基于RFID技术的物联网在物流安全领域的应用

对物联网的现状进行了解读,并对我国物联网的相关技术领域和和应用前景进行了展望。

基于ＲＦＩＤ技术的物联网在物流安全领域的应用

王

烨

湖北

（武汉理工大学管理学院武汉４３００７０）

摘要：针对目前物流运作中的存在的安全问题．论述了基于ＲＦＩＤ技术支持下的物联网的优势在保障安全方面的应用．提出物联网技术的改进对进一步推动物流业发展的积极作用。

关键词：ＲＦＩＤ技术；物联网：物流安全中图分类号：Ｆ２５０

随着物流实践和理论的日益发展．其越来越受到社会各界和各阶层的广泛注意．但我国物流业还停留在发展初期．各个方面仍存在着许多亟待解决的问题．它们威胁着物流运作的稳定与可靠性．物流安全就是其中一个值得充分关注的问题．

文献标识码：Ａ

储的技术装备陈旧．以及存储管理的人员素质普遍较低等等。这些因素必然导致物流过程中产品的破损、变质、丢失，给整个物流业带来不可估量的损失．甚至波及周边环境。

１．３增值过程

运送、物流仓储、增值这三个大的环节，（见图１）．物流运送环节主要是运输、装卸搬运、配送；增值过程包含流通加工、包装及信息服务。以下将从这三大环节人手．主要从人为与技术设备的角度分析物流内部的安全问题。

在流通加工和包装过程中．若商品处理不当．将会对环境造成很大的影响．还可能伴有相当大的危险事故发生。一些特殊商品。如化学药剂、燃料等在运输途中．若不遵循其特性，做合理的流通加工处理，就可能酿成大祸。因此．物流中的包装和流通加工非常关键。这两者与技术和人力的支持密不可分．先进的技术可以实现快捷的货物识别、分类、拣选：高素质的工作人员通过

圈１物流运作的各个组成部分

１物流安全问题研究

物流的安全问题主要源于其内部各子系统存在的阻碍．物流按计划正常实施的各种破坏性因素和事件．除此之外，还包括物流运作过程中给社会及生态环境带来的危害。因此．必须通过有效的措施，控制和消除这些安全隐患．避免经济及社会环境的损失．

引起物流安全问题的危害因素．从形成原因来看可以大致分为人为、技术以及自然灾害三个方面。除了自然灾害（风暴、地震、恶劣气候等）这项不可控因素以外．人为因素和技术因素是可以通过相应措施予以改善的。人为因素主要是由于管理不善或竞争对手的恶意竞争所造成的运作不畅：技术因素是与物流的软、硬件设施和设备的完善和高效性相关的，软、硬件设备是物流安全的重要保证。物流系统的设施设备以及工作人员与设备之间的相互协调．对有效防止物流事故的发生有着至关重要的作用。先进技术设施的设计与运用．甚至可以从源头上预防物流事故的发生。

物流的整个运作过程包括了物流

技术支持．借助工作经验做出正确的管理规划。但目前，国内还缺乏有效的检测手段和包装人才．致使安全问题时有发生．在出口贸易中还常常遭遇包装壁垒。１９９８年．我国木包装因害虫影响遭到美国的拒绝：拒绝我国木包装商品进入．紧接着引发其他国家对我国木包装的抵制。这都高层次人才和先进的设备缺乏所致．

在信息安全方面．由于目前我国的信息安全水平还很低．使得信息安全问题变得日益突出。我国的大部分物流企业或相关机构的物流管理部门还没有建立完善的物流信息系统．缺乏软硬件设施的配套及高水平的信息系统管理人才。事实上。缺乏准确及时的信息传递和反馈．会使整个物流体系遭受巨大

１．１物流运送

我国物流的运输形式有飞机、轮船与汽车等．其中汽车运输是最主要的形式。汽车运输安全形势相对严峻。主要的安全隐患源于因汽车超载、驾驶员非正常状态驾驶及报废车辆违规行使等不规范操作。１．２物流仓储

仓储在物流中除了便于产品检验、聚集、养护，确保物品的安全以外。还能够最大限度地保持物品在存储中的使用价值．减少保管损失。我国的仓储能力还远远没有达到物流仓储的实际需求。辅助存储的设施设备。如仓库，其货物存储环境、安全防护和应急处理等条件还不能满足现代物流运作的需求、仓

收稿日期：２０１０－－０１—１２

５Ｉ．

万方数据

科技创业月刊２０１０年第３期

对物联网的现状进行了解读,并对我国物联网的相关技术领域和和应用前景进行了展望。

基于ＲＦＩＤ技术的物联网在物流安全领域的应用

的影响。

２基于ＲＦＩＤ技术的物联网

随着全球一体化进程的加快，工业及信息化也获得了飞速发展，物联网的来临将成为必然。物联网的理念自１９９９年提出．是指通过射频识别、红外线感应等一些信息传感设备与互联网连接。从而实现货物的智能化识别和管理。物联网的发展．使得物流的各个子系统的控制中心相互连接．增强了人与物之间的联系、沟通与互动。它成为互联网的延伸．可以将所有网络系统与点有机结合成一个整体．为物流的进一步发展增加了新的脉络．

２．１

Ｉ河ｍ技术

ＲＦＩＤ作为物品传递自身信息的途

径．是一种高级的非接触式识别技术。它具有其优于传统条码的特性：①无需“可视”读取．实现远距离自动识别．避免了人工干预．特别是在恶劣环境条件

下；②兼可识别静止：运动的物品；③能

够同时识别多个标签．提高识别效率。

ＲＦＩＤ由标签和阅读器两个部分组成。ＲＦＩＤ标签分有源、无源及半有源三种。一般的无源ＲＦＩＤ标签在通过由识读器发出的射频区域时．接收识读器发出的询问信号．并向借助其提供的电磁能量向识读器返回芯片内存储的ＥＰＣ数据信息．无需“看见”进行信息读取。随着技术的发展．有的ＲＦＩＤ标签内部可以存储一个ＥＰｃ代码．即通过全球统一标识系统（ＥＡＮ．ＵＣＣ系统）为世界上的每一单个物品赋予惟一的代码．它包含了有关该件物品的所有信息．包括固定信息（如产品类别、制造商等）和可变信息（产品数量、目的地）．相当于单件物品的身份识别ＩＤ。阅读器则是人们获取标签内部存储信息的工具．它除了读取信息外．还可以将信息写入ＲＦＩＤ标

２．２基于咖技术的物联网系统

签。

物联网应用系统可以分为三个部分．ＲｎＤ系统、中间件系统（ｓａｖａｎｔ系统）及英特网。物联网应用于物流的整个过程．当产品完成生产．即为其贴上历整个生命周期。ＥＰＣ代码作为它的唯一身份标识，除了存储单品的完整信息外．还可以通过该ＥＰＣ编码在物联网上

万方数据

实时地查询和更新产品的相关信息．即尽可能降到最低。这就大大提高了运输可以同时进行产品信息的读取和写入．商送货的可靠性和效率．提高了服务质在物流的各个环节实现产品的定位追量。此外．运输商通过ＥＰＣ可以提供新踪。

信息增值服务．从而提高收益率．维护在运输、销售、使用、回收等其他环其资产安全．节，读写器都会在一定的读取范围内实３．２物流仓储领域

时监测标签的存在．并将标签所含ＥＰＣ出入库产品信息的采集因为物联数据传送到ｓａｖａｎｔ系统．该中间件通过网技术的运用．而变得快捷、准确。电子读取到的ＥＰＣ数据．在Ｉｎｔｅｍｅｔ上的标签的读写优势．使得它能够将产品数ＤＮＳ服务器上获取包含该产品信息的据嵌入相应的数据库．经过数据处理．ＥＰＣ信息服务器的ＩＰ地址．从而掌握实现对产品的拣选．分类堆码和管理。产品所处的状态，如是否安全到达、销若仓储空间设置相应的货物进出自动售状况等等。另外，还可以根据具体需扫描纪录．即可防止货物的盗窃或因操要．通过本地ＥＰＣ信息服务器和源ＥＰＣ作人员疏忽引起的物品流失．从而提高信息服务器进行产品数据的记录和修库存的安全管理水平。现今．它已经广改。泛使用于货物和库存的盘点及自动存

３

物联网在物流安全领域的

取货物等方面．３．３销售管理领域

应用

物联网系统具有快速的信息传递物联网借助互联网、ＲｎＤ等无线能力。能够及时获取缺货信息．并将其数据通信等技术．实现了单个商品的识传递到卖场的仓库管理系统．经信息汇别与跟踪。基于这些特性，将其应用到总传递给上一级分销商或制造商．及时物流的各个环节。保证商品的生产、运准确的信息传递．有利于上游供应商合输、仓储、销售及消费全过程的安全和理安排生产计划，降低运营风险。在货时效，将具有广阔的发展前景。物凋配环节．ＲＦＩＤ技术的支持大大提３．１物流生产和运输领域

高了货物拣选、配送及分发的速度，还基于物联网的支持．电子标签承载在此过程中实时监督货物流向．保障其的信息就可以实时获取．从而清楚地了准时准点到达．实现了销售环节的畅

解到产品的具体位置，进行自动跟踪。

通。

对制造商而言．原材料供应管理和对零售商而言．实施ＥＰＣ保证了合产品销售管理是其管理的核心．物联网理的货物仓储数量．从而提高定单供货的应用使得产品的动态跟踪运送和信率．降低脱销的可能性和库存积压的风息的获取更加方便．对不合格的产品及险。由于自动结算速度的大幅提高，卖时召回．降低产品退货率．提高了自己场就可以降低最小安全存货量，增加流的服务水平．同时也提高了消费者对产动资金。由于可以实现单品识别，每个品的信赖度。另外。制造商与消费者信产品都具有特殊代表性．他们在货架上息交流的增进使其对市场需求做出更的具体位置、所处状态，可通过信息阅快的响应．在市场信息的捕捉方面就夺读随时传递至互联网．在信息处理之后得了先机．从而有计划地组织生产．调反馈给管理人员．可以有效的防盗，避配内部员工和生产资料．降低甚至避免免了销售损失。因牛鞭效应带来的投资风险。

３．４商品消费领域

对运输商而言．电子产品代码ＥＰＣ物联网的出现使得个性化购买．排可以自动获取数据．进行货物分类．降队等候时间缩短变为现实。消费者随时低取货、送货成本。并且，ＥＰＣ电子标签掌握所购买产品及其厂商的相关信息。中编码的唯一性和仿造的难度可以用对有质量问题的产品进行责任追溯。事来鉴别货物真伪。由于其读取范围较实上。由于产品在生产之初直至消费者广．则可实现自动通关和运输路线的追手中都经由实时的质量和数量追踪并踪．从而保证了产品在运输途中的安依据情况做出补救．到消费者手中的残全。即使在运输途中出现问题。也可以次产品几乎为零。这样，即保证消费者准确的定位．做出及时的补救，使损失

购买到满意商品．对其人身和消费者信

Ｐ１０ＮＥＥＲｌＮＧ

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ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ

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．存储有ＥＰＣ码的电子标签．直到产品经

对物联网的现状进行了解读,并对我国物联网的相关技术领域和和应用前景进行了展望。

斟技纠业晏

基于ＲＦＩＤ技术的物联网在物流安全领域的应用

笔者认为．只有技术上的不断改进，才能够使得物联网在物流安全保障中发挥更加重要的作用：

（１）ＲＦＩＤ技术存在的问题对物流安全最大的威胁在于信息的泄露．这必定涉及到知识产权与隐私权的保护。只有不断地改进ＥＰＣ／ＲＦＩＤ技术．才能实现物联网的进一步拓展，从而给物流业提供一个更加安全、可靠、实时的发展途径．使其在健康有利的环境下获得飞跃式的发展。具体的措施如：根据需要。终止标签服务．即在商品完成交易进入消费环节的过程中．通过信息加密或写入终止指令．使得未授权阅读器无法识别ＲＦＩＤ标签，进而无法获取相关信息。对于需要售后服务的产品．则可通过客户服务中心进行解码．待服务终止．恢复保护状态．

（２）互联网安全在我国还没有得到切实的解决．作为物联网系统的组成部分．它对物流安全影响重大。因此．必须严格控制网络的访问权限．除了使用防火墙、入侵检测等基本措施之外．还应该建立和完善技术加密通信渠道。

（３）针对蓄意盗取他人或企业数据的行为．应该出台有效的法律法规予以监督和控制。第一。任何一项技术的成

’

心不造成任何伤害．还可以防止残次产品因不及时或有效处理而对周围环境带来威胁。特别是有毒有害的危险品。随意的丢弃将可能造成严重的环境污染．酿成巨大的损失。

熟和发展都是需要时间的，在物联网技术还没有发展到可以处理所有安全问题之前．它的应用必须局限在安全的可操作范围之内。在国外，已经有相关的法案出台来限制物联网的应用。第二。指定并出台相关的法律法规．对那些借物联网技术现存的缺陷．从事非法活动谋求私利的个人或机构予以惩戒，有效遏制其再发生．为物联网未来的发展创造条件．进而惠及物流行业甚至整个社会。

参考文献

１

４基于物联网技术改进的应用展望

虽然基于ＲＦＩＤ技术的物联网为保障物流安全提供了很多帮助．但是作为一项新的系统．它还存在着很多技术上的不成熟和设计缺陷：①未经授权的机构或个人对ＲＦＩＤ标签的读取和写入．甚至进行非法追踪、盗取货物或机密信

张诚，单圣涤．浅谈物流安全管理［Ｊ］．企业经济，２００６（５）

息，以谋求利益或蓄意破坏；②ＦＲＩＤ标

签在安全机制不完善时．引起的识读器服务障碍。如ＲＦＩＤ标签向邻近的阅读器发送信息、外界的频段干扰，使得阅读器不能稳定工作．甚至出现拒绝服

２罗一新．关于我国物流安全的现状及对策

研究［Ｊ］．科技和产业，２００６（５）

３李炯．物流安全管控技术分析［Ｊ］．物流技

术与应用，２００５（４）

４罗铮．物流链安全保障体系研究［Ｊ］．物流

科技．２００５（１０）

５胡冰．王卫玮．浅析物流系统中ＲＦＩＤ的

安全问题及对策［Ｊ］．２００８（１１）

务；③间谍或黑客的入侵。由于物联网

离不开互联网的支持．因此也会面临互联网存在的安全隐患．企业的竞争对手可以从互联网上窃取其机密信息。如果这些信息还涉及到更多合作伙伴的相关利益．那么企业不仅仅自身要背负较大的经济损失．还可能因此承担更多的法律责任。

（责任编辑何丽）

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５２科技创业月刊２０１０年第３期

万方数据

对物联网的现状进行了解读,并对我国物联网的相关技术领域和和应用前景进行了展望。

基于RFID技术的物联网在物流安全领域的应用

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

王烨， Wang Ye

武汉理工大学管理学院,湖北,武汉,430070科技创业月刊

PIONEERING WITH SCIENCE & TECHNOLOGY MONTHLY2010，23(3)0次

参考文献(5条)

1.张诚.单圣涤 浅谈物流安全管理[期刊论文]-企业经济 2006(5)

2.罗一新 关于我国物流安全的现状及对策研究[期刊论文]-科技和产业 2006(5)3.李炯 物流安全管控技术分析[期刊论文]-物流技术与应用 2005(4)4.罗铮 物流链安全保障体系研究[期刊论文]-物流科技 2005(10)5.胡冰.王卫玮 浅析物流系统中RFID的安全问题及对策 2008(11)

相似文献(10条)

1.期刊论文 周敏.师源.徐祯炜.张华 基于物联网的供应链管理应用研究 -价值工程2010,29(26)

物联网是一种将RFID技术与互联网相结合的新兴技术.本文在介绍物联网的内涵和主要技术的基础上,通过分析物联网对企业供应链管理各个层面的影响,以企业物流模块为例,研究了物联网在企业的实际应用.

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4.学位论文 余松森 物联网RFID反碰撞问题研究 2006

物联网(InternetofThings)是最近刚刚提出来的利用EPC(ElectronicProductCode)、RFID(RadioFrequencyIdentification)通信技术实现全球物品信息共享的一个建立在Internet上的全球网络。其目的是实现“物与物”之间互联。在物联网众多关键技术中，附有EPC代码信息的电子标签识别问题是其最首要的一环。

当阅读器信号作用范围内存在多个标签，同一时刻有两个或者以上的标签向阅读器返回信息时，将产生冲突，称为标签冲突。另外，当一个标签同时处于两个或多个阅读器的问询区，同一时间有两个或以上阅读器试图与这个标签通信时，也将产生冲突，称为阅读器冲突。解决冲突的算法称为反碰撞算法。传统的无线电技术已有空分多路法、频分多路法、时分多路法以及码分多路法来解决类似问题。但是物联网的电子标签由于成本限制，其功能是有限的。在和阅读器通信的过程中既不能区分不同的阅读器，也不能在和阅读器的通信过程中发挥一定的辅助作用，不支持复杂的通信协议，所使用的工作频带有限制。另一方面，阅读器只影响和它相毗邻的通信媒体；标签内包含的信息量很少，阅读器与标签之间的通信时间很短。因此，物联网中射频识别问题与传统的无线信道多路访问问题有很多不同之处。

本论文主要对物联网中RFID反碰撞问题进行理论和应用方面的研究，其贡献在于：

一、论文从电磁耦合的角度介绍了射频识别技术中的通信实质，指出射频识别系统中的反碰撞问题仍属于多路信道访问的范畴。根据射频识别系统的特点，最适合的多路信道访问方式主要为时分多路访问。

二、针对解决标签冲突的随机ALOHA类消解方案其效率较低，特别是随着标签数量的扩大，性能均激剧恶化的特点。本文创造性提出双向二进制指数索引算法协议，根据阅读器每次识别的结果，标签以递增或递减方式修改其应答概率。其识别过程可以用马尔可夫吸收链理论进行刻划描述。最终实验结果表明：该算法识别效率在最好时为0.42，在动态以及标签数量急剧增大的情况下也可以稳定地达到0.322，性能极其稳定。

三、为了降低标签的成本，文中进一步分析了双向二进制指数索引算法在识别效率能初步达到最优的情况下，标签可以取的极小状态级别数k=4；标签应答概率动态变化时，递增或递减的幅度x=1.5时性能更加合理。

四、解决标签冲突的确定性方案主要是树型类算法，已存在的算法协议缺陷在于阅读器未充分利用以前的识别信息。本文分析碰撞时的特点，提出基于后退式索引的二进制树型反碰撞算法：①、碰撞发生时，根据碰撞的最高位，跳跃式向前搜索；②、无碰撞时，采取后退策略，最终能够快速地识别所有标签。实验结果及数学归纳法证明表明：识别n个标签，阅读器共需要问询2n-1次，平均问询次数2次。同时采用数据拟合的方法得到标签的平均应答次数为1.227+1.004log2n。

五、对后退式索引树型反碰撞算法的进一步分析表明，阅读器与标签之间传递的EPC数据具有互补性，算法协议可以作进一步改进。所传输的EPC参数采用不定长方式动态进行，信息吞吐量可进一步提高，所节省的通信量在32.5％以上。

六、频率干扰和标签干扰是阅读器冲突中主要存在的问题。根据染色理论可以将阅读器冲突的问题抽象模型化为图的染色问题。然而，由于图的全染色问题是一个NP难题，本文给出其的图形化解决公式。针对具体的RFID阅读器网络应用，其阅读器和标签一般采用同一频率通信，需要解决的主要是标签干扰，采用色度波算法能够在各阅读器之间动态地分配工作时隙，避免多个阅读器对同一标签在同一时间的识别冲突。该算法尤其适合阅读器网络环境变化的需求。

七、未来射频识别系统工作环境各异，考虑到有些场合无法采用有线方式对标签进行实时数据采集传输，论文最后提出了一种采用CDMA无线数据传输的RFID阅读器软件体系结构设计。根据现场标签数据量及操作方式CDMA模块可采用文件数据包方式或者以扩展短消息方式进行传输。同时阅读器支持对多种类型的标签进行读写操作。

5.期刊论文 黄鹏.杨云志.李元忠.HUANG Peng.YANG Yun-zhi.LI Yuan-zhong "物联网"推动RFID技术和通信网络的发展 -电讯技术2010,50(3)

"物联网"的概念推动着我国射频识别(RFID)技术和通信网络的发展,重点介绍的"组合识别"、"多样标签"和多功能读写器,将降低RFID系统的成本,加快RFID技术在"物联网"中的应用;RFID芯片、标签和系统的加密及安全措施,将满足RFID技术在军事和工业物流高端应用需求."物联网"需要建立庞大的通

对物联网的现状进行了解读,并对我国物联网的相关技术领域和和应用前景进行了展望。

信网络和产品的数据库,需要开发生产各种传感器与通信终端的接口转换模块.

6.期刊论文 沈璞 运营商发展物联网的瓶颈及突破思维 -移动通信2010,34(13)

文章介绍了物联网的定义,举例说明了其在国外的一些应用,通过分析目前国内运营商的发展状况,对运营商运营物联网提出了一些建议.

7.期刊论文 蒋洪斌 RFID技术在物联网中的应用 -学园2010,""(1)

"物联网"目前已经成为人们关注的焦点话题.产业界人士更是认为,"物联网"是继互联网之后最重大的科技创新,它将对现有产业格局形成颠覆性的冲击.本文着重介绍物联网与RFID技术的相互融合,RFID技术的种类与工作原理以及在物联网中的应用.

8.学位论文 黄小虎 基于RFID技术的EPC网络系统研究 2009

RFID技术、无线通信技术以及互联网技术结合就产生了目前在物流领域应用非常广阔的的新兴技术EPC网络系统技术，又称物联网。

物联网内每个产品都有一个唯一的产品电子码（Electronicproductcode），EPC是Auto-ID研究中心为每一件产品分配的一个唯一的、可识别的标识码。EPC码存入射频标签内，附在被标识产品上，通过阅读器的识别，然后送入高层的信息处理软件处理和查询。

从EPC网络系统的工作流程来看，其构成主要分为读写器系统，信息处理系统以及信息网络系统。针对EPC网络系统构成，本文对EPC网络系统每个构成部分进行相关研究，研究的内容主要可分两大部分：

第一部分，首先对国内外EPC系统的研究和应用作出阐述，提出本文研究意义，然后，对RFID的技术作出简单的介绍。

第二部分，是对EPC码以及其相关部分的研究工作。工作主要包括：EPC码相关国际标准介绍、ISO/IEC技术标准下高频读写器通信系统的MATLAB仿真、EPC编码研究和物联网系统架构研究。

针对物联网进行系统研究是一个困难较大的领域，目前还处于空白阶段，希望本论文对后来者可以有所帮助。

9.期刊论文 陆忠梅 基于RFID技术的物联网应用 -硅谷2010,""(9)

物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个"物物相连的互联网".RFID技术对物联网的实现起着决定性的作用.RFID技术被广泛应用于工业、商业、智能交通运输系统等领域.

10.期刊论文 赵斌.张红雨 RFID技术的应用及发展 -电子设计工程2010,18(10)

射频识别(RFID)广泛应用于各个领域,但其标准化、防冲突算法、系统测量精度都有待于进一步提高.针对RFID的优缺点及其发展方向进行系统研究.阐述了RFID的安全性和高效、快速识别算法等优点;介绍RFID技术和物联网、无线传感器、NFC等技术的结合,以及RFID技术在零售、物流、交通等领域的应用.通过综合分析国际各制造商在RFID技术的应用研究,给出我国未来RFID技术的发展趋向.

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下载时间：2011年1月6日

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