理论教育 RFID技术的分类和应用场景

RFID技术的分类和应用场景

时间:2023-05-31 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)按照频率分类按照所采用频率的不同,RFID可以分为低频系统和高频系统两大类。(三)按照数据实现技术分类RFID按照读取电子标签数据的技术实现手段来分,可分为广播发射式、倍频式和反射调制式3种类型。商场中应用RFID,可以实时对贵重物品进行监控,以防被盗。另外,RFID还可用于跟踪动物,以研究它们的习性,或用在信鸽比赛、赛马中,以准确测定到达的时间。

RFID技术的分类和应用场景

(一)按照频率分类

按照所采用频率的不同,RFID可以分为低频系统和高频系统两大类。

低频系统一般指工作频率小于30 MHz的系统,典型的工作频率有125 k Hz、13.56 MHz等,这些频段的射频识别系统通常都有相应的国际标准予以支持。低频系统具有电子标签的制作成本较低、外形多样,标签内保存的数据量较少,阅读识别距离较短(一般为10 cm左右),天线方向性不强等特点。

高频系统一般指工作频率大于400 MHz的系统,典型的工作频段有915 MHz、2450 MHz、5800 MHz等。高频系统在这些频段上也有众多的国际标准予以支持。高频系统的特点是:电子标签及阅读识别设备成本较高,标签内保存的数据量较大,阅读距离较远(可达几米至十几米),天线方向性较强,适应物体高速运动性能较好,等等。

(二)按照信息注入方式分类

按照标签内保存信息的注入方式,RFID又分为集成固化式、现场有线改写式和现场无线改写式3种类型。

集成固化式电子标签内的信息一般在集成电路生产时即将信息以ROM工艺模式注入,其保存的信息是一成不变的。现场有线改写式电子标签是将标签保存的信息写入其内部的E2存储区中,改写时需要专用的编程器或写入器,改写过程中必须为其供电。现场无线改写式电子标签一般适用于有源电子标签(即电子标签内装有电池),具有特定的改写指令,电子标签内保存的信息也位于其中的E2存储区。一般情况下,改写电子标签数据所花费的时间(以秒为单位)远大于读取电子标签所花费的时间(以微秒为单位)。

(三)按照数据实现技术分类

RFID按照读取电子标签数据的技术实现手段来分,可分为广播发射式、倍频式和反射调制式3种类型。

广播发射式射频识别系统实现起来最简单。电子标签必须在有源方式下工作,并实时地将其储存的信息对外广播,而阅读器相当于一个只收不发的接收机。

该系统的缺点是由于电子标签需要不停地向外发射信息,耗费电能较多,且易造成外部环境的电磁污染,信息的安全保密性不高。

倍频式射频识别系统实现起来有一定的难度。一般情况下,先由阅读器发出射频查询信号,电子标签返回信号(回波信号)的载频为源频率的数倍。这样的工作模式有利于阅读器接收处理回波信号,但对于无源电子标签(即标签内无电池)来说,电子标签将接收到的源频率能量转换为倍频回波载频时,其能量转换效率较低,而提高转换效率需要更高的电子标签成本,同时,这种系统工作时需要占用两个频段,一般较难获得国家无线电频率管理机构核准的产品应用许可。

反射调制式射频识别系统的实现难题在于解决同频收发问题。系统工作时,阅读器发出射频查询信号,无源电子标签收到查询信号后,将其中一部分能量整流为直流电源供电子标签内的电路工作,另一部分能量经过数据信息调制(ASK)后反射回阅读器,阅读器在接收到回波信号后将从回波信号中提取出电子标签中保存的标识性数据信息。在工作过程中,设备间发出信号与接收回波信号同时进行,回波信号的强度较发射信号要弱得多,容易造成数据识别错误或数据丢失。

(四)RFID的应用

1.智能运输系统

智能运输系统(intelligent transport system,ITS)是RFID最成功的应用之一,实现了车辆在高速通过收费站的同时自动完成缴费工作。它充分体现了非接触式识别的优势,解决了交通瓶颈问题,避免了拥堵现象的发生,同时也防止了现金结算过程中的乱收费问题。

2.生产线的自动化控制

RFID在生产线上的应用,可实现生产流程中的自动控制以及对产品质量的监控,从而有助于企业改进生产方式,提高生产率。例如在汽车装配生产线上,国外许多著名品牌的轿车可以按照客户要求进行定制生产,即从流水线上开下来的每一辆车都是不一样的。通过上万种内部外部的装配工艺选项来满足各个客户的不同需求,没有一个高度组织、复杂的控制系统是很难实现达到这样的目的的。德国宝马公司在汽车装配线上安装了RFID系统,以保证汽车在流水线各个位置上的装配都不出错。

3.货物跟踪及监控

对运钞车辆、运送易燃易爆危险品等特殊货物的车辆,需要实时准确地知道它们的位置,通过沿途安装的RFID设备可以实现对运输全过程的跟踪,以及对货物现场状态的确定。商场中应用RFID,可以实时对贵重物品进行监控,以防被盗。

另外,RFID还可用于跟踪动物,以研究它们的习性,或用在信鸽比赛、赛马中,以准确测定到达的时间。

【案例】

超市中的条码应用

条码技术的出现使数据尤其是连锁业的数据采集难题迎刃而解,成为迄今为止最经济实用的一种自动识别和数据采集技术,具有操作简单、信息采集速度快、采集信息量大、可靠性高等优点。条码技术在零售业特别是贴近消费者生活的大型卖场、连锁超市和便利店的应用,使得产品的生产、配送和销售供应链各环节之间得到了有效的配合,逐步完善了贯通整个物流全过程的数字化、信息化建设,对大量繁杂的商品交换实现了有序化的管理,大大提高了各环节间数据交换的准确性和可控性。

超市中的商品流通包括收货、入库、点仓、出库、查价、销售、盘点等,具体操作如下。

(1)收货。收货部员工手持无线手提终端(通过无线网络与主机连接的无线手提终端上已经有此次要收的货品名称、数量、货号等资料),通过扫描货物自带的条码,确认货号,再输入此货物的数量,无线手提终端上便可马上显示此货物是否符合订单的要求。如果符合,便把货物送到入库工序。

(2)入库和出库。入库和出库其实是仓库部门重复以上的步骤,增加这一步骤只是为了方便管理,落实各部门的责任,也可防止有些货物收货后需直接进入商场却被送入仓库所产生的混乱。

(3)点仓。点仓是仓库部门最重要,也是最必要的一道工序。仓库部员工手持无线手提终端(通过无线网络与主机连接的无线手提终端上已经有各货品的货号、摆放位置、具体数量等资料)扫描货品的条码,确认货号,确认数量,所有的数据都会通过无线网络实时地传送到主机。

(4)查价。查价是超市的一项烦琐的任务。因为货品经常会有特价或调整价格的时候,混乱也容易发生,所以售货员手持无线手提终端,腰挂小型条码打印机,按照无线手提终端上的主机数据检查货品价格的变动情况,对价格应变而还没变的货品,马上通过无线手提终端连接小型条码打印机打印更改后的全新条码标签,贴于货架或货品上。

(5)销售。销售是超市的命脉,主要是通过POS系统对产品条码的识别,而体现等价交换

(6)盘点。盘点是超市搜集数据的重要手段,也是超市必不可少的工作。以前的盘点必须暂停营业来进行手工清点,期间对生意的影响及对公司形象的影响之大无可估量。直至现代,还有超市是利用非营业时间,要求员工加班加点进行盘点,这只是小型超市的管理模式,也不适合长期使用,而且盘点周期长、效率低。作为世界性大型超市的代表,其盘点方式已得到必要的完善,其主要分抽盘和整盘两部分。抽盘是指每天的抽样盘点。每天分几次,计算机主机将随意指令售货员到某一货架、清点某一种货品。售货员只需手拿无线手提终端,按照通过无线网络传输过来的主机指令,到指定货架扫描指定商品的条码,确认商品后对其进行清点,然后把资料通过无线手提终端传输至主机,主机再进行数据分析。整盘顾名思义就是整店盘点,是一种定期的盘点。超市分成若干区域,分别由不同的售货员负责,也是通过无线手提终端得到主机上的指令,按指定的路线、指定的顺序清点货品,然后不断把清点资料传回主机,盘点期间根本不影响超市的正常运作。因为平时做的抽盘和定期的整盘加上所有的工作都是实时地和主机进行数据交换,所以,主机上资料的准确性十分高,整个超市的运作也一目了然。

(7)客户的管理。使用条码对客户进行管理主要应用在会员制超市中。主要的流程如下:新的客户要到会员制超市购物,必须先到客户服务中心填好入会表格,服务中心马上通过NBS条码影像制卡系统为客户照相,并在8秒钟之内把条码影像会员卡发到客户手上。卡上将有客户的彩色照片、会员编号、编号条码、入会时间、类别、单位等资料。客户凭卡进入超市选购货物,在结账时必须出示此会员卡,收款员通过扫描卡上的条码确认会员身份,并可把会员的购货信息储存到会员资料库,方便以后使用。会员制超市使用条码卡进行管理的主要优点是低成本、高效率、资料准确。

(8)供应商管理。在现代社会,信息至关重要。而超市因为使用条码进行货物和客户的管理,所以拥有大量准确的市场供求信息。在国外,超市会把这些信息售卖给供应商和市场调查公司,以从中获利。使用条码对供应商进行管理,主要是要求供应商供应的货物必须有条码,以便进行货物的追踪服务。供应商必须把条码的内容含义清晰地反映给超市,超市将逐渐通过货品的条码进行订货。

(9)员工的管理。使用条码对员工进行管理,主要是应用在行政管理上。作为超市,能将超市已有的设备运用到行政管理上,实是明智之举。超市使用已有的NBS条码影像制卡系统为每个员工制出一张员工卡,卡上有员工的彩色照片、工号、姓名、部门、ID条码及各项特有标记。员工每天工作时必须佩戴员工卡,并使用员工卡上的条码配合考勤系统做考勤记录,而员工的支薪、领料和资料校对等需要身份证明的部门,都配上条码扫描器,通过扫描员工卡上的ID条码来确定员工的身份。

条码作为一种信息载体,已普遍应用在生活中,作为现代的大型超市,充分利用条码技术进行管理,势在必行;再配合先进的计算机技术及自动识别技术,定会提高超市的管理层次,使超市的行政架构得以精简,降低工作强度,减少人力消耗。使货品的进、销、存和流向等方面的资料更加明晰,对调节超市的季节性销售情况至关重要。而产品资料的实时性搜集,使超市的各项数据报告更精确,从而提高超市的运作效率。

(资料来源:中国物品编码中心网站,2003年7月7日)

【案例思考题】

(1)分析物流信息技术对超市的经营管理有什么样的作用。

(2)谈谈你对物流信息技术在企业中的应用体会。

【技能实训】

技能实训1 条码技术的应用

1.项目任务

(1)根据要求安装相应的条码编制软件

(2)根据商品的性质按照条码规范对条码进行设置。

(3)按照要求打印出条码。

(4)在条码数据库中查找条码和商品对照表,并进行修改。

(5)使用条码扫描系统对条码进行扫描和识别。

2.项目实施准备

(1)将全班学生分成若干小组,每个小组3~4人。

(2)项目小组在实施项目之前,查阅或学习相关的理论知识点。

(3)教师准备好计算机、打印机等硬件和相关软件。

(4)本项目使用郑州恒佑软件公司出品的“商品条码(EAN·UCC)编制系统”来训练。

(5)根据学校情况选择扫描枪。

3.注意事项

(1)不同的条码编制软件具有不同的功能,要注意通过掌握该软件用法来加强对此类软件用法的了解和基本使用的掌握。

(2)条码信息获得只是物流信息系统的一个组成部分,获得商品信息还要进入更复杂的信息系统进行处理。

(3)项目实施过程中可以根据学校实际情况选择条码编制软件和扫描设备。本书只是通过个例来对条码的编制和使用进行说明和讲解。

(4)教师可以根据实际情况进行调整。

4.实训成果检测

小组需要提交关于条码技术应用的资料,并回答以下问题;教师可根据提交的资料的内容完整性、汇报时的表达能力、团队合作精神和回答问题的情况进行打分。

(1)条码技术的优越性主要体现在哪些方面?

(2)条码编码有哪3种规则?

(3)一维条码和二维条码的区别有哪些?

(4)条码技术在下列物流中的应用有哪些?

①货物运输;

②仓储保管;

③货物配送;(www.daowen.com)

④产品跟踪。

技能实训2 无线射频识别器的使用

1.项目任务

(1)根据RFID设备的特点进行设置。

(2)使用RFID扫描设备扫描商品以获取信息。

(3)根据使用情况总结RFID和条码的区别。

(4)查找相关资料撰写RFID目前的发展状况以及未来的发展趋势报告。

2.项目实施准备

(1)将全班学生分成若干组,每组3~4人。

(2)项目小组在实施项目之前,查阅或学习相关的理论知识点。

(3)教师准备好RFID设备和相关带有RFID的商品等硬件和相关软件。

(4)根据学校情况选择扫描枪。

3.项目实施步骤

(1)向学生讲解DT900的构造、原理、操作方式。

(2)生成出入库单据。

(3)写扫描枪文件。

(4)使用通信软件将文件传入DT900。

(5)库工用DT900执行出入库操作。

(6)将执行后的文件回传至计算机。

4.注意事项

(1)不同的射频技术可能在编码标准上有差异,不同的扫描设备在使用功能上可能有差异,但原理基本上相同。

(2)RFID技术是物流信息系统的一个组成部分,获取商品信息还要进入更复杂的信息系统进行处理。

(3)项目实施过程中可以根据学校实际情况选择射频扫描设备。

(4)教师可以根据实际情况进行调整。

5.实训成果检测

小组或个人需要提交关于无线射频识别器使用的资料,并回答以下问题;教师可根据提交的资料的内容完整性、汇报时的表达能力、团队合作精神和回答问题的情况进行打分。

(1)射频技术和条码技术的主要区别是什么?

(2)射频标签具有哪些功能?

(3)有源射频标签和无源射频标签的区别是什么?

(4)只读标签和可读可写标签的区别是什么?

【思考与练习】

一、判断题

(1)EAS是一种设置在需要控制物品出入的门口的RFID技术。(  )

(2)条码所表示的某种产品不再生产时,其对应的产品代码可以重复使用,再分配给其他的产品。(  )

(3)缩短版商品条码所表示的代码由13位数字组成。(  )

(4)变量储运单元码由14位数字的主代码和6位数的附加代码组成。(  )

二、单项选择题

(1)以下具有自校验功能的条码是(  )。

A.EAN条码  B.93条码  C.UPC条码  D.39条码

(2)条码扫描译码过程(  )。

A.光信号—数字信号—模拟电信号  B.光信号—模拟电信号—数字信号

C.模拟电信号—光信号—数字信号  D.数字信号—光信号—模拟电信号

(3)根据射频标签的工作方式不同,射频标签可分为(  )和被动式两种类型。

A.主动式  B.只读式

C.一次性编程只读式  D.可重复编程只读式

(4)以下码制中,属于二维条码的是(  )。

A.UPCA码  B.交叉25码  C.EAN-128码  D.PDF417码

(5)在射频识别系统中,标签与阅读器之间传输数据的发射、接收装置,称为(  )。

A.信号发射机 B.信号接收机  C.读写器  D.天线

三、多项选择题

(1)商品编码的原则有(  )。

A.多样性  B.唯一性  C.无含义  D.永久性  E.灵活性

(2)EAN-13码中13位数字的结构意义是(  )。

A.前缀码由3位数字组成  B.制造厂商代码由4位或5位数字组成

C.商品代码由4位或5位组成  D.检验码是1位数字

E.由13位数字组成

(3)二维条码具有(  )。

A.纠错能力  B.高密度容量  C.表示图像、照片的能力

D.加密机制  E.自动传输能力

(4)RFID系统的组成部分有(  )。

A.扫描器  B.天线  C.射频标签  D.激光枪  E.阅读器

四、简答题

(1)简述条码和射频技术的概念。

(2)简述条码技术的应用。

(3)简述射频技术的应用。

(4)简述条码技术和射频技术的优缺点。

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