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ZigBee與RFID在物流管理系統(tǒng)的應(yīng)用

作者:上海順舟網(wǎng)絡(luò)科技有限公司 時(shí)間:2008-05-30 來(lái)源:射頻快報(bào) 收藏

一、應(yīng)用需求  

數(shù)字化管理是提高水平的關(guān)鍵所在,然而,對(duì)而言,數(shù)字化管理的概念應(yīng)該包括,A. 所運(yùn)貨物單據(jù)管理電子化(包括建擋和傳輸);B. 貨物在運(yùn)輸途中位置的信息化。前者,主要是通過(guò)讀取所運(yùn)貨物的識(shí)別碼(條碼或)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的;而后者則是通過(guò)GPS定位系統(tǒng),和無(wú)線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和傳輸來(lái)說(shuō),保證有效數(shù)據(jù)識(shí)別和數(shù)據(jù)的傳輸是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。 

本文引用地址:http://2s4d.com/article/83399.htm

二、行業(yè)現(xiàn)狀  

對(duì)條碼標(biāo)簽和,許多人應(yīng)該都非常熟悉,前者使用的是光掃描,掃描器和條碼之間,不能有任何物理遮擋;后者使用的“電磁場(chǎng)掃描“,兩者之間可以有遮擋。但歸根到底,兩者所讀取的數(shù)據(jù),都僅僅是一個(gè)身份碼而已。真正的數(shù)據(jù)資料,必須通過(guò)讀碼器所讀出的身份碼,到預(yù)先建立好的數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行查閱。其次,由于條碼和的讀取方式,都是通過(guò)條碼和RFID標(biāo)簽微弱的反射或被動(dòng)耦合的信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)的(那些有源和可儲(chǔ)存少量數(shù)據(jù)的RFID實(shí)際已經(jīng)超出RFID本身的定義范圍),因而讀取距離都非常有限。另外,由于這兩種標(biāo)簽本身都不儲(chǔ)存數(shù)據(jù),信號(hào)讀取器必須要與數(shù)據(jù)庫(kù)相連,因而靈活性差。這些局限性,大大限制了它的作用的發(fā)揮。 

因此基于ZIGBEE和RFID結(jié)合的物流管理系統(tǒng),是基于通信領(lǐng)域一種最新無(wú)線通信技術(shù)Zigbee和RFID結(jié)合使用的一種應(yīng)用系統(tǒng)。它的主要特點(diǎn)如下:遠(yuǎn)距離信息讀?。蛔詭?shù)據(jù);遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)寫入;讀寫設(shè)備十分簡(jiǎn)單可靠,價(jià)格也十分低廉。因而,使用靈活方便,建設(shè)成本低的優(yōu)點(diǎn)。 

三、Zigbee、RFID技術(shù)簡(jiǎn)介 

zigbee是一種無(wú)線連接技術(shù)的商業(yè)化命名,該無(wú)線連接技術(shù)主要解決低成本、低功耗、低復(fù)雜度、低傳輸速率、近距離的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。  

標(biāo)準(zhǔn)基于802.15.4協(xié)議棧而建立,具備了強(qiáng)大的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)功能,它支持三種主要的自組織無(wú)線網(wǎng)絡(luò)類型,即星型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(Mesh)和簇狀結(jié)構(gòu)(Cluster tree),特別是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),具有很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)健壯性和系統(tǒng)可靠性。 

                       圖一  ZIGBEE星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 
星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 
  支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信 
  中心節(jié)點(diǎn)為ZIGBEE協(xié)調(diào)器,終端節(jié)點(diǎn)為ZIGBEE終端設(shè)備 
  所有數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)中心節(jié)點(diǎn) 
  適合圓形分散、距離較近的設(shè)備聯(lián)網(wǎng) 

                          圖二  ZIGBEE網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 

MESH網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)  

  系統(tǒng)采用多跳式路由通信  

  網(wǎng)絡(luò)容量很大  

  可以跨越很大的物理空間,適合距離較遠(yuǎn)比較分散的結(jié)構(gòu) 

MESH網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)大的功能,網(wǎng)絡(luò)的所有實(shí)體只有要通信范圍之內(nèi),都可以互相通信,如果沒(méi)有直接通路,還可以通過(guò)“多級(jí)跳”的方式來(lái)通信;該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還可以組成極為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò);除此之外,網(wǎng)絡(luò)還具備自組織、自愈功能。 

射頻識(shí)別系統(tǒng)(RFID)按照能量供給方式的不同,RFID標(biāo)簽可以分為被動(dòng)標(biāo)簽,半被動(dòng)標(biāo)簽,半主動(dòng)標(biāo)簽和主動(dòng)標(biāo)簽,其中被動(dòng)標(biāo)簽與讀寫器之間的通信,都依賴于讀寫器天線所發(fā)出的能量;而主動(dòng)標(biāo)簽與讀寫器之間通信所需的能量則由標(biāo)簽所附的電池提供,主動(dòng)標(biāo)簽可以主動(dòng)發(fā)出射頻信號(hào)。 

四、Zigbee技術(shù)特點(diǎn) 

設(shè)備省電  

zigbee技術(shù)采用了多種節(jié)電的工作模式,可以確保兩節(jié)五號(hào)電池支持長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月到2年左右的使用時(shí)間;  

通信可靠  

zigbee采用了CSMA-CA的碰撞避免機(jī)制,同時(shí)為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時(shí)隙,避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的競(jìng)爭(zhēng)和沖突;MAC層采用了完全確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制,每個(gè)發(fā)送的數(shù)據(jù)包都必須等待接收方的確認(rèn)信息;  

網(wǎng)絡(luò)的自組織、自愈能力強(qiáng) 

zigbee的自組織功能:無(wú)需人工干預(yù),網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能夠感知其他節(jié)點(diǎn)的存在,并確定連接關(guān)系,組成結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)絡(luò);  

zigbee自愈功能:增加或者刪除一個(gè)節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)位置發(fā)生變動(dòng),節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障等等,網(wǎng)絡(luò)都能夠自我修復(fù),并對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)地調(diào)整,無(wú)需人工干預(yù),保證整個(gè)系統(tǒng)仍然能正常工作。  

具備自組織、自愈能力的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)才是自動(dòng)抄表系統(tǒng)最理想的通信方式。 

成本低廉  

設(shè)備的復(fù)雜程度低,且Zigbee協(xié)議是免專利費(fèi)的,這些可以有效地降低設(shè)備成本; 
Zigbee的工作頻段靈活,為免執(zhí)照頻段的2.4GHz,就是沒(méi)有使用費(fèi)的無(wú)線通信。 

網(wǎng)絡(luò)容量大  

一個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以容納最多254個(gè)從設(shè)備和一個(gè)主設(shè)備,一個(gè)區(qū)域內(nèi)可以同時(shí)存在200多個(gè)網(wǎng)絡(luò);  

數(shù)據(jù)安全  

ZigBee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能,加密算法采用AES-128,同時(shí)各個(gè)應(yīng)用可以靈活確定其安全屬性。 

五、基于ZigBee、RFID技術(shù)物流管理系統(tǒng) 

                      圖一 汽車進(jìn)場(chǎng)時(shí)讀取RFID數(shù)據(jù) 


                        圖二  貨物堆場(chǎng)讀取RFID數(shù)據(jù) 

 

                             圖三  超市賣場(chǎng)讀取RFID數(shù)據(jù)



關(guān)鍵詞: ZigBee RFID 物流管理

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