基于RFID的物联网技术在快件仓储管理系统中的应用

吕道鹏，李树立，井泽明南京理工大学

基于RFID的物联网技术在快件仓储管理系统中的应用

吕道鹏，李树立，井泽明
南京理工大学

为了提高快递收发的效率和信息传达的实时性，该文介绍了无线射频识别技术，RFiD，及立体仓库相关技术，提出了基于R和二维码的快递公司收发平台架构，设计了基于无线射频技术的快递信息传递体系。与基于一维码的系统相比，采用无线射频识别的系统具有数据采集过程更加自动化，采集速度更快，识别率更高的优点。

RFID；立体仓库；仓储管理

引言

近年来，线上贸易飞速发展带给人们生活极大的便利，淘宝，京东，亚马逊的成功也让人们迅速认识到了这一行业，而作为线下所必须的物流行业也在蓬勃发展着。经过多年发展，各运输公司早已经形成了自己成熟，稳定的运输路线，想提高效率就只能向更加细致的方向发展。现在快件上通用的是一维码，而所有的一维码都必需要手工来做扫描，这个过程需要耗费大量的人力来完成。随着人力成本的不断提升，这个问题越发突出。其次，一维码必需准确的对准条码进行扫描，但是货物在摆放时并没有规律，因此标签可能朝向不同的位置，操作员需要花不少时间去寻找条形码打的位置。因此如何确保快递公司与收件人之间，运输节点与节点之间产品信息的传递效率就成为摆在当今快递公司面前急需解决的问题。

1 RFID的基本概念

无线射频识别技术(Radio Frequency Identification，RFID)是一种非接触式的自动识别技术，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，对目标加以识别并获取相关数据。无线射频识别的硬件系统主要由RFID标签、固定式/移动式读写器、固定式天线以及通信网络系统等组成。

2 基于RFID的快件物流仓储管理系统体系分析

在很多消费者的眼里，会直觉的认为快递公司是一个操作起来非常简单的企业。然而，其实这种评价是很不客观不科学的。其实在快递行业中，想要成为大企业是非常艰难的。快递物流的作业流程主要有以下四个部分。

2.1 快件物流拣货信息处理系统

2.1.1 处理拣货信息

拣货信息是拣货作业的指令。拣货信息的作用在于指导拣货作业的进行，使拣货人员正确而迅速地完成拣货工作。拣货作业的依据是顾客的订单或其他送货指令，因此，拣货信息最终来源于顾客的订单。拣货信息既可以通过手工单据来传递，也可以通过其他电子设备和自动拣货控制系统传输。相对于传统拣货信息记录方式，RFID有着更为突出的优势。

2.1.2 形成拣货资料

通过对拣货信息的处理，按照一定的原则将数量繁杂的快件信息整理成有一定规范的信息条目。针对顾客的订单或其他送货指令按照地域位置，时间先后进行分类存储。并逐一添加条码标签。

2.2 快件物流信息输入系统

图2 .2.1

以上是快件物流信息输入系统简化流程，主要是通过对客户提供的信息进行系统整理后由系统操作员将相应信息导入物流快递公司管理系统，实现现实资料与计算机资料同步，方便快件分拣及推出分类。

2.3 计算机辅助自动分拣系统

分拣方式大致可以分为三类手工分拣方式半自动机械分拣方式（常用）分拣机自动分拣方式。

分拣作业是物流配送企业的一项非常繁重的工作。尤其面对零售业多品种、少批量的订货，物流配送企业的劳动量大大增加，若无新技术的支撑将会导致作业效率下降。实验室采用的是辊筒浮出式分拣设备，以气动提升，对不同货物进行分拣。

常见的分拣布局有“L”，“U”，“T”，“H”，“非”，“十”字形模式。实验室采用的是“H”型。

2.4 基于RFID的自动识别装置实现快件推出分类

2.4.1 输送系统到分类系统

快件输送到分类过程中用到的是出入库输送机。出入库输送机是伴随着生产物流和存储仓库产生的。通过传送带、辊筒链和流利链等，把出、入库台和堆垛机等设备连接起来，从而满足货物的出入库的自动化和连续性。

2.4.2 快件推出及分类

通过RFID阅读器可以高效快速的获取快件上RFID所具有的信息，通过物流分拣系统实现分门别类，降低员工工作强度，提高工作效率。

3 基于RFID的快件物流仓储管理系统的实现

3.1 RFID的基本工作原理

为了完成RFID系统的主要功能，RFID系统具有两个基本的构成部分，即电子标签(Tag)盒阅读器(Reader)。此外，为了更好地完成无线射频识别技术的适识读功能，在较大的RFID系统中，还需要用到中间件等附属设备来完成对多读头识别系统的管理。

图3.1.1为典型的读头原理框图以及读头与电子标签、读头与应用系统之间的接口关系图。该图中，标签物理内存的逻辑映射通过标签结构以及标签读写命令与映射规则表示出来；逻辑内存中的所有信息通过逻辑内存映射表示

图3 .1.1 RFID读头工作原理与接口关系图

3.2 基于RFID的快件物流仓储管理系统的实现

在生成分拣资料到行走或搬运过程和拣取到分类集中过程中RFID电子标签得到了应用。

3.2.1 RFID电子标签得附着粘贴

通过控制终端软件实现RFID电子标签内容写入，将快件相关信息写入电子标签，同时计算机终端备份信息。

3.2.2 RFID电子标签信息读取

通过RFID电子标签阅读器同步读取其内容，进行分类及推送。

4 总结及讨论

将RFID应用到快件收发及仓储管理是本小组成员的突发奇想，后经过实地考察南京多家快递收发店及咨询业内人士了解到计算机辅助快件收发已经存在，但现阶段用的是条形码等较为常见的样式，其中存在不少问题。

以下是RFID与条形码的比较

1）快速扫描：条形码一次只能有一个条形码受到扫描，RFID读写器可同时读取数个RFID标签，而且可以写入和存取数据，写入时间相比打印条形码更少。

2）体积小型化、形状多样化：RFID在读取上并不受尺寸大小与形状限制，不需要为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。此外，RFID标签更可往小型化与多样化发展，以应用于不同产品。

3)可重复使用：现今的条形码印刷上去之后就无法更改，RFID标签则可以重复地新增、修改、删除RFID标签内储存的数据，方便信息的更新。

4）穿透性和无屏障阅读：在被覆盖的情况下，RFID能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质，并能够进行穿透性通信。而条形码扫描机必须在近距离而且没有物体阻挡的情况下，才可以辨读信息。

介于RFID的诸多优势，我们选择了将RFID电子标签运用到快件行业中。不过现在我们仍然需要面临其中存在的问题：RFID造价高，阅读器昂贵，前去投入较大。常用的电子标价钱在10-30元不等，阅读器价位在30000左右，推广不易。为此关于RFID电子标签的材料选用及阅读器的改进应有针对性的向低价位靠拢。

[1]崔少伟.论RFID技术在快递行业中的应用[D].北京，对外经济贸易大学国际经济贸易学院,2010.

[2]物流自动化综合实验室设备说明书,南京理工大学,2013.