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電子標(biāo)簽
來源:作者:日期:2015-06-01 16:29:10點(diǎn)擊:18653次
電子標(biāo)簽又稱射頻標(biāo)簽、應(yīng)答器、數(shù)據(jù)載體;閱讀器又稱為讀出裝置、掃描器、讀頭、通信器、讀寫器(取決于電子標(biāo)簽是否可以無線改寫數(shù)據(jù))。電子標(biāo)簽與閱讀器之間通過耦合元件實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的空間(無接觸)耦合;在耦合通道內(nèi),根據(jù)時(shí)序關(guān)系,實(shí)現(xiàn)能量的傳遞和數(shù)據(jù)交換。
1定義
電子標(biāo)簽是RFID的俗稱,RFID是Radio Frequency Identification的
電子標(biāo)簽
縮寫,術(shù)語為射頻識(shí)別。
工作頻率
-125KHZ
-13.56MHz
-915MHz
-2.45GHz
-5.8GHz
2組成
最基本的電子標(biāo)簽系統(tǒng)由三部分組成:
標(biāo)簽(Tag):由耦合元件及芯片組成,每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼,高容量電子標(biāo)簽有用戶可寫入的存儲(chǔ)空間,附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象;
閱讀器(Reader):讀取(有時(shí)還可以寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備,可設(shè)計(jì)為手持式或固定式;
天線(Antenna):在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào)。
3特性
數(shù)據(jù)存儲(chǔ):與傳統(tǒng)形式的標(biāo)簽相比,容量更大(1bit—1024bit),數(shù)據(jù)可隨時(shí)更新,可讀寫。
讀寫速度:與條碼相比,無須直線對(duì)準(zhǔn)掃描,讀寫速度更快,可多目標(biāo)識(shí)別、運(yùn)動(dòng)識(shí)別。
使用方便:體積小,容易封裝,可以嵌入產(chǎn)品內(nèi)。
安全:專用芯片、序列號(hào)唯一、很難復(fù)制。
耐用:無機(jī)械故障、壽命長(zhǎng)、抗惡劣環(huán)境。
電子標(biāo)簽
感應(yīng)效果:比一般的要好很多
4歷史
1937年,美國(guó)海軍研究試驗(yàn)室(U.S. Naval Research Laboratory(NRL))開發(fā)了敵我識(shí)別系統(tǒng)(Identification Friend-or-Foe(IFF) system),來將盟軍的飛機(jī)和敵方的飛機(jī)區(qū)別開來。這種技術(shù)后來在50年代成為現(xiàn)代空中交通管制的基礎(chǔ)。并且是早期RFID技術(shù)的萌芽,而優(yōu)先地應(yīng)用在軍事、實(shí)驗(yàn)室等。
60年代后期和70年代早期,電子物品監(jiān)控(Electronic Article Surveillance(EAS))系統(tǒng),就是常見的商場(chǎng)防盜系統(tǒng)。
80年代,早期商業(yè)應(yīng)用,包括鐵路和食品。
90年代,開始標(biāo)準(zhǔn)化,并提出了EPC的理念,全球每個(gè)物品唯一識(shí)別。
電子標(biāo)簽
5核心技術(shù)
RFID射頻識(shí)別是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),識(shí)別工作無須人工干預(yù),可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽,操作快捷方便。
RFID電子標(biāo)簽是一種突破性的技術(shù):“第一,可以識(shí)別單個(gè)的非常具體的物體,而不是像條形碼那樣只能識(shí)別一類物體;第二,其采用無線電射頻,可以透過外部材料讀取數(shù)據(jù),而條形碼必須靠激光來讀取信息;第三,可以同時(shí)對(duì)多個(gè)物體進(jìn)行識(shí)讀,而條形碼只能一個(gè)一個(gè)地讀。此外,儲(chǔ)存的信息量也非常大。”
6工作原理
RFID技術(shù)的基本工作原理并不復(fù)雜:標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)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(PassiveTag,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)(ActiveTag,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。
RFID(射頻識(shí)別)系統(tǒng)由兩部分組成:讀/寫單元和電子收發(fā)器。閱讀器通過天線發(fā)出電磁脈沖,收發(fā)器接收這些脈沖并發(fā)送已存儲(chǔ)的信息到閱讀器作為響應(yīng)。實(shí)際上,這就是對(duì)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行非接觸讀、寫或刪除處理。
從技術(shù)上來說,“智能標(biāo)簽”包含了包括具有RFID射頻部分和一個(gè)超薄天線環(huán)路的RFID芯片的RFID電路,這個(gè)天線與一個(gè)塑料薄片一起嵌入到標(biāo)簽內(nèi)。通常,在這個(gè)標(biāo)簽上還粘一個(gè)紙標(biāo)簽,在紙標(biāo)簽上可以清晰地印上一些重要信息。當(dāng)前的智能標(biāo)簽一般為信用卡大小,對(duì)于小的貨物還有4.5×4.5cm尺寸的標(biāo)簽,也有CD和DVD上用的直徑為4.7厘米的圓形標(biāo)簽。
與像條形碼或磁條等其他ID技術(shù)相比較而言,收發(fā)器技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于閱讀器和收發(fā)器之間的無線鏈接:讀/寫單元不需要與收發(fā)器之間的可視接觸,因此可以完全集成到產(chǎn)品里面。這意味著收發(fā)器適合于惡劣的環(huán)境,收發(fā)器對(duì)潮濕、骯臟和機(jī)械影響不敏感。因此,收發(fā)器系統(tǒng)具有非常高的讀可靠性、快速數(shù)據(jù)獲取,最后一點(diǎn)也是重要的一點(diǎn)就是節(jié)省勞力和紙張。
8應(yīng)用
電子標(biāo)簽作為數(shù)據(jù)載體,能起到標(biāo)識(shí)識(shí)別、物品跟蹤、信息采集的作用。在國(guó)外,電子標(biāo)簽已經(jīng)在廣泛的領(lǐng)域內(nèi)得以應(yīng)用。 電子標(biāo)簽、讀寫器、天線和應(yīng)用軟件構(gòu)成的RFID系統(tǒng)直接與相應(yīng)的管理信息系統(tǒng)相連。每一件物品都可以被準(zhǔn)確地跟蹤,這種全面的信息管理系統(tǒng)能為客戶帶來諸多的利益,包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、安全的數(shù)據(jù)存取通道、離線狀態(tài)下就可以獲得所有產(chǎn)品信息等等。在國(guó)外,RFID技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于諸如工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化等眾多領(lǐng)域。應(yīng)用范圍包括:
1、防偽:通過掃描,詳盡的物流記錄就生成了。
2、生產(chǎn)流水線管理
電子標(biāo)簽在生產(chǎn)流水線上可以方便準(zhǔn)確地記錄工序信息和工藝操作信息,滿足柔性化生產(chǎn)需求。對(duì)工人工號(hào)、時(shí)間、操作、質(zhì)檢結(jié)果的記錄,可以完全實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的可追溯性。還可避免生產(chǎn)環(huán)境中手寫、眼看信息造成的失誤。
3、倉(cāng)儲(chǔ)管理
將RFID系統(tǒng)用于智能倉(cāng)庫(kù)貨物管理,有效地解決了倉(cāng)儲(chǔ)貨物信息管理。對(duì)于大型倉(cāng)儲(chǔ)基地來說,管理中心可以實(shí)時(shí)了解貨物位置、貨物存儲(chǔ)的情況,對(duì)于提高倉(cāng)儲(chǔ)效率、反饋產(chǎn)品信息、指導(dǎo)生產(chǎn)都有很重要的意義。它不但增加了一天內(nèi)處理貨物的件數(shù),還可以監(jiān)看貨物的一切信息。其中應(yīng)用的形式多種多樣,可以將標(biāo)簽貼在貨物上,由叉車上的讀寫器和倉(cāng)庫(kù)相應(yīng)位置上的讀寫器讀寫;也可以將條碼和電子標(biāo)簽配合使用。
4、銷售渠道管理
建立嚴(yán)格而有序的渠道,高效地管理好進(jìn)銷存是許多企業(yè)的強(qiáng)烈需要。產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中嵌入電子標(biāo)簽,其中包含惟一的產(chǎn)品號(hào),廠家可以用識(shí)別器監(jiān)控產(chǎn)品的流向,批發(fā)商、零售商可以用廠家提供的讀寫器來識(shí)別產(chǎn)品的合法性。
5、貴重物品管理
還可用于照相機(jī)、攝像機(jī)、便攜電腦、CD隨身聽、珠寶等。貴重物品的防盜、結(jié)算、售后保證。其防盜功能屬于電子物品監(jiān)視系統(tǒng)(EAS)的一種。標(biāo)簽可以附著或內(nèi)置于物品包裝內(nèi)。專門的貨架掃描器會(huì)對(duì)貨品實(shí)時(shí)掃描,得到實(shí)時(shí)存貨記錄。如果貨品從貨價(jià)上拿走,系統(tǒng)將驗(yàn)證此行為是否合法,如為非法取走貨品,系統(tǒng)將報(bào)警。
買單出庫(kù)時(shí),不同類別的全部物品可通過掃描器,一次性完成掃描,在收銀臺(tái)生成銷售單的同時(shí)解除防盜功能。這樣,顧客帶著所購(gòu)物品離開時(shí),警報(bào)就不會(huì)響了。在顧客付賬時(shí),收銀臺(tái)會(huì)將售出日期寫入標(biāo)簽,這樣顧客所購(gòu)的物品也得到了相應(yīng)的保證和承諾。
6、圖書管理、租賃產(chǎn)品管理
在圖書中貼入電子標(biāo)簽,可方便的接收?qǐng)D書信息,整理圖書時(shí)不用移動(dòng)圖書,可提高工作效率,避免工作誤差。
7、其他如物流、汽車防盜、航空包裹管理等。
9揀貨系統(tǒng)
揀貨系統(tǒng)原理
電子標(biāo)簽揀貨系統(tǒng)(ComputerAssistedPickingSystem),其工作原理是通過電子標(biāo)簽進(jìn)行出庫(kù)品種和數(shù)量的指示,從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)的紙張揀貨單,提高揀貨效率。電子標(biāo)簽在實(shí)際使用中,主要有兩種方式——DPS和DAS。
DPS(DigitalPickingSystem)
方式就是利用電子標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)摘果法出庫(kù)。首先要在倉(cāng)庫(kù)管理中實(shí)現(xiàn)庫(kù)位、品種與電子標(biāo)簽對(duì)應(yīng)。出庫(kù)時(shí),出庫(kù)信息通過系統(tǒng)處理并傳到相應(yīng)庫(kù)位的電子標(biāo)簽上,顯示出該庫(kù)位存放貨品需出庫(kù)的數(shù)量,同時(shí)發(fā)出光、聲音信號(hào),指示揀貨員完成作業(yè)。DPS使揀貨人員無需費(fèi)時(shí)去尋找?guī)煳缓秃藢?duì)商品,只需核對(duì)揀貨數(shù)量,因此在提高揀貨速度、準(zhǔn)確率的同時(shí),還降低了人員勞動(dòng)強(qiáng)度。采用DPS時(shí)可設(shè)置多個(gè)揀貨區(qū),以進(jìn)一步提高揀貨速度。
DPS一般要求每一品種均配置電子標(biāo)簽,對(duì)很多企業(yè)來說,投資較大。因此,可采用2種方式來降低系統(tǒng)投資。一是采用可多屏顯示的電子標(biāo)簽,用一只電子標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)多個(gè)貨品的指示;另一種是采用DPS加人工揀貨的方式:對(duì)出庫(kù)頻率最高的20%-30%產(chǎn)品(約占出庫(kù)量50%-80%),采用DPS方式以提高揀貨效率;對(duì)其他出庫(kù)頻率不高的產(chǎn)品,仍使用紙張的揀貨單。這兩種方式的結(jié)合在確保揀貨效率改善的同時(shí),可有效節(jié)省投資。
DAS(DigitalAssortingSystem)
方式是另一種常見的電子標(biāo)簽應(yīng)用方式,(電子版以下略)根據(jù)這些信息可快速進(jìn)行分揀作業(yè)。同DPS一樣,DAS也可多區(qū)作業(yè),提高效率。
電子標(biāo)簽用于物流配送,能有效提高出庫(kù)效率,并適應(yīng)各種苛刻的作業(yè)要求,尤其在零散貨品配送中有絕對(duì)優(yōu)勢(shì),在連鎖配送、藥品流通場(chǎng)合以及冷凍品、服裝、服飾、音像制品物流中有廣泛應(yīng)用前景。而DPS和DAS是電子標(biāo)簽針對(duì)不同物流環(huán)境的靈活運(yùn)用。一般來說,DPS適合多品種、短交貨期、高準(zhǔn)確率、大業(yè)務(wù)量的情況;而DAS較適合品種集中、多客戶的情況。無論DPS還是DAS,都具有極高的效率。據(jù)統(tǒng)計(jì),采用電子標(biāo)簽揀貨系統(tǒng)可使揀貨速度至少提高一倍,準(zhǔn)確率提高10倍。
11開源項(xiàng)目
開源軟件無線電技術(shù)對(duì)無線電的行行業(yè)業(yè)影響頗深,電子標(biāo)簽也不例外。GNU Radio 是免費(fèi)的軟件開發(fā)工具套件。它提供信號(hào)運(yùn)行和處理模塊,用它可以在易制作的低成本的射頻(RF)硬件和通用微處理器上實(shí)現(xiàn)軟件定義無線電。這套套件廣泛用于業(yè)余愛好者,學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和商業(yè)機(jī)構(gòu)用來研究和構(gòu)建無線通信系統(tǒng)。GNU Radio 的應(yīng)用主要是用 Python 編程語言來編寫的。但是其核心信號(hào)處理模塊是C++在帶浮點(diǎn)運(yùn)算的微處理器上構(gòu)建的。因此,開發(fā)者能夠簡(jiǎn)單快速的構(gòu)建一個(gè)實(shí)時(shí)、高容量的無線通信系統(tǒng)。盡管其主要功用不是仿真器,GNU Radio 在沒有射頻 RF 硬件部件的境況下支持對(duì)預(yù)先存儲(chǔ)和(信號(hào)發(fā)生器)生成的數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)處理的算法的研究。