射频识别技术在军事物流领域的应用

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第48卷第9期 2008年9月 国讥技 Telecommunication Engineering Vo1.48 No.9 Sep.2008 文章编号:1001—893X(2008)09—0ll9—04 

射频识别技术在军事物流领域的应用 

马 勇 ,朱 宏 ,杨云志2,李元忠 (1.四川新源现代智能科技有限公司,成都610041;2.中国西南电子技术研究所,成都610036) 摘要:简要介绍了RFID技术原理、军事物流可视化管理系统的组成及其关键设备,描述了RFID 技术在美国军事物流中的应用,通过应用实例展望了我国军事物流可视化管理系统的发展。 关键词:军事物流;射频识别;通信网络;管理中心 中图分类号:TN911;E257 文献标识码:A 

Application of RFID Technology in Military Logistics Field MA ,ZHU Hong ,YANG Yun—zhi ,LI Yuan—zhong (1.Sichuan Neosource Intel—Tech Co.,Ltd.,Chengdu 610041,China; 2.Southwest China Institute of Electronic Technology,Chengdu 6 1 0036,China) Abstract:This paper introduces the principle of RFID technology,the construction and key device for mili— tary logistics visualized management system.It briefly describes the application of RFID in US Military Lo— gistics.Meanwhile it prospects the development of domestic military logistics visualized management sys— tern. Key words:military logistics;RFID;communication network;management center 

l RFID技术基本原理 射频识别(RFID)技术是利用射频信号,完成对 目标对象信息的采集和自动识别。RFID应用系统 的工作频率从低频、高频、超高频到微波。美军采用 超高频(902~928 MHz)的RFID系统。高频RFID 系统读写距离近(≤0.1 m)、价格低;超高频RFID 系统读写距离远(≥10 m)、价格较高。2006年,我 国信息产业部发布,RFID系统应用超高频频段为 800/900 MHz。本文所述军事物流可视化管理系统 嗨同时使用高频和超高频RFID系统。 军事物流可视化管理系统中的RFID系统,由 无源电子标签(简称“标签”)、天线、读写器、智能控 制器等设备组成,“标签”安装在军事物资上,如图1 所示,可分为固定站、移动站以及手持式读写装置。 固定站安装在军事物资必经的军用仓库、车站、码 头、机场及军用物资集散地的卡口;移动站安装在移 动车辆上,游动在军事物资的运输途中。平时,以固 定站为主;战时,增配移动站的数量。 电子标签 , 甾 天线 谖写器 智能控制器 图1 RFID系统组成图 读写器通过天线,发射已调射频信号(称为“询 问信号”);当“标签”随载体,进入读写器和天线的 作用范围时,它收到“询问信号”,同时将其存储的 相关数据信息(ID号)调制到射频信号上,经其天线 返回读写器,此信号称为“应答信号”;读写器经天 线接收到“标签”返回的“应答信号”,经解调和解码 后,送给智能控制器;智能控制器解调出相关信息 (ID号),同时叠加上RFID系统的地点及“标签”通 

收稿日期:2008—04—07;修回日期:2008—07—30 ・1 19・

 维普资讯 http://www.cqvip.com 第48卷第9期 2008年9月 国讥技 Telecommunication Engineering V0l_48 No.9 Sep.2008 过的时间等,并通过通信网络,传到信息管理中心。 图2为各种RFID“标签”和读写器的外形图。 

(B)各种电子标签 (b)读写器 (c)一体化读写器 图2 RFID电子标签和读写器外形图 

2军事物流可视化管理系统 2.1 军事物流可视化管理系统组成 军事物流可视化管理系统是RFID、计算机和通 信网络技术的综合应用平台,它由RFID分系统、仓 库管理系统、GPS定位设备和信息管理中心等组成, 如图3所示。 

翠…‘ 图… =二二二二二]lI—— 理中 L- l斟 l 憷 /, 空基通信网 、 \旺 星、WAN、GPRS/CDMA、Zigbee、WiFi)/ 1¨ 管理lIIl管理 :1分系统I I中心l l lj中心N…『 [兰三三 4 RFID l l手持 :l固定站1I睦写器

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…一…一 Fl_D 奄 图3军事物流可视化管理系统组成框图 RFID分系统的最关键的设备是“标签”和读写 装置。军事物资的品种繁多、需求量大,其材料、体 积和形状各不相同,必须配置不同类型的“标签”, 包括高频和超高频“标签”;为节省成本,一般的军 需物资(如军服、军鞋等)只粘贴条形码。读写器一 般采用进口产品,国内生产并投入使用的小型化、近 距离、手持式高频读写装置,是将高频RFID读写模 块、手持式电脑(PDA)集成于一体,并在PDA中嵌 入CDMA通信卡,称之为“HF—RFID—PDA—CD— MA”;正在开发的小型化、远距离、超高频读写装置, 是将超高频RFID读写模块和移动通信(GSM)手机 集成于一体,称之为“UHF—RFID—PDA—GPRS”。 2.2信息管理中心 在信息管理中心的各种计算机,包括视频服务 器、服务器、系统管理工作站、电子地图(GIS)工作 ・120. 站、电子标签管理工作站、通信工作站和监控计算机 等,用来完成对军事物资信息的管理。通信工作站 对RFID分系统采集到的数据信息进行传输,同时 向现场智能控制器下达控制指令。授权用户可以通 过计算机和通信网络,通过授权密码拨号上网(通 信网),查询管理中心服务器所存储的数据信息。 2.3通信网络 通信网络包括远程通信和近程通信网络。远程 通信包括卫星通信网络、广域通信网。卫星通信网 络包括通信卫星和卫星通信地面站,它完成数百至 数千公里甚至洲际的通信;广域通信网可以选用专 用网或公众网,公众网如GSM、CDMA、GPRS、WCD— MA、TD—SCDMA等,完成数公里至数千公里的通 信;近程通信选用有线局域网或无线网络如ZigBee、 WiFi、蓝牙、WiMax等,完成数十米至数百米的短程 接入通信。 通过通信网络和通信工作站,可以实现信息管 理中心与军用仓库、RFID分系统的各站点之间的数 据和图像信息交换;不需开箱就能查询集装箱、托盘 或包装箱内的物资的详细信息。 2.4“标签”管理系统 通过仓库的“标签”管理系统,能够将军事物资 的相关信息(包括物资品种、型号、厂商、生产日期、 出入库时间、放置位置等)“数字化”,并将其中部分 信息与“标签”的ID号,存人“标签”管理系统和管 理中心的数据库(称为“静态数据信息”库);利用防 拆和加密技术以及ID号的唯一性,实现“标签”与 重要军用物资唯一对应的关系。 通过仓库的“标签”管理系统和安装在军事物 资上的“标签”,对军事物资的入库、出库,以及“标 签”的发放、安装、验证、更换、挂失、报废、回收和注 销等“全生命”过程进行管理;可以查询、统计、打印 仓库内物资的相关信息,包括物资的品名、数量、主 要性能、厂商、出厂时间、入库(出库)时间、“标签” 的ID号等等。 军用物资信息的“数字化”以及“标签”与重要 军用物资唯一对应关系,是军事物流可视化管理系 统的基础;“标签”管理系统及其软件,实现对军事 物资的“全生命”过程管理。 2.5仓库物资的坐标定位 在仓库的地面和货架上安装“标签”,构成坐标 

矩阵(称为“定位标签”)。利用安装在小型装卸车 维普资讯 http://www.cqvip.com 第48卷第9期 2008年9月 国讥技 Telecommunication Engineering Vo1.48 No.9 Sep.2008 上的RFID移动站,能够采集到军事物资的“标签” 和“定位标签”的信息,从而确定军事物资的坐标位 置和相关信息。 

3 射频识别技术在美军物流系统中的应用 美国国防部通过军事物流可视化管理系统 (Military Logistics Visibility Management System),可 以掌握和控制全部军事物流的信息,连续或离散地 监视相应的“装备流”、“物资流”和“人员流”的动 态情况,包括当前所在地点、输送目的地及流向,实 现可视化管理;也可以根据战场态势的变化及作战 命令,及时执行军事物流的调拨、运输和转移,改变 军事物流输送目的地及流向,使军事物资供应更能 适应各级指挥员的作战意图,从而大大地提高后勤 保障效率,实现由“储备式后勤”向“配送式后勤”过 渡。 美国国防部借助射频识别技术,实现军事物资 供应链可视化,建立了全球最大的RFID及其通信 网络,分布在30多个国家机场、海港和铁路的终端 近1 500个节点,每天监控数千个货柜和集装箱。 该网络使美国军方能够追踪货物运输,包括军事装 备、军需物资及其流向(运输)的自动识别和监管, 有效地保证军事物资的安全。 美国军需供应局每年负责处理4 600万种军事 物资,货物运输次数达8 700万次。美国国防部军 需供应局仓库中的96%以上的货物都贴上了RFID 电子标签。采用RFID技术后,军事物流管理成本 明显下降,从1992年的35%下降到2005年的 15.5%;据军需供应局统计,采用RFID技术后的效 果非常明显,第二次伊拉克战争,军事物流迅速准 确,没有差错,一改第一次伊拉克战争军事物资装备 供应的混乱状态;为发动第二次伊拉克战争所需的 海运量由此减少了87%,空运量减少了88.6%,战 役物资储备量减少了75%,从而为国防部节省了数 十亿美元的开支。 除了美军外,其它很多国家的军队也开始在军 事物流中推广使用RFID技术。以色列陆军与美国 萨维公司合作已完成一系列射频识别技术的评估, 从2006年开始使用由萨维公司开发的RFID技术, 使以军成为继美军之后第二个采用该技术管理后勤 供应的军队;英军已经在集装箱和托盘上进行RFID 技术应用的试点;法军在库存的紧急救生设备上都 安装了RFID“标签”;我国2004年12月1日起更换 的全军军车号牌中采用了RFID防伪措施,对遏制 假冒军车号牌、加大检监督力度,提供了可靠的技术 手段。 

4应用实例 4.1军车号牌防伪 如前所述,全军军车号牌中采用了RFID防伪 措施,以遏制假冒军车号牌。如果采用本文所述的 包括高频/超高频“标签”、手持式高频超高频读写 装置,以及系统软件,军车的防伪效果会更好,查验 效率更高。 4.2军事单位RFID门禁系统 在北方某军事学院的进出门口,设置有RFID 门禁系统,在军事学院所属的车辆上安装有“标 签”。当车辆进出门口时,RFID门禁系统自动识别 它们,将其通过信息(如车牌号、通过时间、门号等) 存人管理中心备查,并对它们自动放行(拦杆抬起, 绿灯亮)。未安“标签”的外来车辆通过RFID门禁 系统时,系统对它们自动拦截(发出报警声,拦杆关 闭,红灯亮)。该系统已成功运行4年以上。 4.3军事仓库RFID管理系统 在南方某军事仓库,设置有RFID门禁系统和 仓库RFID管理系统,分别实现对进出的车辆和军 事装备进行自动识别和管理,以及对仓库内的军事 物资以及人员进行自动识别和权限管理。该系统已 成功运行2年以上。 如果军事物流可视化管理系统建成,值勤军人 用手持式读写装置,识别军事装备(或车辆、集装 箱)上的“标签”,不用开箱和拆封,就能采集到“标 签”的识别地址(ID)号,通过通信网络和军事物流 管理中心,马上可以查到这些物资的相关信息,从而 判断它们离港的手续是否有效,决定对其“放行”, 还是“拦截”,同时可以在信息管理中心的显示屏和 电子地图上显示,实现可视化管理。