基于RFID技术应用软件系统的研发可行性分析报告

基于RFID技术应用软件系统研发可行性分析汇报

目录摘要 11立项依据 21.1、项目标目标及意义 21.2、国内外技术发展现实状况与趋势 21.3、项目标产业化前景分析 42、研究开发内容、方法、技术路线及风险分析 62.1主要研究内容和拟处理关键技术问题 62.2拟采取方法、技术路线以及工艺流程 92.4项目标特色和创新突破点 102.5预期实现技术、经济指标及社会和经济效益，对产业带动和提升作用 112.5.1项目完成后预期实现技术 112.5.2经济指标及社会和经济效益，对产业带动和提升作用。 112.6、风险分析及对策 122.6.1、RFID技术应用存在风险 122.6.2、方法与对策 14摘要RFID（RadioFrequencyIdentification,射频识别）技术是当今世界一个先进自动识别技术，它经过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别过程无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。作为快速、实时、准确采集与处理信息高新技术和信息标准化基础，RFID技术已被世界公认为本世纪十大主要技术之一。

本项目致力于开发一套基于RFID技术综合应用软件系统，利用RFID非接触自动识别特点，实现物资与人员信息化、智能化管理。该软件系统可灵活应用于物流、医疗、零售等各大领域。该项目标研究结果有利于提升优化用户企业管理体制，提升社会信息化水平，同时对推进RFID射频技术产业化应用具备主动意义。

1立项依据1.1、项目标目标及意义射频识别技术（RFID）是当今世界一个先进自动识别技术。RFID是一个非接触式自动识别技术，它经过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。作为快速、实时、准确采集与处理信息高新技术和信息标准化基础，射频识别技术已经被世界公认为本世纪十大主要技术之一。伴随第三次全球信息产业浪潮不停推进，RFID作为本世纪最具关键竞争力物联网关键技术，被认为电子信息产业新经济增加点，已被广泛应用于零售、物流、仓储、生产制造、医疗系统、图书馆管理等领域，具备巨大市场发展前景。本项目致力于开发一个基于RFID技术通用型综合应用软件系统，利用RFID非接触自动识别特点，实现物资与人员信息化、智能化管理。该软件系统可灵活应用于各种工作场所。项目标研究方法对基于RFID软件接口开发技术及数据库开发管理技术具备借鉴意义；研究结果有利于优化用户企业管理体制，提升社会信息化水平，同时对RFID射频技术在国内推广具备主要价值。1.2、国内外技术发展现实状况与趋势RFID作为二十一世纪最具影响力科技领域之一，在生产制造、公共安全、销售流通等领域有着宽广应用前景。RFID技术应用系统开发和实施布署包括多学科，多领域知识与方法，包括信息、材料、制造、装备及工艺等很多前沿和高技术领域，涵盖技术包含无线通信、计算机网络、控制理论、信息系统和管理科学等。现今，RFID技术已经成为众多领域广泛关注一个焦点。国外RFID技术研究起步比较早，美国麻省理工大学Auto_IDCenter是RFID技术发起者和先导者。许多大学和研究机构都投入了大量研发力量从事其研究工作。ISO、EPCglobal、UbiquitousID中心、ETSI等都在进行RFID技术规范和标准制订。产业化方面，Philips、TI、Intel等企业在进行RFID芯片研发，其中，Intel于3月推出了超高频读写器芯片R1000；IBM、微软、SAP等也在开发对应系统软件。德国慕尼黑工业大学、日本东京大学、新加坡南洋理工大学等学校也都在进行RFID技术研究。我国在“十一五”期间也将RFID技术列为国家科研专题内容，并从标准制订、资源配置、技术开发、系统集成以及设备制造方面给予了强有力支持。近年来，伴随东信和平、远望谷等企业以及清华同方等研发机构发展，同时伴随中国移动、中国电信、航空和铁路等单位部门应用引进，我国RFID技术研发和产品设计都有了突飞猛进发展，已经成功应用于包含车辆交通、电子票证、工业制造追踪、物流管理、人员管理、资产管理、图书管理、公共安全、食品追溯、防伪标识、军事应用等社会各个领域应用。RFID技术正以稳健步伐向前推进。据教授介绍，~，RFID技术将从培育阶段逐步转入成长阶段。下列图（起源于水木清华研究中心）是最近几年我国RFID市场规模发展情况。其中，出现跳跃式发展，RFID市场规模达成30.5亿元人民币，硬件、软件和服务市场规模分别达成18.9亿，7.4亿和4.2亿元人民币。RFID市场规模将达成40.8亿元人民币。图（1）-中国RFID硬件、软件和服务市场发展规模RFID技术已经在北京奥运会电子门票、食品追踪、车辆管理中得到了成功应用。而上海世博会期间RFID全方位应用：浦东机场防入侵系统铺设了3万多个传感节点，覆盖地面、栅栏和低空探测，预防人员翻越、偷渡、恐怖攻击等攻击性入侵；世博局公布可承载世博手机票RFID-SIM卡，具备购置世博会门票、刷手机入园、刷手机在园内购物，甚至购置地铁票功效；组织者依照“世博芯”了解各场馆观众分布，及时有效调动车辆，提升交通效率等，更是带动国内RFID行业应用与发展一次新高潮。1.3、项目标产业化前景分析因为RFID技术应用日趋广泛，所以项目标研究结果具备宽广应用前景，在物流企业、医疗系统、图书馆和超市管理、生产过程管理等需要对人员和物资管理场所都具备应用重大价值。详细应用譬如：（1）在物流企业中应用：RFID特点是利用无线电波来传送识别信息，不受空间限制，可快速地进行物品追踪和数据交换。RFID电子标签与阅读器作用距离可达数十米甚至上百米。经过对多个状态下(高速移动或静止)远距离目标(物体、设备、车辆和人员)进行非接触式信息采集，可对其进行自动识别和自动化管理。因为RFID技术免去了跟踪过程中人工干预，在节约大量人力同时可极大提升工作效率,所以对物流和供给链管理具备巨大吸引力，被广泛用于供给链上仓库管理、运输管理、配送管理等步骤。仓库管理RFID系统能够在智能仓库货物接收、入库、订单拣货、出库等步骤应用。固定RFID读卡设备可安装在仓库出入口处，当带有RFID标签货物进出仓库时，利用读卡器获取货物及同时抵达物流信息，并将以上信息输入到信息中心。当货物被安置在不一样仓库区域后，能够经过软件对货物在仓库中存放状态进行监控，如指定堆放区域、上架时间等信息统计。出库时，货物信息变动一样传送到对应数据库。运输管理RFDI技术结合全球定位系统，能够对物流运输过程进行全方面可视化跟踪。固定RFID读卡设备被安装在车站、码头、机场、高速公路出口等处，当处于运输过程中带有RFID标签货物经过时，读写器能够读取到RFID标签信息,将以上信息连同货物位置信息传送给信息中心，经过软件能够准确及时地跟踪货物配送管理各级分销收到货物之后，首先将物品上RFID标签与读卡器相连接,经过读取RFID标签中已经存放货物信息，包含生产厂商、生产日期、货物信息、之前各级分销流通步骤信息等内容；连接到整个货物信息中心中，对该货物信息进行比对，确认无误之后，将本级分销理流通步骤信息经过一定编码形式存放到RFID标签中；同时，此信息也将在该货物数据档案中增加一条流通信息。（2）在医疗部门中应用：RFID在医院中应用主要与医院信息应用系统结合为RFID医院信息应用系统。RFID医院信息应用系统将RFID技术、无线网络技术与医院现有流程结合，可减轻医护人员工作强度、提升医护人员工作效率、有效防范因操作失误引发医疗事故、提升医疗设备利用率、节约医疗成本以及增加安全性等。入院时给病人戴上RFID腕带标签。RFID标签中统计着病人编号、姓名、出生日期及性别。将带有RFID芯片手环戴在对应病人手腕上，将病人编号统计于医院信息系统住院数据中，方便在诊疗过程中查询相关诊疗信息。应用RFID优点：帮助医生或护士对交流困难病人进行身份确实认；监视、追踪未经许可进入高危区域闲逛人员；当医疗紧急情况、传染病流行、恐怖威胁和其它情况对医院正常有效工作组成威胁时，RFID系统能够推进限制方法执行，预防未经许可医护、工作人员和病人进出医院。经过RFID阅读器实时定位医院资产位置，了解资产当前使用状态，寻找可用资产位置，对资产进行定时检修和保养（如病床、轮椅、电脑、手持X光机、氧气瓶、呼吸机、灌输泵、心脏起搏器等）。经过对移动资源实时追踪，实现资源信息全方面可视，为资源调配、资源盘点工作服务。利用RFID技术有效预防医疗行业出现药品过期、假药泛滥等现象。用独一无二判别号码标签形成无法复制和篡改防伪层。产品在进行自动包装时,安装在生产线两边RFID阅读器将自动读取每个电子标签信息,然后将这些信息传递到药品管理系统中心,实现从出厂到销售、批发商、医院和药房全方位监控。有效预防假冒伪劣药品。（3）在图书馆、大型超市中应用在图书馆出入口及图书借还处安装固定RFID读卡设备，当带有RFID标签图书进出图书馆或者读者借还书时，利用读卡器获取对应图书信息及读者信息，并将以上信息输入到图书馆信息中心，方便管理。同时，当图书位置摆放错误时，利用RFID能够帮助管理人员快速找到图书。一样，在超市RFID系统也能够有类似应用。（4）在生产过程中应用RFID在生产制造业中一样有着很大应用潜力。伴随多数企业和产品生产模式从MTS（按库存生产）向ATO（按订单装配）或ETO（按订单设计）模式转变，从大量生产方式向精益方式转变，对包含原材料、在制品、零件和最终产品等全部物料跟踪和控制就显得越来越主要。物料和质量跟踪也是ERP系统繁重担务。如今，条码已普遍用于制造业，然而对许多条码系统而言，往往需要在生产过程中手动修改和更新，费时费劲。RFID技术能准确、快速、可靠地提供实时数据，这对大批量、高速制造企业尤其主要。RFID技术“非接触式”信息采集方式和电子标签充当“移动信息载体”特点，迎合了制造业作业流程和管理模式需求。RFID能显著地改进和提升制造过程各项关键性能，经济效益突出。RFID在制造业中影响是广泛，包含：信息管理、制造执行、质量控制、标准符合性、跟踪和追溯、资产管理、仓储量可视化以及生产进度等。总而言之，伴随物流全球化、信息技术全球化发展，基于RFID技术信息管理系统在生产、生活及企业管理各个领域都有广泛应用前景和宽广市场空间，必将成为二十一世纪电子信息产业新制高点。2、研究开发内容、方法、技术路线及风险分析2.1主要研究内容和拟处理关键技术问题本项目意在开发一套基于RFID技术应用软件系统，应用于各类企事业单位物资及人员信息管理。本系统架构示意图（2）所表示。它主要包含RFID硬件系统、RFID中间件以及上位机信息管理软件系统。图（2）RFID应用系统框图本项目详细研究内容和主要处理关键技术问题以下：选择和构建匹配RFID硬件系统。RFID硬件系统包含RFID阅读器、标签、服务器、网络传输设备等。各种设备选型与平台搭建必须满足用户业务需求。RFID设备选型主要是阅读器与标签选型，需要考虑方面包含设备工作频率、功效以及用户业务需求。应用不一样频率RFID系统工作原理也不尽相同，性能也不一样：通常低频识别距离短、信息传输速率慢，越高频识别距离越远，信息传输速率越快。比如，超高频（UHF）标签工作频率在860MHZ~960MHZ之间，轻能满足长距离识别，而物流供给链应用中处于主导地位，如在有大量货物出入库步骤UHF是理想选择。同时，13.56MHZ高频标签在短距离识读、液体及金属表面识读方面有愈加好表现。不一样RFID设备功效也不尽相同，设备选择和硬件系统构建，必须在经过充分调研与分析之后，依照用户企业实际情况与业务需求进行选择与安装。同时需要考虑和处理各种不一样RFID设备之间兼容性。针对RFID硬件设备，开发对应RFID中间件。RFID子系统与其余子系统之间通信关系到RFID硬件采集数据怎样传输到PC机或控制终端进行处理问题。阅读器通常提供了有线或无线通讯接口，经过通信网络如以太网、Wi-Fi、GPRS等能够与其余子系统通信。这里有个主要技术问题就是RFID硬件采集原始数据，必须经过RFID中间件处理才能被PC机或终端接收。RFID中间件是硬件设备与应用系统之间数据传输、过滤、数据格式转换一个中间程序，将RFID读写器读取各种数据信息，经过中间件提取、解密、过滤、格式转换、导入企业管理信息系统，并经过应用系统反应到程序界面上，供操作者浏览、选择、修改、查询。中间件也降低应用开发难度，使开发者不需要直接面对底层架构。本项目实际应用中使用中间件需要满足以下要求：支持现在主流RFID读写设备，而且能够方便集成和更换新设备；提供对网络中全部RFID设备配置和管理功效；为上层应用提供各种RFID读写器统一接口，使设备差异对上层来说透明；具备数据接收和过滤功效等等。开发适适用于各类管理业务信息管理软件系统。信息管理软件系统是整个基于RFID技术信息管理系统神经中枢，它是整个系统指挥和控制中心。它为用户提供了人性化人机交互界面，方便用户查询信息、分析数据，管理、规范并优化各项业务。信息管理系统能够分为多个子系统，完成对RFID设备搜集数据录入、信息存放与查询、数据分析与处理以及信息输出与显示等功效。依照业务需要，信息管理系统可分为多个模块，通常包含系统管理、人员管理、物品管理以及业务信息管理等模块，如图（3）所表示。图（3）信息管理软件系统框图信息管理软件系统需要处理一个主要关键技术问题是系统各模块独立性、重用性和系统集成性之间矛盾。系统各模块独立性与重用性是系统能适应不一样应用场所，减小开发成本主要保障。同时从系统内部集成水平来看，系统各个模块之间既要独立运作，又必须实现无缝集成；从外部集成能力来看，本系统需要和其它应用软件（比如财务软件、ERP、HIS等）进行集成。实现软件系统信息互联共享，确保信息可靠安全。经过开发系统服务端和客户端软件，利用Internet网络实现多终端同时访问数据库，快速准确地获取系统信息，从而实现信息互联共享。同时，因为Internet环境复杂多变，系统必须确保数据传输安全性。这些包括到数据库开发与计算机网络安全等关键技术。其中，系统数据库是软件系统关键部分，是实现信息共享关键。数据库设计必须考虑其正确性、合理性和可扩展性。通常，一个大型数据库设计过程往往需要经过数次循环重复。所以，在做数据库设计时就应考虑到今后修改与维护可能性和方便性。2.2拟采取方法、技术路线以及工艺流程本项目拟采取方法、技术路线及工艺流程以下：充分市场调研。对物流企业、医疗机构、大型超市等各类企事业单位进行充分市场调研，做深入市场需要分析，对各类单位业务分析与总结，找出它们共性，以市场为向导，在对业务流程充分熟悉基础上进行优化与改造，设计出契合业务流程信息管理系统，能在业务各个阶段进行信息化管理。充分技术调研。深入了解国内外在RFID领域相关研究动态和先进思想，学习和借鉴已经有先进技术，应用到本项目标实际当中去。检索国内外关于文件，调查RFID技术在信息管理方面现有研究结果及存在问题，在已经有研究基础上，进行创新和突破。依照调研结果，在市场上购置适宜RFID阅读器和标签，搭建硬件系统平台。而且依据系统特征，结合各种编程语言（C++、C#、JAVA等）特点，选取适宜编程语言与软件开发平台，针对RFID硬件设备接口特征与功效，开发中间件，实现RFID阅读器数据采集、传输与初步处理。结适用户业务流程，对信息管理软件系统进行需要分析、结构分析，实现模块化设计。采取数据库开发软件设计合理高效、易于修改维护、满足业务需求数据库，应用于信息输入、存放、查询和管理，利用计算机网络技术，经过Internet实现数据信息共享。构建试验环境，实现软硬件协同工作。测试软件功效，在使用中发觉问题，处理问题，完善系统性能。2.4项目标特色和创新突破点本项目是以近年来新兴RFID技术为硬件基础，开发出一套功效完备软件系统，可应用于物流、医疗、仓储管理等各个包括物资和人员管理领域，帮助企业建立一套先进、规范管理机制，将资源管理落实到企业运行每一个方面，帮助企业最大程度提升工作和管理效率，降低运行成本和风险,从而增强综合竞争力。本项目采取RFID设备相较于传统条形码技术而言，RFID具备显著优势。主要表现在以下几个方面：扫描识别方面。RFID识别更准确，识别距离更灵活能够做到穿透性和无屏障阅读；数据记忆体容量。一维条形码容量是50Bytes，二维条形码最大容量可储存2至3000字符。RFID最大容量则有数兆字节，伴随记忆载体发展，数据容量也有不停扩大趋势。抗污染能力和耐久性。传统条形码载体是纸张，所以轻易受到污染，但RFID对水、油和化学药品等物质具备很强抵抗性。另外，因为条形码是附于塑料袋或外包装纸箱上，所以尤其轻易受到折损；而RFID卷标是将数据存在芯片中，所以能够免受污损。可重复使用。条形码印刷上去之后就无法更改，当数量更新后需要尽快生成新条码信息补助。RFID标签则能够重复地新增、修改、删除RFID卷标内储存数据，方便信息更新。安全性

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RFID承载是电子式信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不易被伪造及变造。本项目将RFID技术与数据库技术、计算机网络技术及软件开发技术等IT技术相结合，开发了一套软硬件无缝协同工作管理系统，实现信息化、智能化管理功效。2.5预期实现技术、经济指标及社会和经济效益，对产业带动和提升作用2.5.1项目完成后预期实现技术搭建可应用RFID硬件系统。优化RFID防碰撞算法，使系统同时识别多个电子标签。提供自主开发RFID中间件。提供具备自主知识产权信息管理软件系统，实现信息化管理功效。2.5.2经济指标及社会和经济效益，对产业带动和提升作用。经济指标和经济效益：因为本系统能够应用于众多需要对物资、人员信息化管理场所，如物流管理、医院系统、大型超市、图书馆等等，具备非常宽广市场空间，能够实现不错经济效益。预算本项目所开发基于RFID技术应用软件系统产品化后，进入市场单价可售30000元。据此，我们能够列出收入、成本、利润预测表格，如表1所表示。表1：收入、成本、利润预测销售数量（套）销售收入（万元）产品成本（万元）销售毛利（万元）第一年300900450450第二年6001800900900第三年1500375018001950第四年400024001600第五年3500700042002800共计79001745097507700社会效益：本项目标所研发系统具备广泛应用前景：在商品流通和物流管理领域，本软件系统可应用于供给链各个步骤，如货物跟踪、采购管理、库存管理、订单控制等；在医疗部门，本系统能够用于病人信息管理、药品管理、医疗器械管理等；在图书馆可实现图书进出与读者信息管理。所以本项目标研发应用，有利于提升社会工作效率，优化企事业单位管理体制，为不一样行业提供智能化服务，为提升社会信息化水平作贡献。对产业带动和提升作用：在我国，现在RFID即使有了突飞猛进发展，不过和发达国家相比，依然有很大发展潜力。基于RFID技术产品还有巨大应用空间和市场前景。本项目标研发成功，有利于实现RFID技术应用层面拓展，从而有望更深入提升国内RFID产业水准。并由此创造市场，活跃国内相关产业发展，从而以点带面对整个工业起带动和提升作用。2.6、风险分析及对策2.6.1、RFID技术应用存在风险（1）技术风险业界公认，当前制约RFID发展最大障碍之一是技术标准，RFID最大技术风险在于其技术标准不统一。首先，电子标签标准全球互通基础并不牢靠。这主要表现在编码不一致。日本有UID、欧美有EPC体系，中国有自己GB18937-（NPC）。编码系统本身展现三足鼎立态势。其次，RFID五大标准组织也存在利益之争。RFID标准争夺关键主要在RFID标签数据内容编码标准这一领域。现在，形成了五大标准组织，分别代表了国际上不一样团体或者国家利益。EPC是由北美UCC产品统一编码组织和欧洲EAN产品标准组织联合成立，在全球拥有上百家组员，得到了零售巨头沃尔玛，制造业巨头强生、宝洁等跨国企业支持，实力相对占上风。而AIM全球自动识别组织、ISO、UID则分别代表了欧美国家和日本。IP-X标准组织则以非洲、大洋洲、亚洲等国家为主。再次，全球现有117个针对数据交换RFID协议标准。协议过多过滥，造成术语不统一，限制了标准在实践中完善。更主要是，现在缺乏全球共同恪守权威统一标准。因为缺乏通用标准，使得