基于rfid和二维码的物流配送智能化系统设计

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　　摘要：采用无线射频标识技术（RFID）与二维码技术，配合先进的无线互联网技术，卫星定位技术（GPS）实现物流信息扫描录入和跟踪，运送智能路径规划。应用自动辨识技术（AIT）与自动分拣技术（AST）。自动辨识与分拣包裹，可减少人力投入，提高物流配送效率。实现包裹自助提，解决“最后一公里配送”难题。
　　关键词：物流;配送智能化;RFID;二维码
　　中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）06-0157-01
　　随着国内电商的迅猛发展，对物流的速度、效率、准确度提出了更高的要求，为了顺应未来物流技术发展趋势，提高国内物流行业运作效率及盈利水平，提高物流配送时效性、信息安全性，急需解决物流信息化难题，研究推广基于射频识别和二维码技术，进行智能分拣配送的物流系统。
　　1 国内外发展概况
　　目前国外物流企业虽然运力不及国内物流行业，但技术装备却整体较国内先进，诸多大型物流企业已经开始广泛应用以信息技术为核心的运输、配送、自动化仓储、库存控制技术及包装技术等现代化物流装备技术。
　　2013年澳大利亚在全国的9个主要城市、21个城区邮政中心、24个大型信件投递中心、16个位于偏远地区的移动邮政厅配置 RFID 相关设备，用以完善派送系统。
　　2006年上海百联集团的供应商白猫公司率先启用应用RFID管理的智能仓库系统，以现代物流方式管理其到百联集团的供应链。截止到2016年，中国邮政RFID市场规模达到542.7亿元。且主要来自超高频无源 RFID标签的应用。
　　目前RFID技术主要应用于智能仓储管理，用于进出库分拣，而在物流路由和配送过程中并未大规模应用。
　　2 物流业发展趋势
　　未来物流技术发展趋势表现为信息化、自动化、智能化、集成化和低碳化。通过广泛应用无线互联网技术、GPS卫星定位技术、自动辨识和分拣、只能仓库管理系统（SmartWMS）、二维码和RFID射频识别技术，结合自动导引车、搬运机器人及无人驾驶货车实现物流效率的大幅度提高。因而提高物流运输信息化、自动化程度，是当前物流行业发展的必然趋势。[1]
　　3 传统物流行业问题
　　在物流行业中，对大量的包裹进行分拣配送，并安排运送路线是一个十分棘手的问题。传统行业的解决方法是使用大量的人力资源进行手动或半自动分拣，同时借助高性能的计算机辅助规划。这种手段虽然简单有效，但也有着诸多弊端：
　　（1）流水线的节奏必须按照人的操作速度进行，这大大减低了物流的效率。
　　（2）货物配送全程均为人工操作，增加了个人信息泄露的风险。
　　（3）成本高昂，雇佣员工的成本远大于维持自动控制设备运行成本，导致国内物流行业盈利水平普遍偏低。
　　（4）与新技术的兼容性不佳，传统物流行业多数采用人工操作，信息化、自动化程度有限，与智能路径规划、智能识别、自动运送及自动驾驶等新兴技术的兼容性不佳，导致物流技术升级较慢。
　　4 物流配送智能化系统设计
　　4.1 智能物流系统整体规划
　　将整个物流过程划分为发送、分拣、运输、派送四个主要阶段，分别制定各部分预期实现目标及解决方案。
　　发送部分：以标准x86计算机平台为控制核心，根据用户在线填写的快递单，提交到服务器，生成单号，并驱动打印机和读写器打印二维码、写入射频标签。进阶目标为实现自动测量物件尺寸和重量并自动贴装标签。
　　分拣部分：以带一个分支的传送带为分拣机模型，实现微控制器自动读取快递目的地信息，并驱动步进电机，带动挡板将快件引导进入传送带对应分支的功能。
　　运输部分：实现车载控制器对车内快件的实时扫描，报告错误装车的快件，并实时更新GPS等信息。
　　派送部分：设计自提箱，实现对箱内快递的实时监管和自助提取。[2]
　　4.2 标签频段分析和选型
　　根据物流行业应用目的和需求，应该避免受到快件内容物影响，也应该避免和其他电子设备的频段重合，同时也要求有一定的远距离读写能力，便于实现仓库管理、装车检测、自提箱管理等功能。最终认为项目应该选用915MHz频段射频标签AZ-9662/9762。
　　4.3 讀写模块选型
　　由于在物流不同环节需要实现的功能不同，故需要选用不同性能的读写器以提高性能并节约成本。
　　寄送：寄送时需要根据客户需求手动或自动生成快递信息并存入标签，对读写距离要求不高，选用芯联公司UHF RFID SLR5200模块，保证不会对临近的空标签进行误读写。
　　分拣、运输、自提：在路由过程中需要对快件进行多次分拣，为了便于处理体积形状各异的快件，应保证读写器可以在较大范围内有稳定读取性能;在运输和自提时，需要读写器对多个标签同时监视管理。选用大功率模块SLR1200或SLR5300。
　　4.4 应用RFID管理的快递自提箱设计
　　根据需要设计了具有扫描快件标签，自动发送提取信息;自动监测快件是否误取;自动销毁确认收件的标签信息功能的自提箱。
　　经过研讨确定了两套自提箱设计方案，选用不同器件分别对应不同的应用环境。
　　（1）固定服务式：放置在居民楼、办公楼下或社区固定位置，长期在固定位置服务，可以直接从临近设施取电，无须考虑功耗。选用标准x86计算机平台或高性能ARM处理器作为控制器，以实现丰富的功能。使用SIM900A GPRS模块与服务器通信，接收用户发送的开箱指令，同时使用摄像头进行监控或人脸识别。通过读写器监控范围内的RFID标签，当有未提取的快件标签离开范围时自动截取图片并报警。当成功提取快件并确认后，使用销毁密码（Kill Code）销毁标签内的数据，保护用户隐私。 　　（2）临时部署式：在节假日等物流高峰期临时部署，用于缓解固定服务点提取压力的临时自提箱，可能部署在临近街道或户外便捷位置，由于临时投放，需要考虑使用自主能源并低功耗长期运行，另外应具有扩展级联存物柜的功能。选用ARM M0+系列或TI MSP430系列超低功耗单片机作为控制核心，并简化LCD等用户界面以最大程度降低能耗，在无人操作时处于超低功耗状态，将屏幕、无线等多数功能关闭以延长待机时间，适应太阳能或蓄电池供电的环境。搭载GPS模块以确定并向服务器反饋自身位置，便于快速部署。
　　参考文献
　　[1] 佚名.基于RFID仓储物流管理系统解决方案[J].金卡工程，2016（Z1）：52-54.
　　[2] 陈素霞.基于RFID的物流仓储智能管理系统[J].科技广场，2013（12）：25-28.
　　Design of Logistics Distribution Intelligent System Based on RFID and Two-Dimensional Code
　　WU Li-zhu
　　（Siping Vocational University， Siping  Jilin  136002）
　　Abstract：Radio Frequency Identification （RFID） and Two-Dimensional Code （2D-Code） technology are adopted， together with advanced wireless Internet technology， satellite positioning technology （GPS） to realize logistics information scanning， input and tracking， and transportation intelligent path planning. Automatic identification technology （AIT） and automatic sorting technology （AST） are applied. Automatic identification and sorting of parcels can reduce manpower investment and improve the efficiency of logistics distribution. To realize self-service delivery of parcels and solve the "last kilometer distribution" problem.
　　Key words：Logistics;Intelligent Distribution;RFID;QR Code
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