可移動(dòng)UHF RFID系統(tǒng)為物流管理RFID應(yīng)用提供了更大的發(fā)展空間，滿足了對物品全過程的信息采集和記錄的要求，已經(jīng)成為自動(dòng)識別技術(shù)發(fā)展的新熱點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)UHF RFID系統(tǒng)可移動(dòng)，面臨著系統(tǒng)的定位、移動(dòng)狀態(tài)下的通信、電源供給和耐受戶外運(yùn)輸環(huán)境四大技術(shù)挑戰(zhàn)。超高頻移動(dòng)RFID系統(tǒng)分為車載和手持二種基本形式，滿足了不同使用的場合以及不同的識別距離需要。

要對行駛中的車輛、傳送帶上的行李或者流水線上的產(chǎn)品進(jìn)行自動(dòng)識別，要求在不影響貨物移動(dòng)和行駛的條件下，讓標(biāo)識物處于自由流的狀況下非接觸地進(jìn)行。識別裝置必須與被識別物有數(shù)米或更遠(yuǎn)的距離。遠(yuǎn)距離自動(dòng)識別是物流、生產(chǎn)自動(dòng)化、供應(yīng)鏈管理和交通管理等車輛行業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)自動(dòng)采集，建立網(wǎng)絡(luò)化管理信息平臺的必要手段。

一般高頻或低頻自動(dòng)識別技術(shù)的有效距離只有數(shù)厘米。超高頻無源自動(dòng)識別技術(shù)可達(dá)到數(shù)米，能一次性讀取多個(gè)標(biāo)簽、穿透性強(qiáng)、可多次讀寫、數(shù)據(jù)的記憶容量大，標(biāo)簽線路易于集成化，成本低，體積小，使用方便，可靠性和壽命高，耐受戶外惡劣環(huán)境，成功地解決了對車輛或物品識別既要低成本，又要在生產(chǎn)、存儲、運(yùn)輸、銷售和消費(fèi)的復(fù)雜狀況下，解決精確識別和信息采集的難題，是投入少，準(zhǔn)確度高，管理面廣的最佳方案。隨著國際標(biāo)準(zhǔn)的確立，各國政府和大型企業(yè)的推廣使用，遠(yuǎn)距離超高頻RFID技術(shù)在物流管理中應(yīng)用已成為不可阻擋的趨勢，進(jìn)入高速成長期。

圖1 工廠物流過程的RFID技術(shù)應(yīng)用
物流信息采集

傳統(tǒng)的RFID技術(shù)要求事先規(guī)定貨物移動(dòng)的途徑或車輛行駛信息采集地點(diǎn)，如裝卸區(qū)出入口，或是車輛必經(jīng)的關(guān)鍵路口等，然后把RFID讀寫器安裝在這些地點(diǎn)。這樣，信息采集嚴(yán)重依賴物流或車流路線的可預(yù)測性，很難在每個(gè)要求的RFID訪問點(diǎn)或接入點(diǎn)都安置一個(gè)固定閱讀器，無法了解到各種物品在供應(yīng)鏈中從離開原料廠到被運(yùn)送到商場貨架或轉(zhuǎn)運(yùn)區(qū)的全過程。可移動(dòng)RFID讀寫系統(tǒng)將物流信息采集擴(kuò)展至裝卸區(qū)域之外，幫助客戶提高供應(yīng)鏈中資產(chǎn)的可視度，加快產(chǎn)品在供應(yīng)鏈中間環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)移和交接速度。

在物流管理過程中，需要人工對某個(gè)車輛或某批特定的貨物進(jìn)行稽查。這種稽查的時(shí)間和地點(diǎn)是不確定的，必須使用車載或手持式的可移動(dòng)UHF RFID系統(tǒng)。稽查人員可以隨時(shí)隨地得到附有RFID標(biāo)簽的產(chǎn)品的信息及相關(guān)身份認(rèn)證。

隨著互聯(lián)網(wǎng)、無線通信技術(shù)及移動(dòng)設(shè)備的發(fā)展，可移動(dòng)UHF RFID系統(tǒng)為物流管理RFID應(yīng)用提供了更大的發(fā)展空間，滿足RFID“無處不在”的要求。采用移動(dòng)RFID技術(shù)有下列優(yōu)點(diǎn)：增加RFID設(shè)備使用率，降低設(shè)備采購開支，提高應(yīng)用RFID技術(shù)的投資回報(bào)；滿足交通、物流和供應(yīng)鏈管理中對信息采集地點(diǎn)多變的要求，適應(yīng)物流管理應(yīng)用變化的需要，加強(qiáng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的彈性、可擴(kuò)展性和可視度；以一個(gè)可移動(dòng)設(shè)備代替多個(gè)固定設(shè)備，提高了設(shè)備使用率；在減少固定RFID設(shè)備數(shù)量的同時(shí)，也減少了運(yùn)營過程所需的人力；滿足人工監(jiān)控、稽查、查詢和提供移動(dòng)支付服務(wù)的需要。

圖2 高容量槍柄電池
技術(shù)挑戰(zhàn)

UHF RFID設(shè)備通過與移動(dòng)計(jì)算和無線通信設(shè)備相結(jié)合，構(gòu)建成移動(dòng)UHF RFID系統(tǒng)。要做到方便“移動(dòng)”，能夠“隨處讀”和“隨處寫”，與固定式UHF RFID系統(tǒng)相比，面臨著四大技術(shù)挑戰(zhàn)。需要解決下列技術(shù)關(guān)鍵主要有：系統(tǒng)的定位、移動(dòng)狀態(tài)下的通信、電源供給和耐受戶外運(yùn)動(dòng)環(huán)境。

1.移動(dòng)UHF RFID系統(tǒng)的定位

一個(gè)物流系統(tǒng)需要采集的信息主要是：物品本身的特征信息和信息采集時(shí)間以及當(dāng)時(shí)的空間位置。物品本身的特征信息可存在電子標(biāo)簽中，通過RFID系統(tǒng)讀出標(biāo)識物的電子標(biāo)簽的惟一識別號（ID）和數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)，就可以獲得其特征信息。

物品的時(shí)空信息是：物品識別時(shí)RFID系統(tǒng)的即時(shí)位置和識別時(shí)間?？梢苿?dòng)設(shè)備的位置是變化的，可移動(dòng)系統(tǒng)的定位及和應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器的時(shí)間同步是一個(gè)重要的要求?？梢苿?dòng)UHF RFID系統(tǒng)定位可以使用下列幾種辦法：GPS即全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了全球、全天候、連續(xù)、實(shí)時(shí)的高精度定位。在可移動(dòng)UHF RFID系統(tǒng)中安裝一個(gè)GPS信號接收模塊，就可以獲得定位信息和時(shí)間信息，精度在數(shù)米以內(nèi)。此技術(shù)用于采集交通信息的車載可移動(dòng)UHF RFID系統(tǒng)及其他戶外應(yīng)用系統(tǒng)；倉庫或生產(chǎn)管理等室內(nèi)應(yīng)用的可移動(dòng)UHF RFID系統(tǒng)有可能收不到GPS信號，且定位的精度不一定能滿足精確到每個(gè)貨架每個(gè)貨位的要求。比較好的辦法是用電子標(biāo)簽定位。只要在地面和貨架的不同位置貼上定位標(biāo)簽，利用移動(dòng)RFID設(shè)備讀到定位標(biāo)簽，就可以得知任何時(shí)刻所處的位置和前進(jìn)的方向，從而控制叉車或其他車輛操作。

2.移動(dòng)RFID終端與系統(tǒng)的通信

可移動(dòng)UHF RFID系統(tǒng)構(gòu)成無處不在的RFID網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵，是用無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)在移動(dòng)條件下進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。移動(dòng)RFID終端增加無線功能會(huì)面臨成本、復(fù)雜性、功耗和尺寸的挑戰(zhàn)，使設(shè)計(jì)更復(fù)雜。工程師需要根據(jù)通信范圍、通信頻段兼容性、天線的位置、設(shè)備的接口、數(shù)據(jù)傳輸率等要求，選用技術(shù)成熟，滿足通信距離要求，功耗小的通信模塊組合到移動(dòng)UHF RFID設(shè)備中去。

如果系統(tǒng)的服務(wù)器與移動(dòng)UHF RFID采集終端距離在數(shù)十米以內(nèi)，可采用短距離無線通信技術(shù)。主流的技術(shù)方案有：高速WPAN技術(shù)；UBW高速無線通信技術(shù)，包括MB-OFDM、DS-UWB；Wireless USB技術(shù)。此外，還有低速WPAN技術(shù)和Zigbee等。移動(dòng)UHF RFID采集的數(shù)據(jù)量不大，無需使用很高的數(shù)據(jù)速離帶寬。省電、通信可靠、體積和成本是首要考慮的問題，在幾種方案中Zigbee是較好的選擇。

如果要建立跨地區(qū)跨城市大型移動(dòng)RFID服務(wù)系統(tǒng)，需要在較大范圍內(nèi)建立一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)。價(jià)格合理、性能可靠的公用網(wǎng)（如GSM系統(tǒng)的短消息服務(wù)）成為最佳的選擇。每條GSM短消息可傳140或160個(gè)Byte?？梢苿?dòng)UHF RFID系統(tǒng)發(fā)送的信息，包括ID號、標(biāo)簽存儲的數(shù)據(jù)、時(shí)間、經(jīng)度、緯度等信息在內(nèi)不超過一條短消息的長度，非常適合移動(dòng)RFID系統(tǒng)報(bào)告信息應(yīng)用。

圖3 手推車式UHF RFID讀寫器
3.高效的電源管理措施

可移動(dòng)UHF RFID系統(tǒng)，特別是手持式RFID讀寫器，要求體積小、重量輕、攜帶和使用方便，在有限電池容量的情況下有盡可能長的待機(jī)時(shí)間和工作時(shí)間。降低便攜式設(shè)備的功耗，有效地激活/待機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換以及系統(tǒng)的電源管理，成為電路設(shè)計(jì)最重要的考慮的因素。