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基于RFID技術(shù)的防偽物流管理系統(tǒng)研究

時(shí)間：2009-12-24 點(diǎn)擊：次來(lái)源：現(xiàn)代物流報(bào) 作者：李金華 - 小 + 大

建立防偽物流數(shù)字化監(jiān)管方案可最大限度優(yōu)化企業(yè)資源配置，有效提升企業(yè)的管理水平和經(jīng)濟(jì)效益，保護(hù)企業(yè)和消費(fèi)者的權(quán)益。傳統(tǒng)防偽物流的解決方案通常由生產(chǎn)廠家一次性生產(chǎn)出物流防偽標(biāo)識(shí)，再交給客戶(hù)廠家使用。這樣的物流防偽標(biāo)識(shí)存在如下問(wèn)題：第一，信息不適時(shí)、有局限性；第二，物流防偽數(shù)據(jù)要傳遞到標(biāo)識(shí)生產(chǎn)廠家，存在一定的泄密或丟失的風(fēng)險(xiǎn)；第三，物流防偽標(biāo)識(shí)在運(yùn)輸途中也有泄密和丟失的風(fēng)險(xiǎn)；第四，不能建立覆蓋全過(guò)程的動(dòng)態(tài)數(shù)字化防偽與物流監(jiān)管流程。
    本文針對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)物流中信息采集方式和跟蹤管理方面的不足，提出基于RFID的防偽物流跟蹤管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用RFID自動(dòng)識(shí)別技術(shù)、JIT及MES的先進(jìn)管理理念與基本方法，通過(guò)物流信息的實(shí)時(shí)反饋進(jìn)行物流數(shù)據(jù)分析和監(jiān)控，杜絕偽劣產(chǎn)品混入產(chǎn)業(yè)鏈中，以降低企業(yè)生產(chǎn)物流成本，提高企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力。
基于RFID防偽物流系統(tǒng)工作原理
    RFID(radiofrequencyidentification，RFID)射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，整個(gè)識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，可工作于各種環(huán)境。
    基于RFID的防偽物流系統(tǒng)工作原理是：根據(jù)數(shù)據(jù)加密算法原理，將產(chǎn)品代號(hào)、生產(chǎn)批號(hào)、有效日期和其他變量數(shù)據(jù)進(jìn)行加密運(yùn)算處理，生成一種全球惟一的數(shù)字化監(jiān)管編碼，把該編碼寫(xiě)入電子標(biāo)簽，當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入讀寫(xiě)器發(fā)射電磁波的磁場(chǎng)后，接受無(wú)線射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的數(shù)據(jù)信息，讀寫(xiě)器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。最終通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與為防偽物流管理系統(tǒng)建立的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。數(shù)字化監(jiān)管編碼與RFID讀取技術(shù)可連接各種信息，滿(mǎn)足企業(yè)管理各環(huán)節(jié)數(shù)字信息的共享，建立從生產(chǎn)商、物流到客戶(hù)間完備的防偽物流數(shù)字化監(jiān)管方案。該方案還能實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)存的企業(yè)內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)庫(kù)兼容。
    該系統(tǒng)主要由電子標(biāo)簽、RHD閱讀器(固定式和手持式)、工作站、一定數(shù)量的應(yīng)用服務(wù)器、RFID中間件服務(wù)器、Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器組成，具體參見(jiàn)圖1。
RFID系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
    首先是RFID標(biāo)簽設(shè)計(jì)。
    RFID標(biāo)簽(Tag，即應(yīng)答器)I用于標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象，由耦合元件及芯片組成。RFID標(biāo) 簽芯片基于 “RF+LogicControler+EEPROM”架構(gòu)，芯片可劃分為諧振回路、射頻接口電路、數(shù)字控制和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體4部分，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。
    在RFID標(biāo)簽內(nèi)含有內(nèi)置天線，能夠和讀寫(xiě)器的射頻天線進(jìn)行通信。在使用中按照能量供給方式的不同，RFID標(biāo)簽分為有源、無(wú)源和半有源3種類(lèi)型。按照RFID標(biāo)簽存儲(chǔ)內(nèi)容是否可寫(xiě)入分為可讀寫(xiě)、一次寫(xiě)入多次讀出和只讀類(lèi)型。RFID標(biāo)簽的工作頻率也是一個(gè)很重要的參數(shù)，標(biāo)簽的工作頻率直接決定了RFID系統(tǒng)應(yīng)用的各方面特性。按照工作頻率的不同，RFID標(biāo)簽可分為低頻、高頻、超高頻和微波頻段標(biāo)簽。低頻標(biāo)簽主要應(yīng)用于動(dòng)物識(shí)別、容器識(shí)別、工具識(shí)別，車(chē)輛門(mén)禁系統(tǒng)等領(lǐng)域；高頻標(biāo)簽主要應(yīng)用于圖書(shū)管理、固定資產(chǎn)管理、智能貨架管理等領(lǐng)域；超高頻標(biāo)簽主要應(yīng)用于生產(chǎn)線自動(dòng)化的管理、物流管理、集裝箱管理和高速公路收費(fèi)等領(lǐng)域；微波標(biāo)簽也開(kāi)始在某些領(lǐng)域使用。本系統(tǒng)主要是靠全球惟一的數(shù)字化監(jiān)管編碼來(lái)進(jìn)行防偽，每個(gè)數(shù)字化監(jiān)管編碼都由產(chǎn)品生產(chǎn)廠家提供，并建立有相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)。為了降低企業(yè)的生產(chǎn)成本并節(jié)約資源，使標(biāo)簽再次利用，RFID防偽物流數(shù)字化監(jiān)管系統(tǒng)采用超高頻可讀寫(xiě)標(biāo)簽。
    第二，RFID讀寫(xiě)器設(shè)計(jì)
    閱讀器是讀取標(biāo)簽信息的設(shè)備，閱讀器包括高頻模塊(發(fā)送接收器)、控制模塊以及與標(biāo)簽連接的耦合元件(收發(fā)天線)。天線在標(biāo)簽和閱讀器間傳遞射頻信號(hào)，能夠?qū)FID標(biāo)簽的內(nèi)容進(jìn)行讀、寫(xiě)操作。讀寫(xiě)器主要分為固定式和手持式讀寫(xiě)器，可根據(jù)不同的情況選擇使用。在實(shí)際應(yīng)用中，把讀寫(xiě)器和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連接，幣惘計(jì)算機(jī)對(duì)讀寫(xiě)器收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和處理。從而辨別產(chǎn)品的真?zhèn)魏蛯?duì)產(chǎn)品的銷(xiāo)售情況進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，幫助企業(yè)作出及時(shí)的、有效的決策。根據(jù)對(duì)RFID標(biāo)簽和數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ芸紤]，本文選用PUR3000系列讀寫(xiě)器。其工作頻段范圍為902～928MHz。讀寫(xiě)器與電子標(biāo)簽之間可通過(guò)硬件、軟件和固件實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)、高速、雙向數(shù)據(jù)傳輸，無(wú)需任何人工干預(yù)，大大節(jié)省人工工作量。標(biāo)簽中保存的信息可直接傳輸?shù)街鳈C(jī)或用戶(hù)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，且有蜂鳴器發(fā)出聲，可使用戶(hù)輕松了解PUR3000系列讀寫(xiě)器的工作狀態(tài)是否正常。
    讀寫(xiě)器的主要特性如下：
    UHF頻段：工作頻率為902～928MHz，該頻段為FCC定義的無(wú)需認(rèn)證即可使用的頻段；適用范圍廣：能讀取所有符合IS018000—6B型協(xié)議的無(wú)源電子標(biāo)簽。
    高智能：讀寫(xiě)器與電子標(biāo)簽之問(wèn)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、高速、雙向數(shù)據(jù)傳輸，無(wú)需人工干預(yù)；通用接VI：RS一232串口、RS一485、Wiegand26；更安全：通信加密與數(shù)據(jù)校驗(yàn)。
    物流跟蹤系統(tǒng)使用RS232串口連接PUR3000系列讀寫(xiě)器和計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)上運(yùn)行物流防偽管理系統(tǒng)軟件根據(jù)PUR3000系列讀寫(xiě)器的軟件接口定義的格式，通過(guò)串口向讀寫(xiě)器發(fā)送命令并接收返回信息，并與企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的防偽物流數(shù)字化產(chǎn)品管理。
RFID讀寫(xiě)器軟件接口設(shè)計(jì)
    RFID防偽物流數(shù)字化監(jiān)管系統(tǒng)軟件主要包括讀寫(xiě)器數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸、服務(wù)器應(yīng)用系統(tǒng)三個(gè)部分。本文主要對(duì)PUR3000系列讀寫(xiě)器軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)H。讀寫(xiě)器的軟件接口定義了管理軟件向讀寫(xiě)器發(fā)送命令并獲取返回信息的格式。本系統(tǒng)使用RS一232串口實(shí)行通信，讀寫(xiě)器以被動(dòng)方式工作，即僅在接收到來(lái)自串口的控制命令后才進(jìn)行各種操作。設(shè)從計(jì)算機(jī)發(fā)往讀寫(xiě)器的1組數(shù)據(jù)串稱(chēng)為命令包，從讀寫(xiě)器發(fā)往控制中心的1組數(shù)據(jù)串稱(chēng)為返回包。
    命令包由如下5部分組成：
    BootCode：引導(dǎo)碼，1個(gè)字節(jié)，固定為FFH。
    Length：包有效長(zhǎng)度，1個(gè)字節(jié)，該長(zhǎng)度為后3個(gè)部分的總字節(jié)數(shù)。
    Command：命令碼，1個(gè)字節(jié)。
    CommandParam：命令參數(shù)，其長(zhǎng)度隨命令而變化。
    CheckSum：校驗(yàn)和，1個(gè)字節(jié)，為從引導(dǎo)碼開(kāi)始到命令參數(shù)全部字節(jié)總和、丟棄進(jìn)位后的字節(jié)補(bǔ)碼。
    返回包也由5部分組成，即：引導(dǎo)碼、包有效長(zhǎng)度、命令碼、返回?cái)?shù)據(jù)、校驗(yàn)和。
防偽物流數(shù)字化監(jiān)管方案實(shí)施步驟
    第一步，防偽標(biāo)識(shí)標(biāo)識(shí)語(yǔ)(logo)的設(shè)計(jì)與印刷，根據(jù)客戶(hù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)與選擇，特別是預(yù)留的條形碼或數(shù)碼信息打印區(qū)域的設(shè)計(jì)，打印的條形碼位數(shù)應(yīng)與客戶(hù)的要求相一致。
    第二步，根據(jù)一定的加密算法制備防偽物流數(shù)據(jù)，并通過(guò)打印機(jī)在生產(chǎn)包裝現(xiàn)場(chǎng)(或者在封閉的包裝廠區(qū)內(nèi))，將防偽物流數(shù)據(jù)信息打印到防偽標(biāo)識(shí)上(一般為卷材，預(yù)先經(jīng)過(guò)模切的標(biāo)識(shí))，一般是1個(gè)或2個(gè)箱標(biāo)對(duì)應(yīng)多個(gè)盒標(biāo)。盒標(biāo)貼到單件或小包裝上，箱標(biāo)貼到中型包裝上。
    第三步，當(dāng)中型包裝裝入大型包裝或托盤(pán)上時(shí)，采用在線的條形碼數(shù)據(jù)采集器，采集箱標(biāo)上的數(shù)據(jù)信息，連同產(chǎn)品的編號(hào)、批號(hào)、生產(chǎn)時(shí)間、有效Et期等信息，以對(duì)應(yīng)的關(guān)系上傳到中心數(shù)據(jù)庫(kù)，PC機(jī)利用專(zhuān)有應(yīng)用軟件對(duì)于采集的條形碼數(shù)據(jù)及產(chǎn)品的編號(hào)、批號(hào)、生產(chǎn)日期、有效日期等進(jìn)行加密、關(guān)聯(lián)運(yùn)算處理，將明文信息轉(zhuǎn)化為密文信息，通過(guò)在線RFID專(zhuān)用打印機(jī)，將密文信息寫(xiě)人RFID電子標(biāo)簽中，也可以根據(jù)需要將信息以條形碼的形式打印到標(biāo)簽的表面上，該RFID標(biāo)簽貼到大的包裝上。
    第四步，產(chǎn)品人庫(kù)和出庫(kù)時(shí)，通過(guò)讀寫(xiě)器裝置，可以非常便捷地統(tǒng)計(jì)入庫(kù)、出庫(kù)產(chǎn)品的品種、數(shù)量、時(shí)間、經(jīng)辦人員等信息。這些信息可以存人數(shù)據(jù)庫(kù)，以供數(shù)據(jù)查驗(yàn)之用。
    第五步，產(chǎn)品進(jìn)人銷(xiāo)售流通渠道后，廠商通過(guò)各個(gè)銷(xiāo)售節(jié)點(diǎn)上傳的信息，及時(shí)了解和監(jiān)控貨物的流向，防止竄貨或換貨現(xiàn)象；及時(shí)統(tǒng)計(jì)各個(gè)市場(chǎng)區(qū)域的銷(xiāo)售業(yè)績(jī)，強(qiáng)化銷(xiāo)售管理。
    第六步，各級(jí)產(chǎn)品批發(fā)商、經(jīng)銷(xiāo)商及超市等可以通過(guò)訪問(wèn)中心數(shù)據(jù)庫(kù)，查詢(xún)產(chǎn)品的相關(guān)信息，也可以根據(jù)個(gè)性化需求在RFID標(biāo)簽中寫(xiě)入節(jié)點(diǎn)信息，配合廠商做好產(chǎn)品的銷(xiāo)售管理工作。
    第七步，消費(fèi)者可以通過(guò)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)產(chǎn)品的真?zhèn)巍⒂行t期及其他相關(guān)信息，可以很好的滿(mǎn)足客戶(hù)的知情權(quán)，對(duì)產(chǎn)品的經(jīng)銷(xiāo)渠道起到監(jiān)督作用。
結(jié)語(yǔ)
    本文設(shè)計(jì)的跟蹤管理系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)的防偽物流系統(tǒng)存在的諸多漏洞，實(shí)現(xiàn)了靜態(tài)信息與動(dòng)態(tài)信息有機(jī)結(jié)合，為相關(guān)企業(yè)管理、物流防偽、經(jīng)銷(xiāo)商、消費(fèi)者，甚至政府監(jiān)督職能部門(mén)提供更多的防偽物流與數(shù)字化監(jiān)管的功能；具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性和兼容性，與企業(yè)的ERP系統(tǒng)建立連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的交互與共享，為企業(yè)的經(jīng)營(yíng)決策提供了可靠的理論依據(jù)。

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