以RFID为基础的粮食仓储系统研究

绪论1.1 引言物联网(the inter of things)是 1999 年提出的，被称为继计算机、互联通信网之后的世界信息产业第 3 次浪潮[3]。物联网的应用能够充分体现出新的 IT 技术在各行各业中的成熟稳重运用，现实生活中的铁路、隧道、电网、公路、桥梁、建筑系统、水利设施等都能够成为构成物联网的环节，把感应器嵌入到这些物体之中，再通过网络把这些物体衔接起来就完成了人类与实际生活中物理系统的结合，构成了物联网。在人类和物理系统的这个集合中，功能强大的计算机群起到了重要的作用，它不仅能够对整个集合中的所有成员包括人、一些具体诸如机器之类的设备以及其他的基础设施进行实时的控制和管理，同时还具备一些智能功能，帮助人类更加精细的安排社会生产，动态的、高效的管理生活，进一步解放人在劳动中承担的过多的角色，减轻社会生活对人类的束缚，改善人和自然的关系。RFID 电子标签是物联网应用的核心技术之一，读写设备、天线、电子标签、芯片等都是 RFID 完整体系中的重要环节，其中最关键的技术是芯片的设计与制作。虽然现在的物联网不再只是指基于 RFID 技术的物联网，但 RFID 依然是物联网最关键的技术应用之一[4].1.2 RFID 的应用现状虽然现在 RFID 技术现在国外比较普及，国内方面 RFID 技术也正如火如荼的展开着，毋庸置疑，一旦物联网时代到来，人类的生活将发生天翻地覆的改变，现在社会正在一步步的迈向物联网时代，然而由于一些技术或潜在的问题还没有得到根本性的解决，但是我们应该有绝对的信心，物联网时代的到来不会花太长时间。过去的十年多的时间里，全世界大概有近 10000 种 RFID 技术的专利申请。（1） 国外现状美国的沃尔玛公司虽然算不上是使用 RFID 技术的先驱，但是其应用 RFID 技术的成功案例就早闻名遐迩，因此也被世人冠以全球企业新独裁者的称号。该公司占全球两成的零售业营业额，同时也占美国零售业的六成。2006 年底以前沃尔玛所有的商品供货包装箱上都有 RFID 电子标签。通过这一核心技术的应用，大大降低了成本以及人力劳动，同时物流失误也减少很多，行内人士曾经估算，应用 RFID 技术以后，沃尔玛每年节省的成本在 84 亿美元以上。目前，许多欧美国家高速公路有电子收费站，只要凭着黏在车上的 RFID 标签，就可直接通过收费道，自动扣款，不需停车。美国太空总署想用这种技术追踪发射到太空的东西。澳洲政府想以此来管理比澳洲人口还要多许多的袋鼠。英国的航空公司曾经进行过关于 RFID 的实验，应用了可以进行读写操作的 RFID电子标签，这样一来，航空公司可以通过电子标签上记录的重量数据的改变从而判断旅客转机夹带非法物品的可能性。如此同时，不需要再使用条码器，加快客流速度亦可简化手续流程。（2）国内现状中国也开始逐步在一些领域进行 RFID 技术应用，应用领域包括公共交通、校园管理、社会保障、地铁等方面。同时中国也对开始对一些技术进行测试，其内容主要包括硬件、软件、EPC（Electronic Product Code）标准的测试，以及对 RFID 产品及兼容性的测试，还包括解决方案实际应用之前的测试等。未来还会在汽油、汽车行业、零售业、航空行业、石化行业、金融、医疗卫生等方面进行应用示范。Ⅰ.上海浦东国际机场率先应用物联网传感产品为了防止机场遭到入侵，上海浦东国际机场铺设了超过 3 万的传感节点，涵盖空中、地面以及栅栏铁丝网，有效地防止恐怖袭击、翻越等入侵行为的发生。2021 年的上海世博会再次大规模的使用了传感产品，购买了超过 1500 万元人民币的防入侵传感产品。Ⅱ.河南省首批高速公路联网电子不停车收费(ETC)系统2021 年 11 月 30 日 10 时 15 分，河南省首条高速公路不停车收费系统在河南省交通运输厅开通，首批有 28 个收费站、55 条 ETC 专用车道投入运营，此次不停车收费系统的开通具有里程碑的意义，它不仅谱写了河南省交通史上新的篇章，同时也将掀起河南高速公路收费历史上革命性的一页[5]。Ⅲ.苏州成为国内首位应用高铁物联网技术的城市2021 年 6 月 18 日我国首家高铁物联网技术在苏州正式投用，该物联网技术中心弥补了物联网在高铁业务上应用的空白，同时也将为该项业务在我国的大力发展提高了技术支持，并将引领我国高铁物联网化的时代浪潮。第二章 RFID 简介及粮食仓储管理................... 72.1 RFID 系统技术基础 .............. 72.2 粮食仓储管理 .............. 11第三章 基于 RFID 的粮食仓储管理防碰撞算法的研究 ............... 163.1 RFID 防碰撞算法对粮食仓储管理系统的意义 ............. 163.2 RFID 防碰撞算法 ........... 16第四章 基于 RFID 的粮食仓储管理系统功能性分析以及软件设计 ................ 274.1 系统需求分析 .................. 274.2 系统功能描述 .................. 274.3 基于 RFID 的粮食仓储管理系统的软件设计以及实现 .................... 334.4 RFID 的粮食仓储管理系统的形成 ............... 45结论(1)在总结了国内外应用RFID技术的一些实际例子，以及根据中国现阶段信息化建设的特点，综合分析了现阶段在粮食仓储管理中应用RFID技术的优势。(2)通过对传统粮食仓储中所存在的问题以及应用RFID在粮库管理中的优势，论证了基于RFID的粮食仓储信息系统建设的必要性。(3)在实际应用中读写器在读取RFID电子标签的实际过程中存在多标签冲突的问题，本论文在现有的RFID防碰撞算法的基础上进行了探索和研究，提出了改进的算法并通过仿真分析体现出了在粮食仓储过程中应用该算法的优越性。参考文献[1] 安克万.信息安全风险评估对两化融合的保障[].西安邮电学院学报,2021.[2] 周晓光,王晓华.射频识别（RFID）技术原理与应用实例[M].北京:人民邮电出版社.2006,12.[3] 吴中岱.物联网实现智慧航运[].上海市航海学会 2021 年学术年会,2021.[4] 李鑫等.物联网技术的发展探讨[].科技信息,2021.[5] 郏坤.RFID 技术在仓储管理中的应用研究: [学位论文].大连海事大学,2021.[6] 徐燕.基于 RFID 物联网的应用研究[].微型电脑应用,2021(5).[7] 林风刚,郁士祥.我国粮食仓储业发展情况[].物流工程与管理,2008.[8] 高锋.基于 RFID 的零售业仓储管理信息系统应用设计:[学位论文].浙江大学管理学院,2008.[9] 刘拓晟.RFID 防碰撞算法的研究:[学位论文].湖南大学,2009.[10]鄂艳辉.基于 ALOHA 的 RFID 系统防碰撞算法研究:[学位论文].天津大学,2009.