RFID技术在快递行业中的应用.pdf
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1、第 15 期2023 年 8 月无线互联科技Wireless Internet TechnologyNo.15August,2023基金项目:创新训练项目;项目名称:RFID 技术在快递中转站行业的应用;项目编号:202210959059;S202110959069。作者简介:刘子杨(2002),男,安徽淮北人,本科生;研究方向:通信工程。通信作者:耿菲帆(2002),男,安徽蚌埠人,本科生;研究方向:通信工程。RFID 技术在快递行业中的应用刘子杨,耿菲帆(安徽三联学院,安徽 合肥 230601)摘要:随着互联网的快速发展,网络购物已经越来越受欢迎,这也给快递业带来了巨大的业务量。但是,一般
2、的民营快递业信息化投入较少,自动化程度不高,导致高峰期快递爆仓,出现了库存积压严重、无法如期送达等问题。针对这些问题,文章将 RFID 技术引入快递行业。RFID 技术可以在储存、装卸、数据收集、录入、整理等各个环节中得到应用,并解决传统纸质条形码易破损的问题,提高了快递录入的效率。关键词:RFID 技术;效率;GPS 技术;可视化信息反馈中图分类号:TP391.44 文献标志码:A0 引言 无线射频识别即射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID)是物联网的关 键 技 术。随 着RFID 技术的快速发展和逐渐成熟,RFID 技术应用的成本越来越低,可
3、以更好地满足使用者的需求,这也推动了 RFID 技术在现代物流中的广泛应用。据统计,2022 年,我国快递业务量达到 1 105 亿件,日均业务量达 3.02 亿件。但现代物流产业中涉及的企业非常复杂,一般民营快递业投入较少、信息更新滞后、库存积压严重。因此,将信息技术引入物流产业有了初步设想。将 RFID 技术与物流产业相结合,简化了管理流程,节约了管理成本,解决了快递在运输中条形码容易破损的问题,提高了物流速度,促进了快递行业的发展。1 RFID 技术原理 RFID 技术是自动识别技术的一种,通过无线射频方式进行非接触双向数据通信,利用无线射频方式对记录媒体(电子标签或射频卡)进行读写,从
4、而达到识别目标和数据交换的目的,被认为是 21 世纪最具发展潜力的信息技术之一1。RFID 系统主要是由标签、阅读器、天线和应用软件系统等几部分组成。标签主要由耦合元件及芯片组成,存储着目标对象的唯一电子编码及其相关信息;阅读器由耦合模块、收发模块、控制模块、接口单元组成;天线内置于标签和阅读器中,在标签和阅读器间产生射频信号;应用软件系统最终处理标签信息。当电子标签进入阅读器的有效范围时,标签内置的耦合元件就会把阅读器发射的射频信号转化为感应电流驱动芯片和发射电路,把储存在芯片的对象信息通过天线发射出去。阅读器接收到标签信息后,解读信息,然后送到应用软件系统进行处理,从而完成信息的读取。目前
5、,快递运输信息储存使用的是纸质条形码,而 RFID 电子标签在今后的快递行业以及物流行业中更有优势。(1)识别能力。传统条形码的识别能力虽然准确,但需要人工一对一进行扫码识别,当条形码不清楚或者破损的情况下则无法识别,干扰工作进度。而高频段的 RFID 技术阅读器可以同时进行多个快递物品的扫描,进行批量的快递信息识别处理,且 RFID 技术的识别速度快、精度高,极大地提高了信息传输和数据整理的速率。(2)读取距离。传统条形码的读取距离短,必须靠近阅读器才可进行读取。而 RFID 标签识别技术不需要可视传输技术的支持,只需带有 RFID 标签的物品在阅读器的读取范围内即可,且 RFID 技术能够
6、不受各种障碍物影响直接完成通信。(3)储存容量。传统条形码不可反复使用,成本较高。而 RFID 标签的信息量很大,能够多次读取和写入,重复利用率高。(4)适应环境。传统条形码直接暴露在空气中,容易受到磨损导致失效。而 RFID 标签可以耐高温、防水、防磁、耐磨损、使用寿命长,可以适应不同天气的影响,全天候地工作。(5)安全性能。传统条形码是直接暴露在物品表面的,容易被造假,且伪造成本低,数据加密性低,安全性低。而 RFID 标签是嵌入物品,可以保证物品的真实性,且具有防伪溯源的功能,数据加密性高,安全性能高。1.1 MF RC522 芯片 本文采用 MF RC522 芯片实现标签的读写操作。M
7、F RC522 的工作频率是 13.56 MHz,它的特点是成本521第 15 期2023 年 8 月无线互联科技技术应用No.15August,2023低、体积小、电压低,是各种便携式手持设备和智能仪表的较好选择2。具体而言,MF RC522 芯片可以读取电子标签上存储的信息或者将信息写入标签,实现标签的编程和数据存储。此外,MF RC522 芯片还支持多种射频协议,包括 ISO/IEC 14443 Type A/B、MIFARE和 FeliCa 等,可以与不同类型的电子标签进行通信。1.2 硬件选择 本文选择一款支持 MF RC522 芯片的开发板,比如 Arduino UNO 开发板;选
8、择一款 MF RC522 芯片模块,比如 RC522 RFID 模块;选择电子标签,比如 Mifare Classic 1K 电子标签。Mifare Classic 1K 电子标签是一种由恩智浦公司(NXP Semiconductors)开发的非接触式射频识别(RFID)标签,采用13.56 MHz 高频技术,能够存储 1 KB 的数据,可广泛应用于多个领域。Mifare Classic 1K 是一种被动式 RFID 电子标签,它不需要内部电池或其他能源,通过接收读卡器发射的射频信号供电并回传数据。因此,它也被称为非接触式电子标签。与有源式 RFID 标签不同,被动式RFID 标签通常更小、更
9、轻便、更便宜,适用于许多不需要长距离读取的应用场景。电子标签的容量很大,快递工作人员可以在电子标签中编写寄件人信息(单位、寄件地址、电话)、收件人信息、快递物品类型等信息。在快递物品从上级中转站准备转入下级中转站时,快递工作人员也可以在电子标签上编写上级中转站的信息,方便管理人员查询快递运输路线是否正确。快递工作人员将Mifare Classic 1K 电子标签粘贴在快递的外包装上,利用 RFID 阅读器进行信息读取。1.3 系统架构 MF RC522 芯片引脚如图 1 所示。图 1 MF RC522 芯片引脚将 MF RC522 芯片模块与 Arduino UNO 开发板通过 SPI 接口连
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