基于RFID智能仓储管理系统设计

目录第一章绪论 (3)1.1自动识别技术简介 (3)1.2RFID技术的现状及发展 (4)1.2.1 RFID技术的应用现状 (4)1.2.2 RFID技术的发展方向 (5)第二章 RFID 技术概述 (7)2.1RFID技术简介 (7)2.1.1 什么是射频识别技术 (7)2.1.2射频识别技术发展历史 (8)2.1.3射频识别技术的发展 (8)2.2RFID系统的分类 (9)2.2.1 根据标签的供电形式分类 (9)2.2.2 根据标签的数据通信方式分类 (9)2.2.3 根据工作频率分类 (9)2.2.4 根据标签的可读性分类 (9)2.2.5 根据RFID系统标签和读头之间的通信工作时序分类 (9)2.3RFID技术的优势 (10)2.4RFID技术的应用 (10)2.4.1 无源RFID技术 (10)3.1RFID系统组成 (14)3.1.1 阅读器 (14)3.1.2 天线 (14)3.1.3 电子标签 (14)3.1.4 RFID 中间件 (15)3.1.5 RFID 应用系统软件 (15)3.2RFID系统工作原理 (15)第四章 RFID 系统中的数据编码与防冲突技术 (16)4.1编码与校验 (16)4.1.1 RFID 系统通信模型 (16)4.1.2 RFID数据传输常用编码格式 (16)4.1.3 RFID传输数据校验 (19)4.2防冲突技术 (19)4.2.1RFID系统的冲撞问题 (19)4.2.2 防冲突算法研究 (19)4.2.3 动态调整二进制树形搜索法 (20)4.2.4算法的复杂度分析 (23)第五章基于RFID 技术的仓储管理系统设计开发 (25)5.1仓储管理现状 (25)5.2仓储管理的发展方向 (25)5.3基于RFID技术的仓储管理系统总体设计方案 (26)5.3.1 RFID技术的系统硬件结构 (26)5.3.2 RFID技术系统的软件结构 (27)5.1本论文的主要工作 (31)5.2未来工作展望 (31)参考文献 (33)致谢................................................. 错误!未定义书签。

第一章绪论1.1自动识别技术简介在我们的现实生活中，各种各样的活动或者事件都会产生这样或者那样的数据，这些数据包括人的、物质的、财务的，也包括采购的、生产的和销售的，这些数据的采集与分析对于我们的生产或者生活决策来讲是十分重要的。

如果没有这些实际工况的数据支援，生产和决策就将成为一句空话，将缺乏现实基础。

在计算机信息处理系统中，数据的采集是信息系统的基础，这些数据通过数据系统的分析和过滤，最终成为影响我们决策的信息。

在信息系统早期，相当部分数据的处理都是通过人工手工录入，这样，不仅数据量十分庞大，劳动强度大，而且数据误码率较高，也失去了实时的意义。

为了解决这些问题，人们就研究和发展了各种各样的自动识别技术，将人们从繁沉的重复的但又十分不精确的手工劳动中解放出来，提高了系统信息的实时性和准确性，从而为生产的实时调整，财务的及时总结以及决策的正确制定提供正确的参考依据。

在当前比较流行的物流研究中，基础数据的自动识别与实时采集更是物流信息系统（LMIS，Logistics Management Information System）的存在基础，因为，物流过程比其他任何环节更接近于现实的"物"，物流产生的实时数据比其他任何工况都要密集，数据量都要大。

那么，究竟什么是自动识别技术（auto identification）呢？自动识别技术就是应用一定的识别装置，通过被识别物品和识别装置之间的接近活动，自动地获取被识别物品的相关信息，并提供给后台的计算机处理系统来完成相关后续处理的一种技术。

举例说明。

商场的条形码扫描系统就是一种典型的自动识别技术。

售货员通过扫描仪扫描商品的条码，获取商品的名称、价格，输入数量，后台POS系统即可计算出该批商品的价格，从而完成顾客的结算。

当然，顾客也可以采用银行卡支付的形式进行支付，银行卡支付过程本身也是自动识别技术的一种应用形式。

自动识别技术是以计算机技术和通信技术的发展为基础的综合性科学技术，它是信息数据自动识读、自动输入计算机的重要方法和手段，归根到底，自动识别技术是一种高度自动化的信息或者数据采集技术。

自动识别技术近几十年在全球范围内得到了迅猛发展，初步形成了一个包括条码技术、磁条磁卡技术、IC卡技术、光学字符识别、射频技术、声音识别及视觉识别等集计算机、光、磁、物理、机电、通信技术为一体的高新技术学科。

一般来讲，在一个信息系统中，数据的采集（识别）完成了系统的原始数据的采集工作，解决了人工数据输入的速度慢、误码率高、劳动强度大、工作简单重复性高等问题，为计算机信息处理提供了快速、准确地进行数据采集输入的有效手段，因此，自动识别技术作为一种革命性的高新技术，正迅速为人们所接受。

自动识别系统通过中间件或者接口（包括软件的和硬件的）将数据传输给后台处理计算机，由计算机对所采集到的数据进行处理或者加工，最终形成对人们有用的信息。

在有的场合，中间件本身就具有数据处理的功能。

中间件还可以支持单一系统不同的协议的产品的工作。

完整的自动识别计算机管理系统包括自动识别系统（Auto Identification Sy stem, 简称 AIDS），应用程序接口(Application Interface, 简称API )或者中间件（Middleware）和应用系统软件（Application Software）。

也就是说，自动识别系统完成系统的采集和存储工作，应用系统软件对自动识别系统所采集的数据进行应用处理，而应用程序接口软件则提供自动识别系统和应用系统软件之间的通讯接口包括数据格式，将自动识别系统采集的数据信息转换成应用软件系统可以识别和利用的信息并进行数据传递。

RFID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。

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。

RFID是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。

系统由一个询问器（或阅读器）和很多应答器（或标签）组成。

1.2 RFID 技术的现状及发展1.2.1 RFID技术的应用现状RFID技术的应用已趋成熟。

在北美、欧洲、大洋洲、亚太地区及非洲南部都得到了相当广泛的应用。

典型的应用领域包括：(1)铁路车号自动识别管理。

如：北美铁路、中国铁路、瑞士铁路等。

(2)车辆道路交通自动收费管理。

如：北美部分收费高速公路的自动收费中国部分高速公路自动收费管理、东南亚国家部分收费公路的自动收费管理。

(3)旅客航空行包的自动识别、分拣、转运管理。

如：北美部分机场。

(4)车辆出入控制。

如：停车场、垃圾场、水泥场车辆出入、称重管理等。

(5)校园卡、饭卡、乘车卡、会员卡、驾照卡、健康卡(医疗卡)等国内、国外均有大应用。

(6)生产线产品加工过程自动控制。

主要应用在大型工厂的自动化流水作业线上。

(7)动物识别(养牛、养羊、赛鸽等)。

大型养殖厂、家庭牧场、赛鸽比赛。

(8)物流、仓储自动管理。

大型物流、仓储企业。

(9)贮气容器的自动识别管理。

(10)汽车遥控门锁、电子门锁等。

目前国内RFID成功的行业应用有中国铁路的车号自动识别系统。

其辐射作用已涉及到铁路红外轴温探测系统的热轴定位、轨道衡、超偏载检测系统等。

正在计划推广的应用项目还有电子身份证、电子车牌、铁路行包自动追踪管理等。

1.2.2 RFID技术的发展方向RFID技术的发展，一方面受到应用需求的驱动，另一方面RFID的成功应用反来又极大地促进了应用需求的扩展。

从技术角度说，RFID技术的发展体现在若干关键技术的突破。

从应用角度来说，RFID技术的发展目的在于不断满足日益增涨的应用需求。

一、RFID技术未来的发展RFID技术的发展得益于多项技术的综合发展。

所涉及的关键技术大致包括：芯片技术、天线技术、无线收发技术、数据变换与编码技术、电磁传播特性。

RFID技术的发展已经走过50余年，在过去的10多年里得到了更快的发展。

随着技术的不断进步，RFID产品的种类将越来越丰富，应用也越来越广泛。

可以预计，在未来的几年中，RFID技术将持续保持高速发展的势头。

RFID技术的发展将会在电子标签(射频标签)、阅读器、系统种类、标准化等方面取得新的进展。

二、RFID电子标签方面电子标签芯片所需的功耗更低，无源标签、半无源标签技术更趋成熟。

1) 作用距离更远。

2) 无线可读写性能更加完善。

3) 适合高速移动物品识别。

4) 快速多标签读／写功能。

5) 一致性更好。

6) 强场强下的自保护功能更完善。

7) 智能性更强。

8) 成本更低。

三、RFID阅读器方面1) 多功能(与条码识读集成、无线数据传输、脱机工作等)。

2) 智能多天线端口。

3) 多种数据接口(RS232，RS422／485，USB，红外，以太网口)。

4) 多制式兼容(兼容读写多种标签类型)。

5) 小型化、便携式、嵌入式、模块化。

6) 多频段兼容。

7) 成本更低。

四、RFID系统种类方面1) 低频近距离RFID系统具有更高的智能、安全特性。

2) 高频远距离RFID系统性能更加完善，系统更加完善。

五、RFID标准化方面1) 标准化基础性研究更加深入、成熟。

2) 标准化为更多企业所接受。

3) 系统、模块可替换性更好、更为普及。

第二章 RFID 技术概述2.1 RFID 技术简介2.1.1 什么是射频识别技术射频识别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)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。

射频识别系统通常由电子标签(射频标签)和阅读器组成。

电子标签内存有一定格式的电子数据，常以此作为待识别物品的标识性信息。

应用中将电子标签附着在待识别物品上，作为待识别物品的电子标记。

阅读器与电子标签可按约定的通信协议互传信息，通常的情况是由阅读器向电子标签发送命令，电子标签根据收到的阅读器的命令，将内存的标识性数据回传给阅读器。

这种通信是在无接触方式下，利用交变磁场或电磁场的空间耦合及射频信号调制与解调技术实现的。

电子标签具有各种各样的形状，但不是任意形状都能满足阅读距离及工作频率的要求，必需根据系统的工作原理，即磁场耦合(变压器原理)还是电磁场耦合(雷达原理)，设计合适的天线外形及尺寸。

电子标签通常由标签天线(或线圈)及标签芯片组成。

标签芯片即相当于一个具有无线收发功能再加存贮功能的单片系统(SoC)。

从纯技术的角度来说，射频识别技术的核心在电子标签，阅读器是根据电子标签的设计而设计的。