2.1條碼技術

2.2物流條碼技術

2.3射頻識別技術案例導入海瀾之家RFID技術的數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路2020年數(shù)據(jù)顯示，海瀾集團年銷售各類服裝1.6億件，不僅是中國男裝龍頭，旗下還有各類女裝、童裝等品牌，服裝業(yè)務的體量很大。為了更好地清點和管理這些服裝，海瀾之家從2014年就開始搭建RFID流水化讀取系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用“通道機”模式，流水化讀取RFID芯片信息，將成箱服裝商品信息批量掃描、實時上傳、比對與分類處置。把數(shù)以億計銷往全國的服裝聯(lián)網(wǎng)，其核心就是每件商品攜帶的一個芯片和一個天線。將超高頻RFID標簽嵌入服裝吊牌，通過RFID發(fā)卡器在RFID電子標簽上寫入商品的品號、色號、規(guī)格、數(shù)量等SKU(StockKeepingUnit，庫存量單位)信息，形成RFID標簽吊牌后，交由服裝生產(chǎn)商將帶有RFID標簽的吊牌縫制或綁到服裝上，這樣就初步實現(xiàn)了海瀾之家服裝的智能化。2015年海瀾之家的“衣聯(lián)網(wǎng)”正式投運時，僅秋冬兩季的服裝就訂購了8000萬片標簽，也就是8000萬顆RFID芯片。庫存管理本就是一項煩瑣的活，以往掃條碼，必須靠近至幾厘米的距離，用過超市自助收銀臺的朋友都知道，一次只能掃一件，有時還會失靈，繁雜又耗時，而RFID可以同時向多個讀取器傳輸數(shù)據(jù)，大大提高了庫存管理的效率。RFID智能倉儲管理系統(tǒng)為服裝貼上UHF(UltraHighFrequency，超高頻)RFID電子標簽，采用“通道機”模式，流水化讀取服裝RFID信息，完成倉庫的整箱收發(fā)貨、移庫、整理庫和退貨入庫等工作。其中，RFID通道KA-3設備與德馬泰克全自動傳送線結(jié)合，完成倉庫的整箱發(fā)貨和退貨；RFID通道KB1設備完成倉庫的散件發(fā)貨和電商專用發(fā)貨；RFID通道KD1設備完成對標簽的檢驗；RFID通道KNI設備與吊掛系統(tǒng)結(jié)合，完成倉庫的掛裝收貨。在海瀾之家全國超6000家的零售門店內(nèi)，工作人員只需手持射頻識別閱讀器，在幾米外一次性讀取貨架上數(shù)百件服裝的信息，通過無線電波與讀寫器通信，產(chǎn)品的各類數(shù)據(jù)得到即時存儲和處理，數(shù)秒內(nèi)就可完成貨品清點。在發(fā)貨高峰期，如“雙11”當日，使用RFID通道機發(fā)貨超過100萬件，其性能流暢、穩(wěn)定、便捷，完全解決了供應鏈端的后顧之憂。另外，因不再需要開箱，每年節(jié)約數(shù)百萬紙箱成本。從海瀾之家的RFID實踐應用來看，RFID技術將推動海瀾之家的供應鏈管理上升一個新的高度，并幫助海瀾之家實現(xiàn)線下交易客戶的可觸達、可識別、可運營。RFID技術讓海瀾之家每一件商品都帶有身份標識，有力地夯實了海瀾之家新零售基礎。未來，RFID技術或在海瀾之家智慧門店廣泛應用，例如顧客拿過、試過的商品信息將被自動記錄在案，每家門店后臺系統(tǒng)將匯總分析信息并據(jù)此調(diào)整門店商品布局。智能物流中的自動識別與數(shù)據(jù)采集是一項通用的技術手段，它包括不通過鍵盤而把數(shù)據(jù)直接錄入到計算機系統(tǒng)的方法，如條碼掃描、射頻識別、語音識別以及電子代碼技術等。自動識別技術在物流領域的應用日益廣泛，其中又以條碼技術與RFID技術的應用為主流。2.1條碼技術條碼(BarCode)技術也稱為BC技術，是在計算機應用中產(chǎn)生和發(fā)展起來的，并廣泛應用于商業(yè)、郵政、圖書管理、倉儲、工業(yè)生產(chǎn)過程控制、交通等領域的一種自動識別技術，具有輸入速度快、準確度高、成本低、可靠性強等優(yōu)點，在當今的自動識別技術中占有重要的地位。在物流業(yè)中，利用條碼技術可對物品進行識別和描述，從而解決數(shù)據(jù)錄入和數(shù)據(jù)采集的問題，為供應鏈管理如ECR(有效客戶反應)、QR(快速反應)、ACEP等提供有力支持，所以說條碼是實現(xiàn)銷售點(POS)系統(tǒng)、電子數(shù)據(jù)交換(EDI)、電子商務、供應鏈管理的技術基礎，是使物流管理現(xiàn)代化、提高競爭力的重要技術手段。2.1.1條碼的基礎知識條碼技術是20世紀中葉發(fā)展并廣泛應用的集光、機、電和計算機技術于一體的高新技術，它打破了計算機應用中數(shù)據(jù)采集的“瓶頸”，實現(xiàn)了信息的快速準確獲取與傳遞。就經(jīng)濟活動而言，物流和信息流是其重要的兩個方面，條碼解決了商品、產(chǎn)品、物流單元的標識，它為實物流和信息流的同步提供了技術手段，既經(jīng)濟又實用，近乎零成本，受到各國青睞。20世紀70年代，條碼技術為POS的自動掃描結(jié)算和信息的快速獲取提供了方便、快捷、準確、可靠的途徑，引領了一場商業(yè)革命。目前，在全球范圍內(nèi)，已經(jīng)有100多個國家采用條碼技術進行商業(yè)POS結(jié)算，上百萬家公司或企業(yè)采用了條碼技術。條碼技術已經(jīng)作為一種關鍵的信息標識和信息采集技術，不僅在商業(yè)POS中得到應用，而且已經(jīng)被廣泛地應用于全球各個行業(yè)，成為各國信息化建設中的一個重要部分。1.條碼技術的產(chǎn)生與發(fā)展早在20世紀40年代后期，美國人就發(fā)明了“公牛眼”條碼，形狀為同心靶環(huán)。20世紀60年代后期，北美鐵路系統(tǒng)開始采納條碼系統(tǒng)。1967年，美國的超市安裝了第一套條碼掃描零售系統(tǒng)。1973年，美國統(tǒng)一代碼委員會(UCC)建立了UPC(商品統(tǒng)一代碼)商品條碼應用系統(tǒng)。同年，UPC條碼標準宣布實施。1977年，歐洲在12位的UPC-A商品條碼的基礎上，開發(fā)出與UPC-A商品條碼兼容的歐洲物品編碼系統(tǒng)，簡稱EAN系統(tǒng)，并正式成立了歐洲物品編碼協(xié)會(EAN)。UCC/EAN-128條碼于1981年被推薦應用，以標識物流單元。這樣，EAN和UCC將條碼技術從單獨的物品標識推向了整個供應鏈管理和服務領域。20世紀80年代，人們開始研制二維條碼。目前，條碼技術已被應用在計算機管理的各個領域。2.條碼的概念及基本術語

條碼是由一組粗細不等、黑白或彩色相間的條、空及其相應的字符、數(shù)字、字母組成的標記，用以表示一定的信息。它是利用光電掃描閱讀設備來識讀并實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入計算機的一種特殊代碼。在條碼技術的應用過程中，經(jīng)常會接觸到一些基本術語，為了方便理解和使用，表2-1給出了一些常用的條碼技術術語的名稱、英文表示以及相應的定義。2.1.2條碼的碼制條碼的碼制是規(guī)定條碼用條和空的排列規(guī)則表達數(shù)據(jù)的編碼體系。各種條碼符號都是由符合規(guī)定編碼規(guī)則的條和空組合而成的，具有固定的編碼容量和條碼字符集。1.一維條碼一維條碼只是在一個方向(一般是水平方向)表達信息，而在垂直方向不表達任何信息，其一定的高度通常是為了便于閱讀器的對準。一維條碼按條碼的長度可分為定長條碼和非定長條碼，按排列方式可分為連續(xù)型條碼和非連續(xù)型條碼，按校驗方式可分為自校驗型條碼和非自校驗型條碼，按應用場合可以分為商品條碼和物流條碼。1)商品條碼商品條碼是以直接向消費者銷售的商品為對象、以單個商品為單位使用的條碼。最常見的是UPC和EAN條碼，用于在世界范圍內(nèi)唯一標識一種商品。UPC條碼是美國統(tǒng)一代碼委員會制定的一種商品用條碼，主要在美國和加拿大使用，用于工業(yè)、醫(yī)藥、倉儲等領域。EAN條碼是在國際物品編碼協(xié)會的UPC碼的基礎上制定的一種商品用條碼，全球通用。EAN條碼是當今世界上廣為使用的商品條碼，已成為電子數(shù)據(jù)交換(EDI)的基礎。只要用條碼閱讀器掃描該條碼，便可以了解該商品的名稱、型號、規(guī)格、生產(chǎn)廠商、所屬國家或地區(qū)等豐富信息。2)物流條碼物流條碼是物流過程中以運輸商品為對象，以集合包裝的商品為單位使用的條碼。物流條碼中常用的碼制有Codel28碼、Code39碼、25碼和庫德巴(Codebar)碼等。部分物流條碼如圖2-1所示。(1)?Code128碼：廣泛應用在企業(yè)內(nèi)部管理、生產(chǎn)流程、物流控制系統(tǒng)方面的條碼碼制。由于其優(yōu)良的特性在管理信息系統(tǒng)的設計中被廣泛使用，Code128碼是目前應用最廣泛的條碼碼制之一。(2)?Code39碼：因其可采用數(shù)字與字母共同組成的方式而在各行業(yè)內(nèi)部管理上被廣泛使用。(3)?25碼：又稱為交叉二五條碼，主要用于運輸包裝，是印刷條件較差且不允許印刷EAN-13和UPC-A條碼時應選用的一種條碼。(4)?Codebar碼：可表示數(shù)字和字母信息，主要用于醫(yī)療衛(wèi)生、圖書情報、物資等領域的自動識別。2.二維條碼在水平和垂直方向的二維空間存儲信息的條碼稱為二維條碼。二維條碼是一種比一維條碼更高級的條碼格式。二維條碼在水平和垂直方向都可以存儲信息，能存儲漢字、數(shù)字和圖片等信息，眾多的信息表達依賴于商品數(shù)據(jù)庫的支持，離開了預先建立的數(shù)據(jù)庫，二維條碼將無法使用。因此二維條碼的應用領域要廣得多。與一維條碼一樣，二維條碼也有許多不同的編碼方法，即碼制。根據(jù)碼制的編碼原理不同，二維條碼分為以下兩種類型：(1)線性堆疊式二維條碼：又稱為堆積式二維條碼或?qū)优攀蕉S條碼，如圖2-2(a)所示，其編碼原理是建立在一維條碼基礎之上，按需要堆積成二行或多行。它在編碼設計、校驗原理、識讀方式等方面繼承了一維條碼的一些特點，識讀設備和條碼印刷與一維條碼技術兼容。但由于行數(shù)的增加，需要對行進行判定，其譯碼算法與軟件也不完全相同于一維條碼。代表性的層排式二維條碼有Code16K、Code49、PDF417、MicroPDF417等。(2)矩陣式二維條碼：又稱為棋盤式二維條碼，如圖2-2(b)所示，它是在一個矩形空間通過黑、白像素在矩陣中的不同分布進行編碼的。在矩陣相應元素位置上，用點的出現(xiàn)表示二進制“1”，點的不出現(xiàn)表示二進制的“0”，點的排列組合確定了矩陣式二維條碼所代表的意義。矩陣式二維條碼是建立在計算機圖像處理技術、組合編碼原理等基礎上的一種新型圖形符號自動識讀處理碼制。代表性的矩陣式二維條碼有CodeOne、MaxiCode、QRCode、DataMatrix等。2.1.3條碼符號結(jié)構一個完整的條碼符號由兩側(cè)靜區(qū)、起始符、數(shù)據(jù)符、校驗符和終止符組成。以一維條碼為例，其條碼符號結(jié)構如圖2-3所示。(1)靜區(qū)：沒有任何印刷符或條碼信息，它通常是白的，位于條碼符號的兩側(cè)。靜區(qū)的作用是提示閱讀器(即掃描器)準備掃描條碼符號。(2)起始符：條碼符號的第一位字符是起始符，它的特殊條、空結(jié)構用于識別一個條碼符號的開始。閱讀器首先確認此字符的存在，然后處理由掃描器獲得的一系列脈沖。(3)數(shù)據(jù)符：由條碼字符組成，用于代表一定的原始數(shù)據(jù)信息。(4)終止符：條碼符號的最后一位字符是終止符，它的特殊條、空結(jié)構用于識別一個條碼符號的結(jié)束。閱讀器識別終止字符，便可知道條碼符號已掃描完畢。(5)校驗符：在條碼碼制中定義了校驗符。有些碼制的校驗符是必需的，有些碼制的校驗符則是可選的。校驗符是通過對數(shù)據(jù)字符進行一種算術運算而確定的。2.1.4條碼技術的特點條碼技術作為一種圖形識別技術，與其他識別技術相比，有如下特點：(1)簡單、易于制作、可印刷。條碼標簽易于制作，對印刷技術設備和材料沒有特殊要求，被稱為“可印刷的計算機語言”。(2)信息采集速度快。對于普通計算機的鍵盤錄入速度最快的是每分鐘200個字符，而利用條碼掃描錄入信息的速度是鍵盤錄入的20倍。(3)采集信息量大。利用條碼掃描一次可以采集十幾位字符的信息，而且可以通過選擇不同碼制的條碼增加字符密度，使錄入的信息量成倍增長。(4)可靠性高。鍵盤錄入數(shù)據(jù)的誤碼率為三百分之一，利用光學字符識別技術錄入數(shù)據(jù)的誤碼率約為萬分之一，而采用條碼掃描錄入方式，其誤碼率僅為百萬分之一，首讀率可達98%以上。(5)設備結(jié)構簡單、成本低。與其他自動化識別技術相比較，條碼符號識別設備的結(jié)構簡單，操作容易，無須專門訓練，所需費用較低。(6)靈活、實用。條碼符號作為一種識別手段可以單獨使用，也可以和有關設備組成識別系統(tǒng)實現(xiàn)自動化識別，還可和其他控制設備聯(lián)合起來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的自動化管理。同時，在沒有自動化識別設備時，也可實現(xiàn)手工鍵盤輸入。(7)自由度大。識別裝置與條碼標簽相對位置的自由度要比OCR(OpticalCharacterRecognition，光學字符識別)大得多。條碼通常只在一維方向上表達信息，而同一條碼上所表示的信息完全相同并且連續(xù)，這樣即使是標簽有部分缺欠，仍可以從正常部分得到正確的信息。2.2物流條碼技術物流條碼是條碼中的一個重要組成部分。它的出現(xiàn)，不僅在國際范圍內(nèi)提供了一套可靠的代碼標識體系，而且也為貿(mào)易環(huán)節(jié)提供了通用語言，為EDI和電子商務奠定了基礎。因此，物流條碼標準體系的建設在推動各行各業(yè)的信息化、現(xiàn)代化建設進程和供應鏈管理的過程中起到了不可估量的作用。2.2.1物流條碼體系物流條碼是指專門應用于物流領域的條碼。在這里，所要研究的對象僅僅是指商品在貿(mào)易鏈中的物流過程，即商品從生產(chǎn)出來到消費者和用戶手中的這個過程。當然，物流條碼會隨著商品經(jīng)濟的發(fā)展而不斷完善，最終應用于整個物流系統(tǒng)之中。在商品從生產(chǎn)廠家到運輸、交換，整個物流過程中都可以通過物流條碼來實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，使信息的傳遞更加方便、快捷、準確，從而提高整個物流系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。按照“物流”的廣義和狹義之分，物流領域可以這樣劃分：作為商品的物質(zhì)資料在生產(chǎn)者與消費者之間發(fā)生空間位移時，它屬于流通領域內(nèi)的經(jīng)濟活動；除此之外，還包括物質(zhì)資料在生產(chǎn)過程中的運動，它既包括流通領域又包括生產(chǎn)領域。“物流”中的“物”指所有的物質(zhì)資料，在社會化大生產(chǎn)和商品經(jīng)濟的條件下，商品是物流的主體，自然資源、廢棄物等也是“物”的范疇。物流是生產(chǎn)和消費之間的聯(lián)系紐帶，為了實現(xiàn)以最少的投入獲得最大的經(jīng)濟效益，就要使物流過程更加快速、合理、高效，將物流、商流、信息流綜合考慮，發(fā)揮物流系統(tǒng)的功能效用。物流條碼可以使我們更好地實現(xiàn)這一目標。表示物流標識編碼的條碼符號有不同的碼制，有的碼制只能標識一個內(nèi)容，有的碼制則能標識很多內(nèi)容。本書著重介紹專門用于表示物流編碼的條碼碼制，現(xiàn)行通用的主要有EAN通用商品條碼、儲運單元條碼和貿(mào)易單元128條碼等。1.?EAN通用商品條碼EAN通用商品條碼的結(jié)構包括13位和8位條碼結(jié)構，其中13位條碼結(jié)構最常見。1)?EAN-13商品條碼的符號結(jié)構EAN-13商品條碼的符號結(jié)構如圖2-4所示。標準版商品條碼所表示的代碼由13位數(shù)字組成，它們分別是廠商識別代碼、商品項目代碼和校驗碼，具體組成如下：(1)廠商識別代碼。廠商識別代碼由國家(或地區(qū))編碼組織統(tǒng)一分配管理，由7～9位數(shù)字組成，用于對廠商的唯一標識。廠商識別代碼是EAN編碼組織在EAN分配的前綴碼的基礎上分配給廠商的代碼。前綴碼是標識EAN編碼組織的代碼，由EAN統(tǒng)一管理和分配，其中世界各國家(或地區(qū))的前綴碼如表2-2所示。(2)商品項目代碼。商品項目代碼由3～5位數(shù)字組成，由廠商自行編碼。在編制商品項目代碼時，廠商必須遵守商品編碼的基本原則，即唯一性和無含義性。在EAN系統(tǒng)中，商品編碼僅僅是一種識別商品的手段，而不是商品分類的手段。(3)校驗碼。校驗碼是商品條碼中的最后1位數(shù)字，用于校驗廠商識別代碼和商品項目代碼的正確性。2)中國商品條碼的代碼結(jié)構中國商品條碼的前綴碼為690～695。(1)當前綴碼為690、691時，EAN-13的代碼結(jié)構如圖2-5所示。(2)當前綴碼為692～695時，EAN-13的代碼結(jié)構如圖2-6所示。2.儲運單元條碼儲運單元條碼是專門表示儲運單元編碼的一種條碼，通俗地說就是商品外包裝箱上使用的條碼標識，它可以在全球范圍內(nèi)唯一地識別某一包裝單元的物品，從而便于在物品的運輸、配送、訂貨、收貨中跟蹤和統(tǒng)計，保證數(shù)據(jù)的準確性和及時性。儲運單元一般由消費單元組成的商品包裝單元構成，可分為定量儲運單元(由定量消費單元組成的儲運單元)和變量儲運單元(由變量消費單元組成的儲運單元)。使用儲運單元條碼可以使企業(yè)方便地實現(xiàn)進、銷、存自動化管理，商業(yè)批發(fā)、零售則可以實現(xiàn)物流、配送的自動化，大大提高工作效率，降低企業(yè)成本。定量儲運單元一般采用13位或14位數(shù)字編碼。當定量儲運單元同時又是定量消費單元時，應按定量消費單元進行編碼，如電冰箱等家用電器，其定量消費單元的編碼等同于通用商品編碼。定量消費單元代碼是指包含在定量儲運單元內(nèi)的定量消費單元代碼去掉校驗字符后的12位數(shù)字代碼。當含相同種類的定量消費單元組成定量儲運單元時，可給每一個定量儲運單元分配一個區(qū)別于它所包含的消費單元代碼的13位數(shù)字代碼，也可用14位數(shù)字進行編碼。3.貿(mào)易單元128條碼貿(mào)易單元128條碼簡稱128條碼，是一種連續(xù)型、非定長、有含義的高密度代碼，其字符集包括全部ASCII(美國信息交換標準代碼)字符，通過應用標識符可標識所有物流信息。128條碼是物流條碼實施的關鍵，它能夠更多地標識貿(mào)易單元的信息，如產(chǎn)品批號、數(shù)量、規(guī)格、生產(chǎn)日期、有效期、交貨地等，使物流條碼成為貿(mào)易中的重要工具。128條碼的信息結(jié)構如圖2-7所示。2.2.2物流條碼技術的應用物流條碼技術在各個領域的廣泛使用，大大提高了系統(tǒng)的運作效率，降低了出錯率，為物流運作的現(xiàn)代化和自動化奠定了良好的基礎。下面介紹幾個典型的物流條碼技術的應用領域，以體現(xiàn)物流條碼的重要作用。1.分揀運輸鐵路運輸、航空運輸、郵政通信等許多行業(yè)都存在貨物的分揀與搬運問題，大批量的貨物需要在很短的時間內(nèi)準確無誤地裝到指定的車廂或航班中；一個生產(chǎn)廠家如果生產(chǎn)上百個品種的產(chǎn)品，并需要將其分門別類，以送到不同的目的地，那么就必須擴大場地，增加人員，還常常會出現(xiàn)人工錯誤。解決這些問題的辦法就是應用物流條碼技術，使包裹或產(chǎn)品自動分揀到不同的運輸機上。我們所要做的只是將預先打印好的條碼標簽貼在要發(fā)送的物品上，并在每個分揀點上裝一臺條碼掃描器。為了實現(xiàn)物流智能化，出現(xiàn)了很多配送中心。這些配送中心為了提高吞吐能力，采用自動分揀技術更是十分必要的。典型的配送中心的作業(yè)從收貨開始。送貨卡車到達后，叉車司機在卸車時用手持式掃描器識別所卸的貨物，條碼信息通過無線數(shù)據(jù)通信技術傳給計算機，計算機向叉車司機發(fā)出作業(yè)指令，將其顯示在叉車的移動式終端上，例如，要求把貨物送到某個庫位存放，或者直接把貨物送到揀貨區(qū)或出庫站臺。在收貨站臺和倉庫之間一般都有運輸機系統(tǒng)，叉車司機把貨物放到輸送機上后，輸送機上的固定式掃描器識別貨物上的條碼，計算機確定該貨物的存放位置，然后輸送機沿線的轉(zhuǎn)載裝置根據(jù)計算機的指令把貨物轉(zhuǎn)載到指定的巷道內(nèi)。隨即，巷道堆垛機把貨物送到指定的庫位。出庫時，巷道堆垛機取出指定的托盤，由運輸機系統(tǒng)送到出庫臺，叉車司機到出庫臺取貨，首先用手持式掃描器識別貨物上的條碼，計算機隨即向叉車司機發(fā)出作業(yè)指令，例如把貨物直接送到出庫站臺，或者為揀貨區(qū)補充貨源。揀貨區(qū)有多種布置形式，如普通重力式貨架、水平循環(huán)式貨架、垂直循環(huán)式貨架等。揀貨員在手持式終端上輸入訂單號，計算機通過貨架上的指示燈指出需要揀貨的位置；揀貨員再用手持式掃描器識別貨品上的條碼，計算機確認無誤后，在貨架上顯示出揀選的數(shù)量；然后揀貨員揀出的貨品并放入貨盤內(nèi)，將其連同訂單一起運到包裝區(qū)。包裝工人進行檢驗和包裝后，將實時打印的包含發(fā)運信息的條碼貼在包裝箱上。包裝箱在通過分揀機時，根據(jù)掃描器識別的條碼信息被自動撥到相應的發(fā)運線上。2.倉儲配送倉儲配送是產(chǎn)品流通的重要環(huán)節(jié)。以美國最大的百貨公司W(wǎng)alMart(沃爾瑪)為例，該公司在全美有25個大型配送中心，一個配送中心要為100多家零售店服務，日處理量約為20萬個紙箱。每個配送中心分三個區(qū)域，分別為收貨區(qū)、揀貨區(qū)、發(fā)貨區(qū)。在收貨區(qū)，一般用叉車先把貨堆放到暫存區(qū)，工人用手持式掃描器分別識別運單上和貨物上的條碼，確認匹配無誤才能進一步處理，有的要入庫，有的則要直接送到發(fā)貨區(qū)，稱為直通作業(yè)，以節(jié)省時間和空間。在揀貨區(qū)，計算機在夜班打印出隔天需要向零售店發(fā)運的紙箱的條碼標簽。白天，揀貨員拿著一疊標簽打開一只只空箱，在空箱上貼上條碼標簽，然后用手持式掃描器識讀，計算機隨即發(fā)出揀貨指令。在貨架的每個貨位都有指示燈，用于表示需要揀貨以及揀貨的數(shù)量。當揀貨員完成該貨位的揀貨作業(yè)后，單擊“完成”按鈕，計算機就可以更新其數(shù)據(jù)庫。裝滿貨品的紙箱經(jīng)封箱后被運到自動分揀機，在全方位掃描器識別紙箱上的條碼后，計算機會發(fā)出指令使撥叉機構把紙箱撥入相應的裝車線，以便集中裝車運往指定的零售店。在國內(nèi)，在加工制造和倉儲配送業(yè)中也已有了條碼的應用。例如，紅河煙廠中，成箱的紙煙從生產(chǎn)線下來，匯總到一條運輸線，在送往倉庫之前，先要用掃描器識別其條碼，登記完成生產(chǎn)的情況，紙箱隨即進入倉庫，被運到自動分揀機，然后另一臺掃描器會識讀紙箱上的條碼。如果這種品牌的煙正要發(fā)運，則該紙箱被撥入相應的裝車線。如果需要入庫，則由第三臺掃描器識別其品牌，然后將其撥入相應的自動碼托盤機，碼成整托盤后通知運輸機系統(tǒng)入庫儲存。條碼的功能在于極大地提高了成品流通的效率，而且提高了庫存管理的及時性和準確性。物流條碼技術給倉儲現(xiàn)代化帶來了更多的方便，它不僅使保管者提高效率、減少勞動，也為客戶帶來了間接的經(jīng)濟效益。3.機場通道當機場的規(guī)模達到一個終端要在2?h內(nèi)處理10個以上的航班時，就必須實現(xiàn)自動化，否則會因為來不及處理行李導致誤機。當1?h必須處理40個航班時，實現(xiàn)自動化就是必不可少的了。在自動化系統(tǒng)中，物流條碼技術的優(yōu)勢就充分體現(xiàn)出來了，人們只需將條碼標簽按需要打印出來，系在每件行李上即可。根據(jù)國際航空運輸協(xié)會(IAIA)標準的要求，條碼應包含航班號和目的地等信息。當運輸系統(tǒng)把行李從登記處運到分揀系統(tǒng)時，一組通道式掃描器(通常由8個掃描器組成)會包圍運輸機的上下、前后和左右等側(cè)面。掃描器對準每一個可能放標簽的位置，甚至是行李的底部。為了提高首讀率，通常會印制兩個相同的條碼，這兩個條碼在標簽上互相垂直。當掃描器讀到條碼時，會將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒謷刂破髦?，然后根?jù)對照表，行李就被自動分揀到了目的航班的傳送帶上。在大的機場，每小時可能要處理80～100個航班，這使得首讀率特別重要。任何未被掃描器讀出的行李都將被分揀到人工編碼點，由人工輸入數(shù)據(jù)，速度是每分鐘10～20件。對于印刷清晰、裝載有序的自動分揀系統(tǒng)，首讀率應該大于90%。2.3射頻識別技術2.3.1射頻識別技術的基礎知識1.射頻識別技術的概念射頻技術也稱為無線射頻技術或無線電射頻技術，是一種無線電通信技術，其基本原理是電磁理論，利用無線電波對記錄媒體進行讀寫。RF技術以無線信道作為傳輸媒介，具有建網(wǎng)迅速、通信靈活的特點，可以為用戶提供快捷、方便、實時的網(wǎng)絡連接，是實現(xiàn)無線通信的關鍵技術之一。射頻識別(RFID)技術是指利用射頻信號及其空間耦合(交變磁場或電磁場)和傳輸特性進行非接觸雙向通信，實現(xiàn)對靜止或移動物體的自動識別，并進行數(shù)據(jù)交換的一項自動識別技術。簡單地說，RFID技術就是利用無線電波讀寫并交換數(shù)據(jù)信息的一種自動識別技術。自動識別技術有兩種形式，即特征識別和定義識別。RFID技術屬于定義識別技術，它是一種通過人為地賦予人或物一個具有唯一性代碼的自動識別技術。2.射頻識別技術的特點RFID技術在本質(zhì)上是物品標識的一種手段，它被認為將最終取代現(xiàn)今應用非常廣泛的傳統(tǒng)條碼，成為物品標識的最有效方式，它具有一些非常明顯的優(yōu)點。RFID技術與條碼技術在各個功能方面的對比如表2-3所示。2.3.2射頻識別系統(tǒng)的組成RFID系統(tǒng)因應用不同其組成會有所不同，但基本都是由電子標簽、讀寫器和天線組成的。1.電子標簽電子標簽(Tag)又稱為射頻標簽、應答器或射頻卡，其附著在待識別的物品上。每個電子標簽都具有唯一的電子編碼，電子編碼是RFID系統(tǒng)真正的數(shù)據(jù)載體。從技術角度來說，射頻識別系統(tǒng)的核心是電子標簽，讀寫器是根據(jù)電子標簽的性能而設計的。在RFID系統(tǒng)中，電子標簽的價格遠比讀寫器低，但電子標簽數(shù)量很大，應用場合多樣，其組成、外形和特點也各不相同。RFID技術以電子標簽代替條碼，對物品進行非接觸自動識別，可以實現(xiàn)自動收集物品信息的功能。電子標簽具有確定的使用年限，使用期內(nèi)不需要維修。1)電子標簽的基本組成一般情況下，電子標簽由電子標簽專用的芯片和天線組成，以維持被識別物品信息的完整性，并隨時可以將信息傳輸給讀寫器。芯片用來存儲物品的數(shù)據(jù)，天線則用來收發(fā)無線電波。電子標簽的芯片很小，厚度一般不超過0.35?mm；而天線的尺寸一般要比芯片大許多，天線的形狀與工作頻率等有關。封裝后的電子標簽尺寸可以小到2?mm，也可以像身份證那么大。根據(jù)電子標簽類型和應用需求的不同，電子標簽能夠攜帶的數(shù)據(jù)信息量有很大差異，范圍從幾比特到幾兆比特。電子標簽與讀寫器之間通過電磁波進行通信，電子標簽可以看成一個特殊的收發(fā)信機。電子標簽中各組成部分的功能如下：(1)電子標簽芯片具有一定的存儲容量，可以存儲被識別物體的相關信息。電子標簽芯片對標簽接收的信號進行解調(diào)、解碼等各種處理，并對標簽需要返回的信號進行編碼、調(diào)制等各種處理。(2)電子標簽天線用于收集讀寫器發(fā)射到空間的電磁波，并把標簽本身的數(shù)據(jù)信號以電磁波的形式發(fā)射出去。2)電子標簽的結(jié)構形式電子標簽可能是獨立的標簽形式，也可能與諸如汽車點火鑰匙等一樣集成在一起進行制造。電子標簽的外形會受到天線形狀的影響，是否需要電池也會影響電子標簽的設計。為了滿足不同的應用需求，電子標簽的結(jié)構形式多種多樣，主要有卡片型、標簽類和植入式等。(1)卡片型電子標簽。如果將電子標簽的芯片和天線封裝成卡片形狀，就制成了卡片型電子標簽?？ㄆ碗娮訕撕炓渤７Q為射頻卡。例如，我國第二代身份證、城市一卡通、門禁卡和銀行卡等都屬于卡片型電子標簽。(2)標簽類電子標簽。標簽類電子標簽形狀多樣，有條型、盤型、鑰匙扣型和手表型等，可用于物品識別和電子計費等。(3)植入式電子標簽。與其他電子標簽相比，植入式電子標簽的體積很小。例如，動物跟蹤標簽的直徑比鉛筆芯還小，該標簽可以被嵌入動物的皮膚下。將RFID電子標簽植入動物的皮膚下，稱為“芯片植入”，這種方式近年來得到了很大的發(fā)展。這種電子標簽采用玻璃封裝，然后通過注射的方式植入狗或貓的皮下，以此來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的狗牌或貓牌進行信息管理。2.讀寫器讀寫器也稱為閱讀器或詢問器(Reader)，是對RFID標簽進行讀寫操作的設備，如圖2-8所示。它通常由耦合模塊、收發(fā)模塊、控制模塊和接口單元組成。讀寫器是RFID系統(tǒng)中最重要的基礎設施。一方面，RFID標簽返回的微弱電磁信號通過天線進入讀寫器的射頻模塊中，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再經(jīng)過讀寫器的數(shù)字信號處理單元對其進行必要的加工整形，最后從中解調(diào)出返回的信息，完成對RFID標簽的識別或讀寫操作；另一方面，上層中間件及應用軟件與讀寫器進行交互，實現(xiàn)操作指令的執(zhí)行和數(shù)據(jù)匯總上傳。未來的讀寫器將更加智能化、小型化和集成化，還將具備更加強大的前端控制功能。在物聯(lián)網(wǎng)中，讀寫器將成為同時具有通信、控制和計算功能的核心設備。3.天線天線(Antenna)是RFID標簽和讀寫器之間實現(xiàn)射頻信號空間傳播和建立無線通信連接的設備，如圖2-9所示。RFID系統(tǒng)中包括兩類天線：一類是RFID標簽上的天線；另一類是讀寫器天線，既可以內(nèi)置于讀寫器中，也可以通過同軸電纜與讀寫器的射頻輸出端口相連。目前的天線產(chǎn)品多采用收發(fā)分離技術來實現(xiàn)發(fā)射和接收功能的集成。2.3.3射頻識別技術的工作原理射頻識別技術的基本原理是電磁理論，利用無線電波對記錄媒體進行讀寫。射頻識別技術利用無線射頻方式在閱讀器和射頻卡之間進行非接觸雙向數(shù)據(jù)傳輸，以達到目標識別和數(shù)據(jù)交換的目的。射頻自動識別裝置發(fā)出微波查詢信號時，安裝在被識別物體上的電子標簽將接收到的部分微波的能量轉(zhuǎn)換為直流電，供電子標簽內(nèi)部電路工作，而將另外部分微波通過自己的微帶天線反射回電子標簽讀出裝置。由電子標簽反射回的微波信號攜帶了電子標簽內(nèi)部儲存的數(shù)據(jù)信息，反射回的微波信號經(jīng)讀出裝置進行數(shù)據(jù)處理后，將得到電子標簽內(nèi)儲存的識別代碼信息。射頻識別技術的工作原理如圖2-10所示。一般情況下，可以用兩個參數(shù)來衡量數(shù)據(jù)在空氣介質(zhì)中的傳播，即數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群蛿?shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x。由于標簽的體積和電能有限，所以從標簽中發(fā)出的無線信號是非常弱的，信號傳輸?shù)乃俣扰c距離就很有限。為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)高速、遠距離傳輸，必須把數(shù)據(jù)信號疊加在一個規(guī)則變化的且信號比較強的電波上，這個過程叫作調(diào)制，規(guī)則變化的電波叫作載波。在RFID系統(tǒng)中，載波電波一般由讀寫器或編程器發(fā)出。有多種方法可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)在載波上的調(diào)制，例如，用數(shù)據(jù)信息改變載波的波幅叫作調(diào)頻，用數(shù)據(jù)信息改變載波的相位叫作調(diào)相。在實際應用中，影響數(shù)據(jù)傳輸距離的首要因素是載波信號與標簽中數(shù)據(jù)信號的強度，載波信號的強度受讀寫器功率大小控制，標簽中數(shù)據(jù)信號的強度由標簽自帶電池功率(主動式標簽)或標簽可以產(chǎn)生的電能(被動式標簽)大小決定。一般來說，讀寫器和標簽的功率越大，載波信號和數(shù)據(jù)信號越強，數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x就越遠。無線電波在空氣介質(zhì)中傳播，隨著傳播的距離越來越遠，信號的強度會越來越弱。從理論上說，無線電波的衰減程度與傳輸距離的平方成正比。在系統(tǒng)實際應用中應該注意的是，不能為了加大數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x而無限制地提高讀寫器和標簽的功率，因為與載波頻率一樣，無線電波的功率是受到政府管制的。除了系統(tǒng)功率影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x，空氣介質(zhì)的性質(zhì)和數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂揭诧@著影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x?？諝饨橘|(zhì)的性質(zhì)包括空氣的密度、濕度等。一般來說，采用的載波頻率越高，空氣性質(zhì)越不同，對數(shù)據(jù)傳輸距離的影響越明顯?？諝獾臐穸仍酱蠡蛘呖諝獾拿芏仍礁?，對無線電波的吸收越嚴重，數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x就越小。另外，如果數(shù)據(jù)傳輸路徑中有許多障礙物，也會顯著影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x，因為當無線電波碰到障礙物時，物體一般都會對無線電波產(chǎn)生吸收和反射作用，考慮到受空氣的性質(zhì)和數(shù)據(jù)傳輸中障礙物的影響，無線電波衰減的程度有時可以達到與傳輸距離的四次方成正比。影響數(shù)據(jù)傳輸距離的因素還包括發(fā)射、接收天線的設計和布置，噪聲干擾等。隨著RFID與通信技術的進一步發(fā)展，商業(yè)無線數(shù)據(jù)傳輸打破了傳統(tǒng)窄帶傳輸方式的限制，不再使用比較單一的載波頻率傳輸數(shù)據(jù)，而廣泛使用擴頻技術，即有一定范圍的頻率來傳輸數(shù)據(jù)。使用寬帶頻率傳輸數(shù)據(jù)最明顯的優(yōu)勢是數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣冗M一步加快，還有就是，當一個頻率的載波線路繁忙或出現(xiàn)故障時，可以通過別的頻率載波線路傳輸，因而可靠性更高。2.3.4射頻識別技術與智能跟蹤隨著社會的不斷發(fā)展，人們對于商品的要求越來越高，主要體現(xiàn)在商品質(zhì)量方面。要想保障商品質(zhì)量，企業(yè)就需要掌握整個商品的全部運轉(zhuǎn)過程。但是通常對于商品質(zhì)量的監(jiān)督檢查都是在采購過程及銷售過程中進行的，而對于中間的物流過程則很難掌握，這無形中使得對商品的全方位掌控成為難題。智能跟蹤系統(tǒng)是各種數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸、處理、信息解釋和信息發(fā)布技術以及物流管理思想的綜合集成。通過建立這樣一個系統(tǒng)，可以實時跟蹤貨物在途情況(貨物位置、狀態(tài)、裝卸送達等)，提供一些增值性物流服務，從而滿足現(xiàn)代商務對物流的需求。在智能跟蹤系統(tǒng)中，設備不僅能收集自己的數(shù)據(jù)，而且能對其進行分析，快速找出問題所在，并自主執(zhí)行必要的行動。通常，對于產(chǎn)品流通過程可采取信息跟蹤模式。在這一信息跟蹤系統(tǒng)中，產(chǎn)品從產(chǎn)地經(jīng)過批發(fā)、零售等環(huán)節(jié)，最終到達消費者手中的全過程，都受到跟蹤和監(jiān)控。這一過程涉及倉儲、運輸、裝卸、搬運等一系列環(huán)節(jié)。以往，對于有較高質(zhì)量要求的商品實行全方位監(jiān)控，通常通過人工記錄的方式來進行。其做法是，在固定的時間間隔(或者在不同的操作階段)，由工作人員對物品的溫度、濕度等需要掌控的數(shù)據(jù)進行檢測、記錄，從而形成一個過程記錄文件，以供企業(yè)使用。這種方式，雖然能夠在一定程度上解決在物品物流過程中的監(jiān)控問題，但是費時、費力，而且還可能出現(xiàn)破壞商品環(huán)境以及人為修改數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，導致對物品的監(jiān)控過程不夠有效。RFID技術的產(chǎn)生，為這一問題提供了很好的解決方案。由于RFID技術能夠在較遠的距離(與條碼技術相比較)內(nèi)實現(xiàn)對物品的監(jiān)控，并且可以對物品所處環(huán)境的溫度進行檢測，這就為商品的智能跟蹤提供了可能。在對物品進行跟蹤時，RFID標簽可以自動記錄物品所處環(huán)境的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)，如溫度、濕度、時間等，并與相應的數(shù)據(jù)庫相連。通過系統(tǒng)對標簽的響應時間進行設定，RFID標簽就會在相應的時間內(nèi)做出各種數(shù)據(jù)記錄，并傳給數(shù)據(jù)庫，這樣就省掉了每次需要人工檢測記錄的程序，并且沒有存儲設備的開關過程，也就不會破壞商品環(huán)境。同時，可以對數(shù)據(jù)庫的信息進行設定，使其不能被修改，這樣就可以保證數(shù)據(jù)的準確性，從而使得對物品整個過程的監(jiān)控科學有效。由于與RFID相關的很多行業(yè)標準尚未統(tǒng)一，并且與條碼相比，RFID的成本相對較高，因此，目前RFID對于物品的智能跟蹤的應用，僅限于一些價值高、質(zhì)量要求嚴格的物品，而對于更多的物品則沒有實現(xiàn)這種智能跟蹤。但我們相信，隨著技術的不斷發(fā)展以及應用范圍的不斷擴大，RFID達到規(guī)模生產(chǎn)之后，其成本會降低到一個合理的、能夠被承受的價格，為RFID發(fā)揮其智能跟蹤作用提供成本優(yōu)勢；并且隨著各行業(yè)、各部門的不斷努力，RFID技術的相關行業(yè)標準會很快被建立，為RFID的應用提供更好的標準基礎。2.3.5射頻識別技術在智能物流中的應用RFID技術在智能物流中各個環(huán)節(jié)的應用，有效地解決了供應鏈上各項業(yè)務過程的控制與跟蹤，以及減少出錯率等難題，從質(zhì)量控制、自動化管理到裝箱銷售、出口驗證、到港分發(fā)、零售上架等各個物流環(huán)節(jié)都因RFID的應用實現(xiàn)了前所未有的便利和高效。RFID在物流領域的應用主要體現(xiàn)在