基於RFID的物流追蹤與通訊資訊系統的設計與實現

在物流供應鏈管理中，RFID標籤可用於整個供應鏈流程中的物料和產品追蹤。 從供應商供貨到生產、倉儲、配送、運輸、銷售。 要求生產企業保證製造單位（車間等）生產過程有序且正確； 在倉儲單位中，要求原料和產品（半成品和成品）準確分類放置。 為了確保產品質量，原料和半成品必須在倉庫中進行加工、包裝、貼標、放置、存放，並在車間經過製造工序，生產出成品後返回倉庫。 在每一道工序中，物料的生產和儲存單元都需要貼上標籤，避免因產品資訊遺失而出現錯誤。 因此，有必要利用現代定位和通訊技術，建立符合要求的全時、全空域、全天候的物流追蹤和通訊資訊系統（Logistics Tracking and Communications Information Systems，簡稱LTCIS）。發展現代物流供應鏈。

2 物流追蹤資訊系統LTIS（1logisticstrackinginformationsystems）

LTIS用於追蹤記錄產品規劃、車間生產、倉庫管理、裝卸、長途運輸等物流單元的物料（原料和產品）、倉儲和運輸的流轉資訊。

2.1 LTlS架構

RFID可以識別和追蹤特定物料，並可以實現物流和資訊流的關聯和同步。 為了追蹤標籤及其所附著的物體，有必要記錄材料的流通歷史。 LTIS 使用標籤的剩餘記憶體來即時儲存和更新無法包含在 64 位元、96 位元或 256 位元電子產品代碼 (EPC) 中的追蹤資訊。 為此設計了三個重要的表，即標籤表、物流追蹤表和歷史操作表。 這些表格記錄了物料的流通歷史和當前狀態。 LTIS硬體由標籤、固定閱讀器、可攜式閱讀器、分佈在不同地點的工作站、一系列固定應用伺服器、RFID中介軟體伺服器、Web伺服器和資料庫伺服器、Wi-Fi LAN和GPS終端組成。 圖 1 顯示了 LTIS 解決方案的架構。

為了平衡工作量，使網路更新和維護更加方便，並符合現有物流企業的內部網路和資料庫標準，LTIS軟體採用分散式三級客戶端/伺服器架構系統。 也可以考慮將瀏覽器/伺服器架構作為附加解決方案。

LTIS軟體包括6個功能單元：原料及半成品處理子系統； 倉庫監控子系統； 物料追蹤子系統； 系統管理子系統； 物料單元及物流單元Wi-Fi定位子系統； 物流運輸單位GPS定位導航系統。

2.2 Wi-Fi/GPS/RFID解決方案的LTIS

由於物流作業空間非常廣闊，或者像一個物流運輸單元一樣，距離基地較遠，工作環境封閉，這給大多數傳統RFID解決方案造成了應用障礙。 開發能夠即時提供貨物和設備位置的 RFID 讀取器基礎設施成本太高，並且需要在工作區域安裝天線。 為此，本文設計了適用於 Wi-Fi/GPS/RFID 解決方案的 LTIS。 該系統類似於AeroScoutu新推出的UnifiedAssetVisibility (UAV)解決方案。 Wi-Fi/GPS/RFID解決方案可實現大範圍內物料單元、物流單元的位置定位，即使在Wi-Fi接入點稀疏的偏遠地區也能滿足定位需求。

LTIS 的 Wi-Fi/GPS/RFID 解決方案透過結合 GPS 和 Wi-Fi 主動 RFID 標籤提供了解決方案。 該軟體允許用戶根據多個標準 802.11 Wi-Fi 接入點（也用作 RFID 讀取器）接收到的標籤訊號強度來定位帶有標籤的物品。 當標籤距離太遠且至少三個Wi-Fi接入點無法接收其訊號時，標籤中嵌入的GPS接收器可以確定其經度和緯度，然後透過Wi-Fi訊號發送資料。

在 GPS 或 Wi-Fi 模式下工作時，可以在 510i 內定位標籤名詞 然而，GPS 並非在所有環境下都能運作。 一些後勤單位關閉，無法接收衛星發射。 每個物流單元都需要一定數量的 Wi-Fi 接入點。 此網路可以接收來自物流單元任何地方的標籤的訊號。

標記定位目標。 此標籤需要包含 Wi-Fi 和 RFID 晶片、天線、GPS 晶片、運動感應器和電池。

當收到工作任務時，員工確定完成任務需要什麼工具，並在 Wi-Fi/GPS/RFID 解決方案的 LTIS 軟體獨立系統上輸入裝置名稱。 然後，軟體會顯示物流單元的平面圖，並以圖示指示物品的位置。 系統也可以按選定的類別搜尋所有設備。

標籤會依照設定的時間間隔發送 ID 代碼和 GPS 資料。 由於標籤中嵌入了運動感測器，因此當設備靜止時，發送訊號的頻率低於移動時的頻率。

最終的計劃是將Wi-Fi/GPS/RFID系統整合到現有的庫存管理中，並將其擴展到所有物流單位，以應用於更大的物流站點，例如機場和港口。

2.3 LTIS的設計與實現

在 LTIS 中，應用程式直接與硬體設備通訊。 Wi-Fi/GPS/RFID 系統包括裝置、應用程式和 RFID 中介軟體。 為了確保系統的穩定性，設計了另一個應用程序，將RFID讀寫器與客戶端應用程式連接起來，作為RFID中間件伺服器發生故障時的備份解決方案。 但需要呼叫本地的動態連結庫。

(1) 應用程式和RFID閱讀器之間的通訊。 由於工作頻率不同，RFID設備有四種類型。 在物料種類繁多、工作環境複雜的物流企業中，考慮到處理速度和光譜的允許範圍，需要根據物流作業的要求靈活選擇。 在物流單元，選擇固定的RFID閱讀器模組，例如德州儀器（TI）的6500美元的遠端閱讀器模組，它可以滿足所有射頻和數位功能要求，並且可以與各個供應商的Tag-itHF一起使用。 ，Tag-itTMHF-I（國際標準化組織15693標準）與所有其他ISO15693標準通訊。

本文使用兩種方式與讀者溝通。 一是客戶端電腦上的應用軟體與6500美元的閱讀器透過連接本地動態連結庫進行通訊。

另一種是安裝連接閱讀器和用戶端應用程式的 RFID 中間件。 上述動態連結程式庫檔案（fecom.dll和feisc.du）是使用微軟基本類別編寫的。 使用Java，採用呼叫本機連結函式庫的方法，使用Visual C++，依照Java Native Interface（JNI）標準設計中間件。 RFID中間件基於三個部分：讀取介面元件、事件管理元件和應用程式管理元件。 結構如圖3所示。

RFID讀寫器的應用需要經過RFID中介軟體伺服器，可以支援分散式網路應用程式。 它使來自不同供應商的異質 RFID 讀取器相容，並使應用程式獨立於特定硬體和區域設定。 可攜式RFID閱讀器可以讀取和查閱標籤上儲存的資訊。 可攜式RFID設備由RFID讀寫模組和智慧型終端組成。 它們透過RS232或其他介面連接。

(2) Wi-Fi/GPS/RFID的實現

① RFID智慧型設備包括3部分：RFID資料資訊擷取單元； 資料承載單元； 訊息傳輸單元。

透過這三個單元，將RFID智慧設備整合到智慧終端上。 可選擇的平台包括WindowsMobile、WindowsPocketPC(windowsCE)、AndroidOS和LinuxOS。 智慧型設備將根據系統管理中心提供的數據指令完成數據採集和即時更新。 資料單元結構如圖5所示。

最底層是作業系統和硬體配置。 您可以選擇WindowsMobile、CE、Linux、Android和symbian系統。 可選的硬體供應商包括：TI、高通、飛思卡爾、三星、MTK、Broad-com、MarvelandIntel。

目前，這些智慧終端設備在市場上很容易找到。 你只需要d 開發系統中的標準C和C++原始碼或這些硬體設備的RFID使用套件和介面。

資料承載單元包括目前國內市場使用的主流通訊單元，包括GSM、WCDMA、CDMA、TD技術、Wifi技術。 這些技術可以為智慧型終端設備提供即時的資料交換環境，並且可以在需要時呼叫對應的資料通訊單元。

RFID單元負責辨識硬體設備的相關資訊。 智慧終端負責維護其所在位置RFID資訊的採集與處理。 由於作業系統的介入，數據終端負責所有任務的協調和報告。

②舉例。 每件貨物都有RFID標籤； 智慧型設備負責採集目前區域內的貨物信息，並提供統計和報表功能。 一般物流人員可以了解貨物的狀態（物流條件下，需要在物流車上放置智慧型設備）； 車上有200件貨物，智慧終端設備可以讀取數據，並根據系統的指令將數據即時更新到總部伺服器。

2.4 智慧型設備能夠完成的基本功能

（一）查詢服務。 在公司提供的網路平台上，一般客戶可以查詢功能，包括物流狀態（出貨、物流起始地等傳統資訊）。

(2)追蹤功能。 其中，對於固定合作夥伴客戶或大客戶，增加GPS位置資訊回報可以讓客戶隨時了解貨物的位置。 （當系統發出指令時，智慧型裝置會將RFID資訊、Wifi、GPS定位資訊傳輸到公司平台。）

(3)定期報告功能。 當貨物到達指定的GPS資訊點或固定wifi區域時，設備可以根據系統預設的設置，即時啟動簡訊提醒和電子郵件提醒功能。 即時向預訂的顧客傳遞預訂資訊。

（四）拓展功能。 該設備可以與當前物流公司的系統平台集成，並將用戶終端介面擴展到智慧型設備（類似於筆記型電腦功能）。 操作人員可以透過權限管理和更新公司的物流資料。

拓展的功能包括：針對專業客戶，我們提供智慧終端的高水準開發，包括資料收集、資料更新、交通服務、視訊服務等。

3.物流追蹤與通訊資訊系統LTCIS

Wi-Fi、GPRS、INMARSAT、網際網路都是技術成熟的通訊資訊系統，具有獨立的通訊標準和網路結構。 它在物流運輸單元與供應鏈中其他物流單元，特別是與中央控制資訊中心之間的資訊傳輸和資料交換中發揮獨立但互補的作用。 透過相互耦合和組網，建立可靠實用的物流通訊資訊系統（LCIS），成為連接物料追蹤資訊系統、物流追蹤定位導航系統和中央控制系統的天線和資訊高速公路。 LTIS（Wi-Fi/RFID/GPS）、LCIS（Wi-Fi/GPRS/INMARSAT）、MIS（管理資訊系統）透過通訊標準的耦合實現組網，建立LT-CIS，技術上有沒有障礙。

  4。結論

本文提出了一個整合RFID、GPS和Wi-Fi的物流追蹤資訊系統解決方案。 以此為基礎，結合最新的通訊技術，構思出全天候、全時空的LTCIS網路。 對於物流企業供應鏈的互聯、暢通和全球化管理是一個很好的啟發和嘗試。