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北京昆侖海岸傳感技術有限公司 侯誌剛
概 要：為滿足現代冷鏈儲運過程中貨物的溫度管理要求，本文敘述了采用半有源RFID溫度標簽實現貨物儲運的全程溫度記錄，實現對貨物運輸溫度的可追溯性；采用有源RFID溫度標簽實現車輛運輸過程中的貨物溫度的實時監控，最大限度的降低因溫度因素造成的貨物損失。
關鍵詞：射頻識別、有源溫度標簽、半有源溫度標簽、可追溯性、實時測溫
Abstract：In order to satisfy the modern cold chain storage and transportation of goods in the thermal management requirements, the paper describes the full temperature records, storage and transportation of goods using semi-active RFID temperature tags to achieve traceability of goods transport temperature; use of active RFIDthe temperature labels to achieve real-time monitoring of the temperature of goods in the vehicle during transport to reduce the loss of goods due to the temperature factor.
Keywords: RFID, active temperature tags, semi-active temperature tags, traceability, real-time temperature measuring
引言
冷鏈運輸是指在運輸全過程中，無論是裝卸搬運、變更運輸方式、更換包裝設備等環節，都使所運輸貨物始終保持一定溫度的運輸。冷鏈運輸方式可以是公路運輸、水路運輸、鐵路運輸、航空運輸，也可以是多種運輸方式組成的綜合運輸方式。冷鏈運輸是冷鏈物流的一個重要環節。冷鏈運輸的對象主要有：醫藥品如：疫苗、血液製品；保鮮食品如：速凍食品、肉類等、冷飲，蔬菜、水果、水產品等。
RFID標簽根據其能量獲取方式，可以分為三類：diyileishiwuyuanbiaoqian，biaoqianjinrucichanghou，jieshoudukaqifachudeshepinxinhao，pingjieganyingdianliusuohuodedenengliangfasongchucunchuzaixinpianzhongdechanpinxinxi，zheleibiaoqiantongchangjuyoushuzibiaoshiheyouxiandejigecunchudanyuan，shuyubeidongbiaoqian；第di二er類lei是shi半ban有you源yuan標biao簽qian，這zhe類lei標biao簽qian的de射she頻pin電dian路lu同tong樣yang借jie助zhu於yu感gan應ying電dian流liu來lai提ti供gong能neng量liang，其qi它ta部bu分fen電dian路lu則ze是shi靠kao內nei置zhi的de電dian池chi提ti供gong能neng量liang，因yin此ci也ye屬shu於yu被bei動dong標biao簽qian的de一yi種zhong；第三類是有源標簽，這類標簽的內置電池為整個電路提供能量，主動將數據發送給接收設備，屬於主動標簽；後兩類標簽在除了具備數字標識外，還具有其它的關鍵信息，例如溫度信息，並且該信息的存儲量比較大。
RFID溫(wen)度(du)標(biao)簽(qian)將(jiang)數(shu)字(zi)標(biao)識(shi)與(yu)溫(wen)度(du)測(ce)量(liang)緊(jin)密(mi)結(jie)合(he)在(zai)一(yi)起(qi)的(de)一(yi)種(zhong)標(biao)簽(qian)，在(zai)通(tong)過(guo)數(shu)字(zi)標(biao)識(shi)完(wan)成(cheng)物(wu)資(zi)身(shen)份(fen)識(shi)別(bie)的(de)同(tong)時(shi)又(you)對(dui)其(qi)所(suo)處(chu)的(de)環(huan)境(jing)進(jin)行(xing)測(ce)量(liang)和(he)記(ji)錄(lu)。本(ben)文(wen)就(jiu)RFID溫度標簽在現代冷鏈運輸領域做了一些深入的探討。
1 冷鏈運輸的現狀介紹
美國、日本及西歐國家的食品冷鏈運輸率達80%～90%，東歐國家約50%，而我國隻有10%左右。據了解，去年我國因丟棄腐爛食品造成的浪費達到700億元人民幣，占食品生產總值的20%zhiduo。zhezhonglangfeizhuyaoshiyouyuqueshaolenglianyunshutixi，daozhiyixieshipinzaiyunshuguochengzhongyinwufachangqibaoxianbeidiuqizaochengde。duiyuyaopineryan，wendupianlijiangdaozhiyaopinzhiliangdeliehua，shenzhifashengduxingbianyi；多肽、蛋白類藥品凍結會使效價降低，影響療效，疫苗凍結活性喪失，甚至產生有害毒素。
對(dui)於(yu)冷(leng)鏈(lian)運(yun)輸(shu)我(wo)們(men)必(bi)須(xu)掌(zhang)握(wo)其(qi)溫(wen)度(du)情(qing)況(kuang)，傳(chuan)統(tong)的(de)監(jian)控(kong)方(fang)式(shi)則(ze)是(shi)采(cai)用(yong)溫(wen)度(du)記(ji)錄(lu)儀(yi)來(lai)測(ce)量(liang)並(bing)記(ji)錄(lu)整(zheng)個(ge)的(de)車(che)廂(xiang)的(de)溫(wen)度(du)，即(ji)每(mei)台(tai)運(yun)輸(shu)車(che)輛(liang)放(fang)一(yi)台(tai)或(huo)者(zhe)多(duo)台(tai)溫(wen)度(du)記(ji)錄(lu)儀(yi)來(lai)測(ce)量(liang)並(bing)記(ji)錄(lu)運(yun)輸(shu)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)溫(wen)度(du)，當(dang)貨(huo)物(wu)達(da)到(dao)運(yun)輸(shu)目(mu)的(de)地(di)後(hou)，將(jiang)溫(wen)度(du)記(ji)錄(lu)儀(yi)與(yu)電(dian)腦(nao)通(tong)過(guo)有(you)線(xian)連(lian)接(jie)的(de)方(fang)式(shi)將(jiang)數(shu)據(ju)導(dao)入(ru)計(ji)算(suan)機(ji)，再(zai)進(jin)行(xing)數(shu)據(ju)統(tong)計(ji)與(yu)分(fen)析(xi)，例(li)如(ru)找(zhao)出(chu)最(zui)大(da)值(zhi)、最小值以及曲線趨勢等。傳統的溫度記錄儀有價格昂貴、體積龐大、無法對單個箱體進行測溫、無法自動識別產品信息以及需要有線連接和人工幹預才能導出數據等缺點，無法滿足現代冷鏈運輸行業溫度監控的要求。
除了溫度外，冷鏈運輸行業還麵臨一個責任區分問題，有一位冷鏈運輸的負責人曾經發出這樣的感慨“我wo們men企qi業ye的de冷leng藏zang運yun輸shu和he冷leng藏zang庫ku都dou按an照zhao食shi品pin達da標biao溫wen度du控kong製zhi，但dan從cong供gong應ying商shang那na裏li接jie貨huo的de時shi候hou，經jing常chang發fa現xian供gong應ying商shang沒mei有you把ba貨huo物wu按an照zhao相xiang應ying的de溫wen度du來lai操cao作zuo，遇yu到dao這zhe個ge情qing況kuang，我wo們men會hui把ba貨huo物wu重zhong新xin冷leng凍dong，然ran後hou運yun輸shu到dao各ge個ge門men店dian，但dan一yi旦dan在zai門men店dian出chu現xian問wen題ti，客ke戶hu就jiu把ba責ze任ren轉zhuan嫁jia到dao我wo們men頭tou上shang。”而(er)另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)，對(dui)於(yu)一(yi)些(xie)責(ze)任(ren)心(xin)不(bu)強(qiang)的(de)企(qi)業(ye)，為(wei)了(le)節(jie)省(sheng)費(fei)用(yong)，在(zai)客(ke)戶(hu)裝(zhuang)入(ru)貨(huo)物(wu)的(de)時(shi)候(hou)打(da)開(kai)冷(leng)機(ji)，運(yun)輸(shu)過(guo)程(cheng)中(zhong)覺(jiao)的(de)差(cha)不(bu)多(duo)了(le)則(ze)就(jiu)關(guan)掉(diao)製(zhi)冷(leng)設(she)備(bei)，快(kuai)到(dao)目(mu)的(de)地(di)時(shi)再(zai)打(da)開(kai)冷(leng)機(ji)，不(bu)能(neng)做(zuo)到(dao)全(quan)程(cheng)開(kai)機(ji)，當(dang)貨(huo)物(wu)交(jiao)付(fu)時(shi)，貨(huo)物(wu)雖(sui)然(ran)表(biao)麵(mian)凍(dong)的(de)不(bu)錯(cuo)，實(shi)際(ji)上(shang)已(yi)經(jing)變(bian)質(zhi)了(le)。所(suo)以(yi)責(ze)任(ren)區(qu)分(fen)問(wen)題(ti)也(ye)是(shi)一(yi)個(ge)急(ji)需(xu)解(jie)決(jue)的(de)一(yi)個(ge)問(wen)題(ti)，即(ji)當(dang)產(chan)品(pin)到(dao)達(da)接(jie)收(shou)方(fang)出(chu)現(xian)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)不(bu)符(fu)合(he)要(yao)求(qiu)時(shi)，必(bi)須(xu)判(pan)斷(duan)出(chu)是(shi)否(fou)是(shi)由(you)於(yu)貨(huo)物(wu)運(yun)輸(shu)溫(wen)度(du)不(bu)符(fu)合(he)要(yao)求(qiu)導(dao)致(zhi)的(de)。正(zheng)是(shi)出(chu)於(yu)這(zhe)樣(yang)的(de)擔(dan)心(xin)，目(mu)前(qian)國(guo)內(nei)一(yi)些(xie)大(da)的(de)醫(yi)藥(yao)公(gong)司(si)，寧(ning)可(ke)花(hua)大(da)價(jia)錢(qian)高(gao)成(cheng)本(ben)來(lai)自(zi)建(jian)物(wu)流(liu)也(ye)不(bu)願(yuan)意(yi)采(cai)用(yong)第(di)三(san)方(fang)的(de)冷(leng)鏈(lian)運(yun)輸(shu)企(qi)業(ye)，顯(xian)然(ran)這(zhe)樣(yang)做(zuo)付(fu)出(chu)的(de)成(cheng)本(ben)是(shi)昂(ang)貴(gui)的(de)。
2 溫度標簽在冷鏈運輸過程中的應用
RFID作為一種新興的自動非接觸性識別技術在國內外已經得到了迅速的發展[1],將RFID技術引入物流應用領域的研究成為熱點[2]。設計開發基於RFID技術的煙草物流分揀係統，實現了煙品自動化分揀作業[3]；基於汽車製造企業物流跟蹤係統的需求分析，提出了基於RFID的物流跟蹤管理係統[4];等一係列應用，以上應用僅僅是把RFIDzuoweiyizhongbiaoshi，yonglaishibiechanpin，erduiyuxiandailenglianyunshuxingye，budanyaoguanxinqichanpindebiaoshi，gengguanxinyuzhixiangguandewenduzhi。erwendubiaoqianyintongshijubeishuzibiaoshihewenduxinxi，keyimanzulenglianyunshuwendujiankongdeyaoqiu。
2.1可用於事後追溯的半有源RFID溫度標簽
banyouyuanwendubiaoqiantongguoneizhidianchiweiwenducaijihecunchutigongnengliang，keduliwanchengwendudecaijihecunchu，dangjinrudaodukaqideyouxiaoshibiefanweinei，tongguodukaqidejililaihuoqunengliangcongerwanchengshujujiaohuan，zhezhongwendubiaoqianjuyoujididexiaohaodianliu。
半有源的溫度標簽主要有兩種類型分別是符合ISO/IEC 15693標準的高頻溫度標簽【如圖2所示】和符合 ISO/IEC 18000標(biao)準(zhun)的(de)超(chao)高(gao)頻(pin)溫(wen)度(du)標(biao)簽(qian)。二(er)者(zhe)主(zhu)要(yao)的(de)區(qu)別(bie)體(ti)現(xian)在(zai)穿(chuan)透(tou)力(li)和(he)識(shi)別(bie)距(ju)離(li)上(shang)，高(gao)頻(pin)溫(wen)度(du)標(biao)簽(qian)的(de)穿(chuan)透(tou)力(li)較(jiao)強(qiang)，適(shi)用(yong)於(yu)範(fan)圍(wei)比(bi)較(jiao)廣(guang)泛(fan)，可(ke)同(tong)時(shi)適(shi)用(yong)於(yu)液(ye)態(tai)貨(huo)物(wu)(如血液製品)和固態貨物(如速凍食品)的運輸，其缺點是識別距離比較短，即便是借助於大功率的讀卡器其有效識別的距離也通常保持在1米範圍之內，【如圖3所示】而對於超高頻的標簽來說，其識別的距離大大增加，但其穿透性又弱於高頻標簽。
半有源溫度標簽的使用流程如下：在(zai)產(chan)品(pin)出(chu)庫(ku)時(shi)，根(gen)據(ju)貨(huo)物(wu)運(yun)輸(shu)的(de)需(xu)要(yao)，將(jiang)溫(wen)度(du)標(biao)簽(qian)設(she)置(zhi)好(hao)溫(wen)度(du)標(biao)簽(qian)的(de)啟(qi)動(dong)時(shi)間(jian)和(he)采(cai)集(ji)間(jian)隔(ge)周(zhou)期(qi)，將(jiang)溫(wen)度(du)標(biao)簽(qian)放(fang)到(dao)貨(huo)物(wu)運(yun)輸(shu)箱(xiang)內(nei)交(jiao)付(fu)貨(huo)運(yun)方(fang)；貨物出庫完畢，溫度標簽在達到的指定的時間後，會自動啟動溫度記錄功能，以預設的采集周期不間斷的記錄環境溫度值；在貨物中轉過程中，通過手持終端讀取貨箱RFID標簽的信息和溫度，以保證貨物的有效性；在產品的入庫，可由手持終端或者大功率固定式讀卡器根據RFID標簽信息方便、快速、準(zhun)確(que)的(de)分(fen)揀(jian)貨(huo)物(wu)的(de)同(tong)時(shi)驗(yan)證(zheng)其(qi)溫(wen)度(du)是(shi)否(fou)符(fu)合(he)其(qi)存(cun)儲(chu)溫(wen)度(du)，直(zhi)接(jie)拒(ju)收(shou)不(bu)合(he)格(ge)產(chan)品(pin)，滿(man)足(zu)存(cun)儲(chu)溫(wen)度(du)要(yao)求(qiu)的(de)貨(huo)物(wu)在(zai)入(ru)庫(ku)的(de)同(tong)時(shi)，會(hui)把(ba)溫(wen)度(du)數(shu)據(ju)同(tong)步(bu)導(dao)入(ru)數(shu)據(ju)庫(ku)，整(zheng)個(ge)物(wu)流(liu)過(guo)程(cheng)中(zhong)實(shi)現(xian)了(le)全(quan)程(cheng)的(de)溫(wen)度(du)記(ji)錄(lu)，確(que)保(bao)了(le)產(chan)品(pin)品(pin)質(zhi)。
 2.2 可用於大量貨物實時溫度采集的有源RFID溫度標簽
banyouyuanwendubiaoqianjuyouwendujiludegongneng，leisiyuheixiazi，zhuyaoyongyushihouzerenrending，duiyuyunshuguochengzhongdeshishiwendubaojing，zekecaiyongyouyuanwendubiaoqian【如圖5所示】。有you源yuan溫wen度du標biao簽qian可ke以yi實shi時shi測ce量liang環huan境jing溫wen度du值zhi，並bing將jiang數shu據ju主zhu動dong發fa送song給gei接jie收shou設she備bei，因yin此ci對dui於yu異yi常chang的de情qing況kuang能neng快kuai速su做zuo出chu反fan應ying，以yi提ti醒xing司si機ji采cai取qu措cuo施shi，避bi免mian損sun失shi。讀du取qu設she備bei【如圖6所示】可實現大量溫度標簽的實時溫度同時讀取，通過讀卡器內置的SD卡實現數據記錄功能，通過GSM模mo塊kuai實shi現xian短duan信xin實shi時shi溫wen度du報bao警jing，此ci外wai接jie收shou設she備bei本ben身shen具ju備bei網wang關guan功gong能neng還hai可ke以yi實shi現xian遠yuan程cheng監jian控kong，通tong過guo聯lian網wang功gong能neng將jiang數shu據ju直zhi接jie存cun儲chu到dao數shu據ju中zhong心xin，終zhong端duan客ke戶hu也ye可ke以yi通tong過guoWeb網wang頁ye及ji時shi查zha看kan產chan品pin溫wen度du信xin息xi，有you源yuan溫wen度du標biao簽qian須xu和he讀du取qu設she備bei配pei套tao使shi用yong，因yin此ci局ju限xian於yu冷leng鏈lian運yun輸shu過guo程cheng中zhong對dui於yu車che廂xiang貨huo物wu溫wen度du的de監jian控kong，以yi實shi現xian貨huo物wu溫wen度du的de實shi時shi監jian控kong。
有源溫度標簽的工作頻段主要有四種：433MHz、915MHz、2.4GHz和5.8GHz。這四種頻段並無明顯的差別，僅在在穿透力上433頻段略勝一籌，最主要的還是成本的差異。由於有源溫度標簽屬於主動發送數據，因此除了功耗、有效識別距離之外，數據的防碰撞能力和識別標簽的最大數量也是一個重要的性能指標。
3 結論
banyouyuanwendubiaoqianheyouyuanwendubiaoqianshiliangkuanhubuxinghenqiangdeliangkuanchanpin，banyouyuanwendubiaoqiankeyicaijibingjiluyunshuhuowuhuanjingwenduzhi，ketuoliyudukaqiduliyunxing，keyongyujiluhuowuzaishengchan、貯藏運輸、銷售，到消費前的各個環節的環境溫度，實現全程的溫度溯源，因此可以有效區分事故責任問題，可同時適用於貨物的運輸方和委托方；有源溫度標簽由於其實時性、daliangbiaoqiantongshiduquyijilianghaokuozhanxingdengtedianjiaoshiheyulengliancheliangwendujiankong，duiyuhuowudeyunshufangzeqingxiangyuxuanzecileichanpin。tongguoerzhexiangjiehe，womenxiwangnengyouxiaotigaolenglianyunshudezhiliang，jinerbaozhenghuowudepinzhi。
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