基于RFID电子标签的物流控制系统的设计

基于RFID电子标签的物流控制系统的设计

包佑炳广东工业大学机电工程学院机械电子工程专业

学号：2110901077

摘要: 提出了一种基于RFID电子标签的物流控制管理系统，系统采用RFID电子标签、GPRS、GPS及IC卡对重要货物进行全程监控。利用RFID电子标签做货物识别，利用IC卡做有关人员的身份识别，利用GPS技术做货物实时定位，利用GPRS系统短信传输货物信息。给出了系统的总体设计，分析了系统中的通信协议，讨论了系统设计中的关键技术，系统是一种全面解决物流控制的整体解决方案。关键词: 物流控制，RFID电子标签，GPRS，GPS，IC卡

Abstract: A RFID tag based logistics control and management system, the system uses RFID tag, GPRS, GPS, and IC card full control of important goods. Make goods using RFID tag identification, use of IC cards to do the personnel identification, use of GPS technology to do real-time location of goods, cargo transfer messages using GPRS system information. Given system design, analysis of the system communication protocol, discussed the key technologies in system design, system is a comprehensive solution to the logistics control of the overall solution.

Keywords: logistics control, RFID tag, GPRS, GPS, IC card

1引言

物流（logistics）指商品在空间和时间上的位移，包括采购配送、生产加工和仓储加工包装等流通环节中的物流情况，强调以满足顾客的需求服务为目标，追求物流过程的持续改进和创新。在电子商务环境下，物流管理建立在现代信息技术和先进管理思想基础之上，成为一种集成化的运作模式。随着供应链管理(SCM，Supply Chain Management)的兴起，物流管理被纳入到其中。在供应链概念中强调营销、物流及产品之间的相互关系和互动作用。物流不再是作为一个单一的实体存在，而成为现代化管理体系中的重要环节。物流管理也不再局限于自身范围，而是与整个生产、流通过程息息相关。

物流的管理离不开信息技术的应用。RFID电子标签是时下最为先进的非接触感应技术，因其独有的非接触、阅读速度快、无磨损、寿命长、便于使用等特点，现正广泛应用于各个行业、领域。采用RFID电子标签技术，货场可以收集进出的货柜车的各种信息，并将数据通过互连网综合传送到物流控制中心。有些重要的货物，如剧毒品、危险品等，需要对货物从装载、运输、出库和入库等

作全程的物流监测与控制，及时掌握货物的信息，出现不安全的因素时能够及时报警并记录位置信息，便于人员进行追找。因此，不仅仅需要读取标签信息，更重要的是需要和局域网、Internet、GPS、GPRS等连接，构成完整的监控系统。

传统物流控制系统的问题是技术分散，数据库控制部分往往和货物进出系统脱节，而货物的运输检测是独成一体。本系统以电子标签记录货物信息，IC卡装载人员身份信息，系统通过GPRS与互连网相连，数据库能实时刷新数据，监控整个物流的过程，与传统物流控制系统相比，大大提高了系统的效率和安全性。

2系统总体设计

整个系统分为移动物流数据终端和基地控制中心两部分，其中移动物流数据终端安装在货物的进（出）库处及运输货车上，通过GPS获得位置信息，通过GPRS实时向基地控制中心发送位置信息，中心通过互连网将数据转送至物流控制中心数据库，见图1。各部分模块功能如下：

图1

2．1 移动物流数据终端

移动物流数据终端由中央控制器及RFID识读模块、GPS接收模块、IC卡身份识别模块、GPRS模块组成。

1）电子标签识别装置

每个货物上分配一个电子标签，电子标签上携带的信息具有唯一性。当货物入或者出库时及在运输过程中，电子标签识别装置通过天线对标签上的数据进行读取，把货物的信息记录下来，利用GPRS短信服务传递给远程监控系统。

2）GPS定位装置

GPS定位装置的功能是通过接收卫星信号计算出货物的具体位置，这是货物的全程监控的基础数据。

3）IC卡身份识别模块

IC卡身份识别模块主要完成对货物的操作人员的身份和权限的认证，以及操作日志的记录。要求对货物进行操作的人员必须有明确的身份和合法的权限，对特种货物的全程监控包括从货物登记、出入库、上下火车、途中押运等，当非法用户或不具备权限的用户强行操作货物（如火车偷盗事件）时，将产生实时报警信息。合法用户的操作将记录操作的时间、操作类型信息。

4）GPRS模块

系统的GPRS模块利用手机模块和SIM卡，进行短消息的发送，发送的短消息包括货物的登记信息、运输人员、上下车、位置信息、报警信息等。

2．2 基地控制中心

1）GPRS通信处理机

GPRS通信处理机负责接收各货物发来的短消息，通过互连网将数据传给控制中心。

2）基地控制中心管理系统

基地控制中心管理系统采用了客户机/服务器和浏览器/服务器结构相结合的体系结构。B/S结构部分提供非专业人员通过INTERNET或INTRENET网络进行信息查询。为使网络查询系统更加人性化，B/S结构软件前端界面采用了地理信息系统，把各种数据信息放在地图上，当货物不断送来定位信息时，货物在地图上的位置也在不断改变，通过WEB服务器和GIS发布服务器把各种信息发布出去。C/S结构部分主要完成用户管理、卡管理、设备管理、图纸管理、地理信息管理等系统维护功能，同时完成控制命令的下达功能，客户端放在监控中心，每个功能操作都有权限的限制。

3.1 RFID电子标签简述

电子标签又称射频标签、应答器、数据载体；阅读器又称为读出装置、扫描器、读头、通信器、读写器（取决于电子标签是否可以无线改写数据）。电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间（无接触）耦合；在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递和数据交换。

基本定义

电子标签是RFID的俗称，RFID是Radio Frequency Identification的缩写，术语为射频