RFID技術(shù)讀取率面臨的問題及策略探析

1、    rfid技術(shù)讀取率面臨的問題及策略探析    秦艷紅【摘 要】針對rfid技術(shù)讀取率不高這一問題，本文介紹了rfid系統(tǒng)組成及其工作原理，探討了物流作業(yè)中影響rfid系統(tǒng)讀取率的因素，闡述了在實(shí)際應(yīng)用中能夠有效提高rfid系統(tǒng)讀取率的解決辦法并分析了其發(fā)展前景?！娟P(guān)鍵詞】rfid技術(shù)；讀取率；技術(shù)融合： tp391.44 ： a ： 2095-2457（2018）13-0065-002doi：10.19694/ki.issn2095-2457.2018.13.0290 引言射頻識別（radio frequency identification，r

2、fid）技術(shù)是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過讀寫器發(fā)射無線電電磁波讀取電子標(biāo)簽內(nèi)存儲的信息。作為一項精準(zhǔn)采集及處理信息的高新技術(shù)，rfid技術(shù)在全世界的許多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用1。但是，rfid技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中仍然遇到很多瓶頸，其中之一就是rfid系統(tǒng)讀取率不高。在物品的流通過程中，包轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)換導(dǎo)致的追溯鏈斷開，從而降低了rfid讀取率。針對以上問題，本文一一對應(yīng)提出的了提高rfid系統(tǒng)的讀取率的解決辦法，并簡述其發(fā)展前景。1 rfid系統(tǒng)組成與工作原理1.1 rfid系統(tǒng)組成一般來說，典型的rfid系統(tǒng)至少是由三部分組成，分別為讀寫器、天線、電子標(biāo)簽。同時，也可以加入其它的組件，例如軟件系

3、統(tǒng)、無線通信設(shè)備、計算機(jī)設(shè)備等。電子標(biāo)簽是rfid系統(tǒng)的核心構(gòu)件，電子標(biāo)簽由一個柔性天線和專用微電子芯片兩部分構(gòu)成。根據(jù)電子標(biāo)簽的工作頻率、數(shù)據(jù)的存儲特性、供電的方式等特性的不同可以分為不同的種類2。讀寫器的就是能夠讀、寫的裝置，它是通過其天線和電子標(biāo)簽進(jìn)行雙向通信。1.2 rfid技術(shù)的工作原理rfid通過無線電波來識別電子標(biāo)簽的信息。當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入識別區(qū)域，接收到閱讀器發(fā)出的射頻信號以后，就會通過感應(yīng)電流獲取的能量，把自己編碼好的有用信息經(jīng)過天線發(fā)送出去。閱讀器本身的天線接收到來自于電子標(biāo)簽的信號后，又會通過天線的調(diào)節(jié)器傳輸給閱讀器，閱讀器將信號解碼之后就把有效信息傳到計算機(jī)系統(tǒng)，計算機(jī)系

4、統(tǒng)識別了該電子標(biāo)簽的身份之后，就會根據(jù)自身程序的設(shè)計對傳送回來的數(shù)據(jù)做對應(yīng)的處理。最后，計算機(jī)系統(tǒng)發(fā)出指令控制閱讀器來執(zhí)行讀寫操作。2 rfid系統(tǒng)讀取率的影響分析及解決途徑2.1 rfid讀卡器與閱讀區(qū)域的對位在實(shí)際物流作業(yè)中，影響rfid讀卡器與閱讀區(qū)域的對位的因素主要包括偏離方向、兩者之間的距離以及電子標(biāo)簽在讀寫區(qū)域內(nèi)的移動速度。在rfid系統(tǒng)中，電子標(biāo)簽與讀卡器的偏離方向?qū)ψx取率的影響很大，尤其是對于一些形狀不規(guī)則以及容易變形的軟性包裝的電子標(biāo)簽，讀取方向容易發(fā)生改變，讀取率也會隨之降低。本文通過簡易的實(shí)驗裝置，在相同的距離分別從正面、側(cè)面、背面的三個方向分別讀取了貼在紙質(zhì)集裝箱上的電

5、子標(biāo)簽，得出的讀取率分別為89%、23%、0，本次結(jié)果表明標(biāo)簽方向的重要性及實(shí)現(xiàn)高讀取率的關(guān)鍵因素。其次，rfid讀卡器與電子標(biāo)簽的相對距離應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求來確定，也就是說，要將兩者看做一個完整的系統(tǒng)，經(jīng)過科學(xué)的實(shí)驗，找出最大讀取率時的距離，在實(shí)際的物流作業(yè)中選擇合理的rfid讀卡器并應(yīng)用靈敏度相對高的電子標(biāo)簽，從而提高物流作業(yè)的工作效率。當(dāng)然，在物流作業(yè)中，電子標(biāo)簽在讀寫區(qū)域內(nèi)的移動速度等其他兩者之間的因素也會影響rfid技術(shù)的讀取率，在實(shí)際物流作業(yè)中也應(yīng)該考慮在內(nèi)。2.2 材料因素近些年來，rfid技術(shù)越來越多的被應(yīng)用到商品包裝上，rfid包裝不僅能滿足各種基本的包裝需求，而且有很多的優(yōu)越性

6、：rfid可以重復(fù)讀取數(shù)據(jù)，讀取范圍更廣，一次性讀取的物品數(shù)量更多，使得讀取過程更加快捷。但是，rfid包裝在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在不少弊端。例如，在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，物品的包裝材料以及物品本身的材料會對rfid系統(tǒng)的讀取率產(chǎn)生影響，主要包括以下兩個方面。首先，帶有箔片的包裝會阻礙射頻信號，而紙質(zhì)包裝或木質(zhì)包裝等材料幾乎不會有阻礙作用。因此，實(shí)際應(yīng)用中的解決辦法是以箔片包裝作為內(nèi)包裝，以無阻礙作用或者阻礙作用較小的材質(zhì)作為內(nèi)包裝，且保證兩種材質(zhì)包裝之間的距離能夠使rfid系統(tǒng)讀取率最大。應(yīng)用比較廣泛的泡沫分離技術(shù)也是用于粘貼到金屬商品上的標(biāo)簽從而減少對無線射頻的干擾3。目前，這些解決辦法被廣泛應(yīng)用到

7、了藥物的包裝，促進(jìn)了藥品的信息化管理。其次，在物流作業(yè)中，rfid標(biāo)簽經(jīng)常應(yīng)用到液體環(huán)境中，rfid系統(tǒng)在液體環(huán)境中會吸收電磁波，使電子標(biāo)簽天線輻射的效率降低，而且還會引起天線失諧。更多還原有關(guān)實(shí)驗數(shù)據(jù)顯示對于礦泉水瓶上的電子標(biāo)簽讀取率只有25%，而對糧食罐子上電子標(biāo)簽讀取率則高達(dá)80.6%4，目前的一種解決辦法是把標(biāo)簽貼在礦泉水瓶蓋正下方的空氣間隙，這樣能夠減少一部分吸收的影響。2.3 包裝轉(zhuǎn)換問題本文中所指的包裝轉(zhuǎn)換問題是發(fā)生商品流通過程中。以卷煙產(chǎn)品為例5，電子標(biāo)簽的應(yīng)用可以是到每一包香煙，也可以是一條，或是一箱。在流通過程中，為了方便運(yùn)輸和儲存，一般需要將小包卷煙包裝成一盒，然后再聚合

8、為大箱包裝；而在銷售過程中為了便于零售，一般需要將一條或者一箱卷煙拆分為一小包。在一次次包裝轉(zhuǎn)換中，很可能會發(fā)生電子標(biāo)簽的缺失，導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集與讀取不完整，從而降低了讀取率?；蛘呤请娮訕?biāo)簽完整，但電子標(biāo)簽與卷煙的信息不對應(yīng)的狀況，這種情況會引起正向跟蹤的失敗，從而導(dǎo)致了追溯過程中信息無法關(guān)聯(lián)，進(jìn)而影響了卷煙系統(tǒng)整體的追溯系統(tǒng)的建立。針對以上的情況，錢建平等人研究采用條碼和rfid分別對不同包裝單元進(jìn)行標(biāo)識，即在流通過程中將rfid標(biāo)簽用于大包裝中，而在零售過程中將條碼技術(shù)應(yīng)用于小包裝上，并建立了rfid tid與小包裝產(chǎn)品追溯號之間的關(guān)聯(lián)及流通過程信息采集，從而提高了流通過程追溯精度6。盡管 r

9、fid 標(biāo)簽具有很多明顯的優(yōu)勢，隨著rfid技術(shù)的不斷改善，將來有可能完全取代條形碼，但是，目前在物流作業(yè)中并沒有被廣泛應(yīng)用，原因之一就是與條形碼相比rfid標(biāo)簽成本較高，還不適合應(yīng)用到較低價格消費(fèi)品的單品。因而在實(shí)際物流作業(yè)中可以將rfid技術(shù)與條碼技術(shù)結(jié)合起來使用，既能夠節(jié)約成本，又可以提高物流作業(yè)的整體效率。2.4 與其他技術(shù)融合與其他先進(jìn)技術(shù)的融合是rfid近些年來發(fā)展的一大趨勢，也越來越多的應(yīng)用到生活和工作中，本文以冷鏈物流為例，闡述rfid技術(shù)與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（wireless sensor networks，wsn）技術(shù)融合后的優(yōu)勢。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們消費(fèi)觀念的轉(zhuǎn)變，冷鏈物流越來越受到行業(yè)內(nèi)的重視，但是傳統(tǒng)的冷藏貨物運(yùn)輸監(jiān)控過程，只是對運(yùn)輸開始時和結(jié)束后的溫度狀況進(jìn)行查詢，并不能實(shí)時采集、測控冷藏貨物所處環(huán)境溫度和車輛所處位置等信息，這使得冷鏈物流運(yùn)輸過程不透明7，將rfid與wsn技術(shù)融合后應(yīng)用于冷鏈物流可以解決這一問題。3 結(jié)語本文分析了rfid技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中遇到的問題，并闡述了對應(yīng)的解決策略。未對rfid系統(tǒng)本身的軟件及硬件的改善進(jìn)行策略分析。提高rfid系統(tǒng)讀取率的問題尚未全面的解決，因此，要想更加全面的學(xué)習(xí)和應(yīng)用這項技術(shù)，還需要不斷地發(fā)現(xiàn)和研