基于RFID技术的物联网销售应用系统研究

引言

　　随着经济全球化进程加快。对供应链反应速度的要求在不断提高，促使全球物流行业不断探索可以提高效率与服务质量的新技术。现代物流充分运用信息技术，将运输、仓储、装卸、加工、整理、配送等有机结合，形成完整的供应链。现代物流的根本宗旨是提高物流效率、降低物流成本、满足客户需求，并越来越呈现出信息化、网络化、自动化、职能化、标准化等发展趋势。其中信息化是现代物流的核心潮。RFID将在物流行业信息化建设中占有举足轻重的地位。

　　1 RFID在物流行业销售中的优势

　　对于物流行业来说，企业和客户最关注的就是运输速度和信息正确率，RFID恰恰能够满足这些条件。在物流行业应用中，其具备以下优势：

　　（1）读写迅速。条形码一次只能有一个受到扫描，而RFID识别器可同时辨识读取数个RFID标签。

　　（2）读写距离远。在被覆盖的情况下，RFID能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质，并能够进行穿透性通信。而条形码扫描机必须在近距离而且没有物体阻挡的情况下，才可以辨读条形码。

　　（3）可重复使用。现在的条形码在印刷上去以后就无法更改，RFID标签则可以重复地新增、修改、删除。

　　（4）芯片本身可以存储信息。一维条形码的容量是50字节，二维条形码最大的容量可储存2~3000字符，RFID最大的容量则有数兆。随着记忆载体的发展，数据容量也有不断扩大的趋势，未来物品所需携带的资料量会越来越大，对卷标所能扩充容量的需求也相应增加。

　　（5）抗污染性和耐久性。传统条形码的载体是纸张，因此容易受到污染，但RFID对水、油和化学药品等物质具有很强的抗蚀性。此外，条形码是附于塑料袋或外包装纸箱上，所以特别容易受到折损；RFID卷标是将数据存在芯片中，因此可以免受污损。

　　2 系统设计

　　2.1 系统设计原理

　　物流行业的销售体系，一般由多个下属分店、连锁总部、配送中心等机构组成。行业的总部、分店、配送中心往往处于一个城市不同的地理位置，它们各自的局域网服务器需通过Internet方式实现远程连接。销售行业信息管理系统采用分布式数据库结构：一级数据服务器设在总部，二级数据服务器设在各分店，所有服务器在整体上构成一个分布式数据库系统。

　　物流行业商品销售结构框图如图1所示，每个销售店由支付系统、进货系统、无线手持终端、管理系统组成，4个系统由计算机网络连接起来。支付系统、进货系统、无线手持终端的核心设备同为RFID读写器，区别在于支付系统是从数据库中删除商品记录，进货系统是向数据库中添加商品记录，而无线手持终端供顾客和工作人员使用。

　　2.2 系统硬件设计

　　读写器是射频识别系统不可缺少的硬件设备装置，是系统与诸多流动的电子标签进行数据交换的工具，是系统运行的关键环节，其技术参数指标对系统的整体性能和可靠性有着决定性影响。硬件设计是决定读写器性能的关键，其目标是要达到阅读距离远、识别速率快、识别率100％的要求。一般射频读写器的设计主要由控制模块、射频收发模块、天线单元、通信接口模块和电源模块5部分组成。经过研究发现，能够采取一些措施提高阅读器的性能。针对连锁经营的应用特点，采用一种无源后向散射式RFID读写器更加适合。从结构上，它可以分作2个部分，即射频前端和数字基带。射频前端部分包括了发射电路、接收电路、环行器和天线；数字基带包括DSP和FPGA芯片。其中，发射电路可以细分为载波电路、调制电路、放大电路。图2为读写器结构框图。

　　其工作过程：载波电路通过锁相环控制压控振荡器，产生载波频率，送至调制电路；调制电路中混频器将载波信号和读写器的基带信号混合成调制信号，经过低噪声放大器和滤波后，送至放大器；根据需要，读写器通过衰减器调节发射信号的增益，发射信号经过RF功率放大器后经环形器送至读写器天线发出。

　　2.3 系统软件设计

　　软件系统采用源代码开放的嵌入式操作系统作为管理平台，具有较强的稳定性和安全性，结构紧凑。此外，软件系统还采取了许多安全技术措施，包括对读、写进行权限控制、带保护的子系统、审计跟踪、核心授权等，为用户提供了必要的安全保障。射频读写器功能和接口控制函数体系如图3所示。

图3　射频读写器功能和接口控制函数体系
2.4 防碰撞算法

顾客从销售店（如超市）采购的商品，一般数量较多，要在尽可能短的时间内准确、完全地识别出这些商品，这是防碰撞算法需要解决的问题。同时读取多个标签是常被人们谈及的RFID比图形码远为优越的地方，但是如果没有防碰撞的功能，RFID系统只能读写一个标签。在这种情况下如果有2个以上的商品同时处于可读取的范围内