《现代物流信息技术》第3章.ppt
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1、物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉第三章:无线射频识别技术第三章:无线射频识别技术物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉机场行李管理机场行李管理u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。u行李检测精确度由条形码扫描的70%的提高到RFID的98%。物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉
2、快速识别包裹快速识别包裹nRFIDRFID的应用,可以使承运商在每一邮件的处理上可节约的应用,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),几分钟。如果每个邮件节省一分钟(一个保守的估算),每处理每处理 1000 1000 个邮件,承运商可以节省个邮件,承运商可以节省 16.7 16.7 小时,节小时,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,使承运商更具竞争优势送所需的总时间,使承运商更具竞争优势 。n当贴有标签的物件从承运商的卡车上卸下时,它们能够当贴有标签的物件从承运商的卡车上
3、卸下时,它们能够被立刻扫描并再配送被立刻扫描并再配送,从而消除了大宗邮件抵达配送中从而消除了大宗邮件抵达配送中心时所造成的潜在瓶颈。心时所造成的潜在瓶颈。物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉票据票据n20062006年,德国举行了世界杯足球赛,其所有入场门票皆年,德国举行了世界杯足球赛,其所有入场门票皆采用采用RFIDRFID技术的带芯片纸质门票,以遏止黄牛票的买卖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。行为以及伪造门票,使得真正持有票的人才可以入场。nRFID RFID 门票除了付款、进入比赛会场外,还可用于如
4、停门票除了付款、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。它商品等额外的加值服务。物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉EASEAS系统系统n据统计,walmart一年因盗窃损失近20亿美元。nEAS(Electronic Article Surveillance)是一种设置在需要控制物品出入门口的RFID技术。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。物流信息技术物流信息技术 管理系
5、管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉图书馆图书馆新加坡国立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。物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉车号自动识别系统(车号自动识别系统(auto train auto train identification system identification system,ATISATIS)n基于RFID的铁路车号自动识别
6、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。n火车按既定线路运行,读写器安装在铁路沿线,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。n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。物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉本章教学要点本章教学要点掌握掌握RF、RFID的概念;的概念;了解了解RFID技术发展;技术发展;掌握掌握RFID技术的特点;技术的特点;重点掌握重点掌握RFID系统的构成;系统的构成;重点掌握重点掌握RFID的基本原理和工作流程;的基本原理和工作流程;了解了解ISO标准
7、体系和标准体系和RFID主要技术标准体系;主要技术标准体系;了解了解RFID应用。应用。物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉本章内容本章内容3.1 RFID定义定义 3.2 RFID构成及其分类构成及其分类3.3 RFID的基本原理和工作流程的基本原理和工作流程 3.4 RFID的频率标准的频率标准 3.5 RFID在现代物流中的应用在现代物流中的应用3.6 物联网物联网 本章总结本章总结物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉3.1.13.1.1射频技术概述射频技术概述n无线射频无线射频(Radio Frequency,RF)也
8、称无线射频或无线电射频技术,是一种无线电通信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。体进行读写。n射频识别射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术技术 即射频识别,是一项利用射频信号通过空间耦合即射频识别,是一项利用射频信号通过空间耦合(交交变磁场或电磁场变磁场或电磁场)实现实现无接触信息传递无接触信息传递并通过所传递的信并通过所传递的信息达到识别目的的技术。息达到识别目的的技术。3.1 RFID3.1 RFID定义定义 物流信息技术物
9、流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉RFIDRFID技术的发展历程技术的发展历程时间时间RFID技术发展技术发展19411950年年雷达的改进和应用催生了雷达的改进和应用催生了RFID技术,技术,1948年奠定了年奠定了RFID技术的技术的理论基础。理论基础。19511960年年早期早期RFID技术的探索阶段,主要处于实验室实验研究。技术的探索阶段,主要处于实验室实验研究。19611970年年RFID技术的理论得到了发展,开始了一些应用尝试。技术的理论得到了发展,开始了一些应用尝试。19711980年年RFID技术与产品研发处于一个大发展时期,各种技术与产品研发处于一个大发
10、展时期,各种RFID技术测试技术测试得到加速。出现了一些最早的得到加速。出现了一些最早的RFID应用。应用。19811990年年RFID技术及产品进入商业应用阶段,各种封闭系统应用开始出技术及产品进入商业应用阶段,各种封闭系统应用开始出现。现。19912000年年RFID技术标准化问题日趋得到重视,技术标准化问题日趋得到重视,RFID产品得到广泛采用产品得到广泛采用2001今今标准化问题日趋为人们所重视,标准化问题日趋为人们所重视,RFID产品种类更加丰富,有源产品种类更加丰富,有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到发展,电子电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到发展,电子标签
11、成本不断降低。标签成本不断降低。物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉3.1.2 3.1.2 射频识别技术的特点射频识别技术的特点 n全自动快速识别多目标:标签一进入磁场,阅读器就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,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。实现批量识别。n应用面广:可嵌入在各种不同类型、形状的产品上。应用面广:可嵌入在各种不同类型、形状的产品上。n数据记忆量大,数据记忆量大,10Kn环境适应性强:可以应用于粉尘、油污等高污染环境环境适应性强:可以应用于粉尘、油污等
12、高污染环境和放射性环境和放射性环境n可重复使用:数据可动态更改。可重复使用:数据可动态更改。n安全性能高安全性能高:可以为标签数据的读写设置密码保护。:可以为标签数据的读写设置密码保护。物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉RFIDRFID与条码的比较与条码的比较功能条码RFID读取数量条码读取时只能一次一个可同时读取多个RFID标签数量信息容量容量小容量大读写能力条码资料不可更新电子信息可以反复修改读取方便性读条码时需要光线RFID不需光线坚固性污损即无法使用,无耐用性可在恶劣环境下使用隐蔽性需外漏,可见可隐藏在包装内读取高速读取移动中读取有限制可进行高速移动
13、读取物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉人工录入、条码扫描、人工录入、条码扫描、RFIDRFID处理速度比较处理速度比较 数据量登入方式1笔10笔100笔1000笔人工录入10秒100秒1000秒2小时47分条码扫描2秒20秒200秒33分RFID0.1秒1秒10秒1分40秒物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉3.2.1 RFID3.2.1 RFID系统的构成系统的构成阅读器阅读器电子标电子标签签主机系统主机系统标签内置天线标签内置天线RFID系统基本组成图系统基本组成图3.2 RFID3.2 RFID构成及其分类构成及其分类
14、 物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉RFIDRFID组成组成电子标签(电子标签(TagTag)标签主要由小型半导体芯片与标签主要由小型半导体芯片与天线构成。半导体芯片上有天线构成。半导体芯片上有内存,携带电子产品编码内存,携带电子产品编码EPCEPC信息。信息。RFIDRFID标签分类标签分类n主动式标签(主动式标签(Active TagActive Tag)内部自带电池,能传输较内部自带电池,能传输较强信号,具有更远的读写距离(强信号,具有更远的读写距离(20-100m20-100m),价格贵。),价格贵。n被动式标签(被动式标签(Passive TagP
15、assive Tag)内部不带电池,由电磁内部不带电池,由电磁感应产生感应电流,识别距离短(几十厘米感应产生感应电流,识别距离短(几十厘米-几米),价几米),价格便宜。格便宜。物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉被动被动式式(Passive)(Passive)与主动与主动式式 (Active)Tag(Active)Tag物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉TAG TAG 封裝的多封裝的多样样性性耐热标签物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉腕帶型腕帶型 TagTag物流信息技术物流信息技术 管理
16、系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉物流用物流用 TagTag物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉动动物用物用 TagTag物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉RFIDRFID组成组成阅读器(阅读器(ReaderReader)读写器负责与电子标签的双向通信,与标签交互读写器负责与电子标签的双向通信,与标签交互信息,其频率决定了信息,其频率决定了RFIDRFID工作的频段。工作的频段。可设计为手持式或固定式,如下图所示可设计为手持式或固定式,如下图所示可设计为手持式或固定式,如下图所示可设计为手持式或固定式,如下图所示物流信
17、息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉RFIDRFID组成组成主机系统主机系统主机系统是根据不同行业的特定需求而开发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。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。息进行集中的统计与处理。物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉3.2.2 RFID3.2.2 RFID系统的分类系统的分类1.低频系统和高频系统低频系统和高频系统 n低频系统低频系统 一一般般指指其其工工作作频频率率小小于于30MHz,典典型型的的工工作作
18、频频率有:率有:125KHz、225KHz、13.56MHz等。等。n高频系统高频系统 一一般般指指其其工工作作频频率率大大于于400MHz,典典型型的的工工作作频频段有:段有:915MHz、2450MHz、5800MHz等。等。物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉2.有源系统和无源系统有源系统和无源系统 n有源电子标签有源电子标签 内内装装有有电电池池,一一般般具具有有较较远远的的阅阅读读距距离离,不不足足之处是电池的寿命有限(之处是电池的寿命有限(310年)。年)。n无源电子标签无源电子标签 内内无无电电池池,它它接接收收到到阅阅读读器器(读读出出装装置置
19、)发发出出的的微微波波信信号号后后,将将部部分分微微波波能能量量转转化化为为直直流流电电供自己工作,一般可做到免维护。供自己工作,一般可做到免维护。物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉3.集成电路固化式系统、现场有线改写式系统和现场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无线改写式系统 n集成固化式电子标签集成固化式电子标签 信信息息一一般般在在集集成成电电路路生生产产时时即即将将信信息息以以ROM工工艺艺模模式式注入。注入。n现场有线改写式电子标签现场有线改写式电子标签 一一般般将将电电子子标标签签保保存存的的信信息息写写入入其其内内部部的
20、的E2存存贮贮区区中中,改写时需要专用的编程器或写入器。改写时需要专用的编程器或写入器。n 现场无线改写式电子标签现场无线改写式电子标签 一般适用于有源类电子标签一般适用于有源类电子标签物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉3.3.1 RFID3.3.1 RFID的基本原理的基本原理 应用系统应用系统阅读器阅读器电子标签电子标签指令指令应答应答指令指令应答应答主主从从从从主主数据流数据流RFID基本工作原理图基本工作原理图3.3 RFID3.3 RFID的基本原理和工作流程的基本原理和工作流程物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉
21、天线天线读写器数据货物Internet中央信息系统中央信息系统RFID的工作原理图的工作原理图3.3.2 RFID3.3.2 RFID的工作流程的工作流程 物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉RFIDRFID的工作流程的工作流程 物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉(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。(
22、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,构成总控平台物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉目前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 RFID3.4 RFID的频率标准的频率标准uISO标准体系标准体系 (1)ISO 11784和ISO 11785 (2)ISO 10536、ISO 15693和ISO 14443 (3)ISO 10374 (4)ISO
23、180001.1.主要技术标准体系主要技术标准体系物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉3.4 RFID3.4 RFID的频率标准的频率标准2.RFID2.RFID载波频率载波频率 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。物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉RFIDRFID的主要频段标准的主要频段标准物流信息技术物流信息技术 管理系管理系 信管教研室信管教研室 刘玉刘玉
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