RFID與EPC標準相結合，能夠自動識別目標對象并獲取相關數據，便于通過互聯網實現物流跟蹤和實時監控。本文分析了物流應用的特點，提出面向物流應用的RFID應用框架，該框架具有通用性。
前景看好 應用待發
RFID是上世紀90年代興起的利用大規模集成電路與無線通信技術相結合的自動識別技術，實現標簽存儲信息的識別和數據交換。它相對于條形碼技術有非接觸式、可擦寫信息、更大的讀寫距離、大容量(相對條形碼)、可多個識別等突出優勢，對現代工業生產與服務將產生革命性影響。近幾年，全球電子標簽總銷量以年均25%的速度快速增長，這種未來“物聯網”（Internet of Things）的概念被認為是本世紀最有發展前途的十項技術之一。
要實現“物聯網”的構想，就必須制定一個與互聯網相類似的、詳細的、統一規范而且開放的技術標準。但到目前為止，雖然已經有ISO（國際標準組織）、JTC（IEC/ISO聯合技術委員會）等多個機構頒發了有關技術標準，但國際標準中許多還是建議性的條文，尤其是應用層標準。由于缺乏統一的標準，目前市場上同時存在多個國家、多種標準的產品，這對企業的實際應用造成了一定的影響。各個RFID企業所采用的大多是專有技術，使用的頻率、編碼、存儲規則以及數據內容等都不盡相同;閱讀器和標簽不能通用，企業與企業之間就無法順利進行數據交換與協同工作，從而把RFID技術的應用范圍局限在了某個企業的內部。
目前RFID正從研究走向實用化，其單項技術已經趨于成熟，但其應用還處于緩慢推進的階段，無論從技術還是市場等方面都有大量需要解決的問題，其中RFID應用架構和安全策略等方面尤為突出。RFID應用領域廣闊，常用于倉儲物流管理、資產跟蹤、生產過程控制、移動車輛的自動識別、身份認證、智能交通、網絡家電控制等領域，并且仍在不斷擴大。在國際物流市場，全球最大的零售企業如沃爾瑪、家樂福、麥德龍和Tesco等正在啟動RFID應用項目，選擇RFID技術作為其進一步降低成本增加利潤的手段，將在全球的連鎖超市商品物流中全面推行射頻技術，用智能標簽來取代傳統的條碼標簽。
在我國，RFID技術的發展剛剛起步，已經開始了電子標簽應用的標準化工作，但國家標準尚未正式出臺，EPC/RFID政策白皮書也仍在觀望階段，尤其在應用方面與發達國家有很大差距。在我國物流與制造業企業中還沒有將RFID技術作為信息采集和跟蹤的完整應用，這也嚴重影響和制約了行業內服務水平的提高。目前我國對于商品標識標簽的應用市場還未形成。
物流應用特點分析
當前的物流過程存在物流信息不對稱、得不到及時的信息等弊端，難以實現及時的調節和協同。隨著全球經濟一體化進程的推進，調度、管理和平衡供應鏈各環節（跨區、跨國）之間的資源變得日益迫切，以產品電子代碼（EPC碼）和RFID為核心在互聯網之上構造“物聯網”，將在全球范圍從根本上改變對產品生產、運輸、倉儲、銷售各環節物品流動監控和動態協調的管理水平。為了將RFID技術應用于物流行業，首先來分析一下物流應用的特點。
物流是指物品從供應地向接收地的實體流動過程。根據實際需要，將運輸、儲存、裝卸、搬運、包裝、流通加工、配送、信息處理等基本功能實現有機結合（《物流術語》國家標準）。從不同層面上講，物流可分為企業內部物流、第三方物流和社會物流。一般意義上提的物流業通常指第三方物流（TPL，Third Part Logistics）。第三方物流是物流服務供給方在特定的時間段內按特定的價格向需求方提供個性化系列物流服務的交易方式。第三方物流通常是跨企業的物流，由于它能夠在一個更大的時間和空間范圍內進行資源的配置，更有利于資源優化，降低物流總成本。
物流業具有自身專門的應用理論和技術。從基礎應用層面上講，有互聯網、地理信息系統（GIS）、GPS、條碼（Bar-Code）、射頻識別技術（RFID）；環境體系層面，有電子數據交換（EDI）；在作業管理層面，有JIT技術；在銷售時點管理層面，有POS系統、有效客戶信息反饋（ECR）、自動連續補貨技術（ACEP）、快速響應（QR）等等。以上各層面技術，Internet、條碼、EDI、POS系統這幾項在我國應用較為普遍，而RFID、BIS、ACEP等技術，則只有在幾家大型企業里才有應用。其中RFID技術，由于射頻標簽較條碼標簽成本偏高，目前在物流過程很少像條碼那樣用于消費品標識，多數用于物流器具，如可回收托盤、包裝箱的標識；由于射頻識別技術應用涉及使用頻率、發射功率、標簽類型等諸多因素，目前尚沒有像條碼那樣形成在社會范圍中應用的統一標準，因此主要是在一些企業內部系統中使用。這兩個因素制約了目前RFID技術在物流業的應用。可以說，我國物流業離國際先進水平還有一大段距離。
現代物流系統是從供應、采購、生產、運輸、倉儲、銷售到消費的供應鏈，它涉及（人、財、物、事）四大要素，其中，“人”指物流各環節的操作人員，如生產商、運輸商、銷售商、消費者等，操作者信息、角色設置和權限控制是關鍵；“財”指各環節之間的資金往來，RFID系統與財務系統、EDI集成，物品價格和成本控制是關鍵；“物”指供應鏈中的物品及物質資源的流動，物品信息和時空特性（時間、地點）是關鍵。如物品的生產日期、保質期、入庫時間、售出時間等，物品的產地、供應地和接收地等；“事”指物流環節的業務活動，如生產、銷售、倉儲、配送、消費等，跟蹤信息、資源優化和協同處理是關鍵。RFID技術由于采用自動識別技術，物品上的信息與信息系統到信息系統實現非接觸式交互與處理，這從根本上架起了溝通物質世界與信息世界的橋梁，使得物質世界與信息世界可以進行快速高效的轉換、處理、反饋，構成了“物聯網”。
RFID可以實現多目標、運動目標的非接觸式自動識別，基于RFID的物聯網強調物質與信息的交互，將RFID技術應用于物流業的信息采集和物流跟蹤，可以極大地提高行業內服務水平。表現在：一是可以實現信息采集、信息處理的自動化；二是實現商品實物運動等操作環節的自動化，如分揀、搬運、裝卸、存儲等；三是實現管理和決策的自動化乃至智能化，如庫存管理、自動生成訂單、優化配送線路等。將RFID技術應用于物流管理，我們需要將物流過程從一個大系統的角度來看待，在更大范圍內共享RFID信息，以最低的整體成本，達到最高的供應鏈物流管理效率。同時，RFID應用需要結合其自身的特點：
（1）由于供應鏈管理和物流各環節可以對標簽進行再加工（修改數據、寫入新的數據），RFID標簽不再是一個靜態的貨物標識，它的動態變化反映了物品的狀態、貨物與貨主之間互動作用。
物品從生產、存儲、流通、消費等各個環節被檢測的過程，需要利用RFID來對物品的運行過程進行記錄、處理和可追溯管理。如RFID應用于制造業生產管理時，零件在流水線上每進入一個工位時，它做了哪些操作都需要進行記錄。物品的跟蹤與監控，就是RFID系統對物品的信息加工過程，自動記錄商品在整個供應鏈上流動的信息，狀態的記錄往往決定了RFID對物品處理的下一步行動。
（2）由于RFID的動態作用，使得RFID與企業、與社會能夠保持聯系。如：超市中采用RFID，當顧客貨車通過讀寫器時，營業員不但可以迅速得到商品信息與價格，還可以迅速提供顧客商品的使用信息、消費警示信息；汽車維修中采用RFID，當汽車進入維修廠后，讀寫器根據標簽中的信息，自動收集這輛汽車的所有維修信息及相關信息，并可將本次維修的記錄寫入標簽。
（3）RFID代表了現代工業社會對生產（production）、運輸（transportation）、零售（retail）到消費的全方位信息處理及服務過程。RFID利用標簽中的信息（EPC碼）對多種信息進行獲取、處理和發布，實現系統各應用節點能夠協同工作。每一個RFID將它采集得到的物品信息通過物聯網傳送到任何它應該到達的地方，同時可能根據物聯網上得到的信息對物品上的電子標簽進行信息加工（如圖1所示）。

面向物流應用的RFID應用框架
RFID應用架構的要素
RFID能夠實現多目標識別、運行目標識別，通過互聯網實現物品跟蹤和物流管理。物流過程應用的射頻識別一般是感應耦合方式的系統，其工作過程通常是：射頻識讀器的天線在其作用區域內發射能量形成電磁場，載有射頻標簽的物品在經過這個區域時被讀寫器發出的信號激發，將存儲的數據發送給識讀器，識讀器接收射頻標簽發送的信號，解碼后獲得數據，而讀取的標簽數據可以與信息系統無縫集成。因此，RFID應用框架既要能夠適應讀寫器對RFID標識的信息加工（讀取和寫入）的要求，又要能夠適應后臺數據傳輸、信息處理及各種應用對RFID系統的要求。
EPC標準體系中，RFID系統包括EPC, Tag, Reader, Savant, ONS, PML等構成要素。EPC碼記錄著每個物品的全球惟一標識，由一個版本號加上另外三段數據，位數有64位、96位和256位；電子標簽（Tag）攜帶電子產品碼（EPC碼），是廠商在生產過程中給物品打上的惟一標識；閱讀器采集標簽數據，傳送給軟件中間件（Savant）；Savant負責管理和傳送產品電子碼相關數據；對象命名系統（ONS，Object-Name System）是一個自動的網絡服務系統，類似于域名解析服務（DNS），提供全局范圍的信息共享機制，這樣Savant軟件通過ONS實現EPC與物質流通各個環節中互聯網節點的聯系；通信的語言規范稱為PML(Physical Markup Language,物理標記語言)。RFID系統信息獲取流程如圖2所示。

分層的RFID應用框架
我們針對物流行業的應用特點，參照EPC標準，建立了一個通用的RFID物流應用框架。可分為四個層次（如圖3所示）：

（1）環境層：RFID應用環境構造，包括物品（帶標簽）、天線、讀寫器、傳感器、儀器儀表、計算機硬件、服務器、網絡設備、終端設備等。
（2）采集層：基于RFID的物流信息采集，通過讀寫器采集RFID標簽中的信息，進行簡單的信息預處理（解碼、防沖撞、多通道信息去重、信息過濾、分類）后將信息傳送到集成層。
（3）集成層：RFID應用支撐平臺，支持RFID信息的輸入、獲得、傳輸、處理及協同。包括資源目錄服務（ONS）、RFID中間件（Savant）、集成平臺、信息系統及信息傳輸。
資源目錄服務：包括物品編碼管理、資源目錄及ONS查找、發現、定位、驗證機制。
RFID中間件：主要解決信息語義定義、讀寫器信息采集、信息寫入（一次寫入或分段寫入）、數據庫接口。
集成平臺：主要是在中間件基礎上增加與第三方應用的接口（為財務、OA、電子商務、MIS系統、ERP系統、CIMS系統、SCM系統、CRM系統提供數據接口），使各種應用軟件與RFID兼容。
信息系統：為了高效、可靠、方便地對RFID信息進行管理，建立統一的物流數據庫，對數據進行錄入、修改、查詢及統計。
信息傳輸：異地點到點之間RFID信息的傳輸架構，異地RFID系統信息傳輸的安全架構，實現RFID信息的分發和流轉。
（4）應用層：RFID后端軟件系統及應用系統界面，形成可定制的物流應用系統。包括企業信息管理軟件，分析統計及報表生成；專用領域應用軟件，滿足行業應用的個性業務需求；網站平臺，方便供應鏈節點信息的注冊、查詢及交互等信息服務；協同工作平臺，實現應用中RFID與其他系統的協同工作。
RFID應用按規模可分為：企業級應用、跨企業應用，行業級應用、跨行業應用，國家級應用、跨國應用等幾種應用模式。
企業級應用：在企業網絡平臺實施數據采集、過程控制等行為。
行業級應用：把RFID作為生產、流通、銷售、使用中基本信息承載與處理單元，強調企業間、企業與管理部門間協同工作。
以上為物流應用建立了一個基本的RFID應用參考框架，對于不同的應用領域以及業務處理的不同，可能設計了不同類型的電子標簽和閱讀器，RFID系統具有不同功率以及性能，但其應用框架大體相同。
分布式RFID應用體系
RFID應用系統可以是企業內、跨企業、行業內、跨行業、國家乃至跨國的，因此它可以是一個分布式系統，包含不同領域的多個企業的信息，需要通過物聯網實現信息的共享與協同工作，其體系如圖4所示。物流供應鏈中供應、生產、運輸、存儲、銷售和消費等環節構成分布的應用節點，各節點自成應用系統，具有信息采集能力（數據采集模塊）、數據整合能力（信息集成平臺）、自治能力（專業行業應用、第三方應用）和通信能力（局域網、互聯網、無線通信），節點之間通過物流中心的ONS機制進行信息交互和功能協同。

對于分布式RFID系統，協同問題包括兩方面：
（1）企業不可能將所有有用信息都寫入標簽，可以將信息分類，只將關鍵信息(如產品編碼、類別)存入標簽，其他更多信息（如時間信息、位置信息、狀態信息等）存入互聯網服務器，其他企業通過互聯網和ONS機制能夠自動找到和獲得這些信息。
（2）通過應用層集成，將標簽中相關企業的產品與信息綜合起來，用以記錄貨物在供應鏈中所進行的各種處理和加工情況，這些信息應能方便地進行寫入和更新，為不同的應用對象提供信息服務。
Web服務（Web Service）為解決以上兩個方面的協同問題提供了有效途徑。Web Service目錄服務可以通過UDDI（Universal Description, Discovery and Integration：統一描述、發現和集成）協議來發布，訂閱與分發建筑在XML數據傳遞基礎上，利用在HTTP協議上構建的SOAP協議（Simple Object Access Protocol：簡單對象訪問協議）實現網絡上功能調用，從而實現信息在互聯網上的自動交互。
UDDI定義了Web Service的發布與發現的方法，提供注冊、搜尋、交換和使用Web Service的標準。分三類信息進行目錄管理：白頁(White Page)是地址、聯系方法和企業標識；黃頁(Yellow page)是基于標準分類法的行業類別，把XML Web Services組織到目錄中；綠頁(Green Page)是關于該企業所提供的Web服務技術信息。
Web服務應用體系中包括三種角色：Service Provider（服務提供者），Service Broker（服務中介者），Service Requester（服務請求者），在各個角色之間實現三種操作方式：Publish（發布）操作，Find（發現）操作，Bind（綁定）操作，如圖5所示。

RFID與Web服務應用基礎基本相同，RFID通過ONS機制在物聯網內實現信息的共享和交互；Web服務通過UDDI實現互聯網上信息自動流轉，提供了產品－消費鏈高層信息的協同處理機制，二者的結合應用，可以為不同的應用領域提供集成平臺與解決方案。
未來前景
RFID作為一種新興的自動識別技術，在中國處于剛剛起步的階段，但是它的發展潛力是巨大的，應用不僅僅限制在物流控制方面，它作為對現實世界物體標識與信息傳播相結合的一種手段將對社會各個方面產生重要作用，如工業生產控制、個人身份識別、活動目標監測等等。
我國物流企業的基礎條件和信息化手段參差不齊，因此，在未來相當一段時間內，RFID技術仍將與傳統條形碼技術共存。如何在現有信息系統的基礎上，完成對企業流程管理的改造，實現條碼系統與RFID技術的集成應用是每一個物流企業所關心的問題。物流系統是一個縱橫交錯的、龐大的社會性系統，需要深入研究并建立面向全國物流體系的RFID應用架構。