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RFID仓储物流入库

RFID仓储物流入库

0 引言   随着国际物流业的迅猛发展,大量的信息技术被采用以提高该行业的服务效率和质量,但仍有很多工作仍主要依靠人工来完成,例如货物的清点、盘库和数据录入等。由于这种数据收集方式难以标准化,导致了仓库空间利用率降低,劳动生产率低下,最终影响企业效益。   RFID作为一项识别技术,与在物流业内广泛使用的另一项技术——条码技术相比,有其独特的一面。推广RFID技术,让该技术尽快发挥其对物流行业强大推动作用,是国内物流企业尽快加入RFID技术应用的大趋势 。   如果您还想了解其它关于RFID的系统,请查看RFID。   1 物流中心与RFID技术介绍   1.1 物流中心的主要功能及发展趋势   物流中心的主要功能包括运输、仓储、装卸搬运、包装、流通加工、物流信息处理等,并且物流中心的功能应该根据情况向上、向下进行延伸,在实际设计中最为关键的是要确定如何根据情况向上、向下延伸及延伸的范围。现代物流发展趋势为:   物流的系统化趋势;   物流的信息化趋势;   物流中心、批发中心、配送中心的社会趋势;   仓储、运输的现代化与综合体系化趋势;   物流与商流、信息流一体化趋势;   可以清楚地看出,物流发展的五大趋势里非常突出的是信息化。因此,物流中心的发展趋势在现代物流发展的大前提下,尤其需要重视的是信息技术的发展及应用。   1.2 射频识别技术(RFID)及其特性介绍   RFID(Radio Frequency Identification,无线射频识别),是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。与传统的条型码、磁卡及IC卡相比,标签具有非接触、阅读速度快、无磨损、不受环境影响、寿命长、便于使用的特点和具有防冲突功能,能同时处理多张卡片。   RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。在国外,射频识别技术已被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。     2 物流中心入库流程分析及效率优化方案   2.1 现有入库流程:   ◆入库计划录入:   录入入库货物基本信息包括数量、尺码、重量、预计时间等,有的还可提供条码序列;   ◆送货车辆登记:   此环节控制进入收货区的车辆,防止过度拥挤而降低效率;   ◆理货:   清点货物,记录具体货物信息,包括扫描、打托等;   ◆入库:   货物移入库内存放,需要货物状态、库位管理、机械调度等;   ◆完工:   货物入库作业完毕。     2.2 分析流程薄弱环节   从作业效率来看,数据采集效率至关重要,条码要一个一个扫描,平均扫一个需要2-3秒钟,会大大降低效率;   从准确率上来看,如果在入库操作之前提前知道相应条码,扫描的时候就可以进行校对,从而降低差错率;   为了保证准确率,在库门上还应进一步校验经过的货物是否有相应的入库计划,是则放行,否则阻止,从而有效地防止出错。   2.3 需要改造优化的环节   ◆入库计划环节:   与客户数据对接,统一标准,提前获取相关条码号或RFID,以提高后续环节作业效率。   ◆实际入库信息采集环节:   采用RFID批量识别,提高采集环节效率;   ◆库门数据检验,检查是否有误入库操作,防止此类错误发生:   在库门处读取货物RFID信息,有相应入库计划中的放行,否则报警。   2.4 设计具体优化措施   ◆建立RFID数据库:   在标准不统一的情况下,应征求客户意见,尽量跟长期稳定客户统一标准。   ◆在货物上放置RFID标签:   最理想的情况是,厂家生产货物时提前放置好RFID标签,若没有可以在货物数据采集时临时贴、挂仓库自行制作好的RFID标签。   ◆使用智能托盘:   塑料托盘的制造是RFID PCB应用的一个很好的例子。在塑料托盘制造周期的超声焊接阶段之前,将PCB置于塑料托盘中。这样,PCB就把托盘变成了一个“智能托盘”,在整个物流链中都可以将数据读写到托盘中。   ◆在库门安装RFID读写装置:   考虑到作业效率及作业环境,可以采用门形RDID天线读写器,这样货物进库时就可以直接进入而无需停下扫描,从而提高其效率。   ◆库管人员配备手持式RFID读写器:   这样既可以用来查找货物,也可以盘点货物,库管人员仓库走一圈,就清楚知道货物存放情况。   2.5 设计优化后入库流程   ◆入库计划导入   将准备入库货物基本信息包括数量、尺码、重量、预计时间,每件货物的RFID信息、送货卡车的信息等,直接导入数据库。   改进处:尽量避免手工输入环节,以减少差错率环节;利用货物数据电子化、自动化的方式提高数据运转效率,有助于提高总流程效率。     ◆送货车辆登记   送货卡车登记,查询有无入库计划,有则直接调出。   ◆理货入库   利用RFID批量识别技术采集到货物信息,与数据库内的入库计划信息比对,若无异常则将货物打托入库,经过库门时,通过门形天线的读写器,系统自动采集到移动中的托盘的RFID信息及放置在该托盘上的每件货物的RFID信息,实时记录到数据库,入库完成。     RFID标签及天线放置:   对于托盘有两种方式:表面固定和嵌入。表面固定即在外表面通过粘贴等方式进行固定,嵌入就是放置在木质托盘内部。阅读器的天线可以依照门的形状做成门形的天线,以保证货物经过门时都能顺利读写     货物识别流程:货物从卡车上卸下后被放置在托盘上,叉车将装有货物的托盘运至库门附近时,阅读器可以批量读出托盘及其上的货物的RFID信息,由于托盘与货物的编码类别不一样,可以分辨出哪个是托盘信息哪些是货物信息。而阅读器将采集到的数据传送至信息系统处理单元,判断该货物是否有入库计划,若没有则发出警报,禁止该货物入库。反之放行,让货物顺利入库。图6反映了货物托盘于阅读器的三种关系。   A状态是:带有RFID标签的货物放在有RFID标签的托盘上,在入库途中,接近到库门时的状态。当托盘与库门间的距离缩小到一定程度,就进入了RFID阅读器的有效读写范围。   B状态是:货物运动中切割库门口放置的RFID读写器的门形天线,此时已进入读写器有效读写范围,阅读器将识别的信息传回数据库,由入库环节检查模块分析处理,并通过报警方式提示错误情况。   C状态是:货物信息通过了检查,正在被运送到指定库位。     ◆完工   新的流程对于量越大的货物效果越明显,并且货物入库作业完毕系统会自动计算是否有溢缺。判断方法根据流程设计有两种:   入库前检查:货物在月台集中打拖盘,然后用手持式阅读器读取货物RFID信息,计数,并与入库计划比对,不符则报警。   入库后统计:货物一边打托盘一边入库,入库中识别、比对、计数,最后统计溢缺数情况。   后一种效率更高一些,在入库计划相对准确的情况下采用,效果会比较好。     3 采用RFID技术优化前后流程对比及总结   3.1 入库流程对比   优化后的入库流程中与优化前的入库流程相比,较为突出的有:   变手工录入计划为电子数据导入的方式,减少了人工录入的环节。   减少了货物逐个扫描的过程,改为RFID批量识别的方式,这种方式特别适合大批量货物。   如果单件入库的情况,还可以实现货物经过库门时有安装在库门的读写器自动识别并记录的方式。   货物的基本信息包括尺寸、颜色、型号等等也可以由RFID存储取得,省掉了仓库门口检验的环节。   增加了在库门处检查的功能,这是以前采用条码的流程不好处理的问题,因为用条码管理若要检查必须在库门处停留足够时间来扫描核对,而这样做无疑会加大作业时间并导致作业效率降低。现在采用RFID系统,利用其在运动中可以识别的特性,就可以轻松实现库门处检查核对的目标了。   由于条码的局限性,表面污损、温度等因素都会影响其准确率,而RFID本身不受此种因素影响,并且可以做成内置的,又增加其稳定可靠性。   3.2 总结与展望   从仓储物流入库流程分析优化的结果来看,基本上由于手工数据采集、多标签批量读取、运动中数据采集、读取距离等问题,都可以通过引入RFID技术加以改善,而且还存在进一步优化的可能。同时应该看到的是,要想用好该项技术,一些关键问题的处理是非常重要的。   经过以上工作得出的优化后流程,充分利用RFID技术特点,从多个环节上起到了提高工作效率和质量的目的,达到了预期目标。如果大范围采用,效果会更加明显,整个行业经济效益会很可观。   建议仓储物流中心考虑自身情况及外部环境,尽快采用RFID技术,以提高作业效率及质量,达到加强管理、提高服务的目标,对于提升企业形象、拓展业务领域,都将产生深远影响。同时,也希望更多相关厂家也尽快研发性价比更高的RFID产品,推动物流业的快速发展。   更多CODESOFT的RFID仓储物流入库的方法,请大家关注CODESOFT条码软件的教程。...

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RFID食品安全监控系统

RFID食品安全监控系统

1引言   近年来,由于食品安全危机频繁发生,严重影响了人们的身体健康,引起了全世界的广泛关注,欧盟、美国等发达国家和地区要求对出口到当地的食品均必须能够进行跟踪和追溯。而在国内,诸如非典、禽流感、食物中毒等事件的大量发生在严重影响人们生活的同时,食品安全问题也已引起国家的高度重视。确保食品安全,关键是针对食品涉及的生产、加工、运输、贮藏、包装、检测和卫生等各个环节进行监控和追溯。但由于食品的生产与消费日益分离,供给体系的复杂化,所涉及的环节众多。采用何种技术和方法来实现食品的全程监控和可追溯能力,是一个非常重要的课题。   众所周知,RFID技术将为世界带来一个革命性的变革。RFID技术可以突破条形码须人工扫瞄、一次读一个的限制;也可以在恶劣的环境下作业、长距离的读取;同时能读取多个卷标,另外还具有实时追踪、重复读写内容及高速读取等优势。RFID技术的这种特性使其应用于食品安全管理具有很好特性,并通过相应的后台信息系统,可以实现食品从生产源头到最终消费者的监控,从而强化对食品的安全管理,以及更全面的业务透视能力。   同时,随着实施RFID技术的深入展开,其应用环境复杂度的加剧,将面对越来越多的挑战:   (1)兼容性问题:如何兼容不同应用环境下的不同RFID硬件配置,实现与RFID硬件之间的屏蔽。   (2)大数据量采集过程中的数据过滤,数据合并等问题。   (3)如何解决在RFID数据采集点和其他硬件设备(譬如条形码扫描工具,传感器,显示屏等工业设备)进行交互以及如何满足众多业务系统的集成要求。   (4)如何管理和维护RFID数据,如何提供标准化接口用于第三方系统的集成和信息安全共享,如何纳入到现有或灵活扩展的IT框架中去,如何提供企业级中间件的相关软件素质(譬如可靠性、扩展性、适应性、性能要求、安全性等)等。   针对上述问题,本文在利用RFID技术实现食品安全监控的过程中,采用了BEA的RFID中间件集成解决方案。通过RFID中间件,实现对下屏蔽RFID设备的硬件差异,对上屏蔽应用系统功能的开发复杂性与差异,在中能同时支撑食品安全业务服务和业务流程,从而使利用RFID技术构建食品安全监控系统时无需刻意考虑RFID设备的具体开发要求,实现食品从生产源头到最终消费者的全程监控。   如果您还想了解其它关于RFID的系统,请查看RFID。   2 RFID中间件   BEA的RFID中间件包括RFID数据采集中间件和RFID数据管理中间件两大部分。RFID数据采集中间件的主要功能包括:   (1)操纵控制RFID读写设备按照预定的方式工作,保证不同读写设备之间很好地配合协调;   (2)按照一定的规则过滤数据,筛除绝大部分冗余数据,将真正有效的数据传送给后台的信息系统。RFID数据管理中间件完成RFID数据的存储,维护,访问和聚合。其主要功能包括:   第一,通过RFID数据采集中间件的桥梁作用,能兼容各种符合EPC标准的RFID硬件设备;   第二,用户可以围绕RFID进行业务流程的创新,开发新的应用;   第三,与各种现有应用系统进行集成。   在RFID中间件应用的层次架构,由下列4层组成:阅读器、RFID数据采集中间件、RFID数据管理中间件和应用层。   (1)在最底层,阅读器经常由触发器控制,每秒读取标签120-400次。无论何时,可设定IP地址的阅读器都由一个且只能由一个RFID数据采集中间件控制,以避免出现与网络分区相关的问题。   (2)RFID数据采集中间件定期轮询阅读器(例如,每秒两次),以消除重复操作,并执行过滤和设备管理。RFID数据采集中间件还产生ALE事件并将事件发送到RFID数据管理中间件。在发送消息时,通常需要‘一次成功’的消息语义。   (3)RFID数据管理中间件接收多个ALE事件,并将它们合并到工作流中,工作流会作为更大业务流程的一部分与多个不同系统和人员接触。RFID数据管理中间件使用基于标准的JCA适配器与打包应用(如仓库或产品信息管理系统)交互。该中间件还通过控件与系统协作。控件是一种开放源框架,它提供抽象层,将后端组件表示为可重用组件。   (4)RFID数据管理中间件也可能通过Web服务接口与ONS (对象命名服务)通信。与DNS服务器相似,ONS也可用于查找惟一的RFID标记ID,并识别其他产品信息。RFID数据管理中间件必须不断从EPC-IS(电子产品码信息服务)储存库查询数据,EPC-IS为ALE事件提供业务背景。例如,通过供应链跟踪和追踪产品。EPC-IS的标准目前正在制定。RFID数据管理中间件还可以用B2B消息(如查询EPC-IS储存库的EDI或Web服务请求),通过防火墙中的网关与外部系统通信。   (5)将RFID数据采集中间件和RFID数据管理中间件分开可以提高伸缩性,并为客户降低成本。应用服务器和数据库连接池在互联网数据库连接中的使用越来越广,这个行业正由互联网通信变为RFID通信,这就需要一个RFID中间件来过滤信息,一个RFID中间件来完成连接。   (6)控制消息通过管理门户流入系统,RFID数据管理中间件,然后流入RFID数据采集中间件,最后流入阅读器。供应和配置都顺着这个链向下进行,而阅读器的数据则在过滤后顺着这个链上向传送。   3 RFID中间件在食品安全监控中的应用   利用RFID中间件来构建RFID应用系统简单而快速。因此RFID食品安全监控系统借助上述RFID中间件,通过在食品的生产、加工、加工、运输、检疫、销售等环节进行信息跟踪,研发一套基于RFID中间件的食品安全监控系统。   3.1系统的逻辑架构   通过建设基于RFID中间件的食品安全监控系统,实现供应链上的各个企业和监管部门之间的信息交互,加速供应链效率,降低整体的物流成本。在食品安全监控系统选择RFID数据管理中间件,支持海量数据的存储和维护,提供一致、高效的数据查询机制,实现对历史监控数据的查询和分析。   在生产、加工、批发、零售等环节部署RFID数据采集中间件和RFID数据管理中间件,可以很好的支持RFID数据的快速、及时、高效的采集,并通过结合简单明了的用户反馈设施(譬如声光设备,液晶屏等),快速的反馈给业务操作人员,同时,支持企业对其业务环节的全程监控,便于优化其业务流程,改进业务操作环节,提高企业业务竞争力。在食品运输环节,RFID数据采集中间件,支持RFID数据的快速、及时、高效的采集,简化人工操作流程或自动化业务流程,加快业务运作效率。其具体的层次架构如图所示。     3.2食品生产、加工企业   食品RFID标签由标签供应厂家定制,标签数据格式由食品生产企业自定义或遵循国家有关食品生产的相关标准。在生产部门部署RFID打印机,实现标签初始写入功能。如果采用标签厂家惟一号或让厂家在生产标签过程中遵循企业要求的数据格式,则RFID打印机可以不用部署。   在食品的出入口部署固定式RFID阅读器,采集食品相关的标签信息。把简单标签信息转化成有价值的业务信息(譬如食品何时、何地完成生产),把相关业务信息通过RFID数据采集中间件发生给RFID数据管理中间件进行业务数据存储和管理。   提供多个手持式RFID阅读器,以便在业务操作异常环节或特定业务环节(卫生检疫检验环节或其他需要单体识别的环节),手工的完成业务操作。   通过RFID数据管理中间件集成现有生产管理系统,实现和行业主管部门的卫生检疫检验系统的信息交互,实现业务系统间数据集成和业务集成。   3.3食品批发、零售市场   在批发市场和零售市场的出入口部署固定式RFID阅读器。在食品入场环节,通过采集托盘标签信息,透过食品监管平台获取食品相关信息,核实后放行;食品批发市场出场环节,通过采集托盘标签,获取托盘上的完整食品条码信息,将其状态更新。   提供多个手持式RFID阅读器,以便在业务操作异常环节或特定业务环节(在批发环节,需要进行托盘的拆卸和重新拼装操作,需要重新进行食品条码和托盘标签关联操作等),手工的完成业务操作。   托盘RFID标签由标签供应厂家定制,标签数据格式由批发和零售企业自定义或遵循国家有关畜牧生产的相关标准。在批发和零售企业部署RFID打印机,实现标签初始写入功能。如果采用标签厂家惟一号或让厂家在生产标签过程中遵循企业要求的数据格式,则RFID打印机可以不用部署。也可以使用手持式RFID读写器进行标签写入操作。零售企业部署RFID打印机主要是为了方便企业客户的运输和简化这类食品的管理。   通过RFID 数据管理中间件集成现有的生产管理系统,实现和行业主管部门的卫生检疫检验系统的信息交互,并通过RFID 数据管理中间件存在的事件汇总功能定期把食品出入厂信息发送给食品管理平台。   3.4食品监管数据中心和道口监控,检验检疫环节   食品监管平台,部署RFID数据管理中间件,实现海量数据的维护、查询和管理。基于RFID 数据管理中间件进行业务逻辑开发,集成供应链上各个环节的业务系统(企业业务系统和行业主管部门监管系统),实现这些业务系统间的数据集成和业务集成。   在道口部署固定式RFID阅读器。在食品放行环节,通过采集食品标签信息,透过食品监管平台获取食品相关信息,核实后放行;食品放行环节,通过采集托盘标签,获取托盘上的完整食品条码信息,透过食品监管平台获取食品相关信息,核实后放行。   在检疫环节(例行检查或抽查操作),在场区出入口部署固定式RFID阅读器。通过采集食品标签信息或食品托盘标签信息,获取并核实相关食品或食品信息,如有问题,直接退回企业;进行卫生检疫,如有问题,退回企业,通过手持式RFID阅读器设置其在检疫检验系统的状态为特定问题事项,同时该数据透过卫生检疫检验系统更新到肉类食品监管平台;如合格产品,通过手持式RFID阅读器更新其在检疫检验系统的状态,同时该数据透过卫生检疫检验系统更新到肉类食品监管平台。   提供多个手持式RFID阅读器,以便在业务操作异常环节或特定业务环节(检疫后更新业务系统状态等),手工的完成业务操作。   4 结论   RFID食品安全监控系统的创新点是:充分利用射频识别技术(RFID),结合信息化的智能网络体系,实现对食品生产、包装、运输、库存、配送、消费等各环节的监控、管理和评估,同时对食品生产企业、进口企业、加工企业、物流公司、运输车辆、消费点进行监控、管理和评估,以达到保障食品安全最重要的两个目标:彻底实现‘源头’食品追踪解决方案和在食品供应链中提供完全透明度的能力。   在该系统中,RFID中间件主要扮演着RFID技术和应用程序之间的中介角色,它可实现快速部署、标准化、实现对下屏蔽RFID设备的硬件差异,对上屏蔽应用功能的开发复杂度和差异,在中能同时支撑信息化服务和业务流程,从而使用户和开发商在构建RFID应用系统时无需刻意考虑RFID设备的具体开发要求,只需要在RFID中间件上按照常规的开发方式完成业务流程的开发,然后在该平台上进行部署和配置,就可以实现基于企业需求的RFID应用系统。   更多CODESOFT的RFID食品安全监控系统的方法,请大家关注CODESOFT条码软件的教程。...

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RFID小区安防系统

RFID小区安防系统

RFID小区安防系统分析小区发生的盗窃事故中发现几个共性问题:小区保安与进入小区内的人员车辆信息沟通不及时;事发后对事故的处理的效率低、取证效果差。   为此,如何对进入小区内的人员车辆信息正确处理和定位对提升小区安全至关重要。目前,小区的安防系统又无法实现对所有进入小区内的人员车辆进行监控、定位,本文正是针对这一问题,提出把RFID技术应用在小区的安防系统中,进而实现对每一位进入小区的人员车辆进行定位和信息处理,为小区安全提供保障。本文主要从“定位”这个角度论证RFID技术在小区安防系统中应用的可行性。     1 RFID组成及工作原理   1.1 系统组成分为三部分   (1)标签(Tas)   标签相当于条码技术中的条码符号,用来存储需要识别传输的信息。   (2)阅读器(Reader)   根据支持的标签类型不同与完成的功能不同,阅读器的复杂程度是显着不同的。阅读器基本的功能就是提供与标签进行数据传输的途径。另外,阅读器还提供相当复杂的信号状态控制、奇偶错误校验与更正功能等。   (3)天线(Antenna)   天线是标签与阅读器之间传输数据的发射、接收装置。   1.2 工作原理   RFID技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现的无接触式信息传递并通过所传递的信息达到自动识别的技术。工作原理为:利用射频信号和空问耦合传输特性,实现对被识别物体的自动识别。工作过程:当带有电子标签的物品在读写器的可读范围内时,读写器发出磁场,查询信号将会激活标签,标签根据接收到的查询信号要求反射信号,读写器接收到标签反射回的信号后,通过内部电路的解码处理无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据,从而达到自动识别物体的目的。然后进一步通过计算机及计算机网络实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。   2 小区安防技术现状   目前小区安防系统的主要职能是安全防范。为了给小区居民创造一个安全舒适的居住环境,就需要有一个高标准、智能化的安防系统,现在大部分小区仍然采用的是安防人员的巡逻、值班方式,这种传统的方式效率低,人员劳动量大,不安全因素也得不到很好的控制。即使有些高级小区采用了先进的智能没备,也配备了素质比较高的安防人员,但这些设备有价格昂贵、易人为损坏的缺点,总之,安防效果不明显。   3 结构设计及工作过程   3.1 结构设计   考虑到小区内的各个建筑物和人员可能经过的路段中有多样性和复杂性,所以需安装若干个阅读器,并且将它们通过通信线路与监控中心的计算机进行数据交换。同时在进入小区的人员每辆车上安置一个电子标签,对其进行监控和定位。   在RFID系统的工作过程中,始终以能量为基础,通过一定的时序方式来实现数据的交换。阅读器向电子标签提供工作能量。当电子标签进入射频识别场时,阅读器发射出的射频波激活标签电路,相互作用,完成数据的交换。对于多标签同时识读来讲,可以采用阅读器先发的形式,也可以是标签先发的形式。为了实现多标签无冲突同时识读,阅读器先对一批标签发出隔离命令,使得阅读器识读范围内的多个电子标签被隔离,最后只保留一个标签处于活动状态与阅读器建立无冲突的通信联系。对于标签先发的方式,标签随机地反复发送自己的识别lID,不同的标签可在不同的时间段被阅读器正确读取,完成多标签的同时识读。对于任何一只电子标签来讲,都具有唯一的ID号,在大多数应用场合,是通过运用后台数据库来支持标签的数据属性的。阅读器与应用系统之间的接口由开发工具调用的标准函数来表示。功能大致包含以下方面:应用系统根据需要向阅读器发出配置命令和其他指令;阅读器向应用系统返回其当前的配置状态和各种指令的执行结果。   3.2 工作过程   每个进入小区的人员车辆在经过小区门岗时,必须配戴保安发放的身份卡(包括人员卡和车辆卡)--射频识别标签,它的芯片中含有一个唯一的识别代码以及用户所指定的信息,它们可以被阅读器(Reader)在一定的距离内以非接触的方式读取出来。基于射频识别技术的动态监控系统能够在一定范围内同时对多个挂有射频标签的目标物体进行非接触、高速及准确的并行跟踪和识别,因此只要在进入小区的人员车辆上放置射频识别标签(通常是封装为卡状,所以也称为射频卡),当进入小区的人员车辆行驶到放置阅读器的有效阅读范围内时,系统的阅读器就会自动读取人员车辆所持有的射频识别标签的lD号码,然后系统会将此标签的lD号码和人员车辆行驶的相关信息传送到后台系统进行处理。   4 可行性分析   经过前面的介绍,可以论证,困扰小区的安全问题已经在很大程度上得以解决,实现了小区人员车辆进出都有有效识别、监测监控和定位,使小区的安防系统充分体现“人性化、信息化和高度自动化”,实现了数字小区的目标,同时,RFID身份卡制作成本较低,投资较少。因此将该技术在小区安防系统中应用的方案是可行的。   5 RFID技术在小区安防系统中的总体设计   5.1 功能设计   RFID技术在人员定位管理方面实现的基本功能包括:   ①识别:任一时间或某个地点究竟有多少人员或者车辆,这些人人员或者车辆都是谁可以完全识别;   ②记录:所有进入小区的人员车辆在小区内的任一时间的活动轨迹均可以记录在数据库中;   ③定位:小区监控中心可以远程监控进入小区的人员车辆;   ④查询有关人员车辆在任一地点的到/离时间和总停留时间等等一系列信息,可以督促和落实重要巡查人员是否按时、到点的进行各项数据的测试和处理,从根本上杜绝因疏忽而造成的相关安全问题。   ⑤防作弊:进人小区的人员车辆在行驶途中遗失或丢弃身份卡,监控中心可以自动识别。   5.2 设计方案   在小区的各个通道和人员可能经过的通道中安装若干个阅读器,并且将它们通过通信线路与地面监控中心的计算机进行数据交换。同时在每个进入小区的人员车辆上放置安置有RFID电子标签身份卡,当人员车辆进人小区,只要通过或接近放置在通道内的任何一个阅读器,阅读器即会感应到信号同时立即上传到监控中心的计算机上,计算机就可判断出具体信息(如:是谁,在哪个位置,具体时间),管理者也可以根据大屏幕上或电脑上的分布示意图点击小区内的任一位置,计算机即会把这一区域的人员情况统计并显示出来。   同时,一旦小区内发生事故(如:火灾、抢劫等),可根据电脑中的人员定位分布信息马上查出事故地点周围的人员车辆情况,然后可再用探测器在事故处进一步确定人员准确位置,以便帮助公安部门准确快速的方式营救出遇险人员和破案。   5.3 系统完成   信息处理系统是整个小区安防系统的核心,由数据库系统和响应的应用软件系统构成。系统可完成对人员车辆行驶路径的记录、查询和相关信息的处理等功能,如:可以查询2007年3月1513进人该小区的人员和车辆的行驶路径信息。   6 RFID技术前景   无线射频识别技术(RrID)现在已经成为一个很热门的话题,据:业内人士预测,RFID技术市场将在未来五年内在新的产品与服务带来30~100亿美元的商机,随之而来的还有服务器、资料储存系统、资料库程序、商业管理软件、顾问服务,以及其他电脑基础建设的庞大需求。   许多高科技公司正在加紧开发RFID专用的软件和硬件,并纷纷将重金投人此项技术和解决方案的开发,这些公司包括英特尔、微软、IBM、甲骨文、SUN等Irr巨头。而最近全球最大的零售商沃尔玛的一项“要求其前100家供应商向其配送中心发送货盘和包装箱时使用RFID技术,2006年1月前在单件商品中使用这项技术”的决议,把RFID再次推到了聚光灯下。因此可以说,RFID技术正在成为全球热门的新科技。   7 结束语   RFID在小区安防系统中的应用以小区管理条例为依据,可按照人员安全管理、车辆安全管理和安全物资管理等方面分类应用。利用FRID技术,建立信息采集和处理方案,实现信息传递与信息共享,为小区安全管理提供支持,实现小区管理信息化、规范化和可视化。最大限度的保障小区的人员和财产的安全。   更多CODESOFT的RFID小区安防系统的方法,请大家关注CODESOFT条码软件的教程。...

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RFID自动化智能生产过程管理系统

1.RFID智能技术的概念   RFID(Radio Frequency Idenlification)是射频识别,俗称电子标签、无线射频识别属于短距离无线通信技术。它是由RFID标签、阅读器以及天线构成,其中RFID标签是由天线和芯片构成,每个芯片都有相应的识别条码,包含的信息可以自行设定。具体工作原理是通过无线电射频信号对目标以及对象进行自动识别然后获取相关数据,对于一些高速运转的物体也有较高的识别效果而且还能够同时识别多个标箍,操作方便快捷应用前景广泛,目前在创库管理、供应链自动管理、防伪识别、医疗以及自动化生产等多个领域都涉及到RFID智能技术的应用。   RFlD智能技术不需要在识别目标或者对象之间建立任何机械设备或者光学接触,即整个过程无须人工干预,在一些环境比较恶劣不适合人工操作的情况下具有很大的优势。根据这一点,RFID智能技术逐渐被广泛应用在工业自动化领域,在生产制造和装配领域可以利用RFID实现自动化生产线的可视化管理以及生产过程的控制。   2.RFID智能技术在自动化生产过程中的应用   目前,生产制造业的自动化水平逐渐提高,生产线的集中控制程度越来越密集,作为企业的管理层需要在第一时问了解生产线的运行状况,所以在这里引人RFID智能技术对生产线进行可视化管理、生产线检测以及产品监测。   2.1生产线的可视化管理   利用RFID智能技术进行可视化管理的系统主要由生产流水线、RFID数据采集系统、制造产品、工位以及两个同定的RFID读识器这几大部分构成。   [caption id="attachment_6802" align="alignnone" width="489"] RFID自动化智能生产过程管理系统[/caption]   RFID的读识器通过天线发送出一定频率的射频信号,当标箍进入磁场时产生感应电流从而获得能力。向读识器发送出自身编码信息,经过采集、解码后将数据信息传输到计算机进行分析处理。   利用这个原理,产品在生产流水线上移动,到达工位后工人取下该产品进行零配件组装,在这个过程中每个生产品都加上RFID标签,等到工人装配完成后再放回流水线进行下一道工序。带有RFID标签的产品在流水线上运转的过程中,先后通过系统固定的两个RFID读识器,机器阅读产品标签上的信息然后将其传输到总控制系统,操作人员可以通过系统显示的数据米判断产品在生产流水线运转的状况以及成品的制造情况。   2.2生产线监测   通过RHD智能技术还可以通过产品在流水线上的工位进行监测,来反映生产线超时以及压货的现象。并以此为依据判断流水线的工作状态是否良好。在进行工位超时监测时,需要对产品在工位上停留的最大时间Tmax进行设定,产品经过两个读识器的时间间隔是相同的并且都等于Tmax,一旦产品经过读识器1,但并未在规定时间经过读识器2,系统会根据初始设定进行报警提示。   产品工位的停留时间为T(读识器2)一T(读识器1),如果计算结果小于Tmax,则说明产品在工位上停留的时间属于正常范围;如果计算结果大于Tmax,则说明生产品已经出现超时现象。   进行工位压货的监测时,首先需要对产品在工位上的最大堆积量进行设定。并且在相同的时间间隔内经过两个读识器的产品数量相同都为Nmax,然后运用同样的监测原理对产品在工位上的堆积量进行判断,具体的计算公式为N(读识器2)一N(读识器1),如果计算结果小于Nmax,则说明产品在生长流水线上正常运转;如果计算结果大于Nmax。则说明产品出现过量堆积现象,生产流水线存在异常,此时系统会根据初始设定情况进行报警提示。   2.3产品监测   产品监测是通过RFID智能技术对产品标箍进行识别。获取相应的数据信息,并进一步判断该产品在生产流水线的位置以及相应的工序完成状况。   具体的监测流程包括:首先设定产品在生产流水线上经过的中所有工序N并且按照工位进行排序(123...

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RFID的安全性

RFID的安全性

射频识别技术RFID(Radio Frequency Identification)是一种利用射频通信实现的非接触式通信技术,利用此项技术可以实现对目标对象的自动识别,并读取相关数据的目的。   RFID技术具有操作快捷、精度高、非可视识别、适应环境能力强、抗干扰性强等多方面的条形码技术不具备的优点。但随着RFID技术被广泛的应用,它所带来的信息安全和隐私问题也越来越显现出来。   1 RFID系统的组成   RFID系统一般由标签、读写器和后端数据库三大基本部分构成。   RFID标签又被称为应答器,它和传统的条形码一样,被固定在货物上以记载信息;读写器又被称为收发器,具有向RFID标签读取和写入信息的能力;后端数据库是管理和记录系统内RFID标签相关信息的数据库系统,通常具有强大的数据分析、计算、存储能力。此外,系统中还配备有与之配套的用于完成RFID标签数据信息的收集的应用接口或中间件,采用多种传输方式实现数据传送。   1.1 电子标签   电子标签(Tag)一般直接附着在物体上,具有唯一的序列号以定义物体的属性。它和条码技术中条码符号的作用相似,存储了所附着物体所具有的身份信息。所以,它是系统中信息的真正载体。典型的电子标签包含了存储有数据信息的电子芯片以及一系列耦合元件,例如盘绕着的天线,以用于射频通信或从外界磁场获取能量。   标签按照供能方式又分为主动式(有源)、半被动式(有源)和被动式(无源)三种。主动式和半被动式标签自己携带了电池等供能装置,通过电池给标签提供工作所需的能量,可以主动或被动的发射和接收射频信号,而且通信距离通常能达到100—1000米。被动标签本身是不带供能装置的,它通过耦合天线接收读写器发出的询问信号,根据电感耦合原理或电磁反向散射耦合原理,使在芯片通路中形成微弱的电流,当标签芯片中的能量达到了最小门限电压值时,标签就被激活,读写器就可以对标签进行读写操作了。由于缺少内置电池,被动式标签的通信范围通常仅在10米以内。   标签按照所具备的功能来看,又可分为三种:只读标签、可读写标签和具有密码功能的标签。只读标签仅仅包含一个在芯片生产过程中由厂家置入的唯一的简单序列号以表明标签的身份。由于标签不具有改写功能,所以该序列号一旦被置入就无法改变,该芯片也不能再被写入任何数据。同时其通信方式也仅仅是标签向读写器的单向传送。可读写标签内的信息可以被反复读写,写入的字节从一个到数千不等。它不但可以向读写器传送数据,而且其存储的数据还可以被读写器修改。具有密码功能的标签具有防止标签被未经许可的访问这一功能,可以避免标签内存储的信息泄露。   按照载波频率可以把标签分为低频、中频和高频标签。低频标签主要有125kHz和134.2kHz两种,中频主要为13.56MHz,高频主要为433MHz、915MHz、2.45GHz、5.8GHz等。其中以低频的125kHz和中频的13.56MHz两个频段的标签是主流产品。低频系统主要用于城市一卡通、校园卡、货物跟踪、停车场收费系统等低成本的应用。中频系统多用于门禁控制以及在通信中数据量较大的应用系统;高频系统因其成本较高并且天线发射出的波束具有较强的定向性的特点,因此通常被应用在列车监控、电子不停车收费ETC(Electronic Toll Collection)等需要较长的读写距离和高读写速度的场合。   1.2 读写器   按照通信方式,可以把读写器分为读写器优先RTF (Reader Talks First)和标签优先TTF (Tag Talks First)两种。读写器优先是指标签不会主动向读写器发送射频信号,只有在被读写器发送的射频信号激活且收到完整的读写器指令后,才会返回相应的数据信息以响应读写器的命令。标签优先是指对于被动式标签系统,读写器只发送等幅的、不带任何控制命令和信息的射频能量以激活标签。标签被激活后才能向读写器发送相应的数据信息。在读写器和标签互相传送信息时,也分为全双工和半双工两种方式进行。   按照应用模式,可以把读写器分为固定式读写器、便携式读写器和一体式读写器。固定式读写器是指后端服务器、读写器和天线分别被固定安装在不同的位置,同时读写器可以拥有多个天线接口和多种输入输出设备接口便于通信;便携式读写器是指后端服务器、读写器和天线集成在一起,且体积较小,便于携带和移动;一体式读写器是指天线被集成在读写器的机壳内,同时读写器被安装在固定的地点,后端数据库则另选位置进行安装。   按照载波频率,也可以把读写器分为低频、中频和高频三类。分别对应于标签的相应频段。   1.3 后端数据库   后端数据库(Back-end Database)是可以运行在任何硬件平台的数据库系统,包括系统中间件、系统应用软件和数据库。主要完成对数据信息的存储及处理,通过控制读写器对标签进行读写操作。它配合中间件接收可信的读写器获取的标签发送来的数据信息,进行相关的运算,同时提供被访问标签的相关数据。另外,它也为标签和读写器之间的相互认证过程提供进一步的服务。   2 RFID系统的安全问题   “系统开放”的设计思想导致了RFID系统的安全风险。此外,RFID设计和应用的目的就是了为降低成本,提高效率,所以要求被大规模使用的电子标签具有低廉的价格和简单的元件,从而导致其不能实现复杂的密码算法。这些局限使RFID系统面临的安全威胁更加严重,也对RFID系统的安全机制的设计带来了特殊的要求。如图4所示,读写器发送至标签的射频信号的通信信道被称为“前向信道”,标签发送至读写器的射频信号的通信信道则称为“反向信道”。   由于在应用中大部分标签属于被动式标签,读写器承担着为标签提供能量的任务,所以它的无线功率往往会大大超过标签,这也就导致了系统的前向信道的覆盖范围远大于反向信道。同时,标签和读写器之间的通信也会受到噪声、通信频率、障碍物等许多因素的影响。对于RFID系统,我们通常做如下基本假设:标签与读写器之间的通信信道是不安全的;而读写器与后端数据库之间的通信信道是安全的。     2.1 数据完整性问题   数据完整性是指在通信过程中接收者收到的数据与发送者发出的数据是一致的,没有被篡改或替换。这一性质也说明了数据是准确和可靠的。通信过程中倘若不能保证数据的完整性,也就意味着数据可能已经被篡改或者丢失,导致其包含的信息不完整甚至无效。   在基于公钥的密码体制中,一般是采取消息摘要或数字签名的方式来保证数据的完整性。而在RFID系统中,为了保证数据完整性,通常会采用消息认证码来进行校验。它使用的是一种带有共享密钥或者不带密钥的Hash算法,其实质是将后端数据库和标签所共享的秘密与待检验的消息连接在一起,或者单独对消息进行Hash运算。由于Hash函数的性质,攻击者对待检验消息的任何细微改动都会产生雪崩效应,造成消息认证码的较大改变。   事实上,在读写器和标签的通信过程中,除了采用ISO 14443标准并使用了消息认证码的高端系统外,传输信息的完整性无法得到保障。但如果在具有可读写标签的系统中不采用数据完整性控制机制,那么攻击者就可利用计算机的通信接口,扫描到在读写器发出查询请求后RFID标签所作出的响应,并由此寻找到系统所使用的加密算法、安全协议以及实现机制上的漏洞,然后就可以对标签中的数据进行篡改或删除。   2.2 身份真实性问题   对于RF1D系统的许多应用来说,对认证标签身份的真实性是非常重要的环节。标签和读写器只有相互确认合法之后,才能输出自身信息和控制命令。由于标签和读写器之间的信息是通过无线射频信号的方式在不安全信道上传播,攻击者可以很容易的从窃听到的通信数据中获得敏感信息,并以此伪造系统中标签,从而达到欺骗读写器的目的。举例来说,攻击者可以通过将截取的合法标签的信息进行重放,或利用伪造的标签代替实际物品,或把高价物品标签的内容用低价物品标签来替换从而获取非法利益。   同时,为了将物品成功转移,攻击者也可以通过技术手段将合法的标签屏蔽掉,以此来躲避读写器的跟踪;反之,也可以伪装成一个合法的读写器向标签发出控制命令,来修改标签内的数据。因此,为了保护数据的真实性,读写器只有确认了标签的合法身份之后才能确信所接收消息的真实性;标签也只能在确认了读写器的合法身份之后才能向其传送自身的数据。   2.3 数据隐匿性问题   标签内的信息仅能被合法的读写器识别,这是一个安全的RFID系统必须提供的保障。要保证RFID系统的信息安全,标签就不应当向任何非法的读写器泄漏自身的数据。未采用任何安全机制的标签,其数据在通信时不会受到任何保护,可能会通过并不能保证安全的无线信道向其它不合法的读写器泄漏标签内的敏感信息。受到成本的限制,大多数标签的计算能力和存储空间相当有限,缺乏对P-to-P(Point-to-Point)加密以及公钥基础设施PKI(Public Key Infrastructure )密钥交换等功能的支持,因此在RFID系统读写器与标签的信息交换过程中,攻击者获取并利用标签上的信息是很容易的事。   同时,由于从读写器发送往标签的射频信号具有较强的覆盖范围,它的信号更容易被攻击者所截获,因此它和反向信道上的信号相比更加的不安全。攻击者可以很轻易的窃听到前向信道中传送的数据,甚至可以通过采用边信道攻击的方法,分析在通信过程中产生的时间消耗、功率消耗和各种电磁辐射的规律性来获得标签和读写器之间的通信数据。   2.4 用户隐私侵犯问题   在RFID系统的许多应用中,标签中所包含的信息主要受到位置隐私和信息隐私两个方面的侵犯。   位置隐私含有高度的个人特征。攻击者可以通过读写器跟踪到RFID标签的行踪,从而很轻易的探知到标签持有者的活动轨迹。信息隐私主要包括标签自身所包含的敏感信息,这些信息一旦被泄露,标签持有者的隐私信息往往无法得到保障。举例来说,大型超市可以在提供给顾客的购物篮、手推车上安装RFID标签,以跟踪进店消费者的购物路线以及统计在某个片区的停滞的时间。同样也可以为每一类商品安装上区分于其它商品的唯一标签。这样,不仅可以统计出商品的销售情况,甚至还可以根据统计商品的被移动次数来推断顾客的喜好情况。利用这样的信息,超市就能判断出消费者的消费习惯,从而采取相应的营销策略。   3 RFID系统的安全需求   一套完善安全的RFID系统解决方案,必然有其在安全性和隐私性两方面的要求。应该具备前向安全性、不可分辨性、访问控制、抗通信量分析、抗重放攻击等基本特征。   1)前向安全性。指攻击者不能从获得的当前数据以及历史数据中分析出标签包含的隐私信息,也不能从获得的当前数据回溯出历史数据。   2)不可分辨性。指攻击者无法把截获的来自不同标签的多个输出数据与发送它们的标签一一对应起来;攻击者无法通过截获的来自同一标签的多个输出数据区分出这个标签的输出。   3)访问控制。指攻击者即使伪装成合法的读写器对标签进行未授权的扫描,标签也能成功识别并拒绝;同时,合法的读写器能够顺利经过标签的认证而读取标签中的信息。   4)抗通信量分析。指攻击者即使截获了大量的通信数据样本,也无法通过分析这些样本而得出通信过程中存在的一定规律,从而破解通信协议。   5)抗重放攻击。指攻击者无法通过重放之前截取的读写器发往标签的询问信息而冒充读写器通过标签的认证;也无法通过重放之前截取的标签发往读写器的应答信息而冒充标签通过读写器的认证。   4 总结   本文首先详细介绍了典型RFID系统的三大基本组成及其特点,然后指出了现行的RFID系统在实际运用中存在的安全问题,最后分析得出一个完备的RFID系统所必须满足的安全需求。我们在设计RFID系统时,充分分析其安全需求、尽可能的保证系统安全是至关重要的。   更多CODESOFT的RFID的安全性的方法,请大家关注CODESOFT条码软件的教程。...