RFID技术在烟草物联网应用
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作者: 刘捷 陈雷
摘要：“十二五”是我国物联网发展的战略机遇期，国家烟草行业将建设以“全面感知、全面覆盖、全面控制、全面提升”为目标的烟草物联网，而RFID作为物联网的一项关键技术，在烟草物联网感知层起到了不可或缺的作用。介绍了RFID技术及烟草物联网，讲述了RFID技术在烟草物联网中的应用实践，并分析了未来RFID技术在烟草物联网中的应用。
关键词：RFID技术；烟草物联网；应用
中图分类号：F2
文献标识码：A
文章编号：1672-3198（2012）04-0242-02
0引言
经过多年的探索和发展，我国烟草现代物流体系建设得到了快速发展，物流在烟草行业越来越得到重视，地位越来越高。2010年国家局明确提出建设“全面覆盖、全面感知、全面控制、全面提升”的烟草行业物联网，利用RFID技术、传感技术、全球卫星定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）等物联网技术，在行业现有的物流信息系统建设的基础上，建立物联网，实现对烟草生产、销售、运输、安全的全面监控、跟踪、识别和管理，从而加强行业内部管控能力，实现打造“面向未来”和“不可替代”的烟草物流体系、提升行业核心竞争力的战略目标。
1烟草物联网
1.1烟草物联网的概念
物联网是指通过射频识别装置、红外感应器、全球卫星定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定协议、把物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。烟草物联网是在这一基础上的推广应用，定义是：借助射频识别（RFID）技术、传感技术、全球卫星定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）等物联网技术采集获取烟草产业链上的相关数据信息，通过行业内联网、互联网、无线网等网络资源进行信息传输与交互，运用智能计算机技术对各类数据信息进行分析处理，从而实现智能化决策和控制的一种网络体系，包含了以种植、加工、采购、生产、销售、配送、营销、服务、管理为业务主体的烟草产业链的各个环节，涉及了种植加工、生产制造、质量追溯、物流管理、库存管理、供应链管理、专卖管理、协同营销等烟草生产经营的各个方面。烟草物联网分为感知层、网络层、应用层。感知层主要完成信息的采集、转换和收集，网络层主要完成信息传递和处理，应用层主要完成数据的管理和数据的处理，并将这些数据与行业应用相结合。RFID技术就是应用在物联网感知层的一种关键技术。
1.2我国烟草物联网的发展
从1999年上海实行的“电话订货、网上配货、电子结算、现代物流为手段，以标准化、程序化、信息化管理为内容，以客户满意为追求”的新业务模式，行业现代物流体系建设取得重大进展，初步实现了从传统商业向现代流通的转变。从最初物流业务分散在各个部门、管理粗放的传统模式，到现在工商物流一体化、物流业务集中运作、信息共享、流程协同以及物联网技术的广泛应用，现代物流系统建设已上升为烟草行业的核心地位。随着物联网的兴起和物联网技术的发展应用，行业开始积极探索物联网的建设，在物联网相关技术，特别是在全面感知和信息集成技术上已经进行了一定的尝试。2003年行业开始建设的卷烟生产经营决策管理系统，运用条码技术、射频识别技术等物联网技术，采集工商业端的卷烟成品物流信息集成到行业统一的信息平台，实现了对行业卷烟生产经营环节的产量、库存、销量和流向基础信息的实时跟踪、监控和管理。2006年建立的烟草商业数字仓库管理系统，采集商业企业物流配送中心仓储出入库及在库信息、分拣信息，使用物联网技术进行数字化货位定位管理及同城卷烟物流的信息共享和无缝对接。2007年中烟电子信息开发了工商卷烟物流在途信息系统，在感知层有车载和电子锁设备及时获取在途车辆的位置、状态、载货及车门开关情况并进行安全报警；在网络层面采用行业内联网或互联网，传送电子物流单证等信息、利用GPRS传送车载定位和报警信息，利用433无线网来关联车载和电子锁运行状态；在应用层建立行业统一的电子地图和在途信息管理平台实现在途信息的跟踪、展示、查询、监控、调度和统计分析等功能。借助着射频识别技术（RFID）、全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）等物联网相关技术的广泛运用及行业卷烟生产经营决策管理系统一期二期工程、烟草商业企业数字仓储管理系统、工商卷烟物流在途信息系统、工商营销信息共享平台、烟草商业企业仓储监控系统等一批物流信息系统的开发，烟草行业基本实现了对卷烟成品出入库及在库和分拣配送信息的实时采集、跟踪与监控，为下一步烟草物联网的建设奠定了基础。
2RFID技术
RFID（RadioFrequencyIdentification）即射频识别，是一种采用无线射频方式通信进行非接触式数据通信的自动识别技术，目前在美国、欧洲、日本等发达国家已得到广泛运用，渗入到物流管理、运输、工业、商业、医疗、金融等众多领域，其应用给以上产业带来革命性变化。RFID系统由电子标签、阅读器、数据交换与管理系统、EPC编码标准组成。
（1）电子标签由耦合元件及芯片组成，具有智能读写和加密通信的功能，存储唯一的EPC编码。通过无线电波与读写设备进行数据交换。
（2）阅读器，可以将上位机的读写命令传送给电子标签，电子标签收到命令后，阅读器将上位机发往电子标签的数据加密后再发给电子标签，同时将电子标签返回的数据进行加密送往上位机。
（3）数据交换与管理系统完成数据信息的导入、数据信息的存储及管理，即RFID中间件及企业自己的ERP、MRP或相关的企业管理系统。
（4）EPC编码使用标准化的计算机语言来描述物品信息，提供对物理对象的唯一标识。EPC-96是目前使用最为广泛的一种编码版本，EPC-96表示标签存储的信息为96bits。
目前在中国烟草物联网感知层采用的主要技术为条码技术，RFID技术相比条码技术有着明显的优势。（1）识读速度快。RFID采用非接触式的数据通信方式，一次可以识别多个对象，获取相关数据。而条码技术需逐件进行扫码，在成品烟出入库时要进行重复的拆码垛及重复的扫码、搬运，浪费了大量的人力、物力。而使用RFID技术，一个电子标签可以存储一托盘28件烟信息，可以贯穿卷烟工业入库到商业分拣出库全过程，提高了效率，节省时间。（2）可适用于不同环境且使用寿命长。与条码技术相比，RFID技术无需接触目标即可得到数据，其采用封闭式包装，所以具有防磁、防水、不怕污染、耐高温等特点，大大增加了使用寿命。无需可见光源，几乎可用于油污、粉尘等任何恶劣环境，不会出现条码因环境影响产生的花码、坏码情况。同时穿透性好，可穿透烟箱外包装直接读取信息；传输距离长，可以识别几十米远的物体信息，包括高速运动的物体信息。（3）RFID标签的数据存储量远远高于条码。RFID标签的数据存储量高达几十K。（4）使用RFID具有长期效益。建立RFID系统初期的投入较大，但是RFID标签可以长期重复使用，根据需要随时更新存储数据。识别工作不需人工干预，减少错误率，提高工作效率，节约人力资源的成本，而且RFID的具有数据加密功能，可以保证数据的安全性，因此RFID的使用具有长期效益。
3RFID在烟草物联网的应用
3.1RFID在烟草物联网中的应用实践
现在烟草物联网中，RFID技术主要用于卷烟成品的仓储管理环节，包括出入库管理及库存管理，尤其是在工商整托盘联运方面运用较多。为了跟踪卷烟成品流向，实现过程追踪，卷烟成品在工业出库及商业入库是需要分别扫描件烟一号工程条码信息。所以工业出库时要进行拆垛，将码好垛的整托盘件烟拆垛，逐件扫码装车。商业入库时扫描件烟信息后在将件烟进行码垛入库，工作重复、效率低下、准确率不高，使用的人工成本高且在拆码垛及搬运过程
中会使件烟损坏，造成经济损失，而使用整托盘运输可以大
大缩减流程、提高物流效率。利用RFID技术，在托盘上装载电子标签，在工业码垛出库时通过仓储管理系统（WMS）获取与托盘一维条码关联的28件烟信息，通过阅读器将获取到信息写入托盘的电子标签中，写入成功后，将工业出库条码信息反馈到一号工程工业出库系统，完成工业出库。商业到货后整托盘卸货通过阅读器读取电子标签中的一号工程码信息，并反馈回一号工程商业入库系统，完成商业入库。在库存管理方面，RFID技术结合仓储管理系统（WMS）可实现仓库库存的可视化管理，及时更新货位信息及库存信息，还可以利用RFID技术进行库存盘点，保证数据准确性。
3.2RFID在烟草物联网应用的展望
要通过物联网准确掌握市场的信息，物品传感覆盖范围就必须精确到卷烟小盒。在卷烟的运输和销售过程中，若每盒卷烟上都植入RFID标签，可以真实、及时、全面的采集卷烟生产经营的实物数据，实现对卷烟产品的物流跟踪和全程管理，由此可以使卷烟的供应链实现商流、物流、信息流的整合。通过对出库件烟进行扫码，从而实现打码到包，这有助于获取准确真实完整的卷烟库存和销售等物流信息。打码到包有助于规范烟草行业的内部管理，同时还可以为加强烟草专卖管理提供有效的手段，但在实际的应用中还存在以下问题：
（1）RFID标签的抗金属干扰能力很差，对有金属包装的卷烟产品，RFID应用效果不好，数据读取成功率低，数据交互耗时长，效率低，实际应用可靠性有待提高。而在烟草行业，烟盒采用锡箔纸防潮，不解决包装问题，RFID打码到包无从谈起。
（2）RFID芯片部分是金属，植入烟盒包装后，盒皮局部厚度会发生增厚，影响包装效率，甚至部分软盒盒皮的厚度植入RFID标签后会产生较大变形。
（3）RFID技术本身一对多识别的功能尚不稳定，受包装、环境等因素影响较大，尤其是同时读取大量RFID标签时，数据读取准确性有待提高。但在卷烟物流和销售环节实际应用中，如果不能保证100%读取正确率，RFID就失去了应用的价值。
4结论
虽然RFID技术在烟草物联网中的使用率及适用范围还不高，但它的技术优势不容小觑。随着烟草物联网的建设和发展，随着RFID技术愈加的成熟和稳定，解决存在的技术壁垒，RFID将会在烟叶、成品、辅料的生产、加工、销售、运输、管理等多个环节得到广泛的应用，发挥巨大的作用。
参考文献
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［2］王金旺.基于RFID技术的烟草商业企业出入库流程方案设计［J］.物流科技，2008，（5）：97-100.
［3］何敏.我国烟草物流发展方向［J］.合作与经济，2011，（5）：67-68.
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