RFID技术在物流中的应用教案

1、RFID技术在物流中的应用【教学目标】通过此课程学习掌握RFID技术的概念、RFID技术的工作原理及RFID技术在物流中的应用，了解RFID技术的发展过程及其在其他领域的应用，深化对RFID技术的认识，树立清晰的学习框架。【教学难点】1、 RFID技术的工作原理2、 RFID技术与条形码的对比3、 RFID技术在物流中的应用【教学方法】讲授、提问讨论、视频学习【教学时数】2学时【导入新课】一个托盘上面有多少件货物？四个托盘上面有多少件货物？使用什么技术可以最快的清点托盘上货物的件数，及托盘上的货物的信息？RFID技术的应用使我们在盘点货物，读取货物信息，及货物运输仓储等方面的效率得到了提高，因

2、此，我们有必要学习这项新技术，并认清其在物流未来的发展的影响。【教学内容】一、 RFID技术的概念射频识别技术RFID（Radio Frequency Identification Technology）是利用无线电波对带有信息数据的媒体进行读写，并自动输入计算机的一种当今最先进的自动识别技术。概括说来，它是用电波做通信媒体的ID系统。即使是中文的描述，我们通常还是直接使用RFID这个英文缩写词。也有些人喜欢用“射频识别”这个纯粹的中文词汇来表述。但是这个词有很大缺陷，即它忽略了所识别的到底是什么这一重要内容。实际上在Identification里所包含的不仅仅是“识别”，而且将识别的对象也表

3、达得很明确，那就是“ID”，即被标示的个体（物体或人、动物等）的编码以及编码所代表的个体信息。所以如果真是要用中文来表述RFID时，我们至少应该用“射频个体识别”这6个字来表述。二、 RFID技术的发展过程1、 RFID技术的发展过程l 19411950年。雷达的改进和应用催生了RFID技术，1948年奠定了RFID技术的理论基础。早期RFID的应用要回溯到第二次世界大战时期，其功用主要是用来辨识友方的飞机。l 19511960年。早期RFID技术的探索阶段，主要处于实验室实验研究。l 19611970年。RFID技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试。l 19711980年。RFID技术与

4、产品研发处于一个大发展时期，各种RFID技术测试得到加速。出现了一些最早的RFID应用。l 19811990年。RFID技术及产品进入商业应用阶段，各种规模应用开始出现。l 19912000年。RFID技术标准化问题日趋得到重视，RFID产品得到广泛采用，RFID产品逐渐成为人们生活中的一部分。l 2001至今。标准化问题日趋为人们所重视，RFID产品种类更加丰富，有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到发展，电子标签成本不断降低，规模应用行业扩大。RFID技术的理论得到丰富和完善。单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的远距离识别、适应高速移动物体的RFID正在成

5、为现实。Ø 零售巨人沃尔玛在2004年7月份要求它的前一百名供货商要在2005年1月份之前全部实行托盘层次的RFID管理。 2006年1月起单件商品要采用FRID技术。 Ø 美国国防部在2004年7月份发布了他们关于RFID政策的备忘录，要求其所有供货商的供货管理必须在2005年1月份之前实行RFID管理。2、 RFID技术在中国的发展l 2006年，中国政府15个政府部门机构联合发布了中国RFID技术政策白皮书，确定了RFID技术发展的三个阶段。 l 2007年5月，我国制定并公布了800/900MHz频段RFID技术应用试行规定。引导中国的“电子标签”发展进入标准化、规

6、范化的轨道。（观看视频，引入RFID技术的工作原理）三、 RFID技术的组成及工作原理1、 RFID由三部分组成：（1）阅读器(Reader)：读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可分为手持式或固定（2）天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号。有两类：（1）RFID标签上的天线（2）读写器上的天线，既可以内置于读写器中，也可以通过同轴电缆与读写器的射频输出端口相连。目前的天线多采用收发分离技术来实现发射和接收功能的集成。（3）电子标签(Tag)：一般保存有约定格式的电子数据，在实际应用中，电子标签附着在待识别物体的表面。RFID芯片卡构造示例 、RFID阅读器示例 2、 RFI

7、D运作原理一套完整的RFID系统,是由阅读器(Reader)、电子标签(Tag)(也称应答器)、天线(Antenna)和应用软件系统四个部分组成，RFID系统基本组成如下图所示。读器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别体的目的。通常阅读器与电脑相连，所读取的标签信息被传送到电脑上进行下一步处理。在以上基本配置之外，还应包括相应的应用软件阅读器通过天线发送出一定频率的射频信号，当标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量，发送出自身编码等信息，被读取器读取并解码后送至电脑主机（应用系统）进行有关处理。以汽车收费站监控的例子说明：读写器将设定数据的无线电载波信号经过发射天线

8、向外发射。 当射频标签进入发射天线的工作区时，射频标签被激活后即将自身信息代码经天线发射出去。系统的接收天线接收到射频标签发出的载波信号，经天线的调制器传给读写器，读写器对接收到的信号进行解调、解码，送后台电脑控制器。计算机控制器根据逻辑运算判断射频标签的合法性，针对不同的设定作出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构的动作。从而完成与物体有关信息查询、收费、放行、统计、管理等。四、 RFID技术与条形码的对比1、RFID的特点 （1）读取方便快捷：数据的读取无需光源，甚至可以透过外包装来进行。有效识别距离更大，采用自带电池的主动标签时，有效识别距离可达到30米以上；（2）识别速度快：标签

9、一进入磁场，解读器就可以即时读取其中的信息，而且能够同时处理多个标签，实现批量识别；（3）数据容量大：数据容量最大的二维条形码(PDF417)，最多也只能存储2725个数字；若包含字母，存储量则会更少；RFID标签则可以根据用户的需要扩充到数十K；（4）使用寿命长，应用范围广：其无线电通信方式，使其可以应用于粉尘、油污等高污染环境和放射性环境，而且其封闭式包装使得其寿命大大超过印刷的条形码；（5）标签数据可动态更改：利用编程器可以向写入数据，从而赋予RFID标签交互式便携数据文件的功能，而且写入时间相比打印条形码更少；（6）更好的安全性：不仅可以嵌入或附着在不同形状、类型的产品上，而且可以为标

10、签数据的读写设置密码保护，从而具有更高的安全性；（7）动态实时通信：标签以与每秒50100次的频率与解读器进行通信，所以只要RFID标签所附着的物体出现在解读器的有效识别范围内，就可以对其位置进行动态的追踪和监控2、RFID与条形码之功能比较 五、 RFID技术应用的相关数据市场调研公司（Allied Business World）报告显示，2002年全球RFID市场规模是11亿美元，其中日本占1.8亿美元，美国占6亿美元；2005年全球RFID市场规模是30亿美元；2010年将达到70亿美元。RFID的市场规模平均增长率为26%。2004年，中国标准化协会和物流网应用标准化工作组做了一个调查

11、，结果指出，未来三到五年在中国每年至少需要30亿个以上RFID标签。其中，电子消费品将需求8300万个标签，香烟产品将需要8亿个标签，酒类产品将需要1.3亿，信息电子产品大概需要13-14亿。而以上这些数字仅仅涉及商业流通领域的部分产品，如果再考虑到其他领域，如现代服务业、生产制造业、邮政，医药卫生、军事等领域，数字将更加惊人。2003 年3 月，Gartner在“Symposium ITXPo 2003”上预测，RFID技术属于最近25年（20052008 年）将逐渐开始大规模应用的技术。根据ARC 顾问集团的预测，到2008 年RFID 仅在全球供应链领域的市场需求将达到40 亿美元。六、

12、 RFID在物流中的应用解析物流的过程，是由不同的“阶层”构成的。我们解释和理解RFID技术在物流中的应用，要围绕各个阶层来进行。物流的阶层参见下图。第0阶层：物品的单品；第1阶层：小包装；第2阶层：包装容器；第3阶层：托盘；第4阶层：集装箱；第5阶层：运输工具。供应链：从客户的需求开始，那些供应商通过以上物流的各个阶层，把商品送到消费者手中的整个过程系统叫做供应链。对RFID的彻底应用，即包括供应链在内的从第0阶层到第5阶层普遍使用RFID技术加强各个环节的管理是可能的，也是最为理想的。但是，由于价格原因，目前还不能对所有环节实施全程RFID管理。物流领域里面的应用基本上在主导着RFID在供

13、应链中的应用。由于RFID目前在成本的计算上与条形码有显著的差别，因此在物流的应用上，厂商导入RFID技术时会分成四阶段来实施：1单个产品阶段：在每一个产品上以RFID取代商品条形码，每一个RFID上以商品编号加上序号，来识别每一个货品的唯一性，利用这个方式来辨识进行盘点、收货及销售点的收款机作业，由于每一个产品具有唯一的辨别码，可以将所有商品以最小的单位进行管理。由于可以对最小单位的货物进行控制，对于零售端的销售更有利，包括货架上的促销、防窃、消费者行为分析等等均能做个别产品的管理。2包装容器阶段：单项产品成打或成箱包装，在纸箱或其包箱容器上装置RFID，来追踪及辨识纸箱或容器的形状、位置及

14、交接货物的数量。除了对于需求/供应规划所提供的信息更细致之外，也增加了再包装的可视性，对于整板进货却需要以箱为单位的出货操作而言，比小单位的拣货、包装与出货更为方便。3托盘阶段：在托盘上固定RFID进行辨识读取，以追踪辨识物流装载工具如托盘、笼车、配送台车等。提供供货商及时的补货信息，有利于供货商做生产规划；物流中心更可加快收货作业时间，验货与上架的信息化，有效管理存货控制。（观看视频）4集装箱阶段：在货柜上固定RFID进行辨识读取，以追踪辨识集装箱、空运盘柜等。目前应用于国际货柜运送货物上最多，除了有助于在全球化运作时，对货物掌控能力增加之外，通过集装箱、货柜RFID的追踪，对于国家安全，也

15、提供了另一项保证。（观看视频）2、 在仓储环节的应用 （观看视频）（1）入库功能，货物验收及上架 （2）出库功能，货物分拣，安排出库货位 （3）盘点功能，库存数量与账面数量核对 （4）预警功能，库存预警、保质期预警 （5）报表统计 （6）实时掌控库存信息 （7）减少劳动力成本，远距离识别，大批量读 取、准确性高2、 在运输环节的应用 射频识别技术结合全球卫星定位系统（GPS），可以对物流运输过程进行全面可视化跟踪。 （1）节省了通关的时间。 （2）便于公司进行远程调度管理，并极大地提高了在途货物的安全性 七、 RFID技术在其他领域的应用应用领域具体应用医疗领域的应用病人管理（1、新生婴儿2、

16、病患者）、药品管理（用药安全&药品盘点）、实验室样本管理、医疗废物管理、工作人员管理防伪技术领域的应用第二代身份证防伪、产品防伪、门票防伪图书馆管理系统借还系统，实现同时对多册图书进行借还操作；图书检点系统（图书顺架、倒架及盘点）运动计时马拉松比赛（起点及终点放置微型天线小垫片，运动员鞋带贴上RFID芯片）车辆自动识别管理火车车厢与货物集装箱识别、路桥电子收费管理系统、海关车辆自动核放系统、智能停车场管理系统电子钱包、电子票证射频识别卡的功能相当于电子钱包，实现非现金结算。目前主要的应用在交通方面。生产线产品加工过程自动控制主要应用在大型工厂的自动化流水作业线上，实现自动控制、监视，提

17、高生产效率，节约成本。动物跟踪和管理射频识别技术可用于动物跟踪。在大型养殖厂，可通过采用射频识别技术建立饲养档案、预防接种档案等，达到高效、自动化管理牲畜的目的，同时为食品安全提供了保障。射频识别技术还可用于信鸽比赛、赛马识别等，以准确测定到达时间。（观看视频，总结RFID技术的工作原理及其在物流和其他领域的应用）八、 RFID的发展障碍及解决方案1、 标准不统一及解决方案 障碍：国际上主要有三大RFID标准体系：国际标准ISO/IEC18000、美国的EPC、Global和日本的UbiquitousID。由于缺乏全球共同遵守权威统一的标准，标准问题已经成为制约RFID发展的瓶颈。 解决方法：我国应积极参与国际标准组织的活动，充分利用规则，加大我国在标准制定中的发言权，努力促使未来的国际标准向着相对有利于我国的方向发展。3、 成本偏高问题及解决方案 障碍：有学者认为目前RFID技术的成本主要由两部分组成，就是“技术及产品成本”和这一技术在“应用环节形成的成本”。如果要实现大规模商用，就必须降低成本。否则RFID在单价低价格物品上的使用会导致成本陡涨，甚至有可能超过物品本身的价值。 解决方案： RFID技术的系统操作需要专门的人才。信息安全状况等，需要软件开发商、应用企业、政府等部门的协调合作。而企业也必