RFID技術(shù)在民航物流中應(yīng)用的研究

宋玉華

（民航山東空中交通管理分局，山東濟(jì)南250107）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷增長，只依賴于陸地運(yùn)輸、水路運(yùn)輸已經(jīng)不足以滿足日常的物流要求，隨之航空運(yùn)輸脫穎而出。航空物流具有快捷、高效的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為支持中國經(jīng)濟(jì)快速、持續(xù)增長的重要推動(dòng)力。但目前國內(nèi)航空物流業(yè)的技術(shù)發(fā)展還不能滿足行業(yè)的進(jìn)步。建立起一套安全、高效、便捷的航空物流管理系統(tǒng)是十分迫切和必要的。

航空貨運(yùn)由于貨物種類繁多、點(diǎn)多面廣等特點(diǎn)，難免出現(xiàn)差錯(cuò)，而傳統(tǒng)的條形碼技術(shù)運(yùn)行效率相對(duì)較低，從而要加緊航空貨運(yùn)標(biāo)簽的數(shù)字化進(jìn)程。RFID技術(shù)日趨成熟的發(fā)展和應(yīng)用，對(duì)于改善民航的物流管理有著積極的意義。

1 RFID技術(shù)簡介

RFID是Radio Frequency Identification的縮寫，即射頻識(shí)別，俗稱電子標(biāo)簽。 RFID技術(shù)是利用射頻信號(hào)通過空間耦合實(shí)現(xiàn)的無接觸式信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的。

1.1 RFID的組成部分

RFID系統(tǒng)包括標(biāo)簽、閱讀器和天線三個(gè)部分，如圖1所示。標(biāo)簽通常應(yīng)用于貨物上，作為可粘條碼標(biāo)簽的一部分，閱讀器能發(fā)出一個(gè)無線信號(hào)，在相同頻段內(nèi)的射頻場里所有標(biāo)簽都能接收，讀寫設(shè)備通過天線接收標(biāo)簽發(fā)出的信號(hào)，對(duì)其解碼，通過光纜或無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸嚴(yán)格按照主從原則進(jìn)行，發(fā)出指令的方向依次為應(yīng)用程序、閱讀器、電子標(biāo)簽，返回應(yīng)答的方向則相反。

圖1 RFID系統(tǒng)示意圖

1.2 RFID的基本工作原理

標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息（Passive Tag，無源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽），或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)（Active Tag，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽）；解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

1.3 RFID 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

RFID技術(shù)通過將電子標(biāo)簽嵌人到需要識(shí)別的產(chǎn)品或目標(biāo)中，電子標(biāo)簽會(huì)向閱讀器自動(dòng)發(fā)出產(chǎn)品的信息，而無需要像條形碼技術(shù)那樣由人工來進(jìn)行掃描。因此，RFID可以降低生產(chǎn)成本、提高零售效率，并將逐漸取代條碼技術(shù)，越來越多地被用于供應(yīng)鏈的運(yùn)作中。

2 基于RFID技術(shù)的航空物流信息系統(tǒng)模型搭建

將RFID技術(shù)引入到航空物流中來后，無論多復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程，由于其信息由系統(tǒng)直接產(chǎn)生，并保存在標(biāo)簽內(nèi)，可以極大地提高信息的準(zhǔn)確性、完整性和一致性，根據(jù)貨物流程和航空貨物的營運(yùn)特點(diǎn)，可以構(gòu)建如下物流信息系統(tǒng)。如圖2所示。

圖2 航空物流電子標(biāo)簽系統(tǒng)架構(gòu)圖

該物流信息系統(tǒng)由四部分組成：設(shè)備層、通信層、數(shù)據(jù)處理層、應(yīng)用層。各部分功能主要為以下所示：

2.1 設(shè)備層

系統(tǒng)的設(shè)備層由帶有藍(lán)牙功能的 GPS模塊、固定式讀寫器、移動(dòng)式讀寫器、電子標(biāo)簽等組成。工作人員通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的訂單信息，與貨代交送的貨物查驗(yàn)，向RFID標(biāo)簽中寫入貨物信息，如箱號(hào)代碼、數(shù)量、貨代代碼、貨物狀態(tài)、目的地等。然后信息再傳入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中。

2.2 通信層

系統(tǒng)的通信層包括有線/無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、RS232/RS485通訊設(shè)備、自有/通用的通訊協(xié)議、藍(lán)牙通訊方式、以太網(wǎng)傳輸設(shè)備等。數(shù)據(jù)包經(jīng)由RS232/RS485通訊設(shè)備和通訊協(xié)議，在以太網(wǎng)或無線局域網(wǎng)的環(huán)境下，與電子標(biāo)簽的控制軟件進(jìn)行交互。 GPS模塊是安裝在應(yīng)用服務(wù)器上的，控制軟件通過藍(lán)牙與其進(jìn)行交互，獲取當(dāng)前的地點(diǎn)坐標(biāo)，然后通過CDMA/Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至 GPS服務(wù)器，服務(wù)器通過地名解析后將數(shù)據(jù)保存、備份到數(shù)據(jù)服務(wù)器。其主要是為物流流程中所參與的各方，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入信息系統(tǒng)，查詢貨物倉儲(chǔ)、運(yùn)輸以及和其他管理系統(tǒng)相銜接而用，使物流企業(yè)在業(yè)務(wù)上實(shí)現(xiàn)一體化。

2.3 數(shù)據(jù)層

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)層包括GPS服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、電子標(biāo)簽控制軟件的應(yīng)用服務(wù)器、WEB服務(wù)器。數(shù)據(jù)層是信息系統(tǒng)的核心，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行信息(貨物信息、單證信息、配送信息、地理信息)的存儲(chǔ)，應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行應(yīng)用程序的運(yùn)行和管理。WEB服務(wù)器進(jìn)行應(yīng)答各類信息查詢的發(fā)布。

2.4 應(yīng)用層

系統(tǒng)的應(yīng)用層集成了外部系統(tǒng)，主要是和機(jī)場生產(chǎn)管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。用戶可以通過查詢數(shù)據(jù)庫中貨物狀態(tài)與GPS信息相結(jié)合可以在監(jiān)控終端上定位貨物位置。

3 RFID系統(tǒng)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)

RFID系統(tǒng)由微處理器、射頻讀卡、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、TFTLCD顯示、鍵盤輸入、通信模塊等部分組成，系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。

圖3 RFID系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖

系統(tǒng)硬件部分采用了ST公司的STM32系列的微處理器.顯示屏采用3.5寸24位的真彩觸摸TFT-LCD，讀卡器的分辨率為480×272，存儲(chǔ)外設(shè)為24C64、Nand flash和SD卡。LINUX的Uboot、內(nèi)核、開機(jī)圖片和文件系統(tǒng)都燒寫到nand flash中，24C64用于保存觸摸屏校正參數(shù)和從電子標(biāo)簽中讀取的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)處理器自動(dòng)從24C64中讀取校正參數(shù)，避免每次開機(jī)需校正屏幕。SD卡用于儲(chǔ)存從電子鉛封中讀取的數(shù)據(jù)，處理器通過串口驅(qū)動(dòng)GPRS模塊(SIM300)與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行通信。

4 RFID技術(shù)在航空物流管理中的優(yōu)勢(shì)分析

在建立基于RFID技術(shù)的航空物流信息系統(tǒng)基礎(chǔ)上，可以在物流處理的各過程應(yīng)用RFID標(biāo)簽和RFID技術(shù)，從而提高物流處理的效率，提升服務(wù)水平，降低營運(yùn)成本。通過標(biāo)簽的封裝和信息應(yīng)用，可以在貨物分揀和發(fā)送、海關(guān)、聯(lián)檢部門、機(jī)場物流園區(qū)倉儲(chǔ)管理、貨物配送管理、車輛監(jiān)管運(yùn)輸?shù)雀鳝h(huán)節(jié)使運(yùn)營商、監(jiān)管單位、貨主充分的達(dá)到信息共享，從而做到一體化的監(jiān)管、集中的管理和及時(shí)的信息查詢及發(fā)布。

4.1 提高物流服務(wù)水平，滿足客戶需求

通過采用基于RFID技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子數(shù)據(jù)交換技術(shù)、GPS技術(shù)等實(shí)現(xiàn)航空貨物在流動(dòng)過程中的全過程跟蹤，保證貨物流動(dòng)的門到門服務(wù)和一條龍服務(wù)，通過提供更加清晰的貨物信息服務(wù)，降低客戶的運(yùn)營成本。

4.2 提高物流企業(yè)對(duì)市場變化的應(yīng)對(duì)能力

RFID技術(shù)的應(yīng)用，能實(shí)現(xiàn)航空貨物運(yùn)輸所涉及的各個(gè)單位信息共享，增強(qiáng)企業(yè)對(duì)市場需求的變化做出快速反應(yīng)，與高效率的綜合運(yùn)輸，貨物配送相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)降低庫存，提高商品周轉(zhuǎn)率，減少需求預(yù)測(cè)誤差，從而大大提高企業(yè)對(duì)變化市場的應(yīng)對(duì)能力。

4.3 提高企業(yè)信息管理水平

RFID技術(shù)能夠大大加快機(jī)場、航空公司、貨代公司、運(yùn)輸公司、海關(guān)部門等單位的內(nèi)部信息化建設(shè)步伐，促進(jìn)相關(guān)物流部門的與財(cái)務(wù)部門、生產(chǎn)部門、銷售部門的信息溝通，整合各單位內(nèi)部作業(yè)流程，提高了管理效率，降低運(yùn)營成本。

5 結(jié)語

本文針對(duì)民航物流管理系統(tǒng)面臨的切實(shí)問題，探討了一個(gè)基于RFID技術(shù)的民航物流管理系統(tǒng)的構(gòu)建，并設(shè)計(jì)了一個(gè)簡單的平臺(tái)對(duì)它進(jìn)行硬件實(shí)現(xiàn)。

總之，隨著民航物流管理系統(tǒng)的不斷發(fā)展，其遇到的問題也會(huì)隨之增加。RFID作為一種能夠有效提高物流管理效率的技術(shù)，其本身有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，能夠切實(shí)加強(qiáng)航空物流管理的便捷性，促進(jìn)我們的航空物流事業(yè)走向更美好的明天。

［1］盛亞.航空領(lǐng)域 RFID 應(yīng)用介紹[J].射頻世界，20l0(2)：36，39.

［2］李輝，劉國棟，胡小云，等.電子標(biāo)簽技術(shù)在出口鰻魚產(chǎn)品監(jiān)管中的應(yīng)用研究[J].中國國境衛(wèi)生檢疫雜志，2007，30(6)：379－382.

［3］郎為民.射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)原理與應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

［4］王俊字，閔吳.面向物流的RFID應(yīng)用系統(tǒng)研究[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2007，43(13)：22-25.

［5］Flor T，Niess W，Vogler G.RFID：the integration of contact less identification technology and mobile computing[C].Proceedings ofthe 7th International Conference on Telecommunications ConTEL.[s.1.]：[S.n.]，2003：619－623.

［6］李庭國.基于RAD的零售企業(yè)管理信息系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)[J].物流科技，2006，29(132)：31－33.

［7］Yoon Seok Chang，Min Gyu Son，Chang Heun Oh.Design and implementation of RFID based air－cargo monitoring system[J].Advanced Engineering Informatics，2011(25)：41-52.