0 引言

本文針對(duì)現(xiàn)有物流中的信息采集方式和跟蹤管理方面存在的不足，提出了基于EPC和RFID的物流跟蹤系統(tǒng)（logistics tracking system），充分利用RFID自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的基本概念與原理，通過物流企業(yè)收攬件信息的實(shí)時(shí)反饋，加強(qiáng)企業(yè)與顧客間的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)收攬件、物流、顧客查詢的同步，提高物流企業(yè)工作效率與服務(wù)質(zhì)量，增強(qiáng)企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力。

1 EPC/RFID

1.1 EPC/RFID

無線射頻識(shí)別技術(shù)（Radio Frequency Identification Technology），一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。

1.1.1 RFID系統(tǒng)基本組成

RFID系統(tǒng)的基本組成包括：①讀寫器：讀取標(biāo)簽信息的設(shè)備，;②天線：在標(biāo)簽和讀寫器間傳遞射頻信號(hào);③標(biāo)簽（EPC）：由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有惟一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象。

1.1.2 RFID系統(tǒng)分類

1）按工作頻率分類。EPC電子標(biāo)簽可分為低頻系統(tǒng)和高頻系統(tǒng)。低頻系統(tǒng)工作頻率通常小于30MHz，典型工作頻段為125KHz、225KHz、13.56MHz等。高頻系統(tǒng)工作頻率通常大于400MHz，典型工作頻段為433MHz、915MHz、2.45GHz、5.8GHz等。

2）按供電方式分類。EPC電子標(biāo)簽可分為無源系統(tǒng)和有源系統(tǒng)。

1.2 RFID系統(tǒng)的工作原理

RFID系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中，EPC電子標(biāo)簽附著在待識(shí)別物體的表面，電子標(biāo)簽中保存有約定格式的電子數(shù)據(jù)。讀寫器可無接觸地讀取并識(shí)別電子標(biāo)簽中所保存的電子數(shù)據(jù)，從而達(dá)到自動(dòng)識(shí)別物體的目的。讀寫器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號(hào)，電子標(biāo)簽接收到這個(gè)無線電波時(shí)，如果是無源標(biāo)簽，則憑借感應(yīng)電流所獲得的能量將芯片中儲(chǔ)存的信息發(fā)送給讀寫器;如果是有源標(biāo)簽，則主動(dòng)將芯片信息以某一特定頻率的信號(hào)發(fā)送給讀寫器，被讀寫器讀取并解碼后送至電腦主機(jī)進(jìn)行有關(guān)處理。

2 系統(tǒng)總體描述

2.1 系統(tǒng)需求分析

目前的物流信息采集方式與信息發(fā)布大致存在以下問題：

2.1.1 物流信息采集方式效率低下。雖然目前基于條碼的采集方式無論是從錄入速度、準(zhǔn)確性方面，均比人工手寫方式有了很大的進(jìn)步。但由于其技術(shù)本身的缺陷使該方式仍存在很大的不足，主要表現(xiàn)在可識(shí)別性因條碼標(biāo)簽表面的污染容易受到影響，仍需人工進(jìn)行操作，相當(dāng)于半自動(dòng)化。在效率上以及人為因素影響方面均有進(jìn)一步改善的需要，尤其對(duì)于在貨物配送過程中，條碼識(shí)別存在很大的難度，需要人工進(jìn)行干涉找到具體的標(biāo)簽。

2.1.2 條碼的容量有限。由于條碼本身的容量有限，不能記錄貨物來源、目的地、收攬件人員等相關(guān)信息，所采取的信息相關(guān)技術(shù)容易導(dǎo)致記錄的不完全和數(shù)據(jù)的不統(tǒng)一。當(dāng)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的某一項(xiàng)信息有問題時(shí)，不能及時(shí)查詢出上一環(huán)節(jié)的信息，甚至在貨物運(yùn)輸途中，發(fā)生物品丟失時(shí)也無法探尋其蹤跡。

2.1.3 物流過程中的信息發(fā)布滯后。目前，物流公司對(duì)貨物信息的發(fā)布嚴(yán)重滯后，有時(shí)已經(jīng)確認(rèn)收到了貨物，但物流公司的數(shù)據(jù)顯示仍是運(yùn)輸途中。

基于以上分析，本文提出了基于EPC和RFID技術(shù)的物流跟蹤系統(tǒng)，對(duì)物流過程中的貨物信息進(jìn)行快速地精確采集、解析和信息實(shí)時(shí)發(fā)布。同時(shí)系統(tǒng)的應(yīng)用為消費(fèi)者的及時(shí)、高效、準(zhǔn)確信息查詢提供了便利，是實(shí)現(xiàn)企業(yè)物流信息化的樞紐信息系統(tǒng)。

2.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了能夠低成本實(shí)現(xiàn)物流跟蹤系統(tǒng)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)庫(kù)兼容，本系統(tǒng)采用了三層的體系結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)主要由EPC電子標(biāo)簽、RFID讀寫器（固定式和手持式）、RFID中間件產(chǎn)品、Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器組成。

2.2.1 感知層

感知層由各種具有感知能力的設(shè)備組成，包括EPC電子標(biāo)簽、RFID讀寫器、GPS、傳感器等設(shè)備，在這一層次主要實(shí)現(xiàn)感知和識(shí)別物體，采集和捕獲物流過程中的相關(guān)信息。一方面，物流企業(yè)對(duì)運(yùn)輸貨物裝載EPC電子標(biāo)簽，并錄入貨物具體信息，為顧客后續(xù)的查詢打下基礎(chǔ);另一方面物流過程中的中間單位，可以運(yùn)用感知層自動(dòng)地快速識(shí)別貨物，從而提高攬件效率。

2.2.2 網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層將感知層獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)信息通過現(xiàn)行的通信網(wǎng)絡(luò)，如3G網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)、wifi無線網(wǎng)絡(luò)等的傳輸，實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)傳遞和處理。

1）Savant系統(tǒng)。每件物流貨物都加上EPC標(biāo)簽之后，在運(yùn)輸過程中，讀寫器器將不斷收到一連串的EPC碼。為了傳送和管理這些數(shù)據(jù)，引入一種名叫SAVANT的軟件技術(shù)，它相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)系統(tǒng)。Savant是一個(gè)分布式的結(jié)構(gòu)，以層次化進(jìn)行組織、管理數(shù)據(jù)流。每一個(gè)層次上的Savant系統(tǒng)將收集、存儲(chǔ)和處理信息，并與其他的Savant系統(tǒng)進(jìn)行交流。Savant系統(tǒng)需要完成的主要任務(wù)是數(shù)據(jù)校對(duì)、解讀器協(xié)調(diào)、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和任務(wù)管理。

2）對(duì)象名解析服務(wù)。除了將EPC碼存儲(chǔ)在標(biāo)簽中外，還需要一些將EPC碼與相應(yīng)商品信息進(jìn)行匹配的方法。這個(gè)功能就由對(duì)象名解析服務(wù)（ONS）來實(shí)現(xiàn)，它是一個(gè)自動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)，類似于域名解析服務(wù)（DNS），DNS是將一臺(tái)計(jì)算機(jī)定位到萬維網(wǎng)上的某一具體地點(diǎn)的服務(wù)。當(dāng)一個(gè)讀寫器讀取到EPC標(biāo)簽的信息時(shí)，EPC碼就傳遞給Savant系統(tǒng)。Savant系統(tǒng)然后再在局域網(wǎng)或因特網(wǎng)上利用ONS對(duì)象名解析服務(wù)找到這個(gè)產(chǎn)品信息所存儲(chǔ)的位置。ONS給Savant系統(tǒng)指明了存儲(chǔ)這個(gè)產(chǎn)品的有關(guān)信息的服務(wù)器，因此就能夠在Savant系統(tǒng)中找到這個(gè)文件，并且將這個(gè)文件中的關(guān)于這個(gè)產(chǎn)品的信息傳遞過來，從而應(yīng)用于物流信息管理。

2.2.3 應(yīng)用層

應(yīng)用層通過這款物流跟蹤系統(tǒng)平臺(tái)綜合處理物流企業(yè)與消費(fèi)者的業(yè)務(wù)需求、主要包括物流企業(yè)管理員對(duì)采集數(shù)據(jù)的采集、發(fā)布、維護(hù)，以及用戶對(duì)運(yùn)輸途中貨物的實(shí)時(shí)查詢。

2.3 RFID頻率的選擇

RFID不同的頻率有不同的特性，對(duì)應(yīng)不同的應(yīng)用范圍。RFID頻率主要分為低頻（125-134 KHz）、高頻（13.56MHz）、超高頻（860-960MHz）、微波（2.4，5.8GHz）等頻段。其中，低頻主要應(yīng)用在畜牧業(yè)的管理系統(tǒng)、停車場(chǎng)自動(dòng)收費(fèi)和車輛管理系統(tǒng)、門禁和安全管理系統(tǒng)等領(lǐng)域;高頻主要應(yīng)用在圖書管理系統(tǒng)、物流管理系統(tǒng)、醫(yī)藥物流管理系統(tǒng)等領(lǐng)域;超高頻主要應(yīng)用在供應(yīng)鏈管理、生產(chǎn)線自動(dòng)化、集裝箱管理等領(lǐng)域。由于超高頻利用電場(chǎng)來傳輸能量，讀取距離比較遠(yuǎn)（無源可達(dá)10 m），且有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率，在很短的時(shí)間可以讀取大量的電子標(biāo)簽，同時(shí)相對(duì)于高頻的電子標(biāo)簽來說，該頻段的電子標(biāo)簽無須與金屬分開。經(jīng)綜合考慮與比較，本系統(tǒng)選擇超高頻頻段來測(cè)試，但在系統(tǒng)測(cè)試過程中，隨著環(huán)境的變化，仍有信號(hào)不穩(wěn)定的現(xiàn)象存在。

3 結(jié)束語

本文本著提高企業(yè)物流信息化水平、提高企業(yè)服務(wù)質(zhì)量的目標(biāo)，充分利用了EPC和RFID的優(yōu)勢(shì)，提出了基于EPC和RFID技術(shù)的物流跟蹤系統(tǒng)的解決方案。同時(shí)針對(duì)企業(yè)物流信息化的實(shí)際需求，給出了系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)，對(duì)構(gòu)建高效、便捷的物流跟蹤系統(tǒng)有一定的指導(dǎo)意義。

責(zé)任編輯：Ct