RFID在物聯網領域應用模式(一)
利用RFID的諸多不同特性,人們已經發展出一系列應用,在物流管理、電子支付、物品防偽、安全訪問控制、智能交通、電子名片、傳統媒體拓展、快速出入、動植物管理、室內導航等領域都得到了廣泛應用。總的來說,RFID技術的相關應用可以分為以下三種模式:標簽識別;信息檢索與集成;目標監測與追蹤。
標簽識別
由于RFID技術可以支持“非接觸式自動快速識別”,這也是其最為關鍵的特性,因此,標簽識別也就成了所有RFID技術相關應用的最為基本的功能,以此拓展出去,與各行業內相關技術結合,從而產生了很多新的應用產品,被廣泛應用于物流管理、安全防偽、食品行業和交通運輸等領域。
為實現標簽識別功能,一個典型的RFID應用系統包括RFID標簽、閱讀器(含天線)和交互系統三個主要組成部分,如下圖所示。
當物品進入閱讀器天線輻射范圍后,物品上的標簽接收到閱讀器發出的射頻信號,無源的被動標簽(PassiveTag)憑借感應電流所獲得的能量發出存儲在標簽中的數據,有源的主動標簽(Active Tag)則主動發送存儲在標簽芯片中的數據。閱讀器讀取數據、解碼并直接進行簡單的數據處理,發送至交互系統;交互系統根據邏輯運算判斷標簽的合法性,針對不同的設定進行相應的處理和控制,由此實現RFID系統的基本功能。
目前,在物流業和智能交通中,RFID的標簽識別功能已得到廣泛應用。
1.物流業
物聯網,首先在物流業中崛起。為了克服傳統物流的缺點,現在物流系統通過使用無線射頻識別設備、傳感器、GPS(全球定位系統)等裝置與互聯網相結合構成一個大型網絡,用來實現智能的物流管理。
在智能物流中,物體標識符(身份)用來唯一標識一個物體的信息。在物聯網中,任何一個對象都具有一個區別于其他對象的身份標識符。其中,電子產品碼(ElectronicProduct Code,EPC)是當前物聯網中具有代表性的標識碼。如果物流系統中所有的物體或電子設備實現了互聯,那么每個物體或設備均可看作是該網絡中的一個節點,具有唯一的標識符。通過讀取該標識,就能夠獲取這個物體包含的信息。通常情況下,RFID標簽由于低成本、易讀寫、不易損壞等特點被選為物體標識信息的承載體,用來實現物體的識別。當所有的物流企業都加入這樣的EPC網絡,并且使用統一的格式交互信息,就能夠實現全球化的智能物流管理。
因為電子標簽具有讀寫與方向無關、不易損壞、遠距離讀取、多物品同時一起讀取等特點,所以可以大大提高對出入庫產品信息的記錄采集速度和準確性;減少庫存盤點時的人為失誤,提高盤點的速度和準確性。所以RFID技術自普及以來,最初主要應用于物流業方面。
另外,在物流系統中,倉儲也是一個比較重要的部分,但是由于生產制造能力的大幅度發展以及運輸系統更為發達等原因,倉儲作業已經相較于以前有了質與量的變化。現代的倉儲不僅要實現對貨品的存放功能,還要對貨品的種類、數量、所有者以及存儲位置有著明確的標記,而且有相應的數據支持以方便上下流銜接工作。
而RFID技術可以對貨品的入庫、出庫、移動、盤點等操作實現全自動的控制和管理,可以對貨品進行全程跟蹤管理,可以有效地利用倉庫的存儲空間,提高倉庫的存儲能力,從而降低企業的庫存成本,提升企業市場的競爭力。下圖給出了RFID系統在物流行業中的應用,主要展示了出入庫管理的示意圖,以及在貨架上的應用場景。
2. 智能交通系統
智能交通系統(Intelligent TransportationSystem,ITS)通過使用通信技術、傳感技術有效地集成基礎設施和交通工具中的信息,結合控制技術、計算機技術來提高交通運輸系統的實時性、準確性和高效性,降低能源的消耗、減少環境的污染。
智能交通系統需要多領域技術協同構建,從基本的交通管理系統到交通監控系統、交通導航系統等,都需要通過整合來自多方面的實時數據和反饋信息來提供泛在的信息服務。
物聯網技術的發展為智能交通帶來了更大的發展空間,它能夠有效獲取來自基礎設施和車輛中的傳感信息為智能交通提供更透徹的感知信息;通過隨時隨地提供路況信息和周邊環境信息為用戶提供泛在的網絡服務;通過交通管理和調度機制最大化交通網絡流量并提高安全性,使得交通更加智能化。
通過對車輛的進出、經過時的識別實現管理系統對車輛的精細管理。為了體現RFID系統的優勢,一般需要系統在車輛較高的速度下可以正確識別RFID標簽,如不停車收費系統一般是要求60km/h速度下可以正確識別,像鐵路車號識別系統的設計性能最高識別速度可以達到120km/h。RFID技術可以滿足這些要求。
RFID技術對促進現代交通運輸業發展,推進交通運輸信息化有著重要意義。其實現了交通領域的管理智能化、物流可視化、信息透明化的理念和發展趨勢,因此,目前越來越多的交通運輸行業開始引入基于RFID的智能管理系統,以提升其工作效能及準確性。如下圖所示,展示了電子不停車收費系統的構架圖,其主要由閱讀器、天線、車道機及汽車前擋風玻璃上的RFID標簽構成。
RFID標簽的識別功能還廣泛應用于產品監控領域、醫療衛生領域、重工業裝備制造領域。
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