RFID技術在倉儲管理中的應用研究

姬麗娜，袁紅兵，葉舒沁（南京理工大學 機械工程學院，江蘇 南京 210094）

JI Li-na, YUAN Hong-bing, YE Shu-qin (School of Mechanical Engineering,Nanjing University of Science&Technology,Nanjing 210094,China)

RFID近年在國內外受到廣泛的關注，包括Intel、IBM、Microsoft和Sun等許多高科技公司都在從事RFID軟硬件產品的開發[1]。作為條形碼的無線版本，RFID技術具有讀取速度快、存儲空間大、穿透性強和安全性高等眾多優點，由此可以預見RFID技術的廣泛應用將會給零售、物流、交通等多個行業帶來巨大的變革。

現代倉儲活動中，貨物的種類、數量、進出頻率都在持續增加，許多企業在自身的倉儲管理中很難投入巨大的人力、物力去應對以上變化[2]。基于此，在倉儲領域應用RFID技術具有很大的潛力。RFID具有同時采集大批量數據、準確讀取數據等特點，可以使企業從大量重復作業中解脫出來，可以提高工作效率，克服傳統倉儲管理中的不足，有效地控制和降低倉儲成本，創造客戶價值。

1 RFID技術

RFID是一種非接觸自動識別技術，一般的RFID系統由讀寫器、標簽和天線三部分組成。它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，其基本原理是利用射頻信號的空間耦合 （電感或電磁耦合）傳輸特性，實現對被識別物體的自動識別[3]。電子標簽根據內部是否有電池可以分為有源電子標簽和無源電子標簽。

RFID技術具有許多優勢：遠距離不接觸識別、讀取速度快、數據存儲量大、數據可更新、不受惡劣環境的影響、穿透性好、電子標簽可重復利用、安全性好等。RFID芯片是不容易被偽造的，且標簽內的數據經過了加密保護，密碼不易被盜，安全性非常好[4]。

作為本世紀十大重要技術之一，RFID在國外的應用已經越來越普及，而中國由于涉足RFID較晚，因而在該領域落后于發達國家，特別是RFID芯片的設計方面比較落后[5]。我國很多企業對RFID的認識不夠充分，基礎設施的缺失也為RFID在我國的發展設置了障礙。沒有基礎設施，RFID很難在整個社會推廣。

2 應 用

RFID的應用包括：ETC（電子收費），鐵路機車車輛識別與跟蹤，出入門禁管理，動物識別、跟蹤，文檔追蹤/圖書館管理，重要物資流向控制和定點跟蹤物流管理等。

2.1 RFID在物流倉儲方面的應用

筆者所研究的課題是物流實驗室的實訓項目，下面以RFID在物流倉儲方面的應用為例，說明RFID在物聯網中的應用。

實驗室中的硬件設備有：自動化立體倉庫、模擬生產線、分揀裝置、自動導引小車 （AGV）、秀派 （Super RFID）SPD300讀寫器。實驗室自動化立體倉庫主要由以下幾部分組成：高層貨架、堆垛機、出入庫輸送機。電腦通過運動控制卡、運動控制平臺控制堆垛機和出入庫輸送機的運動。SPD300讀寫器的讀寫距離為0～80米，本課題就是以SPD300為基礎而進行的研究，RFID標簽采用有源標簽。應用RFID的具體流程如下：

（1）入庫操作。有物品需要入庫時，把物品放置在托盤上，同時把RFID標簽固定在托盤上，記錄RFID標簽表面的NO號碼，填入圖1中 “RFID NO”一欄中，或者把入口處的讀寫器的讀寫距離調到最小，則只能掃描到現在需要使用的這張RFID標簽，自動將NO填到 “RFID NO”一欄。然后選擇物料名稱、倉位、數量，單擊“單任務入庫”按鈕，則任務狀態添加到任務列表中，下位機 （運動控制平臺）控制堆垛機等設備執行相應操作。同時，讀寫器按照預定的格式把數據寫入到剛才的RFID標簽中，并且保存到數據庫中。如：01 23 20110428 31 20，表示的意義為1號貨架，23號倉位，日期為20110428，物品編碼為31，數量為20件。

（2）出庫操作。出庫時，通過輸入貨架號和倉位號，自動在數據庫中查找其對應的RFID標簽，若找不到則說明有記錄出錯，就需要在盤點子功能菜單查找錯誤，并改正。找到標簽后向下位機發送出庫的命令，執行出庫操作。調用讀寫器將RFID標簽中的數據改為空，同時改寫數據庫中的數據記錄。

（3）盤點操作。它的功能是檢測倉庫中所有的物品信息，對倉庫中的物品實行實時在庫統計[6]。首先發送掃描命令，讀出所有RFID標簽的卡號，并顯示在圖2上面的列表中，然后調用OnTimer時間函數發送讀卡命令，按照列表中的卡號順序依次讀取。單擊 “比較差異”按鈕，把盤點信息表中的數據與數據庫中記錄的數據作比較，如果不同，則顯示在差異比較表中，然后根據實際情況，修改RFID或數據庫中數據，從而可以實現盤點的功能。RFID的盤庫功能對維持倉庫中物品的安全性、操作的規范性和減少錯誤率都具有很高的實用價值。通過RFID技術的全自動采集方式，可以實現無人工干預的全自動實時盤點，并保證盤點操作的快速進行和盤點數據的準確。

（4）移庫操作。將一個庫位的物品移動到另一個庫位。RFID標簽中需要變動的只是貨架和倉位信息，日期、物品種類、數量不需要變動，所以根據RFID NO在數據庫中查出存儲的信息，提取不變信息，然后和新的目標貨架號、目標倉位號結合，寫入到RFID標簽中，并更改數據庫中對應的數據。

（5）調庫操作。將兩個庫位的物品交換，以貨架上一個固定的空庫位為中間庫位。其中涉及到兩個RFID標簽，要分別找到這兩個標簽，兩個標簽中的數據都要改變。系統會根據輸入的貨架號和倉位號，自動在數據庫中查找其對應的RFID標簽 （兩個RFID），設置兩個變量分別記錄RFID NO。RFID標簽中需要變動的只是貨架和倉位信息，日期、物品種類、數量不需要變動，所以根據RFID NO分別在數據庫中查出存儲的信息，提取不變信息，然后和新的貨架號、倉位號結合，寫入到RFID標簽中，并更改數據庫中對應的數據。由于讀寫器的讀寫時間約為400ms，所以兩次寫卡命令設置時間間隔為2s。

通過在倉儲管理系統中應用RFID技術，使倉儲作業 （出入庫、盤點等）自動化程度大大提高，提高倉儲管理水平，減小作業工作量，方便信息交流，能夠優化倉儲物品的存儲與調配。

2.2 RFID的應用前景

據業內人士預測，RFID技術市場將在未來5年內達到數百億美元的市場空間。也許這一數據存在一定的水分，但RFID將是未來的一個巨大的市場是毫無疑問的。

以RFID系統為基礎，結合已有的網絡技術、數據庫技術、中間件技術等，用無數的電子標簽和大量聯網的讀取器構成的物聯網實現物體的自動識別和信息的互聯與共享，推動著各個行業領域的重大變革。但物聯網也存在標準問題、RFID標簽和讀卡器的價格問題、安全問題、統一的數據格式問題等[7]。如果要大規模的推廣和應用到各個行業領域，提升綜合服務和競爭力，需要對物聯網技術進行更深入的研究。

3 結束語

本文對RFID技術的概念和應用進行了簡要的介紹，通過將RFID技術應用在倉儲管理系統中的實例，說明了應用RFID的優勢：既提高了倉儲信息的精度，又實現了倉儲管理的實時自動化，使得整個系統具有良好的可操作性和擴展能力。隨著技術的發展和成本的不斷下降，相信在不久的將來，RFID技術會在物聯網中得到更全面的應用。

[1]顏濤，寇衛東，肖玉霞,等.基于RFID技術的倉儲管理系統優化設計[J].金卡工程，2005(12):33-36.

[2]Harry K.H.,Chow,et al.Design of a RFID case-based resource management system for warehouse operations[J].Expert Systems with Applications,2006,30:561-576.

[3]田立新，次青波，郝丁,等.基于RFID包裝管理系統的設計與應用[J].包裝工程，2008,31(19):106-108.

[4]許艷紅.淺析RFID技術及其應用[J].河北北方學院學報 （自然科學版），2009(4):51-54.

[5]宋洪芹.基于RFID與WebGIS技術的倉儲管理系統研究與實現[D].長沙：國防科學技術大學 （碩士學位論文），2007.

[6]毛曉輝.面向自動化立體倉庫的倉儲管理系統的研究與應用[D].上海：同濟大學 （碩士學位論文），2007.

[7]張超欣，王華東，曹松.RFID安全風險及其對策研究[J].制造業自動化，2010(4):195-199.