超高頻RFID在機(jī)場行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)中的應(yīng)用

一、項(xiàng)目概述

    隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)改革開放的不斷深入，國內(nèi)民航事業(yè)獲得了空前的發(fā)展，機(jī)場進(jìn)出港旅客數(shù)量不斷增加，行李吞吐量隨著到了一個(gè)新的高度。而行李的處理對(duì)大型機(jī)場而言一直是一項(xiàng)龐大而復(fù)雜的工作，特別是不斷發(fā)生的針對(duì)航空業(yè)的恐怖襲擊也對(duì)行李的識(shí)別與追蹤技術(shù)也提出了更高的要求。如何管理堆積如山的行李及有效提高處理效率是航空公司面臨的重要問題。

二、項(xiàng)目背景  

    為應(yīng)對(duì)旅客行李對(duì)機(jī)場輸送系統(tǒng)處理能力提出的新的挑戰(zhàn)，深圳市銓順宏科技有限公司為各大運(yùn)營商、集成商帶來的ThingMagic超高頻RFID讀寫模塊，超高頻RFID讀寫設(shè)備被越來越多的機(jī)場開始使用到行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)中。這種系統(tǒng)通過條形碼標(biāo)簽對(duì)旅客行李進(jìn)行標(biāo)識(shí)，在輸送過程中，通過對(duì)條碼的識(shí)別來達(dá)到對(duì)乘客行李的分揀處理。全球航空公司的行李追蹤系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)相對(duì)比較成熟，然而，即使在最理想的情況下，條形碼系統(tǒng)也只能在10件行李中正確讀取8到9件，這意味著航空公司要不斷投入大量的時(shí)間和精力進(jìn)行人工操作將分揀的行李運(yùn)送到不同的航班上。同時(shí)，因條碼掃描對(duì)方向性要求高，這對(duì)機(jī)場工作人員在進(jìn)行條碼包裝時(shí)也增加了額外的工作量。

    單純使用條形碼對(duì)行李進(jìn)行匹配分揀，將是一件需要耗費(fèi)大量時(shí)間與精力的工作，甚至有可能導(dǎo)致航班的嚴(yán)重延誤。

    提高機(jī)場行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)的自動(dòng)化程度和分揀準(zhǔn)確性，對(duì)保護(hù)公眾出行安全，減少機(jī)場分揀人員工作強(qiáng)度，提高機(jī)場整體運(yùn)行效率，具有重要意義。    RFID無線射頻識(shí)別技術(shù)被普遍認(rèn)為是21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)之一，是既條碼技術(shù)之后，引起自動(dòng)識(shí)別領(lǐng)域變革的一項(xiàng)新技術(shù)。其具有的非視距、遠(yuǎn)距離，對(duì)方向性要求不高，快速精準(zhǔn)的無線通訊能力，被越來越多的聚焦在機(jī)場行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)。最終在2005年10月，IATA（國際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)）一致通過決議，將UHF（超高頻）RFID綁帶式標(biāo)簽作為航空行李標(biāo)簽的唯一標(biāo)準(zhǔn)。

三、系統(tǒng)架構(gòu)

    RFID行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)，是給每一個(gè)飛機(jī)乘客隨機(jī)托運(yùn)的行李上粘貼RFID電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽中記錄旅客個(gè)人信息、出發(fā)港、到達(dá)港、航班號(hào)、停機(jī)位、起飛時(shí)間等信息；行李流動(dòng)的各個(gè)控制節(jié)點(diǎn)上，如分撿、裝機(jī)處、行李提取處安裝電子標(biāo)簽讀寫設(shè)備。當(dāng)帶有標(biāo)簽的信息的行李通過各個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)候，RFID讀寫器會(huì)讀取這些信息，傳到數(shù)據(jù)庫。實(shí)現(xiàn)行李在運(yùn)輸全流程中的信息共享和監(jiān)控。其系統(tǒng)架構(gòu)圖如下：

四、系統(tǒng)流程

    從機(jī)場出發(fā)的旅客在出發(fā)值機(jī)柜臺(tái)辦理行李托運(yùn)，工作人員根據(jù)旅客登機(jī)牌完成托運(yùn)登記并打印RFID行李標(biāo)簽，將RFID行李標(biāo)簽安裝在行李上后放入行李輸送機(jī)。輸送機(jī)安裝有RFID采集通道，當(dāng)行李通過RFID采集通道時(shí)，其相關(guān)信息即被采集并上傳給輸送機(jī)控制系統(tǒng)，輸送機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)得到的信息即可將行李正確的分揀到對(duì)應(yīng)航班的行李房格口槽。最后搬運(yùn)工將對(duì)應(yīng)航班的行李轉(zhuǎn)送到行李箱，同牽引車上飛機(jī)貨艙。

    機(jī)場行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)采用RFID技術(shù)，通過電子標(biāo)簽標(biāo)識(shí)行李，利用無線射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)行李，即便對(duì)多個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的行李物體，都可以進(jìn)行同時(shí)識(shí)別，無須人工干預(yù)，操作快捷方便。采用RFID技術(shù)機(jī)械化率可到95％以上，這就意味著從技術(shù)上將大大減少行李丟失、遲運(yùn)、錯(cuò)運(yùn)的可能。同時(shí)，RFID能工作在各種惡劣的環(huán)境中。這樣就能夠加強(qiáng)旅客的行李安全，大大的減少其差錯(cuò)率和其他問題。

    另外，每一個(gè)RFID讀寫器可以通過網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器連接，在行李托運(yùn)的各個(gè)環(huán)節(jié)到最終到旅客手上，都能有效的記錄跟蹤監(jiān)控，及時(shí)的掌握整個(gè)過程，動(dòng)態(tài)的進(jìn)行管理，管理人員完全可以根據(jù)此統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)和查看各個(gè)環(huán)節(jié)的情況，達(dá)到有針對(duì)性的管理，從整體上提高機(jī)場行李托運(yùn)管理的信息化和智能化。

五、RFID系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

    航空行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)應(yīng)以實(shí)現(xiàn)最大的效率、安全性、可靠性、易于維護(hù)為目標(biāo)，在整個(gè)系統(tǒng)中，RFID數(shù)據(jù)采集尤為關(guān)鍵。

  5.1、高速的數(shù)據(jù)采集

    為滿足機(jī)場日益增長的旅客行李數(shù)量，特別是大中型機(jī)場，輸送機(jī)的傳送速度日趨高速化。更高的傳送速度對(duì)RFID讀寫器的采集速度有更高的要求；而UHF RFID讀寫器可以同時(shí)識(shí)別讀取多個(gè)RFID電子標(biāo)簽。

     5.2、穩(wěn)定性

     航空機(jī)場行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)全年365天，每天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，RFID設(shè)備必須滿足該環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行。

     5.3、可靠性

     行李分揀系統(tǒng)必須準(zhǔn)確的獲取到每一件行李的信息才能正確的完成分揀，這就要求RFID設(shè)備必須有非常高的可靠性，對(duì)每一件行李信息都能準(zhǔn)確采集；

     5.4、兼容性

     行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)其核心控制部分一般采用PLC。為達(dá)到高速準(zhǔn)確分揀的目的，PLC如何獲取到RFID設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)也非常關(guān)鍵，這也就要求RFID設(shè)備必須能與PLC兼容。支持指令集控制的RFID設(shè)備可以與PLC良好的兼容。

     5.5、RFID標(biāo)簽可重復(fù)使用性

     大部分的條形碼印刷上去之后就無法更改，RFID標(biāo)簽則可以重復(fù)地新增、修改、刪除RFID卷標(biāo)內(nèi)儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)，方便信息的更新。   

     5.6、穿透性和無屏障閱讀

     在被覆蓋的情況下，RFID能夠穿透紙張、木材和塑料等非金屬或非透明的材質(zhì)，并能夠進(jìn)行穿透性通信。而條形碼掃描機(jī)必須在近距離而且沒有物體阻擋的情況下，才可以辨讀條形碼。

  5.7、抗污染能力和耐久性強(qiáng)

    傳統(tǒng)條形碼載體為紙張，易受污染，而RFID標(biāo)簽的是將數(shù)據(jù)存在芯片中，因此可以免受污損。    

  5.8、安全性

    由于RFID承載的是電子式信息，其數(shù)據(jù)內(nèi)容可經(jīng)由密碼保護(hù)，使其內(nèi)容不易被偽造及變?cè)臁?/p>

六、系統(tǒng)設(shè)備選型

    依據(jù)機(jī)場行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)對(duì)RFID設(shè)備的要求，本系統(tǒng)設(shè)備選型采用ThingMagicM6或使用ThingMagicM6e模塊集成的超高頻RFID讀寫器。 

  6.1 、固定式RFID讀寫器

    固定式讀寫器主要是部署在建筑工地進(jìn)出口處，完成對(duì)進(jìn)出建筑工人身份信息的采集。

    FU-M6-A 超高頻RFID讀寫器是一款以ThingMagic優(yōu)異的M6e-A模組為核心集成的工業(yè)級(jí)的四通道固定式RFID讀寫器。固定式RFID讀寫器采用優(yōu)質(zhì)鈑金外殼，提供4路 TNC天線接口，支持4路獨(dú)立天線，提供工業(yè)專用的通信及電源接口，外觀小巧，安裝便捷。RFID讀寫器IP56防護(hù)等級(jí)適應(yīng)各類工業(yè)和商業(yè)環(huán)境使用，滿足高低溫惡劣工作環(huán)境。    

    6.2、 9dbi圓極化RFID天線

    RFA915-9R40-2 超高頻RFID外置天線，可方便地應(yīng)用門禁、倉儲(chǔ)、物流、零售等UHF頻段的RFID場合中。外形美觀小巧、采用防水圈與硅膠雙重防水設(shè)計(jì)、外殼采用加強(qiáng)筋位設(shè)計(jì)、適合各種惡劣環(huán)境使用。適用于UHF頻段RFID應(yīng)用場合的通用型天線具有高增益、低駐波等特點(diǎn)。