基于RFID的物联网技术在智能仓储中的应用研究

刘秀敏

(商丘职业技术学院，河南 商丘 476100)

当前，我国物流业迅猛发展，在诸多领域都应用了物流信息技术，RFID即无线射频识别作为物联网的核心技术，在物流业中显示出其无以比拟的优势[1]36.RFID使传统的物流工作变得更加简单、便捷，物流管理工作变得更加简洁、高效，有利于物流业的飞速发展.

1 RFID技术基本状况剖析

RFID(Radio Frequency Identification)即无线射频识别，俗称电子标签、电子条码.作为一种自动识别技术，无线射频识别技术最大的优点在于非接触的目标识别[2]3-5. RFID是构建物联网核心的关键技术，它通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.RFID系统一般由3部分组成，即电子标签(Tag)、阅读器(Reader)和天线(Antenna).电子标签即信号发射机，主要由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；阅读器即信号接收机，它是读写标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；天线主要在标签和读取器间传递射频信号.RFID的基本原理是利用射频信号与空间耦合(电感或电磁耦合)或雷达反射的传输特性，自动识别目标物体.当无线射频识别标签进入磁场后，接收阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发出存储在芯片中的产品信息或者主动发送某一频率的信号；阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行数据处理[3]48-50.从而完成对目标物的读取和自动识别.

2 RFID技术优势分析

RFID技术是以无线方式进行双向通信的自动识别技术，可以实现非接触式的数据读取，也可以实现目标物体的批量读取、远程读取，即使目标物体被覆盖也能够实现目标物的可靠读取和识别.而对于移动的目标物也可以实现快速准确的识别，真正地实现了一物一码.RFID技术除了具有传统条码技术的诸多优点外，还具有条形码技术所不具备的优势，如表1所示.

表1 RFID标签与传统条码的区别

2.1 快速扫描

RFID可以同时识别多张不同号码的射频卡，当装有RFID电子标签的目标物体进入RFID的识别范围内，阅读器将读取目标物体的信息，并实现自动识别.对于批量目标物体，RFID阅读器还可以对目标物体连续读取，实现了批量识别和批量读取，使得读取速率大大提高.

2.2 识读范围大

RFID标签尺寸越来越小，形状也是各式各样.在标签的识别和读取上均不受尺寸大小和形状的限制，也不需要借助光源，它可以穿透包装物进行信息的读取，读取范围大.

2.3 具有穿透性和无屏障阅读

无论一维条码还是二维条码，在读取其信息时都需要条码阅读器对准条码扫描读取，如果有物体阻挡就读不出条码信息.对于RFID而言，它不局限于视线，可以穿透障碍物读取标签信息，实现无屏障阅读，识别距离更远，范围更广泛.

2.4 数据存储容量大

RFID电子标签能容纳大量数据信息，其存储能力是条形码的几十倍甚至几百倍，未来还有增大的趋势.RFID电子标签具有可读可写功能，使用起来更加方便.

2.5 抗污能力强

无线射频识别技术采用无线电通信方式，数据存储在芯片中，使得RFID电子标签免受污染，具有耐高温、抗油污等特性，对油、水、粉尘和化学物品都具有很强的抵抗能力.因此，RFID具有很强的抗污染能力和耐久性，同时， RFID没有可对人体产生伤害的高频电磁污染.

2.6 安全性高

RFID标签能够嵌入到产品内部，也可以附着在物体表面，可以向标签写入数据，也可以读取数据，并且可以进行加密设置，从而保证数据信息不被改写，提高了信息的安全性.

2.7 可以重复使用

无线射频识别技术的电子标签可以重复利用，一些标签可以重复写入信息或者读取信息，这样无疑节约了生产成本.

3 RFID在智能仓储中的应用

在缺乏信息化智能化管理的仓储中，其管理主要依靠纸质文件和人工记忆来进行.工作人员的劳动量非常大，劳动成本高，工作中也容易出现错误，甚至会造成巨大损失，致使仓储管理效率低下.在现代化仓储管理中，物联网技术的应用克服了传统仓储管理的弊端，而物联网的核心技术就是RFID技术，特别是在先进的智能仓储中，RFID技术的应用显示出其独特的优势[4]130.它可以与托盘建立相应关联，在仓储管理中心形成闭环结构，这样可以有效地降低成本，提高企业效益.

3.1 基于RFID的入库管理业务

对于需要入库的产品，首先，要进行入库订单管理.登记货物的具体信息.这些信息可以由仓库管理人员通过手工的方式录入信息，也可以通过管理系统接口从订单系统传输录入.仓库管理人员打开入库订单工作窗口，准备录入入库订单的条码信息.其次，把电子标签与商品信息相关联，可由人工对其粘贴RFID电子标签，这些电子标签根据需要，粘贴在货物的外包装箱子上，或者货物托盘上.由电脑端导入入库订单，可以获取货物的具体信息、仓位信息，从而在数据中心建立货物与标签的关联信息.最后，将货物准备入库.把待入库货物放在待入库区，当货物经过通道送入仓库时，仓库门口装有无线射频识别阅读器和多个天线装置，以确保无线射频识别电子标签不会被漏读.装车的货物进入RFID阅读器的电磁波范围后，电子标签会被激活，与RFID阅读器进行信息通信，当RFID阅读器读取RFID电子标签后，与订单进行比较，对货物的型号和数量进行核对，如果有错误及时进行人工处理，最后把货物运送到仓库指定的位置，并按照相应规则进行货物摆放.仓库中所有货物的数量、规格型号和位置等信息都可以在仓储管理信息系统中进行查看.完成入库作业后，系统会生成入库产品数据清单，记录产品的名称、产品种类、入库数量、生产日期、入库时间和批次、入库经办人等信息，方便管理人员查询，实现了仓储的可视化管理.智能仓储的货物分区和储存位置可以进行智能分配，无论是入库环节还是上架操作均可由RFID进行智能扫描，货物入库的准确性大大提高.基于RFID的入库流程如图1所示.

图1 基于RFID的入库业务流程

3.2 基于RFID的出库管理业务

按照提货计划，工作人员核对取货单，把相应信息录入计算机管理系统中心，当某类货物需要进行调拨、分拣和送货时，货物的具体信息可以从系统中调出来，通过预先设置的信息确定货物的存放区域和位置，以方便随时进行出库操作.当有批量货物出库时，把所有货物送至发货区仓库口，利用RFID阅读器自动识别电子标签，与其通信，检查是否与出库订单一致，如果发现不一致，系统会进行提示，直至处理完成.如果出库货物的数量较少时，可以使用无线射频识别手持式终端采集电子标签信息，如有错误，会发出警报，提醒工作人员及时处理，出库读取的数据信息会被发送到系统管理中心，以便及时更新数据信息.仓库工作人员根据出货指令，到指定货物的位置去取出货物，取货前用阅读器再读取货物信息，如果是正确的，再把货物送到仓库出口处的货物输送带上，RFID阅读器读取物品上的标签，检查信息是否准确无误，校验正确后实现出货操作.通过RFID技术的应用，管理中心的信息系统可以自动生成取货单，实现对出库的货物进行核对，降低了人工操作的错误率，提高了检验的效率，并可以对库存信息进行自动更新.其出库业务流程如图2所示.

图2 基于RFID的出库业务流程

3.3 基于RFID的库存管理业务

库存管理包括库存查询和盘点管理业务.通过库存查询可以输入不同类型的关键字，进行各维度的库存分析、统计和查询，并可以查询库存明细、汇总、供应商和货物名称等.仓库管理人员按照现实需求，可以对货物进行盘点业务[5]192-194.如果使用传统的盘点方法不仅容易出错，而且费时费力，RFID技术的出现解决了这些问题.货物需要进行盘点时，通过使用RFID手持终端PDA进行货物扫描，被盘点货物的一些详细信息就会传到管理后台的计算机系统中心，这时数据中心会与被盘点货物的信息进行比对，把校对结果实时显示在无线射频识别手持终端，盘点人员使用起来非常方便，可以不限场合的及时核查信息.由于RFID技术的引入缩减了人工劳动量，降低了成本，提高了工作效率和准确性.基于RFID的盘点流程如图3所示.

图3 基于RFID的盘点业务流程

4 结语

随着“互联网+”的普及，物流的发展日新月异，仓储的智能化、立体化要求越来越高，在物流行业转型升级的关键期，发展基于RFID技术的智能物流加快了物流业与互联网的深度融合，也是应用信息化新技术的一种必然趋势.目前，RFID技术的应用还有很多问题亟待解决，例如，成本较高，各行业标准不够统一.但是，随着其安全性不断提高，RFID标签成本的逐步降低，它将有效提高物流企业的效率和透明度，保障仓储管理的有效性，推进智慧物流在新常态下提质增效.