工艺技术_rfid技术介绍

RFID技术介绍 1 什么是RFID RFID RadioFrequencyIdentification 的全称是无线射频识别技术 其基本原理是利用射频信号及其空间耦合 传输特性 实现对静止或移动中的待识别物品的自动机器识别 是一种非接触式的自动识别技术 RFID电子标签RFID阅读器RFID信息处理系统RFID写入器 2 RFID系统构成 RFID系统由电子标签 RFID阅读器 RFID信息处理计算机系统等组成 RFID电子标签 Tag 是RFID主要核心部件 用于存储生产厂家及商品的识别信息 包含一个电子芯片和一个微型天线 图示为美国德州仪器公司生产的电子标签 标签尺寸的大小可根据用户要求设计 标签的一面为电子部分 另一面可以印刷条型码或其它信息 RFID无源电子标签原理框图 RFID阅读器 Reader 其作用是非接触 快速读取标签内容 典型的阅读器包含有高频模块 发送器和接收器 控制单元以及天线 此外 阅读器还有附加的接口 RS232 RS485 以太网接口等 以便将所获得的数据传送给RFID信息处理计算机或从信息处理计算机接收命令 RFID标签写入器RFID标签写入器的用途是给RFID电子标签写入厂家及商品的电子信息 并可在标签的背面打印条形码 RFID电子标签信息写入器 电磁波谱 LFHFUHFMICROWAVELIGHTXRAYSAMFMTVCELLRADAR 134KHz125KHz 13 56MHz 900MHz 2 45GHz InfraRedRainbowUltraViolet 黄色部分为RFID应用频率 3 RFID系统工作流程示例 4 RFID的历史 40年代 雷达的改进和应用催生了RFID技术 1948年奠定了RFID技术的理论基础 RFID技术最早用于战机的敌我识别系统 50年代 早期RFID技术的探索阶段 主要处于实验室实验研究 60年代 RFID技术的理论得到了发展 开始小范围试验性应用 70年代 RFID技术与产品研发处于一个大发展时期 各种RFID技术测试得到加速 出现了一些最早的RFID应用 80年代 RFID技术及产品进入人员身份识别 自动收费系统等商业应用阶段 90年代 RFID技术标准化问题日趋得到重视 RFID技术在西方发达国家得到广泛采用 逐渐成为人们生活中的一部分 5 RFID国外现状 沃尔玛2003年世界零售业巨头沃尔玛要求其最大100个供货厂家在2005年1月必须使用RFID技术 以提高沃尔玛整体竞争力 2005年1月共有137家供货厂家实现其要求 沃尔玛要求供货厂家在2007年以前全部使用RFID标签 美国食品及药物管理局 FDA 2004年初 美国食品及药物管理局发表了一份报告 建议制药商从2006年起使用RFID技术跟踪最常造假的药品 以减少每年多达300亿美元的打假开支 在2007年要求整个药品生产和分发渠道使用RFID技术 以杜绝假冒药品在美国的泛滥及提高药品供货链的效率和准确性 2004年 有关调查结果显示 在全球年销售额50亿美元以上的大企业中 有70 的企业表示已制定出RFID技术实施的相应计划 并将于未来的18个月内实施 而25 的企业表示今年将投资50万到100万美元普及RFID技术 美军在2003年第二次海湾及阿富汗战争全面使用RFID技术 并且还要在2005年在全军推广 美国国防部成了RFID的最大买家 6 RFID国内现状 我国铁路货车的车号识别系统 于2000年在全国铁路推广 实现了货车跟踪 统计的实时化 自动化 降低了管理成本 提高了资源利用率 每年的直接经济效益可达3亿多元 2004年10月 国美电器RFID应用试验店开始进行测试 2005年初 国家烟草专卖局领导在杭州烟草专卖局举办的RFID技术方案论证会上一致认为RFID技术在烟草行业信息化工程中总体可行 RFID技术可以满足 一库制 配送模式 确保供应链的透明 准确 可为行业卷烟生产经营提供决策依据 通过RFID追踪解决方案 可以有效遏制甚至杜绝烟草体外循环 能够在烟草专卖管理上发挥出巨大的作用 值得在全行业大力推广 7 RFID的未来 全球电子代码组织 EPCGlobal 计划在全球建立起一个庞大的 物联网 也就是所有参与流通的物品的电子编码网络 商品可通过世界性的互联网在全球的任何地方实时实现商品的信息查询与定位 随着RFID标签 阅读器成本的不断降低 RFID技术应用范围将越来越广范 在不远的将来RFID将充斥社会的每个角落 随着RFID应用标准逐步建立以及应用的普及 RFID技术必将成为市场准入机制的一个重要环节 8 RFID的特点 无源远距离读写 可达1 10米 防冲撞技术 与条形码相比 无须直线对准扫描 读写速度快 可多目标识别 运动中识别 每秒可同时识别50个以上 防水 防磁 耐高温 可在恶劣环境下使用 灵活的内部存储空间 厂家可以根据各自的需要定义各型号产品的存储容量 而且读写设备可以读取内存配置信息 便于在一个综合应用中操作不同的标签产品 可反复读写并能根据用户需要锁定重要信息 使用寿命长 10年或读写10万次 无机械磨损 无机械故障 可在恶劣环境下使用 工作温度 25 70 柔性封装 封装多样化 超薄和多种大小不一的外型 使电子标签能封装在纸张 塑胶制品 PVC PET 可应用于不同场合 也可多层压制卡 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料 并能够进行穿透性通信 9 RFID的优势之一提高经济效益 减少物流周期减少物流成本减少安全库存减少人力成本增加库存精确性增加物流透明程度 提高生产及供应链管理的效率RFID技术与企业现有的ERP管理系统和供应链管理系统相结合 可大大提高企业的生产效率及整体竞争力 以沃尔玛为例 使用RFID技术后 沃尔玛商品周转期只有2 3天 传统的至少需要120天 沃尔玛物流支出占成本的比例只有2 3 传统的高达30 50 沃尔玛销售配送中心安全库存时间为0 4天 传统的高达40 65天 RFID技术可使仓储空间利用率提高20 发运准确度可达到100 计费性退货减少80 库存降低 物理盘点的执行成本能大幅度减少 劳动力成本节约可达40 RFID优势之二高防伪性 目前的防伪技术 纸张水印技术油墨技术激光全息图象防伪技术条码技术电话电码技术 目前防伪技术的缺点技术含量不高 容易被仿制使用寿命较短 一种新的视觉防伪标识面市后 一般只有三个月到六个月左右的有效时间 不防污 一旦染有污迹就没有办法辨别 电话电码技术的接通率低 操作烦杂 防伪作用有限 RFID的防伪优势每个标签可以具有世界唯一编码 可以解决 串货 问题 足够大的信息存储空间读写资料 可用特殊手段加密 不可复制 使用寿命长 无机械磨损 无机械故障 无源工作 可在恶劣环境下工作 防污 读取数据距离远等 10 RFID应用方案概览 RFID可作为企业现有信息管理系统的一个新增子系统 通过RFID企业应用接口与仓储 供应链管理及ERP等实现无缝联接 与企业信息管理系统融为一体 供应链管理 企业资源计划ERP 仓储管理 RFID企业应用集成 RFID应用系统 总体软件架构 J2EE体系结构B S三层结构三层结构的设计带来的最大好处是系统有很好的扩展能力和负载均衡能力 分布与集中相结合的数据存储分布策略以XML规范系统接口专用数据库的方式实现核心数据的存储 RFID技术为企业提供精确的物品信息 使企业对生产 仓储 物流及客户等环节的信息实现透明 即时共享 从而大幅度提高企业运作效率 RFID系统与企业现有信息管理系统相兼容 具有易操作 自动化程度高等特点 RFID应用方案 防伪方案 使用一次性防拆电子标签 在商品包装时将标签粘贴在封口处 打开封口将导致标签撕毁 在商品出厂时 由厂家将生产日期 商品代码和加密的数据写入标签内 工商局 烟草专卖局 食品卫生局 质监局等相关部门及批发商 零售商可使用厂家定制的电子标签阅读器在用户购买商品时或执法检查时 对商品进行真伪验证 在阅读器中集成数据解密算法 以实现切实的防伪功能 阅读器中的密钥可定期或不定期更换 进一步防止假冒产品的出现 在商品包装被拆封时 即将封口处的电子标签损坏 以免被再次利用 RFID应用方案 仓储方案 收货 货到站台 收货员将到货数据经RFID系统传送到仓储管理系统 仓储管理系统随即生成相应的条码标签 粘贴 或喷印 在收货托盘 或货箱 经扫描 这批货物即被确认收到 由仓储管理系统指挥进库储存 如果货物需要重新包装 则需要为每一个新包装生成相应的tag和条码信息 储存 仓储管理系统按最佳的储存方式 选择空货位 并指引叉车最佳途径 抵达空货位 扫描货位标签 使货物接收正确无误 货物就位后 再扫描货物标签 仓储管理系统即确认货物已储存在这一货位 可供以后定单发货 定单处理 定单到达仓库 仓储管理系统按预定规则分组 区分先后 合理安排发货时间 地点 车次等等 拣选 仓储管理系统确定最佳的拣选方案 安排定单拣选任务 拣选人由RFID阅读器指引到货位 显示拣选数量 经扫描货物和货位的标签 仓储管理系统确认拣选正确 货物的存货量也同时减除 发货 仓储管理系统制作包装清单和发货单 交付发运 称重设备和其他发货系统也能同时与仓储管理系统联合工作 站台直调 货到收货站台 如已有定单需要这批货 仓储管理系统会指引叉车司机直送发货站台 不再入库 11 RFID技术导入步骤 阶段一 企业应用评估和可行性分析根据企业的实际情况 研究引入RFID技术所带来的收益 并分析可能出现的障碍和对现有生产流程的冲击 研究与之相应的解决方法 制订和描述引入RFID技术的总体蓝图 阶段二 制订RFID系统解决方案与试行计划规划符合企业业务需求的RFID系统解决方案 并设计实现一个先导性的实验计划 实验计划试行企业解决方案的架构 并且与企业信息系统的软硬件设备进行整合 通过实验计划的试行 验证RFID系统的适用性 了解RFID系统获取的信息是否正确与企业信息系统融合 阶段三 整体规划和实施利用实验计划的成果 进一步修正RFID系统解决方案 针对企业所需要的规模与效益 开发完整的实施计划 按计划完成RFID技术的整体实施 阶段四 RFID技术与产品测