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第一篇：RFID

RFID技術(shù)在現(xiàn)代物流中的應(yīng)用

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物流信息技術(shù)【logistics information technology】是現(xiàn)代信息技術(shù)在物流各個作業(yè)環(huán)節(jié)中的綜合應(yīng)用，是現(xiàn)代物流區(qū)別傳統(tǒng)物流的根本標(biāo)志，也是物流技術(shù)中發(fā)展最快的領(lǐng)域，尤其是計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用使物流信息技術(shù)達到了較高的應(yīng)用水平。

物流信息技術(shù)的分類：運用于物流各環(huán)節(jié)中的信息技術(shù)。根據(jù)物流的功能以及特點，物流信息技術(shù)包括如計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息分類編碼技術(shù)、條碼技術(shù)、射頻識別技術(shù)、電子數(shù)據(jù)交換技術(shù)、全球定位系統(tǒng)【GPS】、地理信息系統(tǒng)【GIS】等。

物流信息技術(shù)的重要意義

物流信息技術(shù)是物流現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，也是物流技術(shù)中發(fā)展最快的領(lǐng)域，從數(shù)據(jù)采集的條形碼系統(tǒng)，到辦公自動化系統(tǒng)中的微機、互聯(lián)網(wǎng)，各種終端設(shè)備等硬件以及計算機軟件都在日新月異地發(fā)展。同時，隨著物流信息技術(shù)的不斷發(fā)展，產(chǎn)生了一系列新的物流理念和新的物流經(jīng)營方式，推進了物流的變革。在供應(yīng)鏈管理方面，物流信息技術(shù)的發(fā)展也改變了企業(yè)應(yīng)用供應(yīng)鏈管理獲得競爭優(yōu)勢的方式，成功的企業(yè)通過應(yīng)用信息技術(shù)來支持它的經(jīng)營戰(zhàn)略并選擇它的經(jīng)營業(yè)務(wù)。通過利用信息技術(shù)來提高供應(yīng)鏈活動的效率性，增強整個供應(yīng)鏈的經(jīng)營決策能力。

一、什么是RFID技術(shù)？

RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自

動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。

RFID是一種簡單的無線系統(tǒng)，只有兩個基本器件，一個詢問器（或閱讀器）和很多應(yīng)答器（或標(biāo)簽）組成。該系統(tǒng)可以用于控制、檢測和跟蹤物體。

RFID技術(shù)利用無線射頻方式在閱讀器和射頻卡之間進行非接觸雙向傳輸數(shù)據(jù)，已達到目標(biāo)識別和數(shù)據(jù)交換的目的。

二RFID系統(tǒng)的組成

最基本的RFID系統(tǒng)由四部分組成：

1. 標(biāo)簽（Tag，即射頻卡）：由耦合元件及芯片組成，標(biāo)簽含有內(nèi)置天線， 用于和射頻天線間進行通信。

2. 閱讀器：讀取（在讀寫卡中還可以寫入）標(biāo)簽信息的設(shè)備

3. 天線：在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號。

4. 有的系統(tǒng)還通過閱讀器的接口與外部計算機（上位機主系統(tǒng)）連接，進行數(shù)據(jù)交換。

三RFID的分類

? RFID按應(yīng)用頻率的不同分為低頻（LF）、高頻（HF）、超高頻（UHF）、微波（MW），相對應(yīng)的代表性頻率分別為：低頻135KHz以下、高頻13.56MHz、超高頻860M~960MHz、微波

2.4G（目前中國移動、中國聯(lián)通、中國電信推廣的手機支付RF-SIM技術(shù)就是應(yīng)用該頻率，而且該項的核心技術(shù)就掌握在國民技術(shù)、中科訊聯(lián)等中國企業(yè)手中，有可能會被推廣為國際標(biāo)

準），5.8G

? RFID按照能源的供給方式分為無源RFID，有源RFID，以及半有源RFID。無源RFID讀寫距離近，價格低；有源RFID可以提供更遠的讀寫距離，但是需要電池供電，成本要更高一些，適用于遠距離讀寫的應(yīng)用場合

RFID技術(shù)：RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識別高速運動物體并可同時識別多個標(biāo)簽，操作快捷方便。RFID是一種簡單的無線系統(tǒng)，只有兩個基本器件，該系統(tǒng)用于控制、檢測和跟蹤物體。系統(tǒng)由一個詢問器（或閱讀器）和很多應(yīng)答器（或標(biāo)簽）組成 。

主要功能：

1)、適用范圍:扎流、單件流、集體計

件、混合模式

2)、支持前后臺設(shè)置工序

3)、支持車間交接和收發(fā)

4)、可以查詢工序的工藝做法

5)、查詢工人的產(chǎn)量和工資

6)、設(shè)定工人的目標(biāo)績效和報警功能

7)、支持工票的改數(shù)和扣數(shù)功能

8)、支持QC質(zhì)量檢查

9)、支持LED看板管理

實施價值：

無需條碼或紙質(zhì)工票,節(jié)省紙張

自動統(tǒng)計工人計件工資,節(jié)省人手

生產(chǎn)工時實時統(tǒng)計,提高計劃與調(diào)度能力

工人目標(biāo)績效考核,改善生產(chǎn)效率

下面我來以EMS為例說明一下郵政速遞EMS總包RFID應(yīng)用 針對目前京滬穗郵政速遞總包處理過程的現(xiàn)狀和應(yīng)用的原則，將RFID技術(shù)應(yīng)用在京滬穗速遞處理中心之間的航空速遞總包處理過程中，提高轉(zhuǎn)運和運輸處理環(huán)節(jié)的透明度和效率。RFID系統(tǒng)是基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)采集工具，提交數(shù)據(jù)給計算機系統(tǒng)進行處理。

從電子化支局封發(fā)到處理中心開拆前，采用只讀的射頻標(biāo)簽袋牌，附加綁定 6字符條碼信息，通過電子化支局操作時將射頻標(biāo)簽信息與條碼信息、總包業(yè)務(wù)信息綁定的方式，實現(xiàn)了全市約 600個電子化支局原有的基于條碼的信息系統(tǒng)與 RFID系統(tǒng)的有效結(jié)合。這樣，在電子化支局，不需要配備射頻讀寫器，并可以利用原有的條碼識讀設(shè)備，最大限度地節(jié)省了投資。

在處理中心封發(fā)到各轉(zhuǎn)運站的總包處理中采用了可讀寫射頻袋牌，實際記錄郵政業(yè)務(wù)所需要的 30位總包信息，與現(xiàn)有條碼袋牌信息完全相同，適應(yīng)郵政干線網(wǎng)信息傳輸要求。

由于種種原因，目前超高頻 RFID標(biāo)簽的批量識別率尚達不到 100%。因此， RFID系統(tǒng)的實施應(yīng)與郵政生產(chǎn)的流程組織相結(jié)合，揚長避短，尋找能夠發(fā)揮 RFID遠距離、可穿透一般材料、多標(biāo)簽識讀特點的操作場景。在總包交接中，我們選擇在逐袋卸車過程中進行信息采集；在總包分揀中，選擇在供包工位進行信息采集，最大限度地提高了RFID的識讀率，也最大限度地解放了工人的雙手與頭腦，簡化了操作的復(fù)雜度，從而在保證作業(yè)質(zhì)量的同時提高了效率。

充分利用企業(yè)原有的信息網(wǎng)絡(luò)資源，構(gòu)建分布式的應(yīng)用信息系統(tǒng)。在電子化支局，實現(xiàn)分布式條碼數(shù)據(jù)信息采集、射頻標(biāo)簽 ID與業(yè)務(wù)信息的綁定，在速遞處理中心， RFID系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)接口獲得現(xiàn)有業(yè)務(wù)計算機系統(tǒng)發(fā)來的接收或發(fā)運郵件信息，在系統(tǒng)內(nèi)完成數(shù)據(jù)的采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并將閱讀的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳遞給相關(guān)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，從而實現(xiàn)與現(xiàn)有業(yè)務(wù)計算機系統(tǒng)的有機整合。通過 RFID在速遞總包處理全過程的應(yīng)用，實現(xiàn)了總包信息的多環(huán)節(jié)自動勾挑核對和自動分揀處理，實現(xiàn)了實物流和信息流的全過程統(tǒng)一。

物流081周立星

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第二篇：RFID

RFID 2.4GHz天線設(shè)計

引言

RFID技術(shù)利用無線射頻方式進行非接觸雙向通信，可達到識別并交換數(shù)據(jù)的目的。與磁卡和IC卡等接觸式識別技術(shù)不同，RFID系統(tǒng)的電子標(biāo)簽和讀寫器之間無需物理接觸就可完成識別，屬于非接觸識別。RFID技術(shù)具有一些獨特的優(yōu)點，它可更廣泛地應(yīng)用于交通運輸、醫(yī)療和防偽等領(lǐng)域中。

隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，鐵道部已投入大量資金用于建立全路車號自動識別系統(tǒng)的工程建設(shè)中，目標(biāo)是在所有機車上安裝電子標(biāo)簽，在所有區(qū)段站、編組站、大型貨運站安置地面讀寫裝置，對運行的列車以及車輛信息進行準確的識別。鐵路射頻車號自動識別系統(tǒng)已經(jīng)成為鐵路信息化建設(shè)的一個重要組成部分。TKCG-08RFID列車自動識別系統(tǒng)正是在這一背景下進行研發(fā)的，它利用微波射頻通信技術(shù)，實現(xiàn)了列車車號的自動識別。其數(shù)據(jù)通信方案。

數(shù)據(jù)傳輸是RFID系統(tǒng)運行的一個重要環(huán)節(jié)。射頻信號通過閱讀器天線和標(biāo)簽天線的空間耦合(交變磁場或電磁場)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞，因此，天線在整個RFID系統(tǒng)中扮演著重要角色，一方面天線的好壞決定了系統(tǒng)的通信質(zhì)量，另一方面天線決定了系統(tǒng)的通信距離。

根據(jù)工作頻段不同，在RFID產(chǎn)品中使用不同類型的天線，可選擇的天線種類很多。在選擇的時候，天線大小、成本、性能都是非常重要的因素。三種最常見的短距天線設(shè)備是PCB微帶天線、芯片天線和有一個連接器的鞭狀天線。TKCG-08地鐵列車識別系統(tǒng)應(yīng)用主要是將閱讀器安裝在線路軌道中間，射頻卡安裝在車體下部中央相應(yīng)的位置，。當(dāng)列車以一定速度通過閱讀器時，閱讀器識別出射頻卡相應(yīng)的卡號，進而得到列車車號信息。由于射頻卡體積有限，而且需要控制成本，微帶天線具有低成本、高性能、小尺寸等優(yōu)勢，因此選擇微帶天線作為本系統(tǒng)使用的天線形式。

微帶天線

微帶天線是在帶有導(dǎo)體接地板的介質(zhì)基片上貼加導(dǎo)體薄片而形成的天線。它利用微帶線、同軸線等饋線饋電，在導(dǎo)體貼片與接地板之間激勵起射頻電磁場，并通過貼片四周與接地板間的縫隙向外輻射，因此微帶天線可看作是一種縫隙天線，。和常用的微波天線相比，它有如下一些優(yōu)點：體積小、重量輕、成本低，饋電網(wǎng)絡(luò)可與天線結(jié)構(gòu)一起制成，適用于用印刷電路技術(shù)大批量生產(chǎn)，能與有源器件和電路集成為單一的模件，容易獲得圓極化，容易實現(xiàn)雙頻、多頻段工作等。

根據(jù)天線輻射特性的需要，可以設(shè)計貼片導(dǎo)體為各種形狀。通常貼片天線的輻射導(dǎo)體與金屬底板距離為幾十分之一波長。假設(shè)輻射電場沿導(dǎo)體的橫向與縱向兩個方向沒有變化，僅沿約為半波長的導(dǎo)體長度方向變化，則微帶貼片天線的輻射基本上是由貼片導(dǎo)體開路邊沿的邊緣場引起的，輻射方向基本確定。

微帶天線利于選取合適的饋電位置使輻射元與饋線良好匹配，且體積小剖面低、電性能優(yōu)良、實現(xiàn)了一維小型化?；诖诵⌒突炀€采用微帶天線形式。而微帶天線實現(xiàn)圓極化的饋電方法主要有: 雙饋點饋電和單饋點饋電。其中每一種饋電方法又分別可采用直接饋電、縫隙耦合饋電、探針饋電等多種饋電方式。直接饋電的單饋點法不需設(shè)計任何復(fù)雜的移相網(wǎng)絡(luò)和功率分配就可實現(xiàn)圓極化輻射，是實現(xiàn)圓極化的簡易方法，所以一般采用單饋點直接饋電的方式饋電。 微帶天線設(shè)計

根據(jù)微帶天線理論，貼片單元寬度W的尺寸直接影響著微帶天線的方向性函數(shù)、輻射電阻以及輸入阻抗。考慮到要兼顧輻射效率和避免產(chǎn)生高次模，通常要求寬度W滿足公式(1)的要求：

其中，h、w分別是天線的高度和寬度。但在實際設(shè)計時應(yīng)考慮邊緣場的影響，要對L值進行修正，因此L由公式(4)決定：

因為電場沿 L方向非均勻分布，故可通過改變同軸饋點在 L方向上的位置來改變饋電點的阻抗大小，達到信號的匹配狀態(tài)。饋電點位置的導(dǎo)納如公式(6)所示：

式中Z0是把天線視為傳輸線時的特性阻抗;Y0是其對應(yīng)的導(dǎo)納;ZW是壁阻抗;β是介質(zhì)中的相位常數(shù); L

1、 L2為饋點沿 L 方向分別到輻射電極邊沿的距離。通過改變L

1、 L2的大小可以使輸入阻抗?jié)M足阻抗匹配的要求。

設(shè)計中還要考慮到輻射電極的長和寬L、W要滿足矩形貼片天線圓極化工作必要條件，即：

式中Qr，Qd，Qe，分別對應(yīng)輻射，介質(zhì)和導(dǎo)體損耗的Q值。

我們在設(shè)計時，考慮到微帶天線應(yīng)用在手持擴頻通信設(shè)備中，要求天線具有剖面薄、體積輕、小型化的特點。根據(jù)上述公式計算出天線的實際尺寸，然后在AGILENT公司的電路和系統(tǒng)分析軟件ADS上建模，仿真優(yōu)化，得到圖4所示的天線模型。該天線工作頻率為2.4GHZ，尺寸為10MM×7.88mm，天線固定在尺寸為53mm×6.72mm的基板上，其材料選用FR4，相對介電常數(shù)為4.4，基板厚度為1.2mm。對貼片天線進行單點直接饋電，饋電點到貼片中心的距離為4.2mm，保證了天線體積的小型化。在饋線末端開出一個0.38mm的接地孔，以便和接地層相連。Length的長度與板厚有關(guān)系，板厚1.2mm，對應(yīng)的Length長度為3.175mm。一體式結(jié)構(gòu)適合大規(guī)模的生產(chǎn)和調(diào)試，并且堅固抗折，適合在卡狀設(shè)備中使用。

為了優(yōu)化射頻卡天線的傳輸性能，天線的輻射電阻必須適應(yīng)射頻電路的阻抗特性。阻抗匹配是指在天線能量傳輸時，要求負載阻抗要和傳輸線的特征阻抗相等，此時的傳輸不會產(chǎn)生反射，這表明所有能量都被負載吸收了，反之則在傳輸中有能量損失。在設(shè)計天線時，為了防止信號的反射，要求線路的阻抗為50歐姆。通過ADS的仿真分析后得到50歐的微帶參數(shù)為：銅箔厚度為0.7mil，基片厚度為10mil，導(dǎo)線寬度為20mil，導(dǎo)線距地平面的距離為31mil。

仿真結(jié)果與整版測試

應(yīng)用ADS的高頻信號仿真對天線進行仿真，仿真結(jié)果。

從仿真圖 5的(a)(b)(c)中可以看出天線工作在頻率為2.44GHz的時候,天線輻射特性良好，主輻射方向垂直于天線表面。由于微帶天線尺寸和接地板尺寸都比較小，把天線放在一個常見的周圍環(huán)境中進行操作的時候要進行一些調(diào)整[5]。圖(d)顯示三個遠程控制2.4GHZ天線的反射測試方法的結(jié)果。紅線表示天線放在周圍沒有障礙物的自由空間里面的反射結(jié)果。把天線放在塑料障礙物里，通過降低回聲頻率來影響性能，對性能的影響更加明顯。在設(shè)計的過程中應(yīng)重點考慮這一因素并加以調(diào)整。在實際應(yīng)用中，在天線前端加上功率放大器和濾波器，能有效的增大天線發(fā)射功率，進而提高射頻卡的整體性能。使用頻譜儀對發(fā)射功率進行測試，結(jié)果顯示發(fā)射功率達到了預(yù)期的指標(biāo)(不小于20 dBm)，發(fā)射功率測試結(jié)果及射頻卡樣機實物。

結(jié)語

天線的小型化適應(yīng)未來通信的發(fā)展趨勢，如何兼顧增益和頻帶是實現(xiàn)小型化必須要考慮的問題。本文所設(shè)計的微帶天線，具有體積小、重量輕、成本低、輻射效果好等優(yōu)點。室內(nèi)和現(xiàn)場測試表明：該微帶天線性能穩(wěn)定，可以滿足TKCG-08地鐵列車自動識別系統(tǒng)指標(biāo)要求，同時對于其他射頻卡板載微帶天線的開發(fā)設(shè)計也具有一定參考意義。