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基于RFID的物流自动分拣系统研究与设计李世正姚佳(洛阳职业技术学院，河南洛阳471000)摘要RFID技术因其快速读写、移动识别等优势，在多个领域得到广泛应用。针对物流行业中快递包裹人工分拣效率较低、错派、丢件等问题，提出了一种基于RF1.D的物流自动分拣系统方案设计。论文首先对物流快递行业的现状进行了分析，分析物流快递的配送流程和RFID在自动分拣中的优势，对基于RF1.D的物流自动分拣系统的架构和系统工作流程进行了论述，并对系统的效率进行了分析。关键字物流配送；自动分拣；RF1.D中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1008-6609(2018)04-0057-03作者简介：李世正(1981-),男，河南洛阳人，本科，讲Mi,研究方向为计期喇。I引言进入21世纪以来，随着互联网技术和电子商务技术的快速发展，电子商务正在逐渐改变企业的经营方式和人们的购物方式,越来越多人喜欢这种方便、快捷是购物方式。电子商务的蓬勃发展也促使了快递物流行业的迅猛发展，2017年“双十一”全网总销售额达2539.7亿元，产生包裹13.8亿个，意味着有13亿多个包裹需要运输。物流行业也成为最近几年发展最快的行业之一。同时，物流行业的发展也促进了电子商务的发展，消费者在判断商家服务质量时，快递的送货时间、服务质量是其重要评判指标。然而，当前的物流行业，尤其是在网购的峰期，经常出现快递包央“爆仓”的情景，同时，快递的暴力分拣、错派、丢件等现象时有发生，导致客户满意度下降，严重影响了物流行业的声誉、公司的经济效益和长远发展。造成这种现象的原因主要是短期内收入太多快递包裹，当前的人工分拣模式不能及时地进行分拣。同时，人工分拣直接导致劳动力成本的增加，在当前物流配送过程中，人1.林是最大的成本，若不在技术上做出改善，随着劳动力价格的上涨，AI成本在物济配送中成本占比还将不断提高回。因此，利用现有的信息化、自动化技术对物理行业的业务处理流程进行改进优化,提高物流行业作业配送效率，成为物流行业研究的聿点。20世纪，国外就开始自动分拣技术、分拣设备的研究，并将研究成果投入实际应用中。实际使用经验显示，大型分拣系统前期投入较大，运营费用较高，成本回收期较长'，因此，设计一种适合中小企业、投入成本较低的分拣系统成为当前物流行业的迫切需求。本文在分析了物流配送流程和RFID技术优势的基础上，提出了一种基于RF1.D的物流自动分拣系统方案设计。论文首先对物流快递行业的现状进行了分析，分析物流快递的配送流程和RF1.D在自动分拣中的优势，对基于RF1.D的物流自动分拣系统的架构和系统工作流程进行了论述，并对系统的效率进行了分析。2相关知识2.1 快递业务流程及存在的不足快递业务流程如图】所示。图1快递处理流程快递处理流程主要包括如下过程？（I）客户需要发货时，提出发货请求;（2）快递公司根据发货请求上门收取客户包裹，或者客户直接将包裹送到公司网点；（3）客户填写包裹邮寄信息;（4）快递公司根据邮寄信息、包裹重量等信息进行结算，完成包裹揽收：（5）快递公司进行人工分拣，并将信息录入到后台数据库中，并对快递包裹进行扫描：（6）将包裹发往集散中心，到达集散中心后还需要进行逐件扫描和人工分拣;（7）包裹装车运输，在装车时还要进行逐件扫描，如果快递需要中转也要进行多次扫描：（8）快递到达目的地集散中心，需要再次扫描：（9）快递到达目的网点，对包裹进行再次扫描、分拣，然后进行派送。以上快递处理流程，存在以下几方面的问题明（1）在集散中心进行包裹分拣需要耗费大量的分拣人员，不但效率较低还增加了企业的人力成本。在进行人工分拣时，由于分拣人员的专业水平和体力原因，存在一定程度的错误率。当快递包裹发送位置变化后，即使配送口的地屈于同一地区，也需要逐件进行扫描，才能对包裹进行跟踪。2.2 RF1.D技术快递分拣系统的优势快递分拣系统是对快递包裹按照设定的指令对其进行自动分拣，并将分拣结果输送到指定位置。自动分拣是当前快递包裹配送的重要环节，可以极大地节省人工成本，提高工作效率和包裹分拣的正确率。RFID（RadioFrequencyIdentification.射频识别）技术是物联网中一种常用的数据传输技术，在物联网、工»制、航空工业等领域得到广泛应用”。RFID技术应用于快递分拣中具有以下优势：（1）可以对快递包裹从受理到签收全流程中的各环节进行管理，基于RF1.D技术的快递分拣系统首先将RHD标签打印到快递包裹中，由于RF1.D标签相对于条形码标签的存储量较大，可以将快递包裹的配送信息，如寄件人信息、收件人信息、包裹属性（重量、资费、时间等）等一并写入标签中，可以实现包裹的深度分拣，提高分拣效率。同时，可以实现对包裹进行全程跟踪、遗失查找等。（2）减少包裹在配送过程中的多业务交接环节。在传统的包裹配送过程中，很多交接环节是必不可少的，但工作确实是重复的，基于RF1.D技术的分拣系统在一定程度可以减少一些重复性的工作，如可以减少核对和扫描的次数。3基于RF1.D快递自动分拣系统设计3.1 系统设计基于RFID快递白动分拣系统结构如图2所示。从图2中可以看出，当自动分拣系统运行时，集散中心的快递包裹（在收件时，已粘贴RF1.D标签）被顺序地放到1号传送带上，经1号传送带进行传输，到达读卡区时，RFID读卡器对RF1.D电子标签数据进行读取，并将数据传送到控制器进行处理，根据处理结果发送控制信号给单片机控制3号电机正反转和光电开关。当快递包裹根据电子标签送到指定道口后,由4号、5号、6号传送带进行传输，以完成快递包裹的分拣。当包裹传送到指定道口后下一个包裹经过读卡器，控制器对其信息进行处理，以此往返，实现包裹自动分拣。基于RF1.D的快递包裹自动分拣的流程可描述如下，具体如图3所示。图2基于RF1.D快递包裹自动分拣系统结构图图3快递包裹自动分拣系统流程图在本系统中1号电机、2号电机和3号电机的工作存在着一定的时序关系，4号、5号、6号电机处于一直工作状态。控制电机按照既定时序运动是本系统设计的难点，理清各个电机运行顺序可以提高快递包裹的分拣效率。在本系统设计中，系统开始运行后，1号、2号电机开始运行，将包裹运送到2号传送带上。此时1号、2号电机减速运行，3号电机将包裹运送到指定位置后，包裹经1号传送带到达2号传送带上，3号电机反向运行到初始位置，完成一个包裹的传送，此时第二个包裹已经到达3号电机。电机运行的时序图如图4所图4系统中电机运行时序图3.2 效率分析在快递配送中，包裹分拣是其中较为关键的环节，分拣效率是分拣系统的关键考核指标，上述快递包裹自动分拣系统的效率分析如下：当系统开始正常运行时，一般传送带的运行速度为24Mmin,包裹之间平均间隔为X,贝山号传送带运送包裹到2号传送带的时间为X/24,大概估算一个包裹从1号传送带经2号传送带扭转后，到达3号传送带的时间为3.3 秒，由于整个系统是流水线式工作，段时间内单个包裹的分拣时间基本为从1号传送带起，到达3号传送带的时间。根据以上推算，每小时大约分拣包裹2000个。4结束语包裹分拣是物流配送中的重要环节，采用自动分拣技术可以极大地提高包裹的分拣效率，减少了人工成本。与既有的自动分拣系统相比，基于RF1.D物流自动分拣系统具有体积小、部署成本低等优势，适合中小快递公司对物流货物自动分拣的需求。参考文献：11王艳艳，吴耀华，刘鹏.自动分拣系统分拣作业任务优化1.I.机械工程学报，2011,47(20):1017.2廖敬恩.自动分拣控制系统的设计及研究D.广州:2011.3张贻弓，吴耀华.可合流的自动分拣系统订单排序优化m.山东大学学报(工学版),2008,38：67-71.4 WangP.Contro1.systemdesignforautomaticsortingofIithiumionbatteryusingmu1.tip1.epara1.1.e1.manipu1.atorsJ.ChineseJourna1.ofMechanica1.Engineering,2007,43(1Ds63-68.51仇建平，崔杜武.基于射频识别的供应链管理系统J.计算机应用，2005,25：734-736.(6易舒.基于RFID的食品供应链管理系统J.物流邸2009,28(3):102-104.7吴颍颖，吴耀华.基于并行拣选的自动拣选系统品项拆分优化U)计算机集成制造系统，2012,18：821-826.(8PourdarbaniR.GhassemzadehHR,SeyedarabiH»eta1.StudyonanautomaticsortingsystemforDatefruitsJ.Journa1.oftheSaudiSocietyofAgricu1.tura1.Sciences.2015.14(1)：83-90.ResearchandDesignofAutomaticSortingSystemBasedonRFID1.IShi-zhengYAOJia(1.uoyangPo1.ytechnic,1.uoyang471000,He*nan)AbstractRF1.Dtechno1.ogyiswide1.yusedinmanyfie1.dsbecauseofitsadvantagesoffastreadingandmobi1.eidentification.Aimingattheinefficiencyoftheartificia1.sortinginthe1.ogisticsindustry,anautomaticsortingsystembasedonRFIDisputforward.First,thepaperana1.yzesthecurrentsituationof1.ogisticsindustr)randtheadvantagesofRFIDinautomaticsorting.Thestructureandworkf1.owoftheautomaticsortingsystemareproposedandthesortingefficiencyofthesystemisana1.yzed.Keywords1.ogisticsdistribution;automaticsorting;RFID