Zigbee与RFID在物流管理系统的应用

一、应用需求

数字化管理是提高物流管理水平的关键所在,然而,对物流管理而言,数字化管理的概念应该包括,A.所运货物单据管理电子化(包括建挡和传输);B.货物在运输途中位置的信息化。前者,主要是通过读取所运货物的识别码(条码或RFID)的方式来实现的;而后者则是通过GPS定位系统,和无线移动网络来实现。因此在物流管理系统的数据采集和传输来说,保证有效数据识别和数据的传输是整个系统的关键所在。

二、行业现状

对条码标签和RFID,许多人应该都非常熟悉,前者使用的是光扫描,扫描器和条码之间,不能有任何物理遮挡;后者使用的电磁场扫描,两者之间可以有遮挡。但归根到底,两者所读取的数据,都仅仅是一个身份码而已。真正的数据资料,必须通过读码器所读出的身份码,到预先建立好的数据库中进行查阅。其次,由于条码和RFID的读取方式,都是通过条码和RFID标签微弱的反射或被动耦合的信号来实现的(那些有源和可储存少量数据的RFID实际已经超出RFID本身的定义范围),因而读取距离都非常有限。另外,由于这两种标签本身都不储存数据,信号读取器必须要与数据库相连,因而灵活性差。这些局限性,大大限制了它的作用的发挥。

因此基于ZIGBEERFID结合的物流管理系统,是基于通信领域一种无线通信技术ZigbeeRFID结合使用的一种应用系统。它的主要特点如下:远距离信息读取;自带数据;远距离数据写入;读写设备十分简单可靠,价格也十分低廉。因而,使用灵活方便,建设成本低的优点。

三、ZigbeeRFID技术简介

zigbee是一种无线连接技术的商业化命名,该无线连接技术主要解决低成本、低功耗、低复杂度、低传输速率、近距离的设备联网应用。

ZigBee标准基于802.15.4协议栈而建立,具备了强大的设备联网功能,它支持三种主要的自组织无线网络类型,即星型结构、网状结构(Mesh)和簇状结构(Clustertree),特别是网状结构,具有很强的网络健壮性和系统可靠性。

支持点对点、点对多点通信

中心节点为ZIGBEE协调器,终端节点为ZIGBEE终端设备

所有数据经过中心节点

适合圆形分散、距离较近的设备联网

 

MESH网状网络结构特点

系统采用多跳式路由通信

网络容量很大

可以跨越很大的物理空间,适合距离较远比较分散的结构

MESH网状网络拓扑结构的网络具有强大的功能,网络的所有实体只有要通信范围之内,都可以互相通信,如果没有直接通路,还可以通过多级跳的方式来通信;该拓扑结构还可以组成极为复杂的网络;除此之外,网络还具备自组织、自愈功能。

射频识别系统(RFID)按照能量供给方式的不同,RFID标签可以分为被动标签,半被动标签,半主动标签和主动标签,其中被动标签与读写器之间的通信,都依赖于读写器天线所发出的能量;而主动标签与读写器之间通信所需的能量则由标签所附的电池提供,主动标签可以主动发出射频信号。

四、Zigbee技术特点

设备省电

zigbee技术采用了多种节电的工作模式,可以确保两节五号电池支持长达6个月到2年左右的使用时间;

通信可靠

zigbee采用了CSMACA的碰撞避免机制,同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避免了发送数据时的竞争和冲突;MAC层采用了完全确认的数据传输机制,每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息;

网络的自组织、自愈能力强

zigbee的自组织功能:无需人工干预,网络节点能够感知其他节点的存在,并确定连接关系,组成结构化的网络;

zigbee自愈功能:增加或者删除一个节点,节点位置发生变动,节点发生故障等等,网络都能够自我修复,并对网络拓扑结构进行相应地调整,无需人工干预,保证整个系统仍然能正常工作。

具备自组织、自愈能力的无线通信网络才是自动抄表系统最理想的通信方式。

成本低廉

设备的复杂程度低,且Zigbee协议是免专利费的,这些可以有效地降低设备成本;

Zigbee的工作频段灵活,为免执照频段的2.4GHz,就是没有使用费的无线通信。

网络容量大

一个ZigBee网络可以容纳最多254个从设备和一个主设备,一个区域内可以同时存在200多个ZigBee网络;

数据安全

ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能,加密算法采用AES-128,同时各个应用可以灵活确定其安全属性。

五、基于ZigBeeRFID技术物流管理系统

 


关键词: Zigbee   RFID        

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