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美軍目前使用的自動(dòng)識別系統 美軍在射頻識別技術(shù)（RFID）應用方面一直處于世界領(lǐng)先地位，特點(diǎn)是敢于投入重金，在實(shí)際戰爭的保障過(guò)程中大膽使用新技術(shù)，并在使用中改進(jìn)，注重實(shí)效。分析美軍在軍事物流中所使用系統的情況，探索射頻識別技術(shù)的特點(diǎn)，對發(fā)展我國物流及供應鏈射頻識別應用和技術(shù)選型具有重要意義。 美軍目前使用的自動(dòng)識別系統包括特定物品尋找系統、運輸途中物資可見(jiàn)性系統、單兵電子病歷卡和服裝發(fā)放裝置等幾類(lèi)。 1 特定物品尋找系統 這一系統由射頻標簽和手持式識讀裝置組成，其中射頻標簽附在集裝箱或托盤(pán)上，用于存儲和發(fā)送集裝箱內的物資信息。射頻標簽為主動(dòng)式帶電源，存儲容量128KB。箱內所裝物資品名、數量、狀況、終點(diǎn)、用戶(hù)等貨單信息均存在標簽中。射頻標簽設計堅實(shí)，耐惡劣氣候，耐沖擊，能在野戰條件下多次使用。手持式識讀裝置能夠“激活”射頻標簽，在90m距離范圍閱讀標簽上的信息內容，并以聲音輔助尋的，主要用于野戰集裝箱貨場(chǎng)的目標尋找。 2 運輸途中物資可見(jiàn)性系統 美軍在集裝箱或整裝卸車(chē)上安裝射頻標簽，在運輸起點(diǎn)、終點(diǎn)和各中途轉運站上配置固定或手持式識讀裝置和計算機系統，結合實(shí)時(shí)追蹤網(wǎng)絡(luò )系統，對在運物資進(jìn)行監控。該系統通過(guò)遍布38個(gè)國家的420個(gè)監控點(diǎn)，對包括軍事及商業(yè)用途的270000個(gè)集裝箱和重要貨物進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤。 3 單兵電子病歷卡 在2003年伊拉克戰爭期間，美國軍方大量使用了射頻身份識別技術(shù)，被縫入到袖口中的射頻標簽用于跟蹤受傷的士兵和平民的身份、狀況和位置。射頻標簽中的數據通過(guò)手持設備進(jìn)行讀取，識別病人，也允許醫生在標簽上添加、修改或創(chuàng )建新的治療記錄。 美國ScenPro公司開(kāi)發(fā)了在伊拉克的海軍第三艦隊醫院使用的整套TacMedCS系統，德州儀器公司（TI）提供了射頻標簽，其Tag-it采用工作頻率為13.56MHz的無(wú)源標簽。射頻識讀設備與袖口之間的識讀距離可達1.8m。 4 服裝發(fā)放裝置 以往美軍都是利用條形碼技術(shù)使服裝發(fā)放速度加快。即服裝公司將帶有電子條形碼的標簽系在作戰服上，發(fā)往征兵中心。在新兵試穿時(shí)，管理者用掃描器掃描標簽，將適合新兵穿用的作戰服大小、顏色、式樣等信息輸入計算機，計算機將信息傳到國防兵員保障中心，再由中心傳到服裝公司，用于制定生產(chǎn)計劃。而現在使用射頻識別技術(shù)，過(guò)去需要多步完成的程序可以一次完成，既節省了人力又提高了效率。 美軍RFID應用的技術(shù)特點(diǎn) 美軍使用的射頻識別系統十分注重實(shí)用性，即可在野戰條件下使用。從后勤保障供應鏈的角度，野戰條件相對平時(shí)固定營(yíng)房及作業(yè)場(chǎng)所而言，室外、野外操作較多，要求設備對溫度、濕度、陽(yáng)光、降水等自然環(huán)境條件有較強的適應性。由于野站環(huán)境各種裝備車(chē)輛集中，設備數量多，電纜布線(xiàn)不規則，可能會(huì )產(chǎn)生多種電磁干擾。野戰條件對射頻識別技術(shù)的要求是識別距離遠、抗干擾能力強、可靠性高、使用操作簡(jiǎn)便、可安裝在露天環(huán)境、拆裝方便，以及盡可能少的維護。 1 主動(dòng)式標簽 主動(dòng)式標簽的工作電源完全由內部電池供給，同時(shí)電池能量也部分轉換為標簽與識讀設備通信所需的射頻能量。主動(dòng)式標簽通常用于識別距離較遠（10～200m）的場(chǎng)合，典型工作頻率為433.92MHz、860～930MHz、2.45GHz及5.8GHz。 主動(dòng)式標簽的識別距離較遠，可靠性相對較高，成本也較高。從美軍使用情況看，主要用于大型集裝箱、車(chē)輛的身份識別。在集裝箱上使用主動(dòng)式標簽可以充分發(fā)揮遠距離識別的特點(diǎn)，減少開(kāi)箱清點(diǎn)工作量。 主動(dòng)式標簽的不足是電池壽命有限，只能維持2～5年。實(shí)踐證明，由于制造和使用上的差異，主動(dòng)式標簽電池的使用時(shí)間有較大離散性，給標簽的維護帶來(lái)麻煩，標簽數量越大，維護問(wèn)題越復雜。同時(shí)由于主動(dòng)式標簽帶有電池，通常體積較大，限制了應用領(lǐng)域。 2 標簽數據存儲容量 射頻識別標簽的存儲容量一般在2Kb以?xún)�，更多的存儲容量并沒(méi)有太大的意義。因此典型的標簽數據容量為128b、64b、1Kb和2Kb。 美軍要求在本土以外的集裝箱上安裝主動(dòng)式標簽，并寫(xiě)入貨單內容，是基于某些地域不便通過(guò)網(wǎng)絡(luò )交換數據的安全因素考慮。這種做法是將射頻標簽當作通信設備。美軍除集裝箱以外的所有射頻識別應用都是只在標簽上存放物品的軍隊唯一識別碼，相關(guān)信息是通過(guò)網(wǎng)絡(luò )得到的。 3 工作頻率 目前使用較多的幾種射頻標簽工作頻率分別是13.56MHz、433.92MHz、915MHz和2.45GHz。從美軍實(shí)際應用和發(fā)展情況看，13.56MHz主要用于無(wú)源近距離產(chǎn)品，距離在1m以?xún)�，典型應用為電子病歷、電子身份證、貨物托盤(pán)或小型包裝識別；433.92MHz目前主要在主動(dòng)式標簽上使用，此頻點(diǎn)除日本以外全球均可使用，符合美軍全球戰略要求，其有效距離在3～100m，典型應用為物流過(guò)程的集裝箱標簽、大型托盤(pán)標簽及安全封簽；915MHz主要在北美使用，多為被動(dòng)式標簽，距離在3～8m，是較為成功的產(chǎn)品，其典型應用為車(chē)輛識別、人員身份識別和倉儲物流外包裝。 從實(shí)際應用效果看，因為不同的頻率有不同的特性，單一頻率不可能適應全部應用。低頻標簽能耗低、穿透性強、無(wú)方向性，而UHF頻段數據傳輸快、距離遠。美軍在軍事物流中針對不同應用采用不同工作頻率的標簽，形成射頻標簽體系。 4 標簽安全性 美軍通過(guò)使用方式很好地解決了安全問(wèn)題，即只在標簽中存放物品序列號。其安全方面的合理性主要體現在：第一，標簽中的如序列號等數據在它沒(méi)有與數據庫進(jìn)行關(guān)聯(lián)之前，沒(méi)有值得利用的信息；第二，潛在的“敵人”不可能在3m之內近距離接近標簽以讀取標簽上的信息。 美軍RFID軍事應用的發(fā)展趨勢 1 主動(dòng)式標簽技術(shù)已成熟，被動(dòng)式標簽是發(fā)展方向 主動(dòng)式標簽的典型產(chǎn)品是SAVI公司研制的在集裝箱上使用的雙頻主動(dòng)式標簽，標簽以?xún)煞N不同的頻率接收識讀器及信標讀寫(xiě)器的信號。識讀器在100m半徑范圍感應是否有標簽存在；而信標讀寫(xiě)器識別讀取標簽中信息。為延長(cháng)標簽的使用時(shí)間，標簽中的電源可由信標讀寫(xiě)器在標簽經(jīng)過(guò)時(shí)啟動(dòng)，傳送結束后標簽進(jìn)入省電模式。 但主動(dòng)式標簽體積大、造價(jià)高、電池需要維護，不適合在小型包裝及單品上使用的缺點(diǎn)也促使被動(dòng)式標簽迅速發(fā)展。美軍已經(jīng)明確要大力發(fā)展造價(jià)低廉、最小識別距離3m的UHF頻段860～930MHz被動(dòng)式標簽，并確定了在各種后勤裝備物資上實(shí)施的時(shí)間表。 2 雙頻、多頻標簽和識讀裝置出現 實(shí)際工作中對標簽的要求是在較大的噪聲環(huán)境中也能穩定的工作，即具有較強的抗干擾能力。采用多種頻率是解決這個(gè)問(wèn)題的方法之一。目前已經(jīng)出現能夠接收、發(fā)送兩種頻率的射頻識別標簽。使用工作于低頻13.56MHz和超高頻860～930MHz的標簽可以較好地提高識讀距離，并解決電磁波經(jīng)過(guò)液體和金屬被吸收的問(wèn)題。 3 提高多目標識別率 從理論上，射頻識別可以實(shí)現多目標同時(shí)識別，但在美軍實(shí)際使用中，同時(shí)識讀多個(gè)標簽的應用并不多。因為雖然識讀器采用了“防沖突算法”，但在目前技術(shù)條件下，對整包或整箱物品進(jìn)行掃描需要大約30～60s。這個(gè)時(shí)間顯然還不能滿(mǎn)足實(shí)際應用的需求。即使是這樣，精度仍達不到100%。就是說(shuō)，當用識讀器掃描多個(gè)物品時(shí)，可能會(huì )有幾個(gè)被漏掉。附近打開(kāi)大功率或帶電感電器設備時(shí)，可能會(huì )因其發(fā)出的電波影響而出現錯誤。目前一個(gè)識讀器的識別率只能做到85%，兩個(gè)識讀器的識讀率可達到98%。如要進(jìn)一步提高識別率，可能需要增加標簽中天線(xiàn)尺寸，但這樣標簽尺寸就會(huì )相應增加，成本也會(huì )更高。 |
