标签 信息一般在集成电路生产时即将信息以ROM工艺模式注入。现场有线

9、改写式电子标签 一般将电子标签保存的信息写入其内部的E2存贮区中,改写时需要专用的编程器或写入器。现场无线改写式电子标签 一般适用于有源类电子标签,4.广播发射式系统、倍频式系统和反射调制式系统 广播发射式射频识别系统 实现起来最简单 倍频式射频识别系统 实现有一定难度 反射调制式射频识别系统 实现时要解决同频收发问题,3.3.1 RFID的基本原理,3.3 RFID的基本原理和工作流程,RFID的工作原理图,3.3.2 RFID的工作流程,RFID的工作流程,（1）编程器预先将数据信息写入标签中。（2）阅读器经过发射天线向外发射无线电载波信号。（3）当射频标签进入发射天线工作区时，射频标签被

10、激活后即将自身信息经标签天线发射出去。（4）系统接收天线接收标签的载波信号，经天线调节器传给阅读器，阅读器对解码，送后台计算机器。（5）计算机控制器判断标签合法性，发出指令控制执行机构动作。（6）执行机构按计算机指令动作。（7）计算机网络将各监控点连接起来，构成总控平台,目前RFID存在两个技术标准阵营：一个是总部设在美国麻省理工学院的Auto-IDCenter，另外一个是日本的Ubiquitous ID Center（UID）。,3.4 RFID的频率标准,ISO标准体系(1)ISO 11784和ISO 11785(2)ISO 10536、ISO 15693和ISO 14443(3)ISO

11、10374(4)ISO 18000,1.主要技术标准体系,3.4 RFID的频率标准,2.RFID载波频率,1.低频（30300KHz）：用于短距离、低成本的应用中，如门禁控制、校园卡2.高频（330MHz）：需要大数据量传送的场合3.超高频（300MHz3GHz）：应用于需要较长读写距离和高读写速度的场合。,RFID的主要频段标准,3.4 RFID的频率标准,3.国际上RFID频率的使用情况,4.我国目前用于RFID的频率及相关技术指标,1.制造业,应用于生产过程的生产数据实时监控，质量追踪，自动化生产，个性化生产等。在贵重及精密生产领域应用更为迫切。,3.5 RFID的应用,行业应用,工业

12、制造,在装配流水线上应用射频技术可以大量地生产用户定制的汽车基于用户提出的要求式样而生产。用户可以自己选择车身颜色、引擎型号和轮胎式样，没有一个高度复杂的控制系统，汽车装配流水线很难完成这个任务。使用RFID标签，标签上可带有详细的、汽车所需的所有要求，在每个工作点处都有读写器，从而保证汽车在各个流水线位置能毫不出错的完成装配任务。,RFID进行生产现场管理,2.身份识别,RFID技术由于快速读取与难伪造性，而被广泛应用于个人的身份识别证件。如现在世界各国现在开展的电子护照项目，我国的第二代身份证，学生证、校园卡等其它各种电子证件,3.医疗,医院的医疗器械管理 正确手术，病人身份识别 血液管理

13、 婴儿防盗。,RFID在医疗领域中的应用,据纪录，美国每年因失误手术而杀死数千病人，美国政府同意将无线射频电子标签(RFID)像绷带一样贴到病人手术处，以确保医生对适当的病人进行适当的手术。医疗行业对标签的成本比较不敏感，所以该行业将是RFID应用的先锋之一。,在健康追踪看护的环境中，电子标签带帮助护士准确的识别和追踪病人。数据的读取和改写可以通过床单、被子、衣服甚至病人的身体。电子标签能够帮助医院职工检查处方剂量，流水单/药品数据，也使得当发生病人对药品过敏事故时和价格问题时能够通过健康追踪看护系统及时联系。,数据读取可穿过被子、衣物及身体,智能表带,电子标签在医院中的应用,4.食品的追根朔

14、源,民以食为天，食以安为先。前段时间毒奶粉、瘦肉精、地沟油、染色馒头等关于食品安全的事件闹得沸沸扬扬，而RFID食品溯源对食品从生产、加工、存储、运输，一直到终端消费整个产业链每个环节的记录就是保障食品安全最有效的技术手段。,萝卜上的RFID记录了整个萝卜生产信息（产地、施肥、农药），运输信息等。买家在超市可以追踪这些信息。,车辆的调度、实时状态、流量统计、车辆考勤、任务考核、路单报表生成，以及维修保养期提示、车辆维修记录、审验记录等方面的自动化管理。,高速不停车自动收费系统铁路机车识别出租车管理公交车枢纽管理,5.交通,6.其他,1.动物识别 训养动物，畜牧牲口，宠物等识别管理，动物的疾病追

15、踪，畜牧牲口的个性化养殖等2.防伪名牌烟酒等贵重物品的打假防伪3.危险物品管制军械枪支、雷管炸药的管制,饲养生畜与管理,功能：可管理生畜身份、饲养及预防针注射等医疗 问题。特征：将RFID以耳环形式穿置在动物耳上。使用固定型或手提型卡片阅读机辨读优点：饲养相关工作自动化。,零售环节,由沃尔玛、麦德隆等大超市一手推动的RFID应用。取代人工收款，降低劳动力成本。商品的销售数据实时统计，补货，防盗等。,实现自动化的存货和取货等操作。库存盘点时降低人力，最大限度地减少储存成本。,存储环节,生产环节,完成自动化生产线运作及过程控制。,3.5.2 RFID在现代物流中的应用,零售业,截至2005年6月，

16、在美国的沃尔玛的104家超市、36家会员店和36个配送中心已经使用了RFID技术，同时参与这个项目的已有130个供应商，5.5万个托盘，并已收到贴有标签的货箱189万个。通过采用RFID，沃尔玛每年可节省83.5亿美元，因为不需要人工查看进货的条码而节省的劳动力成本。减少失窃（单是盗窃，沃尔玛一年的损失近20亿美元）,运输环节,帮助进行货物跟踪。,配送分销环节,加快配送速度和提高拣选与分发过程的效率与准确率；减少人工、降低配送成本；确切了解目前在途货物状况。,RFID用于生产库存管理,电子货架,特点：1、能自动识别物品进入和离开货架；2、在出入库处理时，能根据任务，自动进行位置提示，方便操作员

17、快速拣货和存货；3、在出入库时，能根据任务，自动进行物品存放准确性判断和提示，杜绝物品存储的误操作；4、能进行货架工作状态和工作信息的检测，保障货架的合理化利用；,RFID用于生产库存管理,电子托盘,特点：1、可以存储物品信息和数量信息，且自动识别托盘的工作状态；2、配合电子货架的使用可以实现全自动化的库存管理；3、配合电子叉车的使用，可以实现全自动的内部物流管理；,RFID用于内部物流管理,电子叉车,特点：1、能自动识别所运送物品的物品信息；对错运非本次任务的物品能自动报警提示；2、能自动通过无线方式接收物流任务；并能显示工作路线、所运输物品的属性等相关信息，保障操作员能快速、高效、准确可靠

18、的进行物流任务；3、能通过RFID系统对其工作状态、目前所处地点等工作信息进行识别和跟踪管理；4、能自动识别工作任务中的目的区域和源区域，且能自动提示操作员；,产品电子码EPC,为满足对单个产品的标识和高效识别，国际物品编码协会和美国统一代码委员会提出了产品电子码EPC（Electronic Product Code）的概念，并开发了EPC应用标准、技术和产品。射频标签RFID是产品电子代码的载体，附着于可跟踪的物品上，在全球流通。射频识读器通过无线感应方式读取标签中EPC码并将其输入网络信息系统设备。,当前，出于成本等因素的考虑，参与EPC测试所使用的编码标准采用的是64位数据结构，未来将采

19、用96位的编码结构。,视频观看,1服装行业RFID解决方案2.麦德龙futurestore,十五年周期定律,IBM前首席执行官郭士纳提出一个重要的观点：计算模式每隔15年发生一次变革。,每一次这样的技术变革都引起企业间、产业间甚至国家间竞争格局的重大动荡和变化。,3.6 物联网(Internet of Things，IOT),物联网的概念是在“互联网”概念的基础上将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间。物联网：把所有的物品通过射频等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。物联网=射频标签（RFID等）+Internet意义：实现了物理空间与数字空间的无缝连接。,互联网,移动互联网

20、,物联网,宽带PC服务器,无线通信移动终端服务器,感知传输智能处理,人与人,人与人,物与人物与物,何为物联网？,物联网（IOT）的特征,全面感知,可靠传输,智能处理,利用RFID、传感器、二维码等能够随时随地采集物体的动态信息。,通过网络将感知的各种信息进行实时传送。,利用计算机技术，及时地对海量的数据进行信息控制，真正达到了人与物的沟通、物与物的沟通。,物联网（IOT）的特征,全球广泛研究,物联网的应用：如同Internet一样，应用广泛且还有很多有待探索；可以发挥想象力，充分想象；以超市为例：条形码：逐一扫描条码+结账RFID：一次性扫描（你可以推着购物车迅速通过RFID阅读器）+结账；物

21、联网：一次性扫描和结账同时完成（超市和银行联网），超市终端没有收银员，你可以推着车直接从阅读器走出去。并且消费者可以知道每件物品的历史；,63,物联网应用无线葡萄园,2002 年，英特尔公司率先在俄勒冈建立了世界上第一个无线葡萄园。传感器节点被分布在葡萄园的每个角落，每隔一分钟检测一次土壤温度、湿度或该区域有害物的数量，以确保葡萄可以健康生长。研究人员发现，葡萄园气候的细微变化可极大地影响葡萄酒的质量。通过长年的数据记录以及相关分析，便能精确的掌握葡萄酒的质地与葡萄生长过程中的日照、温度、湿度的确切关系。这是一个典型的精准农业、智能耕种的实例。,葡萄园环境监测系统示意图,64,物联网应用,发展

22、RFID潜在问题,价格过高:专家认为，要想实施这项技术，就必须把标签的价格从现在的每个45美分降低到每个10美分。失业:市场调研公司表示，制造商布署RFID，仅在美国一地就可能导致400万个工作岗位消失。健康影响:因为RFID磁条所使用的800900MHz已经属于甚高频范围，很多人担心长期生活在RFID磁条包围中会受到高频射线影响。隐私问题:隐私保护团体也对RFID可能造成生产商长期跟踪用户抱有强烈的意见。,本章总结,无线射频识别技术(RFID)的概念RFID基本原理和工作流程在现代物流管理中，RFID技术主要应用于高速公路自动收费、公交电子月票系统、人员识别与物资跟踪、生产线自动化控制、仓储管理、汽车防盗系统、铁路车辆和货运集装箱的识别等，以相对较低的成本提供最大化的服务。,小论文,写一篇关于RFID在物流领域中应用的的小论文。字数：2000字左右上交时间：1周后,