1.WSN無線傳感網(wǎng)分級RFID物流跟蹤
目前，我國許多物流企業(yè)采用了監(jiān)測控制系統(tǒng)，但其監(jiān)測僅局限于對運輸車輛狀態(tài)進(jìn)行跟蹤、管理，而對分散的監(jiān)控點之間的物品不能實現(xiàn)實時監(jiān)控，使得生產(chǎn)廠商和供應(yīng)商不能及時掌握物品信息。除此以外，物流過程中還缺少有效的產(chǎn)品身份證制度，一旦產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)問題，很難追本溯源，從而嚴(yán)重影響了物流系統(tǒng)的進(jìn)一步健康發(fā)展。
隨著需求的升級，美、歐等國家和地區(qū)已經(jīng)開始對物品實施全程監(jiān)管、實時控制，實時掌握物流過程（包括運輸、倉儲、裝卸搬運、包裝、配送等）中產(chǎn)品的品質(zhì)、標(biāo)識、位置等信息已經(jīng)成為現(xiàn)代物流管理系統(tǒng)的新要求。
基于WSN和分級RFID融合的物流跟蹤監(jiān)控系統(tǒng)，綜合了無線傳感網(wǎng)和RFID的技術(shù)特點，不僅能夠?qū)崟r地對物流過程中產(chǎn)品的品質(zhì)、標(biāo)識和位置等信息進(jìn)行監(jiān)控，而且還能夠顯著提高倉儲和配送的效率和準(zhǔn)確性，因此該系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用前景。
2.基于WSN和分級RFID技術(shù)融合的物流跟蹤監(jiān)控系統(tǒng)
（1）系統(tǒng)構(gòu)成
基于WSN和分級RFID技術(shù)融合的物流跟蹤監(jiān)控系統(tǒng)主要由三部分組成，分別是無線數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)，由無線GPRS和有線Internet組成的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)及遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。其中，無線數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)由具有RFID閱讀功能的傳感器節(jié)點和無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點自組織形成。
在該系統(tǒng)中，無線數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)在配送中心、送貨車箱等應(yīng)用場景下，對產(chǎn)品的環(huán)境參數(shù)、品質(zhì)特征、產(chǎn)品標(biāo)識等信息進(jìn)行采集，由網(wǎng)關(guān)節(jié)點負(fù)責(zé)讀取匯聚節(jié)點收集到的信息，在必要時讀取RFID標(biāo)簽信息，并通過傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給控制中心的中心服務(wù)器；中心服務(wù)器負(fù)責(zé)對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、分析和處理，將處理后的數(shù)據(jù)存儲到在線數(shù)據(jù)庫中，以供用戶通過Internet或者GPRS網(wǎng)絡(luò)對相關(guān)的信息進(jìn)行查詢和控制。
整個數(shù)據(jù)采集過程采用被動式與主動式相結(jié)合的方式。在正常狀態(tài)下。網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點都處于被動工作方式，即只有接到網(wǎng)關(guān)節(jié)點詢問消息時才返回節(jié)點的狀態(tài)信息；而當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中任意一個節(jié)點一旦檢測到環(huán)境參數(shù)異常或者產(chǎn)品品質(zhì)出現(xiàn)問題時，該節(jié)點立即轉(zhuǎn)換為主動工作方式，向網(wǎng)關(guān)節(jié)點主動發(fā)出報警和定位信息，網(wǎng)關(guān)節(jié)點再將信息發(fā)送給中心服務(wù)器，通知相關(guān)人員對異常情況進(jìn)行適當(dāng)處理。
（2）節(jié)點設(shè)計
具有RFID閱讀功能的傳感器節(jié)點設(shè)備由數(shù)據(jù)采集單元、處理與控制單元、WSN無線通信單元、RFID無線通信單元、供電單元等部分組成，具備感知、無線通信和處理信息的功能。其中，數(shù)據(jù)采集單元由傳感器陣列和模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置構(gòu)成，它負(fù)責(zé)將感知到的溫度、濕度、氣體、光照強(qiáng)度、氣味等信息轉(zhuǎn)換為模擬信號，然后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸入處理與控制單元中。處理與控制單元由應(yīng)用、存儲器和CPU構(gòu)成，它負(fù)責(zé)對監(jiān)測到的環(huán)境參數(shù)等信息進(jìn)行本地比較，如果發(fā)現(xiàn)有異常則主動觸發(fā)WSN無線通信模塊，向網(wǎng)關(guān)節(jié)點發(fā)送物品品質(zhì)、環(huán)境參數(shù)異常的報警信息。此外，處理與控制單元還要負(fù)責(zé)發(fā)送讀取控制信號給RFID讀卡器，以讀取RFID信息。供電單元為傳感器節(jié)點提供運行所需要的能量，通常采用微型電池。
（3）分級RFID標(biāo)簽
RFID標(biāo)簽根據(jù)所采用的工作頻率不同而具有不同的識別距離。分級RFID標(biāo)簽是指將具有不同識別距離的RFID標(biāo)簽分成不同的等級，每一級標(biāo)簽分別完成不同的功能。在本系統(tǒng)中，采用了兩級RFID標(biāo)簽，第一級RFID標(biāo)簽為環(huán)境監(jiān)測級RFID標(biāo)簽，第二級RFID標(biāo)簽為貨物配送級RFID標(biāo)簽。
第一級RFID標(biāo)簽是固定在貨箱內(nèi)的識別范圍較小的低頻RFID標(biāo)簽。當(dāng)產(chǎn)品品質(zhì)或者周圍環(huán)境參數(shù)發(fā)生變化時，它通過處理與控制單元發(fā)送讀取控制信號給RFID讀卡器，以讀取天線輻射近場區(qū)內(nèi)（最大識別距離為10～180cm）的貨箱標(biāo)簽信息。這樣，倉庫管理員通過具有RFID閱讀功能的倉儲手持終端可以快速、方便地定位到相應(yīng)的貨箱。因此，第一級RFID標(biāo)簽也稱環(huán)境監(jiān)測級RFID標(biāo)簽。
第二級RFID標(biāo)簽是貼在貨箱上的識別范圍較大的標(biāo)簽。當(dāng)貨箱通過配送中心的出入口處的網(wǎng)關(guān)設(shè)備時，進(jìn)行遠(yuǎn)距離（最大識別距離可達(dá)10m以上）非接觸式掃描。入庫時，貨物的各類信息被寫入貨箱所貼RFID標(biāo)簽內(nèi)；出庫時，出庫口的讀卡器讀出出庫貨物信息，裝貨完畢后自動生成配送單，并將其發(fā)送給配送手持終端；貨物出庫裝車完畢后，配送手持終端跟隨運輸車輛，在運輸?shù)倪^程中可以讀取貨箱RFID標(biāo)簽的信息以便驗證貨物的準(zhǔn)確性，在中間站卸貨時，可由配送手持終端根據(jù)貨物列表方便、快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行分揀核對。第二級RFID標(biāo)簽提高了倉儲、配送的智能化管理水平，也稱貨物配送級RFID標(biāo)簽。兩級RFID標(biāo)簽共同配合，構(gòu)成了該系統(tǒng)中的RFID無線通信部分。
3.基于WSN和分級RFID技術(shù)融合的物流跟蹤監(jiān)控系統(tǒng)分析
基于WSN和分級RFID技術(shù)融合的物流跟蹤監(jiān)控系統(tǒng)不僅繼承了RFID簡單、快捷、自動識別目標(biāo)的特性，還繼承了無線傳感網(wǎng)主動感知與通信的功能。該系統(tǒng)的特征主要體現(xiàn)在以下幾方面。
（1）實現(xiàn)了物品品質(zhì)、環(huán)境變化的實時監(jiān)測與定位
在物流動態(tài)過程中，產(chǎn)品的理化特性可能會發(fā)生變化，表現(xiàn)在或者產(chǎn)生腐敗變質(zhì)的異味和熱量等變化，利用集成在傳感器節(jié)點設(shè)備上的氣敏傳感器、溫濕度傳感器陣列可以采集到感知域內(nèi)的C2H4、C2H5OH等氣體的含量，以及溫度、濕度等環(huán)境信息。結(jié)合第一級RFID標(biāo)簽，系統(tǒng)可以實現(xiàn)產(chǎn)品品質(zhì)、環(huán)境參數(shù)的實時監(jiān)測和異常產(chǎn)品的準(zhǔn)確定位，防止異常情況的進(jìn)一步發(fā)展。同時，對出現(xiàn)產(chǎn)品品質(zhì)問題的物品還能夠跟蹤其來源，防止再次發(fā)生此類情況。因此，本系統(tǒng)不僅可以覆蓋更大的監(jiān)控范圍，而且可以提供更深入的信息感知能力。
（2）顯著提高了物流過程中倉儲及配送的智能化管理水平
采用第二級貨物配送級RFID標(biāo)簽，在倉儲或者運輸車輛環(huán)境中，利用識別距離較大的RFID標(biāo)簽，可大大提高倉儲和配送的效率和準(zhǔn)確性，有效降低物流過程的周期和成本。
（3）網(wǎng)絡(luò)的靈活性強(qiáng)
由于節(jié)點不需要任何配置就可以自行工作，所以本系統(tǒng)可以自動與網(wǎng)絡(luò)運行過程中加入進(jìn)來的新節(jié)點設(shè)備進(jìn)行通信，并且當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點因失去電力等原因而失效、死亡時，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將會自動重新組合，不會影響網(wǎng)絡(luò)的正常運行。
將無線傳感網(wǎng)與RFID技術(shù)進(jìn)行融合是現(xiàn)代物流信息管理技術(shù)的一個重要發(fā)展趨勢。目前，對于兩者的融合，國內(nèi)外都處于研究探索階段。
