摘 要 RFID（射頻識(shí)別：radio frequency identification）是一種可通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)的通信技術(shù)，又有電子標(biāo)簽、無線射頻識(shí)別之稱。RFID相對于傳統(tǒng)的識(shí)別技術(shù)（條形碼等），有較強(qiáng)的優(yōu)勢。首先，RFID不需要在特定目標(biāo)與識(shí)別系統(tǒng)之間建立光學(xué)或機(jī)械接觸，這樣使得操作更為方便。此外，對于RFID定位領(lǐng)域可利用125K和2.45G雙頻相結(jié)合技術(shù)的頻率特性、技術(shù)特點(diǎn)、工作原理進(jìn)行分析和研究，這種應(yīng)用對于軍事物資的定位管理具有重要意義。除了上述兩個(gè)較大的特點(diǎn)之外，RFID讀取目標(biāo)距離更遠(yuǎn)、可同時(shí)識(shí)別多個(gè)目標(biāo)。存儲(chǔ)信息量也更大，并且存儲(chǔ)內(nèi)容可作動(dòng)態(tài)改變。
中國論文網(wǎng) http://www./8/view-4683868.htm
　　關(guān)鍵詞 RFID；定位；物資管理；自動(dòng)識(shí)別技術(shù)；雙頻技術(shù)
　　中圖分類號(hào)TP273+.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2013）93-0156-03
　　0 引言
　　現(xiàn)如今，信息化技術(shù)應(yīng)用于各行各業(yè)，作為國防軍事方面，則具有更高的要求。而我國現(xiàn)階段軍械等軍備物資的整體信息化建設(shè)中信息管理方面與其他國家相比，處于劣勢狀態(tài)。當(dāng)中的主要原因是我國的軍備物資倉庫主要還是依靠人工的管理，不能很好的滿足現(xiàn)在與根本無法適應(yīng)于未來戰(zhàn)爭對于軍備物資高效準(zhǔn)確保障的要求。因此，雙頻RFID 技術(shù)的出現(xiàn)，可以大大改善我國軍備物資信息化管理在是我軍在物流信息化領(lǐng)域的現(xiàn)狀。充分利用雙頻RFID 技術(shù)建立“精確型”戰(zhàn)場物資保障系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)盡可能的全信息化管理，是我國未來實(shí)現(xiàn)軍備物資保障全過程可視化，實(shí)現(xiàn)物資保障決策的快速化和科學(xué)化的基礎(chǔ)。
　　信息化技術(shù)在戰(zhàn)爭中起的作用無疑是最重要的，在有名的波斯尼亞的"聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)中"，作為超級(jí)大國的美國和北大西洋公約組織（NATO）建成了戰(zhàn)爭史上投入戰(zhàn)場最復(fù)雜的通信網(wǎng)，并且進(jìn)一步完善了用于識(shí)別和跟蹤的軍用物資的新型后勤系統(tǒng)。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是各級(jí)指揮人員可以隨時(shí)隨地的掌握所有物資的詳細(xì)信息，無論這些物資是運(yùn)輸途中、定購之中、還是在某個(gè)倉庫存儲(chǔ)著的。這個(gè)系統(tǒng)是在"沙漠風(fēng)暴"軍事行動(dòng)的基礎(chǔ)上創(chuàng)建的，改善了“沙漠風(fēng)暴”軍事行動(dòng)中大量物資重復(fù)運(yùn)輸和無法跟蹤的缺陷。該系統(tǒng)中運(yùn)輸部分的原理很簡單，是在裝備和集裝箱上貼射頻識(shí)別標(biāo)簽來實(shí)現(xiàn)這種功能的。而來實(shí)現(xiàn)這一功能的另一接收轉(zhuǎn)發(fā)裝置通常就安裝在運(yùn)輸線的一些檢查點(diǎn)上（如門柱上、橋墩旁等）、車站、碼頭、倉庫、機(jī)場等運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。當(dāng)RF 接收裝置檢測收到各個(gè)物資上的RF標(biāo)簽上的信息后，就會(huì)定位該物資的具體位置，然后上傳到定位基站，之后在從定位基站傳送到運(yùn)輸控制中心，最后在傳輸?shù)街行男畔?shù)據(jù)庫。
　　雙頻RFID的功能全面，它可以根據(jù)各個(gè)行業(yè)不同的管理需求進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息化的管理，最重要的是它可以實(shí)現(xiàn)其他同類設(shè)備不能做到的遠(yuǎn)距離射頻識(shí)別的網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用。雙頻RFID的系統(tǒng)可以識(shí)別速度高達(dá)200km/h 的快速移動(dòng)目標(biāo)，最小的識(shí)別距離不小于10m，是360°無盲區(qū)識(shí)別。由于該系統(tǒng)的電子標(biāo)簽采用嵌入式軟件控制下的嵌入式微處理器，可以同時(shí)識(shí)別多個(gè)目標(biāo)。另外，它還有其他優(yōu)點(diǎn)，比如無微波輻射，對人體無害、信息安全和保密性能高、信號(hào)繞射穿透力強(qiáng)、可適應(yīng)多種不同的應(yīng)用環(huán)境，可以實(shí)現(xiàn)、編碼、解碼、喚醒及信息碰撞處理等功能。
　　對于軍用物資倉儲(chǔ)，為了能夠?qū)崿F(xiàn)倉儲(chǔ)各環(huán)節(jié)的全過程管理控制，進(jìn)而使用雙頻RFID來定位管理。其對物資的存放位置、數(shù)量批次、生產(chǎn)日期、進(jìn)發(fā)貨等采用實(shí)時(shí)RFID電子標(biāo)簽管理，即建立物資數(shù)據(jù)庫，把數(shù)據(jù)直接寫入與物資對應(yīng)的電子標(biāo)簽中。這極大的便利物資的使用，存放的有效性，對各個(gè)倉儲(chǔ)流程進(jìn)行規(guī)范化管理。該技術(shù)的使用，避免了信息更新緩慢，管理不到位，人工輸入易出錯(cuò)等諸多弊端。現(xiàn)代化倉庫管理系統(tǒng)均采用RFID 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，能利于倉庫操作流程的規(guī)范性和提高倉儲(chǔ)空間的使用，使物資管理人員對物資的倉儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)高效管理：出入庫、盤點(diǎn)、配料、移動(dòng)、物資使用期限等全面的管理和控制，提高倉庫的倉儲(chǔ)能力，更有效提高部隊(duì)的快速作戰(zhàn)反應(yīng)能力，加強(qiáng)物資管理的安全性、時(shí)效性。
　　1 雙頻RFID技術(shù)簡介
　　雙頻RFID是結(jié)合2.45G及125K雙頻段技術(shù)設(shè)計(jì)，是一種非接觸的遠(yuǎn)距離識(shí)別技術(shù)，識(shí)別工作無需人工干預(yù)，適應(yīng)各種惡劣環(huán)境。
　　1.1 雙頻RFID工作模式
　　雙頻中125K低頻信號(hào)ID編號(hào)通過2.45G超高頻為載體將標(biāo)簽信息傳送至上位機(jī)。具體流程為低頻125K設(shè)備主動(dòng)發(fā)射連續(xù)低頻脈沖信號(hào)（載波數(shù)據(jù)中含該125K低頻芯片ID編號(hào)）；配套的低頻標(biāo)簽持續(xù)打開低頻接收功能，當(dāng)收到某低頻設(shè)備的激活信號(hào)時(shí)，該標(biāo)簽的低頻芯片將實(shí)時(shí)解析出該激活器編號(hào)，同時(shí)檢測出該低頻信號(hào)的RSSI場強(qiáng)值，然后喚醒并傳入MCU單片機(jī)，接著打開板載的2.4G無線射頻芯片進(jìn)行一次強(qiáng)信號(hào)發(fā)射（無線發(fā)射的數(shù)據(jù)包中含標(biāo)簽ID和激活器編號(hào)以及低頻場強(qiáng)RSSI值）。
　　有效識(shí)別范圍內(nèi)的2.4G閱讀器將收到該標(biāo)簽以2.4G頻段發(fā)射的數(shù)據(jù)包，解析出該數(shù)據(jù)包中的標(biāo)簽ID號(hào)，激活器編號(hào)，以及RSSI值后立刻上傳到上位機(jī)電腦。使用時(shí)無需進(jìn)行通訊設(shè)置和調(diào)試，只需安裝到指定位置，供上電就能正常工作。
　　1.2 雙頻RFID系統(tǒng)的構(gòu)成
　　系統(tǒng)由雙頻RFID讀寫標(biāo)簽、2.45G閱讀器、125K信號(hào)發(fā)射器、通訊網(wǎng)絡(luò)五部分組成，雙頻RFID讀寫標(biāo)簽通過改進(jìn)射頻芯片及其線路設(shè)計(jì)、電池軟包裝設(shè)計(jì)，同時(shí)可以拾取覆蓋范圍內(nèi)的125K信號(hào)發(fā)射器ID號(hào)碼，用于數(shù)據(jù)上傳，標(biāo)簽可以附著在物體上用于目標(biāo)對象的跟蹤；2.45G閱讀器（Reader）用于讀取標(biāo)簽信息，采集標(biāo)簽ID號(hào)碼及標(biāo)簽攜帶的125K信號(hào)發(fā)射器的ID號(hào)碼，同時(shí)閱讀器附加接口（RJ45，RS485，RS232）以便將接收信號(hào)進(jìn)一步上傳到上位計(jì)算機(jī)；125K信號(hào)發(fā)射器（signal projector）加電后不斷發(fā)射125K頻率射頻信號(hào)，由雙頻標(biāo)簽接收。 　　1.3 雙頻RFID技術(shù)原理
　　根據(jù)標(biāo)簽供電方式不同大體可將RFID分解成三種：有源、半有源、無源。我們這里所說的雙頻RFID屬于半有源RFID的一種存在方式，在半有源RFID系統(tǒng)中，低頻激活器可以直接喚醒標(biāo)簽，被激勵(lì)喚醒后的標(biāo)簽將接受來自低頻激活器的定位信息，在接收到定位信息后就會(huì)和自身的ID地址信息以及有關(guān)的DSSI數(shù)據(jù)發(fā)送給讀寫器。
　　雙頻RFID系統(tǒng)根據(jù)電磁傳播的基本規(guī)律實(shí)現(xiàn)近距離定位與遠(yuǎn)距離的識(shí)別與數(shù)據(jù)采集的功能的，然而要實(shí)現(xiàn)這種功能，還要雙頻RFID系統(tǒng)采用用雙頻實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)預(yù)設(shè)的方式。系統(tǒng)基本定位如下：
　　通信和喚醒是讀寫器和標(biāo)簽之間的，最好采用超頻率進(jìn)行，廣播命令和偵聽接收方式是通訊方式普遍采用的。433MHz、915MHz或2.45GHz頻段內(nèi)的單頻點(diǎn)一版都是超高頻率采用的。通常采用同一頻率的讀寫器和標(biāo)簽之間的通信頻率，主要是為了簡化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。仍然是有源標(biāo)簽依的是作為系統(tǒng)核心的。標(biāo)簽要是進(jìn)入激活狀態(tài)中的話一般是收到讀寫器發(fā)送出的喚醒命令或者受到路標(biāo)激勵(lì)器激勵(lì)的情況。然后根據(jù)預(yù)先設(shè)置好的工作模式或者接收的命令。有源標(biāo)簽接受讀寫器的進(jìn)一步指令或者進(jìn)入工作狀態(tài)發(fā)送內(nèi)存信息。激勵(lì)與通信是標(biāo)簽與路標(biāo)激勵(lì)器之間的，一版采用的都是低頻頻率進(jìn)行的。通信方式可設(shè)定為激勵(lì)器向標(biāo)簽單向傳送路標(biāo)信息即可。
　　智能雙頻RFID、RFID的讀寫設(shè)備（Read-Write Units，簡稱RWU）是組成雙頻RFID與短程通信設(shè)備的主要系統(tǒng)，這兩部分的讀寫系統(tǒng)是信息管理系統(tǒng)與RFID之間的橋梁，實(shí)現(xiàn)信息交流的作用。
　　讀寫設(shè)備RWU作為RFID的讀寫控制器之一，它是由安全模塊、微處理器和微波通訊控制器和485、TCP/IP、RS232等通訊接口等組成，RWU通過RS232、485、WIFI、GPRS、TCP/IP等與上位機(jī)連接，并從上位機(jī)接收控制命令和數(shù)據(jù)并返回?cái)?shù)據(jù)。RWU以短程通訊協(xié)議和微波無線的傳遞手段，實(shí)現(xiàn)著RWU與RFID的之間安全可靠的信息交換目的。
　　2 雙頻RFID應(yīng)用于軍事物資定位的原理及算法分析
　　該方案運(yùn)用RFID射頻識(shí)別技術(shù)，通過閱讀器、激活器與電子標(biāo)簽之間的信息傳輸從而達(dá)到識(shí)別、跟蹤定位和軌跡查詢等功能。
　　室內(nèi)或室外物資定位中，通過閱讀器、激活器提供空間標(biāo)示及點(diǎn)坐標(biāo)信息；在定位系統(tǒng)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置信息相較于電子地圖的坐標(biāo)點(diǎn)是固定的，作為空間坐標(biāo)分析的基點(diǎn)信息，在定位過程中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)周期性上傳采集到的信息點(diǎn)數(shù)據(jù)，同時(shí)根據(jù)上傳數(shù)據(jù)的脈沖計(jì)數(shù)信息，閱讀器根據(jù)電信號(hào)和微波信號(hào)之間的速度差來計(jì)算兩者之間的距離，同時(shí)將距離數(shù)據(jù)上傳至計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)通過電子地圖中基點(diǎn)信息的坐標(biāo)位置信息，上傳數(shù)據(jù)的脈沖片信息，結(jié)合定位算法綜合分析后確定定位目標(biāo)的空間坐標(biāo)。
　　定位就是確定位置。1）定位的兩種意義：一種是確定及自己的在系統(tǒng)中的位置；一種是系統(tǒng)確定目標(biāo)在系統(tǒng)中的位置；2）位置信息的類型：物理位置指目標(biāo)在特定坐標(biāo)系下的位置數(shù)值，表示目標(biāo)的相對或者絕對位置。符號(hào)位置指在目標(biāo)與一個(gè)基站或者多個(gè)基站接近程度的信息，表示目標(biāo)與基站之間的連通關(guān)系，提供目標(biāo)大致的所在范圍。
　　定位算法包含以下三種方式：
　　三角測量算法
　　已知A，B，C單個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，節(jié)點(diǎn)D相對于節(jié)點(diǎn)A、B、C節(jié)點(diǎn)的角度，確定節(jié)點(diǎn)D的坐標(biāo)為；
　　轉(zhuǎn)換為三邊測量法；
　　極大似然估算法
　　已知1、2、3等n個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，及他們到節(jié)點(diǎn)D的距離，確定節(jié)點(diǎn)D的坐標(biāo)；
　　最小均方差估計(jì)算法；
　　使用標(biāo)準(zhǔn)的最小均方差估計(jì)方法可以得到節(jié)點(diǎn)D的坐標(biāo)為：
　　系統(tǒng)的設(shè)計(jì)算法主要依據(jù)RSSI（Received Signal Strength Indication）方式進(jìn)行定位分析，其定位原理為：已知發(fā)射結(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度，接收點(diǎn)根據(jù)收到信號(hào)的強(qiáng)度，計(jì)算出信號(hào)的傳輸損耗，利用理論或者經(jīng)驗(yàn)的模型將傳輸損耗轉(zhuǎn)換為距離，再利用以上幾種算法綜合計(jì)算出節(jié)點(diǎn)的位置。
　　3 雙頻RFID實(shí)施物資定位管理的實(shí)現(xiàn)
　　因物資管理需求，需要在倉庫等主要場所安裝定位基站閱讀器用于數(shù)據(jù)的采集，然后在關(guān)鍵點(diǎn)安裝定位型激活器，用激活器引出的定位型天線進(jìn)行定位管理的實(shí)現(xiàn)。
　　3.1物資定位工作流程
　　1）根據(jù)現(xiàn)場繪制一張和現(xiàn)場相似的電子地圖，并導(dǎo)入系統(tǒng)，然后據(jù)現(xiàn)場設(shè)備安裝的位置在地圖上做相應(yīng)的標(biāo)記；
　　2）物品入庫物品在入庫之前，用不干膠把定位標(biāo)簽貼在物品上，然后登錄系統(tǒng)后臺(tái)給定位標(biāo)簽關(guān)聯(lián)上物品信息，如：編號(hào)為100的標(biāo)簽貼在了一批布上，登錄后臺(tái)以后，錄入這批入庫布的相關(guān)信息，然后把編號(hào)為100的標(biāo)簽，配給這批布。這就完成了物品入庫；
　　3）物品查找當(dāng)需要查找某件物品，可以在監(jiān)控端上輸入物品的名稱或與物品關(guān)聯(lián)的標(biāo)簽的ID號(hào)，系統(tǒng)會(huì)在地圖上顯示物品所在的位置；亦可借用WIFI網(wǎng)絡(luò)通過平板電腦或智能手機(jī)登錄系統(tǒng)查看物品存放位置和，標(biāo)簽關(guān)聯(lián)的物品信息；
　　4）控當(dāng)附有標(biāo)簽的物品進(jìn)入監(jiān)控范圍內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)就開始對標(biāo)簽進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如果有附有定位標(biāo)簽的物品未經(jīng)授權(quán)離開倉庫時(shí)系統(tǒng)就會(huì)有聲音和圖像告警；
　　5）物品分類統(tǒng)計(jì)當(dāng)標(biāo)簽對應(yīng)的是一件物品或是一組相同的物品時(shí)，通過IE瀏覽器登錄系統(tǒng)后臺(tái)管理，點(diǎn)擊報(bào)表統(tǒng)計(jì)，可以分別統(tǒng)計(jì)出各類物品的數(shù)量，并生成報(bào)表。
　　3.2 物資定位設(shè)備的組成部分
　　3.3 物資定位管理設(shè)備拓?fù)鋱D
　　閱讀器所放置的不同地點(diǎn)，均要保證閱讀器能實(shí)現(xiàn)較大的接收范圍；作為主要作用是接收電子標(biāo)簽信息的閱讀器，它的工作范圍存在電子標(biāo)簽后，閱讀器就會(huì)接收電子標(biāo)簽里面的信息，然后上傳處理器根據(jù)數(shù)據(jù)庫分析后，可判定電子標(biāo)簽的具體地域，實(shí)現(xiàn)電子腕帶的范圍定位。 　　在工作的時(shí)候，每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)版的閱讀器服務(wù)器都會(huì)分配一個(gè)固定的IP地址，并且根據(jù)現(xiàn)場的情況進(jìn)行安裝。閱讀器的工作范圍遇到佩戴電子標(biāo)簽的物體或者人的時(shí)候，閱讀器就會(huì)接收到物體或者人佩戴的電子標(biāo)簽激活的信息。服務(wù)器接收到經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳出來后這個(gè)電子標(biāo)簽發(fā)出的信息后，根據(jù)電子標(biāo)簽ID號(hào)機(jī)、激活I(lǐng)D號(hào)碼等信息，安放資料在現(xiàn)場的設(shè)備上，就可以得出“某人/某物在某一時(shí)間經(jīng)過某個(gè)監(jiān)控區(qū)域”的記錄，從而實(shí)現(xiàn)對人員或物件的追蹤和監(jiān)控。
　　3.4物資定位管理功能設(shè)計(jì)
　　1）“PC端數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序”包括“基本資料、業(yè)務(wù)管理、庫存報(bào)表、系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)導(dǎo)入”五大功能模塊；
　　2）“手持機(jī)應(yīng)用程序”包括“入庫管理、移庫管理、出庫管理、查詢管理、合盤管理、分盤管理、物資定位、追蹤回放、異常上報(bào)、標(biāo)簽回收、參數(shù)管理、出庫計(jì)劃查詢”十大模塊；
　　3）“定位終端程序”包括“標(biāo)簽綁定、庫位信息（物資搬運(yùn)的裝載、卸載、報(bào)告異常、取消裝卸）、車輛信息、出庫物資定位鎖定”四大模塊；
　　4）“移動(dòng)后臺(tái)服務(wù)程序”主要是為了手持機(jī)提供應(yīng)用服務(wù)。在沒有此服務(wù)的支持下，手持機(jī)無法完成其業(yè)務(wù)操作與基本的功能操作。主要是數(shù)據(jù)庫參數(shù)配置、開啟服務(wù)和關(guān)閉服務(wù)。
　　4 結(jié)論
　　本文討論了雙頻技術(shù)在物資管理中的應(yīng)用，結(jié)合定位算法對物資進(jìn)行定位跟蹤管理，通過物資裝在雙頻定位標(biāo)簽，閱讀器信號(hào)覆蓋50米半徑范圍，監(jiān)測區(qū)域全方位覆蓋無線信號(hào)，閱讀器上傳定位雙頻標(biāo)簽ID信息及信號(hào)強(qiáng)度值，然后根據(jù)三邊測量算法、三角測量算法、極大似然估算法綜合分析，得到比較理想的測距模型，結(jié)合實(shí)測數(shù)據(jù)分析比較，得到被定位物資的空間位置點(diǎn)信息，從而進(jìn)一步對軍用物資進(jìn)行管理，加強(qiáng)物資管理的安全性及準(zhǔn)確定。
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