RFID智能仓储方案

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RFID 智能仓储
解决方案
基于现代物联网技术手段，围绕仓储物流需求，构建一套全 方位、多手段、高效率、智能化的仓库管理体系，全面提升 仓储物流管理水平。

佛山天一众合科技发展有限公司
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目录
1 系统概述 .................................................................2 2 RFID 技术介绍 .............................................................2 3 方案总体设计..............................................................3
3.1 总体设计 ..................................................................... 3 3.2 系统总体结构 ................................................................. 5 4 系统介绍 .................................................................6 4.1 系统特点 ..................................................................... 6 4.2 系统主要功能 ................................................................. 7
4.2.1 资产实时定位跟踪 ......................................................... 7 4.2.2 资产状态监控 ............................................................. 8 4.2.3 资产自动出入库 ........................................................... 9 4.2.4 资产盘点 ................................................................. 9 4.2.5 扩展功能 ................................................................ 11 ➢ 视频联动管理............................................................... 11 ➢ 车辆智能管理............................................................... 11 5 主要产品配置.............................................................12 5.1 基站 ........................................................................ 12 5.2 电子标签 .................................................................... 14 5.3 低频定位器 .................................................................. 15 6 安装施工 ................................................................17 6.1 材料要求 .................................................................... 17 6.2 作业条件 .................................................................... 17 6.3 操作工艺 .................................................................... 17
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1 系统概述
以科学技术为基础，依靠先进的设备和科学的管理，利用计算机及相关最新技术，将 建筑技术与计算机技术、自动控制技术、通讯与信息处理技术等先进技术相结合，有效集 成仓库智能化综合管理系统。

天一众合提出采用基于 RFID 无线射频识别技术的仓库管理应用方案，根据消防物资、 车辆的特点，使用有源 RFID 和无源 RFID 技术相结合，通过在特定位置安装基站、低频定 位器以及 UHF 读写器，并运用一种安全、可靠的自动识别系统来区分、识别和定位货物位 置，判断货物出入库、对货物实施定位跟踪，并实时监控货物的状态。

基站/读写器
标识卡/标签 图 1 系统框架图
2 RFID 技术介绍
射频识别技术 RFID（Radio Frequency Identification Technology）是成熟于 20 世 纪末，21 世纪初的一种非接触式的最新自动识别技术，目前正在全世界的各种行业中得以 推广应用。

它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。

RFID 是一项易于操控，简单实用且特别适合用于自动化控制的灵活性应用技术，其所
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具备的独特优越性是其它识别技术无法企及的。

➢ 识别工作无须人工干预； ➢ 它既可支持只读工作模式也可支持读写工作模式，且无需接触或精确瞄准； ➢ 可自由工作在各种恶劣环境下； ➢ 可进行高度的数据集成； ➢ 由于该技术很难被仿冒、侵入，使 RFID 具备了极高的安全防护能力。

一个最基本的 RFID 系统一般包括以下几个部份： ➢ 标签(Tag)：也称标识卡，由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码， 安装或粘贴在物体上标识目标对象； ➢ 读写器(Reader)：在有源 RFID 系统里也称基站，读取(有时还可以写入)标签信息 的设备，可设计为手持式或固定式； ➢ 天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号。

电子标签中一般保存有约定格式的电子数据，在实际应用中，电子标签安装或粘贴在
待识别物体的表面。

读写器可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 到自动识别体的目的。

通常读写器与电脑相连，所读取的标签信息被传送到电脑上进行下 一步处理。

(除以上基本硬件配置外，还应包括相应的应用软件)。

3 方案总体设计 3.1 总体设计
系统使用有源 RFID 和无源 RFID 技术相结合，对大件的、贵重的物品，安装有源电子 标签，实现对物品的实时定位跟踪、状态监控等功能；对小件的、一般物品，采用 UHF 无 源电子标签，实现自动出入库识别，远距离手持机盘点等功能。

有源 RFID 仓储管理
在有源 RFID 监控的仓库中，通过低频定位器、电子标签及基站等终端设备，利用 RFID 无线通信技术将信息传输到采集服务器，并实现上层的各种应用，从而实现对货物的身份 识别、定位跟踪和轨迹查询等功能。

系统终端主要包括低频定位器、基站、电子标签、采 集系统。

➢ 低频定位器：主动式发送器，当电子标签进入低频信号范围以后，能够接收到低 频定位器连续发送的 125KHZ 低频信号，信号包括其自身编号，能够用于进行不同
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低频定位器的区分与识别。

➢ 电子标签：在进出库的每一件货物上，安装电子标签，可主动接受 125KHz 低频信
号，并通过 2.4G 上传相关信息，能够实现身份认证、定位跟踪和监控等功能。

➢ 基站：主要是作为信息传输设备，实现监控区域信号全覆盖，可接收电子标签发
送的信息，并将信息上传到采集服务器。

采集系统：对基站上传的数据进行处理，实现上层的各种应用。

32525.00
区域1
区域2
17818.18
区域3
区域4
基站 定位器天线
1800.00
无源 RFID 仓储管理
图 2 有源 RFID 仓储布设图
在无源 RFID 监控的仓库中，在仓库出入口部署 UHF 读写器和 UHF 天线，货物经过仓库
门口时，读写器自动识别货物上的标签，并将数据能过以太网或 RS485 发送到后台服务器。

若需要自动识别是入库还是出库，可增加多一组读写器或红外对射装置，通过货物经过的
先后顺序识别货物的方向。

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3.2 系统总体结构
图 2 无源 RFID 仓储布设图
系统结构主要包括：前端数据采集系统、数据传输系统、数据处理服务系统以及 Web 上层应用系统四大部分。

前端数据采集系统为 RFID 无线传输系统，包括有源 RFID 和无源 RFID 两部份，主要由 标识卡、低频定位器、基站、UHF 标签、UHF 读写器以及 UHF 手持机组成。

其主要作用是以 无线方式采集电子标签发送的目标位置数据和其他数据。

数据传输系统主要由数据采集计算机、数据服务器和上传专线组成，主要作用是将采 集的数据上传到数据中心进行存储处理。

数据处理服务系统主要包括 GIS 系统、应用服务器、系统管理工作站等。

该系统设在 监控中心，其主要作用是对数据进行分析处理，并为上层应用系统提供各种数据服务。

Web 上层应用系统主要是将采集系统采集的数据通过软件平台，实现各种业务功能显 示，给仓库管理方以直观的效果显示，并实现各种数据报表统计管理。

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终端用户
监控中心
数据库服务器 有有线线以以太太网网
基站
Web服务器
数据采集服务器 有有线线以以太太网网
UHF读写器
UHF手持机
储仓源有
…… 标识卡
…… UHF标签
…… 定位器
无源仓储
图 3 系统总体示意图
4 系统介绍
4.1 系统特点
➢ 实时智能监控 采用物联网智能传感技术，实现对区域内异常或突发情况进行实时感知、智能判别、 视频联动、智能警示等。

➢ 综合化管理 整合 RFID 射频识别技术、视频监控技术技术等先进手段，实现对区域的整体管理和监 控。

➢ 兼容性和个性化设计 系统可最大限度兼容用户原有系统，可根据需求配置功能模块和硬件设备，避免资源 浪费。

系统引入了批次概念，针对各类商品实行整入零出，并且根据自定义规则生成批次序
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列，简化了操作，提高了操作人员的工作效率 ➢ 数据智能管理 系统定期对产品进行检查，根据产品的状态、使用时间或自定义规则对历史数据进行
分离并备份保存；数据库可设置规则，定期对数据进行备份，以及对历史数据进行清理。

4.2 系统主要功能
通过网页登陆系统进入系统主界面：
4.2.1 资产实时定位跟踪
图 5 系统界面
在覆盖了有源 RFID 信号的区域，可以对安装有标识卡的货物进行实时定位跟踪，在资 产监控页面中，选择需要定位跟踪的资产，系统实时显示资产的位置以及运动轨迹。

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显示查询资 产的位置
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图 6 定位跟踪效果图
点击定位分布，可以显示所有资产的分布状况，各个区域的资产数量。

4.2.2 资产状态监控
图 7 资产定位分布
重要资产上安装的标识卡可整合多种传感器，当物品发生异常，如振动、倾斜，标签 被撕毁等，系统会主动报警。

如在车辆安装有标识卡，在 RFID 信号覆盖的区域，能实时感
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应车辆的状态，当车辆在设防状态下发生移动，系统会主动弹出报警。

图 8 资产异常报警
4.2.3 资产自动出入库 在仓库出入口部署 UHF 读写器和 UHF 天线，货物经过仓库门口时，读写器自动识别货
物上的标签，并将数据能过以太网或 RS485 发送到后台服务器，实现自动出入库，系统库 存状态自动更新。

4.2.4 资产盘点
对于安装了有源电子标签的重要资产，系统可以进行实时的自动盘点，并能定位每个 资产的存放位置。

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图9 自动盘点
对于仓库中的一般资产，安装了UHF无源标签，盘点时系统自动生成盘点单并同步到手持PDA上，工作人员拿着PDA即可进行盘点，同时盘点结果上传管理系统，最终自动生成盘点报表。

图10 手持机盘点
图11 盘点统计图
4.2.5扩展功能
➢视频联动管理
视频联动功能是通过将基站与视频监控设备绑定，当发生报警后，系统会及时调用视频监控设备朝向事件发生场所，记录报警地点视频信息，反之亦然，即当监控设备发现监控区域内有可疑情况发生时，系统会及时调用智能管理系统，对监控区域内人员进行定位分析记录等功能。

系统可直接利用仓库内现有视频设备，无需额外采购新视频设备实现视频联动功能，减少建设成本。

➢车辆智能管理
在消防大院内，车辆也是作为一种重要资产，安装有标识卡，在系统中可对车辆进行智能管理，包括车辆的出车管理、保养管理、违章管理、规费管理等。

另外，通过对院内进出道闸的改造，能够实现自动感应开门，车辆不停车快速通过。

5主要产品配置
5.1基站
☑产品概述
TZBS读写设备，具有识别距离远、灵敏度高、识别速度快、抗干扰能力强等特点，通过螺钉直接固定，安装牢固，用于室内。

广泛用于：区域
TZBS型基站通过以太网与监控中心进行双向数据通信，将电子标签的所有信息实时上传到监控中心，为系统提供高精度、实时的数据。

☑主要技术指标
●室内基站：
➢位移速度：180km/h
➢并发识别数：500个以上
➢漏读率：10-4
➢识别角度：支持全向和定向（水平45°，垂直45°）
➢极化方式：垂直极化
➢增益：全向天线3dBi定向天线14dBi
接收16级可调，发射16级可调
➢工作频率：2.4～2.483GHz
➢功耗标准：射频工作功耗为毫瓦级
➢安全性：加密算法与匹配机制，防止链路侦测和破解
➢环境适应能力：防水防冲击设计，满足工业环境要求，防护等级达到IP65。

➢电源标准：DC12V～48V
➢外形尺寸：260×180×60mm
➢重量：约0.3kg
➢工作温度：-20℃～60℃；
➢存储温度：-40℃～60℃；
➢安装方式：顶装或侧装，螺钉固定
☑详细说明
●工作模式
TZBS型基站是一款长距离有源RFID读写设备，实时接收TZTF系列电子标签信息。

通过以太网或RS485与监控中心进行双向数据通信，将电子标签的所有信息实时上传到监控中心，为系统提供高精度、实时的数据。

●频段选择
选用2.4G频段，属于全球开放的ISM微波频段，无须申请和付费。

●识别距离
设计采用高性能射频解决方案，实现远距离射频识别。

识别距离如下：
全向天线120米（与TZTF系列电子标签，空气中无遮挡），
定向天线300米（与TZTF系列电子标签，空气中无遮挡）；
当用户对识别距离有不同要求或应用环境较复杂时，可选择不同信号强度的电子标签和基站接收天线，并可通过软件调节基站的接收灵敏度来达到所需的识别距离。

●位移速度
采用高速射频识别技术，识别速度快。

在电子标签最大位移速度为180km/h的情况下，仍能够可靠识别。

●并发识别数
采用高速处理器，结合多种的射频防冲突机制，能够同时识别500张以上的电子标签，并发识别数大。

漏读率小于10-4。

●通信安全
采用特殊的通信协议和地址匹配机制，并配以完善的加密算法，可以确保基站和电子标签之间的数据通信安全，防止链路侦测和数据破解。

●质量保证
生产过程严格依照ISO9000质量标准进行流程控制，确保产品性能与质量。

●接口标准
基站提供RJ45，RS485标准接口。

●供电方式灵活
支持DC12V～48V、POE供电、太阳能等多种供电方式。

☑典型应用
该基站应用领域广泛，主要包括：区域中的人员、资产的定位和跟踪，门禁管理等领域。

5.2电子标签
☑产品概述
TZTF-8029型标识卡 2.4GHz，定时发射自身标识信息。

具有识别距离远，功耗低，免维护，性能稳定可靠等特点。

标签
标识卡具备物品姿态检测功能，物品被移动或撞击后姿态发生改变可以发出报警信息；还具备拆卸报警功能，当标识卡被拆卸时可以发出报警信息。

可广泛应用于室内资产管理等领域。

☑外壳材质、尺寸
➢外壳：阻燃ABS工程塑料。

➢产品尺寸：36.6mm×67.5mm×13mm。

☑技术参数
●射频指标（2.4GHz）
工作频率：2.4GHz，125KHz；
传输速率：250kbps；
发射功率：≤3dBm，可调；
接收灵敏度：－101dBm，可调；
●识别距离：
与TZBS系列基站识别距离如下：
➢全向天线120米（空气中无遮挡），
➢定向天线300米（空气中无遮挡）；
与TZPR系列手持读写器识别距离如下：
➢内置天线50米（空气中无遮挡），
➢全向天线120米（空气中无遮挡），
➢定向天线300米（空气中无遮挡）；
与TZLF系列低频定位器识别距离：2～6米；
●工作条件
电子标签可在下列条件下正常工作：
工作温度：－20℃～60℃；
平均相对湿度：≤95%（＋25℃）；
大气压力：80kPa～106 kPa；
●电池寿命：采用可充电锂电池，充满电可用3个月
5.3低频定位器
☑产品介绍
TZLF-2103低频信号，
当具有低频接收功能的电子标签进入低频信号范围时，电子标签可自动接收低频信号，并进行解析，判断低频定位器号和天线号。

当电子标签离开低频信号范围后，电子标签进入待机状态。

☑主要技术指标
➢工作温度：-20℃～60℃。

➢存储温度：－40℃～60℃
➢工作频率：125KHz。

➢工作电压：AC220V。

➢外壳材质：ABS工程塑料
➢环境适应性：防水防冲击设计，防护等级达到IP54。

➢安装方式：侧挂式，天线避免贴近大面积金属。

➢外形尺寸：168mm×107mm×45mm
☑详细说明
●工作模式
低频定位器，低频信号范围近似球形，以低频定位器发送天线为圆心，信号理论半径为3—8m。

低频定位器具有多路发射功能，每隔设定的时间发射一次射频数据，射频数据包括低频定位器编号信息。

●识别距离
在除金属阻挡外的各种阻挡，以及无阻挡情况下为3m---8m；用于接收低频信号的电子标签不同，识别距离也有所差别。

●安装要求
低频定位器可以安装在墙面上，或吊顶上。

低频发送天线可引出安装在需要信号覆盖的位置（目前，天线延长线可延长至5m，且基本不影响天线的信号半径）。

●使用注意事项
低频定位器天线不能贴在金属上，至少距离金属2cm。

电子标签距离低频定位器发送天线25cm以内，会因为低频信号太强而产生自我保护，影响信号接收。

☑典型应用
●门禁和安全管理系统
●畜牧业的管理系统
●汽车防盗和无钥匙开门系统的应用
●胎压检测的应用
●马拉松赛跑系统的应用
●自动停车场收费和车辆管理系统
●自动加油系统的应用
使用时，将低频定位器安装在墙壁或天花板上，低频发送天线通过延长线从低频定位器外壳引出，固定在需要低频信号覆盖的范围。

如要监测门口，将天线固定在门的侧边中
央位置，当安装有电子标签的货物经过该门时，电子标签即可接收到该低频定位器号，并通过2.4G上传该号。

由此，可精确判断出该货物出现在了这个门口附近。

以此类推，也可通过两个低频定位器发送天线覆盖两个门，或门内门外，对货物进行进出门判断。

6安装施工
6.1材料要求
●对各种型材与铁件的材质、规格、型号、外观检查，应符合设计规定。

●各种铁件都应全部采用镀锌处理。

不能镀锌的应进行防腐处理。

●对工程中使用的线缆规格、型号的核对，应符合设计规定，电缆所附标志、标签
内容应齐全、清晰，对线缆特性进行测试，并应有产品合格证。

●天线应采用屏蔽较好的聚氯乙烯外护套的同轴电缆，并应有产品合格证。

●对设备进行的检查，外观、型号应符合设计规定，并应有产品合格证。

●主要机具
●手电钻、克丝钳、一字改锥、十字改锥、电工刀、尖嘴钳、扁口钳、剥线钳、水
平尺、万用表、兆欧表、升降车（或临时搭架子、脚扣）、工具袋等。

●校验仪器：场强仪、信号发生器、测试卡等。

6.2作业条件
●基站支架符合设计要求。

●立杆尺寸均应符合基站设计要求。

●设备间应提供可靠的施工电源和接地装置。

6.3操作工艺
●基站安装：支架及机箱安装应牢固；各种零件齐全，漆面完好，标志清晰；水平、
垂直度应符合规定。

●支架及基站安装：各垂直误差不应大于3mm，水平误差不应大于2mm。

●缆线布放前应核对规格、程式、路由及位置与设计规定相符；缆线布放应平直、
不扭绞、打圈；缆线两端应有标签，并应有冗余。

●对附设完的电缆，接线前要对回路进行检查核对。

●缆线终端应有标签，接线无误，接触良好，缆线中间不得产生接头现象，符合系
统设计要求。

●定向天线安装：按设计要求选择好天线的方向、角度；对天线本身认真的检查，
然后组装在支架上，各部件组装好安装在预定的位置并固定好。

●全向天线制作：将天线馈线尾端屏蔽层剥除100mm，用防水绝缘胶布缠绕包裹好。

●系统的静态调试，应保证系统所有设备通电工作正常。

后备电源打开。

●系统的联调投运，系统指标符合设计要求。