可移動UHF RFID系統(tǒng)為物流管理RFID應用提供了更大的發(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)成為自動識別技術發(fā)展的新熱點。實現(xiàn)UHF RFID系統(tǒng)可移動，面臨著系統(tǒng)的定位、移動狀態(tài)下的通信、電源供給和耐受戶外運輸環(huán)境四大技術挑戰(zhàn)。超高頻移動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)品進行自動識別，要求在不影響貨物移動和行駛的條件下，讓標識物處于自由流的狀況下非接觸地進行。識別裝置必須與被識別物有數(shù)米或更遠的距離。遠距離自動識別是物流、生產(chǎn)自動化、供應鏈管理和交通管理等車輛行業(yè)進行數(shù)據(jù)自動采集，建立網(wǎng)絡化管理信息平臺的必要手段。

一般高頻或低頻自動識別技術的有效距離只有數(shù)厘米。超高頻無源自動識別技術可達到數(shù)米，能一次性讀取多個標簽、穿透性強、可多次讀寫、數(shù)據(jù)的記憶容量大，標簽線路易于集成化，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、運輸、銷售和消費的復雜狀況下，解決精確識別和信息采集的難題，是投入少，準確度高，管理面廣的最佳方案。隨著國際標準的確立，各國政府和大型企業(yè)的推廣使用，遠距離超高頻RFID技術在物流管理中應用已成為不可阻擋的趨勢，進入高速成長期。

圖1 工廠物流過程的RFID技術應用
物流信息采集

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

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

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

圖2 高容量槍柄電池
技術挑戰(zhàn)

UHF RFID設備通過與移動計算和無線通信設備相結合，構建成移動UHF RFID系統(tǒng)。要做到方便“移動”，能夠“隨處讀”和“隨處寫”，與固定式UHF RFID系統(tǒng)相比，面臨著四大技術挑戰(zhàn)。需要解決下列技術關鍵主要有：系統(tǒng)的定位、移動狀態(tài)下的通信、電源供給和耐受戶外運動環(huán)境。

1.移動UHF RFID系統(tǒng)的定位

一個物流系統(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間以及當時的空間位置。物品本身的特征信息可存在電子標簽中，通過RFID系統(tǒng)讀出標識物的電子標簽的惟一識別號（ID）和數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)，就可以獲得其特征信息。

物品的時空信息是：物品識別時RFID系統(tǒng)的即時位置和識別時間。可移動設備的位置是變化的，可移動系統(tǒng)的定位及和應用系統(tǒng)服務器的時間同步是一個重要的要求。可移動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)，實現(xiàn)了全球、全天候、連續(xù)、實時的高精度定位。在可移動UHF RFID系統(tǒng)中安裝一個GPS信號接收模塊，就可以獲得定位信息和時間信息，精度在數(shù)米以內(nèi)。此技術用于采集交通信息的車載可移動UHF RFID系統(tǒng)及其他戶外應用系統(tǒng)；倉庫或生產(chǎn)管理等室內(nèi)應用的可移動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貨架每個貨位的要求。比較好的辦法是用電子標簽定位。只要在地面和貨架的不同位置貼上定位標簽，利用移動RFID設備讀到定位標簽，就可以得知任何時刻所處的位置和前進的方向，從而控制叉車或其他車輛操作。

2.移動RFID終端與系統(tǒng)的通信

可移動UHF RFID系統(tǒng)構成無處不在的RFID網(wǎng)絡的關鍵，是用無線通信技術實現(xiàn)在移動條件下進行數(shù)據(jù)通信。移動RFID終端增加無線功能會面臨成本、復雜性、功耗和尺寸的挑戰(zhàn)，使設計更復雜。工程師需要根據(jù)通信范圍、通信頻段兼容性、天線的位置、設備的接口、數(shù)據(jù)傳輸率等要求，選用技術成熟，滿足通信距離要求，功耗小的通信模塊組合到移動UHF RFID設備中去。

如果系統(tǒng)的服務器與移動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。主流的技術方案有：高速WPAN技術；UBW高速無線通信技術，包括MB-OFDM、DS-UWB；Wireless USB技術。此外，還有低速WPAN技術和Zigbee等。移動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RFID服務系統(tǒng)，需要在較大范圍內(nèi)建立一個通信網(wǎng)絡。價格合理、性能可靠的公用網(wǎng)（如GSM系統(tǒng)的短消息服務）成為最佳的選擇。每條GSM短消息可傳140或160個Byte。可移動UHF RFID系統(tǒng)發(fā)送的信息，包括ID號、標簽存儲的數(shù)據(jù)、時間、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RFID系統(tǒng)報告信息應用。

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時間和工作時間。降低便攜式設備的功耗，有效地激活/待機狀態(tài)轉換以及系統(tǒng)的電源管理，成為電路設計最重要的考慮的因素。