随着我国综合国力的增长，工业和商品物流也随之高速发展。采用“物流自动识别管理系统” （简称系统）对管理对象（如车辆、集装箱、仪器、设备、烟、酒及其他物资和商品）进行信息化管理，可大大提升物流管理效率。

系统的管理对象包罗万象，包括其形状、大小、表面材质、应用环境等。为提高识别距离、减小体积、抗金属、耐高温，利用专利技术开发多种不同性能的射频识别（RFID）无源电子标签（简称标签），以适应不同管理对象信息数字化、信息采集和识别的需求。RFID技术及其标签是管理对象信息数字化的主要手段，也是综合和组合识别的基础。

伴随物流产业的高速发展，仿冒名牌商品、“克隆”车辆号牌、货物出库称重舞弊等现象层出不穷。采用综合识别及其比对过滤技术，可以打击和抑制这些违规和违法现象。

所谓综合识别技术就是针对同一个管理对象，采用多项识别（或传感）技术，如RFID、条码和图像识别以及电子地磅等，分别采集和识别它的信息，并进行比对分析，去伪存真。嵌入式RFID/VFID综合比对过滤模块是综合识别技术其中一例。

采用系统后，必然要增加一些设施和投资，例如，在管理对象（如车辆）上贴装超高频（UHF）RFID标签、条码，配备相应的读写器、计算机及其他设备。

所谓组合识别技术是根据不同管理对象的重要程度，安装不同价格和性能的识别（传感）器，分别完成对它们的信息采集和识别管理。在系统中，识别（传感）器的数量很大，降低它们的成本，会使整个系统的成本大大降低。采用组合识别，可降低系统成本，减少投资。

 “物流自动识别管理系统”的组成和原理简介
 系统由识别和传感前端、通信网络和信息管理中心等三部分组成，如图1。

图1   “物流自动识别管理系统”组成图

系统通过各种识别和传感技术，采集和识别管理对象的信息；通过通信网络将这些信息传输到由管理中心，进行存储、处理分析和统计查询。

识别和传感前端包括RFID、视频识别（或图像识别VFID）、GPS、红外、条码识别、车辆感应线圈及其检测器、电子地磅（称重），摄像机、温/湿度传感等，它们完成管理对象信息的采集和识别。其中RFID分系统的台式和手持读写器、高清摄像机通过RFID分系统的智能控制器与通信网络相连；温/湿度传感、称重仪、气压计、车辆感应线圈及其检测器（电磁感应）通过数据采集器与通信网络相连；受控执行设备（如电动栏杆、LED显示牌、语音报警、监控彩色摄像机、空调等）通过多功能控制模块与通信网络相连。

信息管理中心通过通信网络接收识别和传感前端采集和识别的信息，同时回传各种控制指令，完成报警、拦截和其他控制动作。

通信网络是本系统内外信息交换的桥梁，由内部网络、公用通信网络（包括公用电话网、宽带网、移动通信网和卫星通信网）等组成，这些通信网遵循各自的协议。内部网络由连接电缆及接插件、短程通信模块（如GPRS或Wi-Fi）等组成。

信息管理中心是系统的指挥、控制和显示中心，它由服务器、管理/通信/GIS/卡管工作站、操作计算机、交换机、显示屏、硬盘录像机、控制键盘、光端机和打印机等组成，它完成数据和图像信息的存储、处理、控制、显示和统计查询；同时通过各工作站、操作计算机和相应的应用服务软件，完成用户所需的各种应用服务功能。

大数据、云计算以及通信网络的高速发展，使物流信息自动识别管理平台的功能更加完善，也为自动识别技术在物流领域的应用奠定了良好的基础。

系统的关键技术及其应用

管理对象信息数字化和相关“标签”的开发

管理对象（如车辆）的信息很多，可选其中最主要的内容进行数字化。例如，车辆信息中的车牌号、车主姓名及其正面图像、身份证号、车辆自重、车架号、车身颜色等。交管部门首先以此建立车辆的基础信息表，并按规定的编码方法进行数字化。标签管理分系统（见图2）执行管理对象信息数字化，它采用RFID技术，是RFID分系统采集和识别管理对象信息的基础。

在每辆车上安装标签（也称“车卡”），每个标签都有唯一的识别地址（ID）号，出厂前被锁死，不可修改。通过防拆技术，标签装车后，不可拆卸，一拆即毁，不可恢复。

图2   “标签”管理分系统图

标签管理分系统将车辆的数字化信息与标签的ID号捆绑在一起，存入该分系统存储器和管理中心的服务器数据库，被称为车辆的“静态数据信息”。利用标签ID号的唯一性和防拆技术，实现标签的ID号与车辆相关信息的唯一对应关系，这种唯一性是综合识别及其比对的依据。

该分系统还完成标签的制卡、信息写入、修改、更新和淘汰、发卡、装卡、验卡、挂失、回收和注销等“全生命”过程的跟踪管理。

为适应各种管理对象的特点，采用不同介电常数的基片，通过微带天线的非对称、折弯和梯形阻抗匹配设计，开发出数十种“标签”，其中10多项产品获得专利，包括1项发明专利（专利号:ZL20100563833.0），它们有的可安装于金属（或玻璃、纸质）表面；有的最大尺寸小于25毫米；有的识别距离大于24米；有的耐高温，图3列出三种标签。

图3  三种标签示意图

管理对象（如车辆）的信息数字化的编码规则和方法要按各技术领域（行业、企业）标准执行，但是管理对象信息的加密软件算法、信息与标签ID号的捆绑方式及内容、标签的防拆技术等，属于系统的关键技术，必须自行开发，并通过在系统工程中长时间运行和完善后，推广应用。上述专利技术产品就是成功的案例。

综合识别比对技术及其应用

嵌入式RFID/VFID综合比对过滤模块

“嵌入式RFID/VFID比对过滤系统”由RFID分系统、VFID分系统、智能控制器、短程通信、语音提示、LED显示、电源等组成；RFID分系统包括标签读写器及其天线；VFID分系统包括高清摄像机及其号牌识别模块、补光灯、车道线圈、车辆检测器等。见图4。标签安装在车辆上，RFID系统采集标签数据信息，从中提取车牌号信息；在高清摄像机中，安装DSP模块，其中嵌入号牌识别算法软件，通过摄像机采集车辆的图像信息，并提取车牌号信息。

图4   嵌入式RFID/VFID比对过滤模块组成图

在智能控制器中嵌入有RFID/VFID综合比对过滤模块，将两种识别技术提取的车牌号信息，进行综合比对。如果车辆的号牌是“克隆”的，通过RFID/VFID综合比对过滤系统，就能判断号牌的真伪并发出报警。

该技术属国内领先水平，已获得发明专利证书（证书号：201210012527.7）。它是创新基金项目（基于物联网核心技术的保税物流园区综合化管理系统，项目编号：11XXCY013）的关键技术之一。它已在深圳车辆自动识别系统和“出租车查验系统”中应用，对抑制车辆“克隆”现象的发生。

多标准RFID比对技术

在“车辆查验系统”中应用了“多标准RFID比对技术”。在车辆上安装有符合ISO18000-6B（或6C）标准UHF远距离标签和符合ISO14443标准HF近距离标签。远距离6B/6C标准标签固定在车辆前部部；ISO14443标准HF（13.56MHz ）标签固定在车辆挡风玻璃内侧。如图5。

车辆司机还配备有随身携带的司机卡，它由塑料封装，内含有符合ISO18000-6C标准的UHF近距离（0.5～2米）的标签；塑封表面印有司机的正面彩色头像和驾照的条码。如图5。

图5  标签安装位置

在执法车上安装有抓拍摄像机、RFID读写器及其天线、智能控制器和手持终端。手持终端内含有UHF和HF—RFID读写器以及条码扫描器、高清摄像头及其号牌识别、短程通信等设备。

如果发现有可疑的“克隆”车，执法车将尾随其后，通过RFID/VFID综合比对过滤模块提取和比对的车牌号信息，如果比对结果是“克隆”车，系统会发出报警和提示，并通知执法车将该车拦截。执法人员将携带手持终端，到达可疑车辆，手持终端采集HF和UHF的标签信息、车牌号及司机卡上的头像和条码等信息，通过短程通信传到车载智能控制器和管理中心，与数据库中预存的相关“静态数据信息”再次进行比对分析。如果确认是“克隆”车辆，该车将会受到应有的处罚。

称重与RFID比对技术

在储运仓库的进出口安装有RFID系统、电子地磅、摄像机等设备，见图6。

图6  电子地磅与RFID系统图

当车辆通过进出口时，RFID系统和电子地磅自动采集和识别车上标签信息、车辆的自重和载货后的总重，存入智能控制器中，并与该车预存的相关“静态数据信息”（含车辆的自重）以及出货单的重量信息进行比对，如有不符，将会报警，该车被拦截，并接受检查和处理。

组合识别技术和位置矩阵“标签”

根据不同管理对象的重要程度，安装不同价格和性能的识别（传感）器，完成对它们的信息采集和识别管理，以降低系统成本。普通货物上贴价格低廉的条码；一般的包装箱上安装价格较低的HF（或短距离6C）标签；在托架上堆放多个包装箱，安装价格略高的6C标准的UHF标签；在叉车上安装有读写器及其天线，可以读取UHF标签数据信息。如图7所示。

图7   组合识别示意图

在仓库（堆场）的地面按行列整齐地排列货架或托盘。在行列的交点以及货架不同层次，分别布置6C标准的UHF标签，形成位置坐标矩阵，所对应的标签，被称为“坐标标签”，见图8。

图8   “坐标标签”示意图

当叉车上的读写器读到“坐标标签”的和托盘（货架）管理对象上标签的ID号时，就能知道管理对象所在位置（行、列、层）以及相关数据信息，并完成它们的信息实时统计和盘点，并在电子地图上显示。

（作者单位：李元忠 李朗 朱宏/四川新源现代公司；邹正伟/西南石油大学；林睿南/中国石油大学）

《中国自动识别技术》2015年第6期