物聯(lián)網(wǎng)RFID作為一種新興的自動識別技術，由于具有遠距離識別、可存儲攜帶較多的信息、讀取速度快、應用范圍廣等優(yōu)點，已經(jīng)在各個領域開始逐步成功地推廣應用，并且取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。若將這項技術應用于商場的銷售和管理中，必然會進一步提高商場的運營效率。

引言

隨著人們對于識別技術的要求越來越高，以往的識別手段已經(jīng)逐漸滿足不了現(xiàn)代社會的需求，特別是在商店、超市等場合。由于商品種類、數(shù)量繁多，進貨、出貨量大，商品的價格還需要根據(jù)市場的供需情況實時地進行調(diào)整，而傳統(tǒng)的識別方式由于其識別速度慢、識別信息量小，因此給商場管理帶來了諸多不便。隨著RFID射頻識別技術的出現(xiàn)，無論是識別的精度、速度，還是識別的信息量，都較以前有了很大的提高，如果在商業(yè)系統(tǒng)中引入RFID射頻識別技術，將會很大程度上提高其運營效率。

1 射頻識別技術簡介

1.1射頻識別的概念及特點

射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)，英文名稱為Radio Frequency Identification (RFID)。簡單地講，射頻識別是無線電技術在自動識別中的應用。

射頻識別技術具有識別速度快、精度高、信息量大等特點，同時，射頻識別技術可以穿透一定的介質(zhì)進行識別，比如木材、塑料、硬紙盒等。另外，射頻識別技術能同時對多個物體進行識別。

1.2射頻識別系統(tǒng)的組成及其工作原理

射頻識別系統(tǒng)的組成一般至少包括如下兩個部分：應答器和RFID電子標簽閱讀器。

應答器：RFID電子標簽是應答器的一種，英文名稱為Tag或者Smart Labels。RFID電子標簽主要由線圈和芯片組成，每個RFID電子標簽都有約定格式的電子編碼，RFID電子標簽附著在物體上標識目標對象。

RFID電子標簽閱讀器：英文名稱為Reader，RFID電子標簽閱讀器可以無接觸地讀取并識別RFID電子標簽中所保存的電子數(shù)據(jù)，從而達到自動識別物體的目的，并可進一步將數(shù)據(jù)傳送給計和網(wǎng)絡，實現(xiàn)對物體信息的采集、處理及遠程傳送等管理功能。

射頻識別系統(tǒng)的工作原理:標簽(Tag)進入磁場后，接收RFID電子標簽閱讀器發(fā)出的射頻信號，RFID電子標簽憑借感應電流所獲得的能量發(fā)射出存儲在芯片中的信息(Passive Tag),或者主動發(fā)送某一頻率信號(Active Tag)，RFID電子標簽閱讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進行有關數(shù)據(jù)處理。

RFID電子標簽和讀頭通過各自的天線構建起二者之間非接觸信息的傳輸通道，這種空間信息傳輸通道的特性完全由天線周圍的場區(qū)特性決定，是電磁傳播的基本規(guī)律。通常可以根據(jù)觀測點距離天線的距離將天線周圍的場劃分為3個區(qū)域：

①無功近場區(qū)。是天線輻射場中緊鄰天線口徑的一個近場區(qū)域，通常該區(qū)域的界限距天線口徑λ/2π處。從物理概念上講，該區(qū)域是一個儲能場，其中的電場和磁場的轉(zhuǎn)換類似變壓器原理。其中λ為電磁波波長。

②輻射近場區(qū)。這個場區(qū)的電磁場已經(jīng)脫離了天線的束縛并作為電磁波進入空間，輻射場占優(yōu)勢，并且輻射場的角度分布和距離天線的口徑的距離有關。

③輻射遠場區(qū)。該場中輻射場的角分布與距離無關，是最重要的一個場區(qū)，與近場區(qū)的分界距離為R=2D2/λ。其中為天線直徑，Dλ為電磁波波長。

射頻識別系統(tǒng)中標簽與讀頭之間的作用距離是射頻識別系統(tǒng)應用中的一個重要指標。通常情況下這種作用距離定義為標簽與讀頭之間能夠可靠交換數(shù)據(jù)的距離。根據(jù)標簽與讀頭之間的作用距離，標簽天線與讀頭天線之間的耦合可以分為如下3類：

① 密耦合系統(tǒng)：范圍0~1cm，是無功近場區(qū)之間的電感耦合，頻率一般在30MHz以下，電磁泄露小，能量大，適合安全要求高的場合，例如電子門鎖。

② 遙耦合系統(tǒng)：分為近耦合系統(tǒng)(15cm)和疏耦合系統(tǒng)(1m)，利用無功近場區(qū)之間的電感耦合，典型工作頻率為13.56MHz。

③ 遠距離耦合系統(tǒng)：作用距離為1~10m，利用輻射源場區(qū)之間的電磁耦合。

2 RFID射頻識別技術應用于商業(yè)系統(tǒng)的實施方案

目前，國內(nèi)商場中的商品均采用普通標簽標注，包含的信息量少，并且改動不方便，這對于信息的動態(tài)更新是非常不利的，同時，給貨物的倉儲管理也帶來了不少麻煩。例如，當物品的價格變動時，普通標簽不能實時顯示和在線修改，只能通過營業(yè)員重新標價，同時，數(shù)據(jù)庫中的物品價格也要進行改動，顯然，這種標簽管理方式是非常麻煩的。

在商場貨物的銷售、倉儲和管理中應用RFID射頻識別技術，可以大大提高商場運營的效率，使得商品信息的實時顯示、在線更改、物品的倉儲管理以及商品的銷售都可以一氣呵成。

2.1 RFID系統(tǒng)結構

RFID系統(tǒng)包括前端的RFID數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、中間件以及根據(jù)一定的業(yè)務規(guī)則進行的數(shù)據(jù)傳輸、后臺的和RFID數(shù)據(jù)系統(tǒng)相關的業(yè)務系統(tǒng)。

前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由分布于商場各處的RFID電子標簽閱讀器構成，RFID電子標簽閱讀器分為有線和無線兩種，主要完成對商品信息的采集和修改。

數(shù)據(jù)中間件的功能主要是根據(jù)一定的傳輸協(xié)議來封裝數(shù)據(jù)，比如TCP/IP，封裝完的數(shù)據(jù)能在網(wǎng)絡上傳輸。 外部網(wǎng)絡為數(shù)據(jù)傳輸提供了媒介。后臺主要完成數(shù)據(jù)的處理和存儲。

2.2 商場RFID貨架的結構

貨架由一定數(shù)量的格子組成(可以根據(jù)需要設定)，每個格子中裝有一個RFID電子標簽閱讀器和一個推桿，此RFID電子標簽閱讀器還帶有LCD顯示。商品和RFID電子標簽閱讀器之間采用近耦合的方式，因此，格子與格子之間不會出現(xiàn)相互干擾的現(xiàn)象。同一個格子中放置相同的商品，不同的格子中可以放置不同的商品。RFID電子標簽閱讀器通過讀取RFID電子標簽中的商品代碼，可以從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出商品的詳細信息，并顯示在LCD上，包括價格、生產(chǎn)日期、保質(zhì)期等等。若商品的信息需要改動，只需用中的無線手持RFID電子標簽閱讀器去讀取對應商品的代碼，調(diào)出數(shù)據(jù)庫中的信息，在線修改對應商品在數(shù)據(jù)庫中的信息即可，一步到位，方便快捷。

對于顧客來說，可以直接從貨架的LCD顯示器上獲得商品的詳細信息，若顧客決定購買此商品，可直接從貨架上取出商品，貨架格子里的推桿會將剩下的商品往前推一定的距離，使商品到達RFID電子標簽閱讀器近耦合讀取的距離，從而保持商品信息的顯示;若商品全部取走，則格子內(nèi)沒有任何商品的RFID電子標簽，RFID電子標簽閱讀器則不會顯示。

貨架結構是針對外包裝比較規(guī)則，質(zhì)地比較硬，適合推桿作用的商品。而對于外包裝比較軟，不適合推桿作用在其上的商品，可以采用貨架結構。

此貨架中沒有在格子里面安裝固定的RFID電子標簽閱讀器和推桿，而是在貨架上掛載了一定數(shù)量的RFID電子標簽閱讀器，此RFID電子標簽閱讀器和商品標簽之間的作用類型同樣是近耦合型，顧客可以通過手持掛載的RFID電子標簽閱讀器來讀取貨架上商品的詳細信息，此信息可以顯示在RFID電子標簽閱讀器的LCD顯示屏上。

若是要改變商品的信息，理貨員可以通過手持圖4中的無線RFID電子標簽閱讀器來修改此商品在數(shù)據(jù)庫中的信息，非常方便。

此外，還設計一種購物籃，籃中裝有一個無線的RFID電子標簽閱讀器，可以同時讀取多個商品的標簽，并且商品名稱和價格都會顯示在購物籃的LCD顯示器上，可以方便顧客知道自己的消費開支。

3 商業(yè)系統(tǒng)普及RFID射頻識別技術面臨的問題

①成本問題。當前RFID電子標簽及射頻RFID電子標簽閱讀器的價格還較高，一次性投入較大。

②標準化問題。到目前為止，包括ISO和CEN頒發(fā)了有關RFID的技術標準，但彼此并不完全兼容，換句話說，RFID還沒有統(tǒng)一的標準。

③個人隱私權問題。由于攜帶著嵌有RFID電子標簽商品的顧客有遭到追蹤的潛在威脅，商場必須考慮此類問題，避免不必要的麻煩。