第七讲--物流标识、跟踪、定位技术

1、 物流信息自动采集技术物流信息自动采集技术 n 物流作业效率的提高，在很大程度上取决于物流作业效率的提高，在很大程度上取决于 物流信息的通畅程度与管理系统的先进程度。在物流信息的通畅程度与管理系统的先进程度。在 物流系统的运行过程中，时刻都会产生这样或者物流系统的运行过程中，时刻都会产生这样或者 那样的数据，这些数据包括人员的、物质的、财那样的数据，这些数据包括人员的、物质的、财 务的，并存于采购、生产和销售过程中。这些数务的，并存于采购、生产和销售过程中。这些数 据的采集与分析对于生产决策来讲是十分重要的。据的采集与分析对于生产决策来讲是十分重要的。 如果没有这些实际工况的数据支持，生产和决

2、策如果没有这些实际工况的数据支持，生产和决策 就将成为一句空话，将缺乏现实基础。就将成为一句空话，将缺乏现实基础。 n可以用来作为物流信息采集的技术非常多，包括可以用来作为物流信息采集的技术非常多，包括 各种自动识别技术和物流应用的电子信息技术。各种自动识别技术和物流应用的电子信息技术。 自动识别技术自动识别技术 n 自动识别技术就是应用一定的识别装置，通过自动识别技术就是应用一定的识别装置，通过 被识别物品和识别装置之间的接近活动，自动地获被识别物品和识别装置之间的接近活动，自动地获 取被识别物品的相关信息，并提供给后台的计算机取被识别物品的相关信息，并提供给后台的计算机 处理系统来完成相关

3、后续处理的一种技术。例如，处理系统来完成相关后续处理的一种技术。例如， 商场的条码扫描系统就是一种典型的自动识别技术。商场的条码扫描系统就是一种典型的自动识别技术。 售货员通过扫描仪扫描商品的条码，获取商品的名售货员通过扫描仪扫描商品的条码，获取商品的名 称、价格，输入数量，后台称、价格，输入数量，后台POS系统即可计算出该系统即可计算出该 批商品的价格，从而完成顾客的结算。当然，顾客批商品的价格，从而完成顾客的结算。当然，顾客 也可以采用银行卡支付的形式进行支付，银行卡支也可以采用银行卡支付的形式进行支付，银行卡支 付过程本身也是自动识别技术的一种应用形式。付过程本身也是自动识别技术的一种应

4、用形式。 自动识别技术是以计算机技术和通信技自动识别技术是以计算机技术和通信技 术的发展为基础的综合性科学技术，它是术的发展为基础的综合性科学技术，它是 信息数据自动识读、自动输入计算机的重信息数据自动识读、自动输入计算机的重 要方法和手段，归根到底，自动识别技术要方法和手段，归根到底，自动识别技术 是一种高度自动化的信息或者数据采集技是一种高度自动化的信息或者数据采集技 术术 自动识别技术近几十年在全球范围内自动识别技术近几十年在全球范围内 得到了迅猛发展，初步形成了一个包括条得到了迅猛发展，初步形成了一个包括条 码技术、磁条磁卡技术、码技术、磁条磁卡技术、IC卡技术、光学卡技术、光学 字符

5、识别、射频技术、声音识别及视觉识字符识别、射频技术、声音识别及视觉识 别等集计算机、光、磁、物理、机电、通别等集计算机、光、磁、物理、机电、通 信技术为一体的高新技术学科。信技术为一体的高新技术学科。 完整的自动识别计算机管理系统包括自动识别完整的自动识别计算机管理系统包括自动识别 系统（系统（Auto Identification System, 简称简称 AIDS），）， 应用程序接口应用程序接口(Application Interface, 简称简称API )或或 者中间件（者中间件（Middleware）和应用系统软件）和应用系统软件 （Application Software）。）。

6、 自 动 识 别自 动 识 别 系统系统 中间件或者中间件或者 接口接口 应用软件系应用软件系 统统 自动识别系统模型图 自动识别系统完成系统的采集和存储工作应用系统软件对自动识别系统完成系统的采集和存储工作应用系统软件对 自动识别系统所采集的数据进行应用处理，而应用程序接口软件自动识别系统所采集的数据进行应用处理，而应用程序接口软件 则提供自动识别系统和应用系统软件之间的通讯接口包括数据格则提供自动识别系统和应用系统软件之间的通讯接口包括数据格 式，将自动识别系统采集的数据信息转换成应用软件系统可以识式，将自动识别系统采集的数据信息转换成应用软件系统可以识 别和利用的信息并进行数据传递别和利

7、用的信息并进行数据传递 条码技术条码技术 n条码技术简称条码。是由一组规则排列的条、条码技术简称条码。是由一组规则排列的条、 空以及相应的数字组成，这种用条、空组成的数据空以及相应的数字组成，这种用条、空组成的数据 编码可以供条码阅读器识读，而且很容易译成二进编码可以供条码阅读器识读，而且很容易译成二进 制数和十进制数。这些条和空可以有各种不同的组制数和十进制数。这些条和空可以有各种不同的组 合方法，构成不同的图形符号，即各种符号体系合方法，构成不同的图形符号，即各种符号体系 （也称码制），适用于不同的应用场合。（也称码制），适用于不同的应用场合。 n 条码成本最低、适于大量需求且数据不必更改

8、条码成本最低、适于大量需求且数据不必更改 的场合。例如商品包装上就很适宜，但是较易磨损、的场合。例如商品包装上就很适宜，但是较易磨损、 且数据量很小。而且条码只对一种或者一类商品有且数据量很小。而且条码只对一种或者一类商品有 效，也就是说，同样的商品具有相同的条码。效，也就是说，同样的商品具有相同的条码。 光学字符识别光学字符识别OCR n光学字符识别光学字符识别OCR(Image Character Recognition)人眼可视读、可扫描，但输入速人眼可视读、可扫描，但输入速 度和可靠性不如条码，数据格式有限，通常要用度和可靠性不如条码，数据格式有限，通常要用 接触式扫描器。接触式扫描器

9、。 nOCR的主要的应用领域是：办公室自动化中的的主要的应用领域是：办公室自动化中的 文本输入；邮件自动处理；与自动获取文本过程文本输入；邮件自动处理；与自动获取文本过程 相关的其它领域，这些领域包括：零售价格识读，相关的其它领域，这些领域包括：零售价格识读， 定单数据输入、单证、支票和文件识读，微电路定单数据输入、单证、支票和文件识读，微电路 及小件产品上状态特征识读等。由于在识别手迹及小件产品上状态特征识读等。由于在识别手迹 特征方面的进展，目前探索在手迹分析及鉴定签特征方面的进展，目前探索在手迹分析及鉴定签 名方面的应用。名方面的应用。 磁条磁条(卡卡)技术技术 n 磁条技术应用了物理学

10、和磁力学的基本原理。对自磁条技术应用了物理学和磁力学的基本原理。对自 动识别设备制造商来说，磁条就是一层薄薄的由定向排动识别设备制造商来说，磁条就是一层薄薄的由定向排 列的铁性氧化粒子组成的材料列的铁性氧化粒子组成的材料(也称为涂料也称为涂料)，用树脂粘合，用树脂粘合 在一起并粘在诸如纸或者塑料这样的非磁性基片上。在一起并粘在诸如纸或者塑料这样的非磁性基片上。 n 磁条技术的优点是数据可读写，即具有现场改写数据的磁条技术的优点是数据可读写，即具有现场改写数据的 能力；数据存储量能满足大多数需求，便于使用，成本能力；数据存储量能满足大多数需求，便于使用，成本 低廉，还具有一定的数据安全性；它能粘

11、附于许多不同低廉，还具有一定的数据安全性；它能粘附于许多不同 规格和形式的基材上。这些优点，使之在很多领域得到规格和形式的基材上。这些优点，使之在很多领域得到 了广泛应用如信用卡、银行了广泛应用如信用卡、银行ATM卡、机票、自动售货卡、卡、机票、自动售货卡、 会员卡、现金卡会员卡、现金卡(如电话磁卡如电话磁卡)。 n磁卡的价格也很便宜，但是很容易磨损，磁条不能折叠、磁卡的价格也很便宜，但是很容易磨损，磁条不能折叠、 撕裂，数据量较小。撕裂，数据量较小。 IC卡识别技术卡识别技术 n IC是将可编程设置的是将可编程设置的IC芯片放于卡片中，使芯片放于卡片中，使 卡片具有更多功能。通常所说的卡片具

12、有更多功能。通常所说的IC卡多指接触卡多指接触 式式IC卡。卡。 n 和磁卡相比较，和磁卡相比较，IC卡（接触式）具有安全性卡（接触式）具有安全性 高、存储容量大、抗干扰能力强、可靠性高、高、存储容量大、抗干扰能力强、可靠性高、 使用寿命长等特点。但由于其触点暴露在外面，使用寿命长等特点。但由于其触点暴露在外面， 有可能因人为的原因或静电损坏。有可能因人为的原因或静电损坏。 nIC卡的应用也比较广泛，有电话卡的应用也比较广泛，有电话IC卡、购电卡、购电 （气）卡、手机（气）卡、手机SIM卡、牡丹交通卡（一种磁卡卡、牡丹交通卡（一种磁卡 和和IC卡的复合卡）、以及即将大面积推广的智卡的复合卡）、

13、以及即将大面积推广的智 能水表、智能气表等。能水表、智能气表等。 声音识别技术声音识别技术 n 声音识别的迅速发展以及高效可靠的应用软声音识别的迅速发展以及高效可靠的应用软 件的开发，使声音识别系统在很多方面得到了应件的开发，使声音识别系统在很多方面得到了应 用、这种系统可以用声音指令实现用、这种系统可以用声音指令实现“不用手不用手” 的的 数据采集、其最大特点就是不用手和眼睛，这对数据采集、其最大特点就是不用手和眼睛，这对 那些采集数据同时还要完成手脚并用的工作场合，那些采集数据同时还要完成手脚并用的工作场合， 以及标签仅为识别手段，数据采集不实际或不合以及标签仅为识别手段，数据采集不实际或

14、不合 适的场合尤为适用。如汉字的语音输入系统就是适的场合尤为适用。如汉字的语音输入系统就是 典型的声音识别技术，但是误码率很高。再如，典型的声音识别技术，但是误码率很高。再如， GSM手机上的语音电话存储也是一个典型的语音手机上的语音电话存储也是一个典型的语音 识别的例子，但电话号码的语音准确呼出距实用识别的例子，但电话号码的语音准确呼出距实用 还有一段相当长的还有一段相当长的 视觉识别视觉识别 n 视觉识别系统可以看作是这样的系统：它视觉识别系统可以看作是这样的系统：它 能获取视觉图像，而且通过一个特征抽取和能获取视觉图像，而且通过一个特征抽取和 分析的过程，能自动识别限定的标志、字符、分析

15、的过程，能自动识别限定的标志、字符、 编码结构或可作为确切识断的基础呈现在图编码结构或可作为确切识断的基础呈现在图 象内的其它特征。象内的其它特征。 n随着自动化的发展，视觉技术可与其他自动随着自动化的发展，视觉技术可与其他自动 识别技术结合起来应用。识别技术结合起来应用。 射频识别技术射频识别技术(RFID) 射频标签最大的优点就在于非接触，因此射频标签最大的优点就在于非接触，因此 完成识别工作时无须人工干预、适于实现自动完成识别工作时无须人工干预、适于实现自动 化且不易损坏，可识别高速运动物体并可同时化且不易损坏，可识别高速运动物体并可同时 识别多个射频标签，操作快捷方便。射频标签识别多个

16、射频标签，操作快捷方便。射频标签 不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境，短距离的不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境，短距离的 射频标签可以在这样的环境中替代条码，例如射频标签可以在这样的环境中替代条码，例如 用在工厂的流水线上跟踪物体。长距离的产品用在工厂的流水线上跟踪物体。长距离的产品 多用于交通上，可达几十米，如自动收费或识多用于交通上，可达几十米，如自动收费或识 别车辆身份。别车辆身份。 RFID识别的缺点是标签成本相对识别的缺点是标签成本相对 较高，而且一般不能随意扔掉，而多数条码扫较高，而且一般不能随意扔掉，而多数条码扫 描寿命结束时可扔掉。描寿命结束时可扔掉。 常用的自动识别技术的属性比较

17、表7-2 系统系统 参数参数 条码条码 光学光学 字符字符 语音识别语音识别 生物生物 识别识别 磁卡磁卡接触接触ICIC卡卡射频识别射频识别 信息信息 载体载体 纸、塑料薄膜、纸、塑料薄膜、 金属表面金属表面 物质表面物质表面NANANANA磁性物质（磁条）磁性物质（磁条）EEPROMEEPROMEEPROMEEPROM 信息量信息量小小小小大大大大较小较小大大大大 读写读写 性能性能 R RR RR RR RR/WR/WR/WR/WR/WR/W 读取读取 方式方式 CCDCCD或激光束扫或激光束扫 描描 光电转换光电转换机器识读机器识读机器识读机器识读电磁转换电磁转换电擦写电擦写无线通信无

18、线通信 人工识读性人工识读性受约束受约束简单简单不可不可不可不可不可不可不可不可不可不可 保密性保密性无无无无好好好好一般一般好好好好 智能化智能化无无无无NANANANA无无有有有有 环境适应性环境适应性不好不好不好不好NANANANA一般一般一般一般很好很好 光遮盖光遮盖 全部全部 失效失效 全部失效全部失效NANA可能可能NANANANA没有影响没有影响 方向位置影响方向位置影响很小很小很小很小NANANANA单向单向单向单向没有影响没有影响 识别识别 速度速度 低低低低很低很低很低很低低低低低很快很快 通讯通讯 速度速度 低低低低低低较低较低快快快快很快很快 读取读取 距离距离 近近很

19、近很近很近很近直接接触直接接触接触接触接触接触远远 使用使用 寿命寿命 一次性一次性较短较短NANANANA短短长长很长很长 国际国际 标准标准 有有无无无无无无有有有有有有 成本成本最低最低一般一般较高较高较高较高低低较高较高较高较高 多标签多标签 同时同时 识别识别 不能不能不能不能不能不能不能不能不能不能不能不能能能 物流电子信息技术物流电子信息技术 所谓物流电子信息技术可以理解为应用在所谓物流电子信息技术可以理解为应用在 物流系统中的以电子通信手段为基础的物流物流系统中的以电子通信手段为基础的物流 一系列信息技术。物流电子信息技术的种类一系列信息技术。物流电子信息技术的种类 很多，而且

20、大多也得到了比较广泛的应用。很多，而且大多也得到了比较广泛的应用。 从比较广义的意义上看，物流电子信息技术从比较广义的意义上看，物流电子信息技术 包括卫星定位系统（包括卫星定位系统（GPS）、电子数据交换）、电子数据交换 技术（技术（EDI）、地理信息系统（）、地理信息系统（GIS）、智能）、智能 交通系统（交通系统（ITS）、短信呼叫系统（）、短信呼叫系统（SMS）、）、 电子自动订货系统（电子自动订货系统（EOS）、销售实点系统）、销售实点系统 （POS）等。此外，还包括电子商务手段等）等。此外，还包括电子商务手段等 等。等。 物流自动识别物流自动识别 传统标签传统标签 物流条码物流条码

21、电子标签电子标签 电子信息技术电子信息技术 电子数据交换电子数据交换(EDI) 卫星定位系统卫星定位系统(GPS) 地理信息系统地理信息系统(GIS) 智能交通系统智能交通系统(ITS) 呼叫中心与物流短信系统呼叫中心与物流短信系统(SMS) 电子自动订货系统电子自动订货系统(EOS) 销售实点系统销售实点系统(POS) 物物 流流 信信 息息 采采 集集 技技 术术 电子商务电子商务(EB) 半自动电子标识半自动电子标识 射频识别射频识别(RFID) RFID概述概述 无线射频识别技术（无线射频识别技术（RFID，Radio Frequency Identification）是一种非接触的自

22、动识别技术，其）是一种非接触的自动识别技术，其 基本原理是利用射频信号的空间耦合（电感耦合或基本原理是利用射频信号的空间耦合（电感耦合或 者电磁耦合），实现对被识别物体的自动识别。其者电磁耦合），实现对被识别物体的自动识别。其 基本工作方法是将无线射频识别标签安装在被识别基本工作方法是将无线射频识别标签安装在被识别 物体上（粘贴、插放、挂佩、植入等），当被标识物体上（粘贴、插放、挂佩、植入等），当被标识 物体进入无线射频识别系统阅读器的阅读范围时，物体进入无线射频识别系统阅读器的阅读范围时， 标签和阅读器之间进行非接触式信息通讯，标签向标签和阅读器之间进行非接触式信息通讯，标签向 阅读器发送自

23、身信息如阅读器发送自身信息如ID号等，阅读器接收这些信号等，阅读器接收这些信 息并进行解码，传输给后台处理计算机，完成整个息并进行解码，传输给后台处理计算机，完成整个 信息处理过程。图信息处理过程。图7-3所示为典型的所示为典型的RFID系统配置系统配置 示意图示意图。 RFID系统配置示意图系统配置示意图 n为了完成为了完成RFID系统的主要功能，系统的主要功能，RFID 系统具有两个基本的构成部分，即电子系统具有两个基本的构成部分，即电子 标签（标签（Tag）和阅读器）和阅读器(Reader)。 n图图7-4为为RFID系统的工作原理示意图。系统的工作原理示意图。 RFID系统工作原理简图

24、RFID系统工作原理简图 表7-3 RFID系统的分类 分类依据分类方式主要特征 标签供电形式有源 无源 半有源系统 有源标签依靠电池供电 无源标签电磁耦合供电 电池只起到激活的作用 数据调制方式主动式 被动式 半主动式 有源系统 无源系统 半有源系统 系统工作频率低频 高频 超高频 微波 LF：30300kHz HF：330MHz UHF：300968MHz W：2.455.8GHz 标签的可读写性可读写 (RW) 只读卡(RO) 一次写入多次读出 (WORM) 标签可读写，实时修改数据 不能写入数据，作为标识卡 用户可以一次性写入的卡，写入后数据 不能改变 标签和读头之间的 通信工作时序

25、TTF：标签先讲 RTF：读头先讲 速度快、防冲撞性能强 相对TTF速度、防冲撞性能稍弱 RFID基本参数 可以用来衡量无线射频识别技术的技术参数 比较多，包括使用的频率、读头的发射功率、识 别距离的远近、执行的协议标准、识别速度、数 据传输速率、芯片内存大小、标签封装标准、识 别速率、可同时识别的标签数、防冲撞性能及其 他一些非量化性能如可读写性能、接口形式等等。 有的参数是针对标签的，有的是针对读头的，有 的是共同的。这些技术参数有的相互影响和相互 制约的，如识别距离就可以表示成若干个其他参 数的集合函数。 工作频率工作频率 n RFID系统工作频率的选择在很大程度上决定了射系统工作频率的

26、选择在很大程度上决定了射 频标签的应用范围，技术可行性以及系统成本的高低。频标签的应用范围，技术可行性以及系统成本的高低。 在无线通讯信道中，射频信号只能以电磁耦合或者电磁在无线通讯信道中，射频信号只能以电磁耦合或者电磁 波传播的形式表现出来。因此，射频系统的工作性能必波传播的形式表现出来。因此，射频系统的工作性能必 定要受到电磁波空间传输特性的影响。定要受到电磁波空间传输特性的影响。 n 射频识别系统属于无线电的应用范畴，因此，其使射频识别系统属于无线电的应用范畴，因此，其使 用不能干扰到其他系统的正常工作。工业、科学和医疗用不能干扰到其他系统的正常工作。工业、科学和医疗 使用的频率范围（使

27、用的频率范围（ISM，Industrial，Science， Medical）通常是局部的无线电通讯频段，因此，通常）通常是局部的无线电通讯频段，因此，通常 情况下，无线射频识别使用的频段也是情况下，无线射频识别使用的频段也是ISM频段。频段。 n 电磁波在物理特性上，从识别距离、穿透能力电磁波在物理特性上，从识别距离、穿透能力 等特性来看，不同射频频率的表现存在较大的差异。等特性来看，不同射频频率的表现存在较大的差异。 特别是在低频和高频两个频段的特性上，具有很大特别是在低频和高频两个频段的特性上，具有很大 的不同。即，低频具有较强的穿透能力，能够穿透的不同。即，低频具有较强的穿透能力，能够

28、穿透 水、动物包括人的躯体等导体材料，同时对金属具水、动物包括人的躯体等导体材料，同时对金属具 有较好的绕射效果。但是在同样功率下，传播的距有较好的绕射效果。但是在同样功率下，传播的距 离非常近，另外，由于频率低，可以利用的频带窄，离非常近，另外，由于频率低，可以利用的频带窄， 数据传输速率较低，并且信噪比低，容易受到干扰。数据传输速率较低，并且信噪比低，容易受到干扰。 n 相对低频段而言，得到相同传输效果，高频系相对低频段而言，得到相同传输效果，高频系 统发射功率较小，设备较简单，成本较低。和低频统发射功率较小，设备较简单，成本较低。和低频 相比，高频系统数据传播速率较高，无低频的信噪相比，

29、高频系统数据传播速率较高，无低频的信噪 比限制，但是，其比限制，但是，其“绕射绕射”能力或者能力或者“穿透穿透”较差，较差， 很容易被水等导体媒介所吸收或者反射，因此，对很容易被水等导体媒介所吸收或者反射，因此，对 于可导障碍物的敏感性很强。于可导障碍物的敏感性很强。 n 超高频系统具有较远的识别距离、很高超高频系统具有较远的识别距离、很高 的速度（可达的速度（可达500公里公里/小时）和很好的防冲小时）和很好的防冲 撞能力，但同样能够被液态可导介质吸收和撞能力，但同样能够被液态可导介质吸收和 被金属介质反射。被金属介质反射。 n 如何利用他们各自的长处来设计识别距如何利用他们各自的长处来设计

30、识别距 离较远又具有较强穿透能力的产品，这就用离较远又具有较强穿透能力的产品，这就用 到了所谓的双频技术，即将低频和高频两个到了所谓的双频技术，即将低频和高频两个 频率特征集成到一枚芯片上。使其具有低频频率特征集成到一枚芯片上。使其具有低频 的穿透能力，又有高频的识别距离和通信速的穿透能力，又有高频的识别距离和通信速 度。能够广泛地运用在动物识别，导体材料度。能够广泛地运用在动物识别，导体材料 干扰的环境及潮湿的环境等干扰的环境及潮湿的环境等 作用距离 n无线射频识别系统的作用距离指系统的有无线射频识别系统的作用距离指系统的有 效识别距离。读头可以识别到标签的距离的效识别距离。读头可以识别到标

31、签的距离的 影响因素很多，包括读头的射频发射功率、影响因素很多，包括读头的射频发射功率、 系统工作的频率、标签的封装形式等等。系统工作的频率、标签的封装形式等等。 n其他条件相同时，低频系统识别距离最短，其他条件相同时，低频系统识别距离最短， 其次是高频，微波，最远的是超高频系统。其次是高频，微波，最远的是超高频系统。 标签芯片可以设计成全频段的，因此，只要标签芯片可以设计成全频段的，因此，只要 读头频率发生改变，系统工作频率随之改变。读头频率发生改变，系统工作频率随之改变。 n RFID系统的有效识别距离和读头模块的射频系统的有效识别距离和读头模块的射频 发射功率（通过天线发射）成正比。发射

32、功率越大，发射功率（通过天线发射）成正比。发射功率越大， 识别距离越远。但是电磁波产生的辐射超过一定的识别距离越远。但是电磁波产生的辐射超过一定的 范围就会对环境和人体产生有害的影响，称之为电范围就会对环境和人体产生有害的影响，称之为电 磁污染。因此，在电磁功率方面必须遵循一定的功磁污染。因此，在电磁功率方面必须遵循一定的功 率标准。率标准。 n 标签的封装形式也是影响系统识别距离的主要标签的封装形式也是影响系统识别距离的主要 因素之一。标签天线越大，即标签穿过读头有效识因素之一。标签天线越大，即标签穿过读头有效识 读区域时所获取的磁通量越大，储存的能量越多，读区域时所获取的磁通量越大，储存的

33、能量越多， 对电磁场边缘的空洞越不敏感，所以，即使在读头对电磁场边缘的空洞越不敏感，所以，即使在读头 识读区域边缘也能有效识别场区内的标签。识读区域边缘也能有效识别场区内的标签。 RFID组件与系统构成组件与系统构成 1 RFID组件组件 （1）读头）读头 n读头也称为阅读器，它在射频识别（读头也称为阅读器，它在射频识别（RFID）系统中在起到）系统中在起到 举足轻重的作用。首先读头的频率决定了射频识别系统的举足轻重的作用。首先读头的频率决定了射频识别系统的 工作频段，其次，读头的功率直接影响到射频识别的距离。工作频段，其次，读头的功率直接影响到射频识别的距离。 n固定式读头是最常见的读头形式

34、。将射频控制器和高频接固定式读头是最常见的读头形式。将射频控制器和高频接 口封装在一个固定的外壳中，完全集成射频识别的功能，口封装在一个固定的外壳中，完全集成射频识别的功能， 就构成了固定式读头。有时，为了减少设备尺寸，降低设就构成了固定式读头。有时，为了减少设备尺寸，降低设 备制造成本，便于搬运与运输，也可以将天线与射频模块备制造成本，便于搬运与运输，也可以将天线与射频模块 封装在一个外壳单元中，就构成了集成式读头或者一体化封装在一个外壳单元中，就构成了集成式读头或者一体化 读头。固定式读头分为固定式读头，读头。固定式读头分为固定式读头，OEM模块和工业读头模块和工业读头 等。等。 手持机（

35、手持机（Handheld Reader，简称，简称HH） 是便携式读头的简称，是将是便携式读头的简称，是将RFID读头模块和天读头模块和天 线，掌上电脑集成在一起，来执行标签识别的功能。线，掌上电脑集成在一起，来执行标签识别的功能。 手持机常常用在动物识别、巡检、付款扫描、测试手持机常常用在动物识别、巡检、付款扫描、测试 等工况中得到使用。手持机带有液晶显示屏并配有等工况中得到使用。手持机带有液晶显示屏并配有 键盘来进行操作或者输入数据。手持机也可以通过键盘来进行操作或者输入数据。手持机也可以通过 RS232等可选接口来实现与微机或者服务器之间的等可选接口来实现与微机或者服务器之间的 通信。与

36、固定式阅读器不同的是，手持机可能会对通信。与固定式阅读器不同的是，手持机可能会对 系统本身的数据存储量有所要求。手持机根据工作系统本身的数据存储量有所要求。手持机根据工作 环境的不同，可以具有其它的特性，如防水、防尘环境的不同，可以具有其它的特性，如防水、防尘 等。由于条码的大量应用，可以在等。由于条码的大量应用，可以在RFID手持机上加手持机上加 上一个条码扫描模块，使手持机同时具有上一个条码扫描模块，使手持机同时具有RFID识别识别 和条码扫描的功能。和条码扫描的功能。 发卡器发卡器 （Card Issuer 或者或者Registration Reader） 或称读卡器、发卡机、发卡管理机

37、等，或称读卡器、发卡机、发卡管理机等， 主要用来对射频卡进行具体内容的操作，包主要用来对射频卡进行具体内容的操作，包 括建立档案、消费纠错、挂失、补卡、信息括建立档案、消费纠错、挂失、补卡、信息 修正等等，它通常与计算机放在一起。从本修正等等，它通常与计算机放在一起。从本 质上看，发卡器实际上是小型的射频卡读写质上看，发卡器实际上是小型的射频卡读写 装置。发卡器经常同发卡管理软件联合起来装置。发卡器经常同发卡管理软件联合起来 使用。同一厂家的发卡器同其读头相比，具使用。同一厂家的发卡器同其读头相比，具 有发射功率较小，读写距离短等特点。图有发射功率较小，读写距离短等特点。图7-5 是典型的读头

38、实物图片。是典型的读头实物图片。 （2）标签）标签 电子标签概述电子标签概述 n电子标签是指由电子标签是指由IC芯片和无线通信天线组成的大小如芝麻芯片和无线通信天线组成的大小如芝麻 粒的无线通信粒的无线通信IC和天线组成的模块超微型的小标签。和天线组成的模块超微型的小标签。 n系统工作时，阅读器发出微波查询（能量）信号，电子标系统工作时，阅读器发出微波查询（能量）信号，电子标 签（无源）收到微波查询能量信号后将其一部分整流为直签（无源）收到微波查询能量信号后将其一部分整流为直 流电源供电子标签内的电路工作，另一部分微波能量信号流电源供电子标签内的电路工作，另一部分微波能量信号 被电子标签内保存

39、的数据信息调制（被电子标签内保存的数据信息调制（ASK）后反射回阅读）后反射回阅读 器。器。 阅读器接收反射回的幅度调制信号，阅读器接收反射回的幅度调制信号， 从中提取出电子从中提取出电子 标签中保存的标识性数据信息。标签中保存的标识性数据信息。 系统工作过程中，阅读器系统工作过程中，阅读器 发出微波信号与接收反射回的幅度调制信号是同时进行的。发出微波信号与接收反射回的幅度调制信号是同时进行的。 反射回的信号强度较发射信号要弱得多，因此技术实现上反射回的信号强度较发射信号要弱得多，因此技术实现上 的难点在于同频接收。的难点在于同频接收。 标签的封装形式与材质标签的封装形式与材质 n 根据射频识

40、别系统不同的应用场合根据射频识别系统不同的应用场合 以及不同的技术性能参数，考虑到应用以及不同的技术性能参数，考虑到应用 系统的标签成本，环境要求等等，可以系统的标签成本，环境要求等等，可以 将射频识别标签封装成不同的厚度、不将射频识别标签封装成不同的厚度、不 同的大小、不同的形状的标签，有圆形、同的大小、不同的形状的标签，有圆形、 线性、信用卡形、半信用卡形，此外还线性、信用卡形、半信用卡形，此外还 有各种挂件标签等。有各种挂件标签等。 为了保护标签芯片与天线，也便为了保护标签芯片与天线，也便 于使用者的使用方便，射频电子标于使用者的使用方便，射频电子标 签必须利用某种基材进行封装，不签必须

41、利用某种基材进行封装，不 同封装形式的标签针对不同的应用同封装形式的标签针对不同的应用 场合。根据标签封装材质的不同，场合。根据标签封装材质的不同， 可以将标签制成以纸、可以将标签制成以纸、PP、PET、 PVC等材料作为封装材质的标签。等材料作为封装材质的标签。 电子标签系统的主要功能电子标签系统的主要功能： 拣货资料的上传与下载、拣货资料的上传与下载、 拣货资料即时监控、拣货资料即时监控、 硬件自我监测、硬件自我监测、 跳跃式拣货、跳跃式拣货、 提早离开、提早离开、 紧急插单功能、紧急插单功能、 缺货通知、缺货通知、 货号与标签对应维护、货号与标签对应维护、 查询作业、查询作业、 报表作业

42、。报表作业。 next 电子标签系统的主要功能：电子标签系统的主要功能： 拣货资料的上传与下载、 拣货资料即时监控、 硬件自我监测、 跳跃式拣货、 提早离开、 紧急插单功能、 缺货通知、 货号与标签对应维护、 查询作业、 报表作业。 2RFID系统 对于RFID应用系统来讲，包括前端的RFID数据采集系统， 中间件以及根据一定的业务规则进行的数据传输、后台的和 RFID数据系统相关的业务系统，如CRM、ERP、WHM以及SCM 等等。 典型的RFID应用系统结构示意图。 3网络网络 nRFID网络系统包括读头网络系统和数据网络系统，其网络系统包括读头网络系统和数据网络系统，其 中读头网络系统一

43、般为本地网络系统，而数据网络系统经中读头网络系统一般为本地网络系统，而数据网络系统经 常是远程的系统。常是远程的系统。 n无论是何种无论是何种RFID网络系统，所要实现的基本功能都是网络系统，所要实现的基本功能都是 要求系统能够对存在于较大型要求系统能够对存在于较大型RFID应用系统中的多个应用系统中的多个RFID 读头进行网络化、集成化管理。这多个读头需要连接成一读头进行网络化、集成化管理。这多个读头需要连接成一 个网络，通过统一的管理指挥系统对多个读头进行操控。个网络，通过统一的管理指挥系统对多个读头进行操控。 这种情况需要前端软件支持对多个读头的操控。这种情况需要前端软件支持对多个读头的

44、操控。 n一般来讲，一般来讲，RFID网络系统的选择应该根据用户的现有网络系统的选择应该根据用户的现有 网络布线情况和网络操控功能需求来进行选择。比如，对网络布线情况和网络操控功能需求来进行选择。比如，对 于不具备网络条件的应用环境，可选的方案是通过多串口于不具备网络条件的应用环境，可选的方案是通过多串口 卡或者中间件将系统联入网络，对于网络条件比较便利，卡或者中间件将系统联入网络，对于网络条件比较便利， 又不太考虑投资的情况，则可以考虑每台读头和计算机分又不太考虑投资的情况，则可以考虑每台读头和计算机分 别连接，每台计算机均单独接入计算机，进行数据传输和别连接，每台计算机均单独接入计算机，进

45、行数据传输和 共享。共享。 （1）RFID系统软件系统系统软件系统 nRFID软件系统主要包括设备供应商提供的系统演示软软件系统主要包括设备供应商提供的系统演示软 件、开发平台或者接口软件、为模拟其系统性能而开发件、开发平台或者接口软件、为模拟其系统性能而开发 的仿真软件；集成商或者客户自身开发的的仿真软件；集成商或者客户自身开发的RFID前端操前端操 作软件、为实现采集的信息的传递与分发而开发的中间作软件、为实现采集的信息的传递与分发而开发的中间 件软件系统以及处理这些采集的信息的后台应用软件件软件系统以及处理这些采集的信息的后台应用软件 （MIS系统）。系统）。 n集成商或客户自身开发的集

46、成商或客户自身开发的RFID前端操作软件主要是提前端操作软件主要是提 供给供给RFID设备操作人员使用的前端软件，如手持设备设备操作人员使用的前端软件，如手持设备 上使用的上使用的RFID识别系统，超市收银台使用的结算系统，识别系统，超市收银台使用的结算系统， 门禁系统使用的监控软件等，此外还应当包括将门禁系统使用的监控软件等，此外还应当包括将RFID 读头采集到的信息向软件系统传送的接口软件。读头采集到的信息向软件系统传送的接口软件。 n 对于较大型的对于较大型的RFID应用系统来讲，读头应用系统来讲，读头 数量较多，系统采集的信息较大，需要将系数量较多，系统采集的信息较大，需要将系 统所采

47、集的数据进行过滤和向后台统所采集的数据进行过滤和向后台MIS系统系统 分发或者进行远程传输，因此，就需要用到分发或者进行远程传输，因此，就需要用到 所谓的所谓的RFID中间件。这种中间件包括软件的中间件。这种中间件包括软件的 和硬件的。和硬件的。 n 信息是为生产决策服务的。因此，信息是为生产决策服务的。因此，RFID 系统所采集的信息最终要向后台系统所采集的信息最终要向后台MIS分发，分发， MIS系统就需要具备相应的处理系统就需要具备相应的处理RFID数据的数据的 功能。功能。MIS系统的具体数据处理功能需要根系统的具体数据处理功能需要根 据客户的具体需求，决策的支持度来进行具据客户的具体

48、需求，决策的支持度来进行具 体的软件结构与功能设计体的软件结构与功能设计 n （2）RFID仿真系统仿真系统 nRFID系统是一个非常复杂的电磁系统，对系统是一个非常复杂的电磁系统，对 其性能测试设计到很多方面，电磁的，环其性能测试设计到很多方面，电磁的，环 境的，空间的等等，因此，我们有必要建境的，空间的等等，因此，我们有必要建 立一个立一个RFID仿真环境来对其基本运行规律仿真环境来对其基本运行规律 进行系统仿真。进行系统仿真。RFID仿真系统可以模仿仿真系统可以模仿 RFID系统在不同通信速率、不同的标签运系统在不同通信速率、不同的标签运 动速度、不同的系统频率、多组标签、每动速度、不同

49、的系统频率、多组标签、每 组多个标签情况下的系统仿真情况。组多个标签情况下的系统仿真情况。 RFID 在物流与供应链领域的应用概述在物流与供应链领域的应用概述 n RFID识别系统和其他自动识别技术相比，具有无需接触、自动识别系统和其他自动识别技术相比，具有无需接触、自动 化程度高、耐用可靠、识别速度快、适应各种工作环境、可实现高速化程度高、耐用可靠、识别速度快、适应各种工作环境、可实现高速 和多标签同时识别等特点，具有比其他识别技术更加广泛的用途，如和多标签同时识别等特点，具有比其他识别技术更加广泛的用途，如 供应链管理、门禁安防系统、物流系统、矿山跟踪系统、智能家电、供应链管理、门禁安防系

50、统、物流系统、矿山跟踪系统、智能家电、 运动计时、电子支付、生产线自动化、物品监视、汽车监控等。可以运动计时、电子支付、生产线自动化、物品监视、汽车监控等。可以 说，说，RFID将是用途最广泛的自动识别技术之一。将是用途最广泛的自动识别技术之一。 n RFID识别技术在物流与供应链管理上也得到了非常广泛得应用。识别技术在物流与供应链管理上也得到了非常广泛得应用。 n供应链包括从原材料到最终用户的所有实物的移动过程。供应链包括从原材料到最终用户的所有实物的移动过程。 包括供货商选择、采购、产品计划、材料加工、订单处包括供货商选择、采购、产品计划、材料加工、订单处 理、存货管理、包装、运输、仓储与

51、客户服务。同时也理、存货管理、包装、运输、仓储与客户服务。同时也 包括供应链中的产品、货主、位置和时间，以便供货商包括供应链中的产品、货主、位置和时间，以便供货商 和客户之间更好地沟通。在这些环节中，采用和客户之间更好地沟通。在这些环节中，采用RFID技技 术对产品、集装箱、车辆和人员进行自动识别与跟踪，术对产品、集装箱、车辆和人员进行自动识别与跟踪， 所有的信息都在企业所有的信息都在企业MIS系统或者系统或者 ERP系统得到实时的系统得到实时的 传递和反应传递和反应。 1运输与配送运输与配送车辆车辆 RFID在车辆管理上的应用不仅仅存在于交通管理部门在车辆管理上的应用不仅仅存在于交通管理部门

52、 对车辆的管理上，也广泛用于物流、供应链作业中的车辆对车辆的管理上，也广泛用于物流、供应链作业中的车辆 的管理。基于的管理。基于RFID技术的实时交通督导和最佳路线电子地技术的实时交通督导和最佳路线电子地 图很快将成为现实。用图很快将成为现实。用RFID技术实时跟踪车辆，通过交通技术实时跟踪车辆，通过交通 控制中心的网络在各个路段向司机报告交通状况，指挥车控制中心的网络在各个路段向司机报告交通状况，指挥车 辆绕开堵塞路段，并用电子地图实时显示交通状况。能够辆绕开堵塞路段，并用电子地图实时显示交通状况。能够 使得交通流向均匀，大大提高道路利用率。还可用于车辆使得交通流向均匀，大大提高道路利用率。

53、还可用于车辆 特权控制，在信号灯处给警车、应急车辆、公共汽车等行特权控制，在信号灯处给警车、应急车辆、公共汽车等行 驶特权；自动查处违章车辆，记录违章情况。另外、公共驶特权；自动查处违章车辆，记录违章情况。另外、公共 汽车站实时跟踪指示公共汽车到站时间及自动显示乘客信汽车站实时跟踪指示公共汽车到站时间及自动显示乘客信 息，给乘客很大的方便。用息，给乘客很大的方便。用RFID技术能使交通的指挥自动技术能使交通的指挥自动 化、法制化，有助于改善交通状况。化、法制化，有助于改善交通状况。 nRFID在铁路运营跟踪管理上也取得了很大的应用。在铁路运营跟踪管理上也取得了很大的应用。 2制造与加工制造与加

54、工生产自动化生产自动化 n 制造业传统的做法是对在制品或者产品的组装实制造业传统的做法是对在制品或者产品的组装实 行看板管理即目视管理。目视管理的特点是人工目视行看板管理即目视管理。目视管理的特点是人工目视 进行，比较直观，但是错误的几率较大，往往需要专进行，比较直观，但是错误的几率较大，往往需要专 门的人工来进行管理，需要耗费一定的劳动力成本。门的人工来进行管理，需要耗费一定的劳动力成本。 n 如果对于自动化生产线采用如果对于自动化生产线采用RFID技术实现自动控技术实现自动控 制、监视，则可以记录和跟踪生产线上产品的实时情制、监视，则可以记录和跟踪生产线上产品的实时情 况。消除人工劳动，减

55、少错误的发生，提高生产率，况。消除人工劳动，减少错误的发生，提高生产率， 改进生产方式、节约了成本。例如在改进生产方式、节约了成本。例如在PC组装线上，就组装线上，就 可以采用可以采用RFID来进行管理，标签可以来进行管理，标签可以“记录记录”PC机的机的 现有组装情况和库存情况。其后，可以直接根据标签现有组装情况和库存情况。其后，可以直接根据标签 信息进行发货处理并开具发票。标签所记录的信息还信息进行发货处理并开具发票。标签所记录的信息还 可以用来为以后的安装和维护提供标识依据。此外，可以用来为以后的安装和维护提供标识依据。此外， 在工厂应用环境下，当单位价值较高的产品如汽车、在工厂应用环境

56、下，当单位价值较高的产品如汽车、 农用车等通过生产线时，可以采用农用车等通过生产线时，可以采用RFID来进行产品的来进行产品的 自动识别。自动识别。 采用采用RFID系统进行制造业的管理的好处：系统进行制造业的管理的好处： n 计划下达、工艺指令的自动化。计划下达、工艺指令的自动化。 n 对于复杂产品和客户化产品，可以及时进行数据信息维护，取消人工对于复杂产品和客户化产品，可以及时进行数据信息维护，取消人工 纸笔工作。纸笔工作。 n 产品或者加工过程完毕，系统自动通知中心数据库，及时进行数据更产品或者加工过程完毕，系统自动通知中心数据库，及时进行数据更 新，按照订新，按照订 n单实现批次管理。

57、单实现批次管理。 n 现场工作人员可以利用现场工作人员可以利用RFID标签系统定义产品参数、制造信息、版本标签系统定义产品参数、制造信息、版本 号等，及时号等，及时 完成工艺反馈校正，缩短工艺纠正周期。完成工艺反馈校正，缩短工艺纠正周期。 n 库存、配件和半成品的自动跟踪与管理。库存、配件和半成品的自动跟踪与管理。 n 完成质量信息采集与质量分析，为质量追溯和产品维护提供基础。完成质量信息采集与质量分析，为质量追溯和产品维护提供基础。 n 物流管理功能：产品物流管理功能：产品RFID标签和条码的使用可能会从并存到部分替代。标签和条码的使用可能会从并存到部分替代。 nRFID在制造业上的应用包括

58、在制造业上的应用包括RFID在制造业上的应用包括信息管理、制造在制造业上的应用包括信息管理、制造 实施、质量控制、标准控制、追踪追溯、资产管理、可视化库存管理、提实施、质量控制、标准控制、追踪追溯、资产管理、可视化库存管理、提 高劳动生产率。高劳动生产率。 3邮包物流跟踪邮包物流跟踪 n可以采用隧道式天线和一次性无源标签来进行邮可以采用隧道式天线和一次性无源标签来进行邮 件处理。一次性标签被粘贴在传递中的邮袋上。件处理。一次性标签被粘贴在传递中的邮袋上。 在邮袋被送达各个国家和地区的机场后在邮袋被送达各个国家和地区的机场后, 这些厚重这些厚重 的邮袋将利用输送带来转运到目的邮局并被送上的邮袋将

59、利用输送带来转运到目的邮局并被送上 飞机。飞机。 而隧道式天线设置在转运的输送带上以确而隧道式天线设置在转运的输送带上以确 保邮袋是被送往正确的目的地。保邮袋是被送往正确的目的地。 当附有当附有RFID标签标签 的邮袋经过隧道式天线后不管邮袋在输送带上的的邮袋经过隧道式天线后不管邮袋在输送带上的 位置与方向有何不同位置与方向有何不同, 天线还是能正确无误的把数天线还是能正确无误的把数 据接收。据接收。 n n 当当RFID标签上的数据被接收后标签上的数据被接收后, 这些信息都被传递到这些信息都被传递到 主要的控制系统，此时系统确认的机制将被启动。如果邮主要的控制系统，此时系统确认的机制将被启动

60、。如果邮 袋被送错输送带袋被送错输送带, 警示灯马上启动并立刻指示将错误的邮袋警示灯马上启动并立刻指示将错误的邮袋 导入到正确的输送带上。导入到正确的输送带上。RFID 产品可以保证数据能产品可以保证数据能100% 被精确接收到被精确接收到, 即使是需要高速传递的重要信件输送带也没即使是需要高速传递的重要信件输送带也没 问题问题,并且不需要耗费人力来监督输送带和系统的运行。并且不需要耗费人力来监督输送带和系统的运行。 当当 无线射频标签经过接收范围时数据可以方便与快速的被读无线射频标签经过接收范围时数据可以方便与快速的被读 写。写。 n 大量的无线标签被粘贴或放置在这类信件上并被寄到世大量的无