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1、无人售货柜设计制作中RFID技术的运用摘要：随着通信技术的开展，无人售货机在生活中日益渐增。基于RFID无人售货柜的物联网技术成为开展的主流之一。本文先介绍RFID的技术构成以及RFID的工作原理；接着从客户业务流程触发，阐述现有RFID技术在无人售货机应用存在的问题；最后在现有典型RFID盘点方案的根底上，提出基于轮训频点及功率的学习算法解决RFID无人售货机弱覆盖的问题。基于该算法的研究，可进步盘点率，有效的降低市场的错单率。关键词：RFID; 标签; 盘点;1、 概述当前市场上针对无人智能零售柜的方案，主要应用的技术有RFID、机器视觉识别、重力感应三种方式。机器视觉识别是通过视觉传感器
2、技术，结合深度视觉图片学习算法，识别出顾客拿走的商品。该技术对商品的大小、摆放、高度以及光照等环境条件均有较严格的限制，支持商品的品类也有限；而且这种视觉识别技术投入本钱高、前期回报率低等缺点。重力传感技术是利用传感器感应货架上的重量变化，来检测用户行为，一旦出现重量相近的商品时候，无法准确的判断详细的商品，准确率较低。而RFID技术是通过每一件商品上所附着的RFID标签作为唯一码来识别商品，通过标签信息的变化来判断顾客行为。基于RFID技术的自动盘点技术具有识别速度快、本钱少、保密性高、数据量等优点，但也会存在弱信号标签导致标签识别遗漏，进而发生错单问题。本文主要通过研究轮训频点及功率的学习
3、算法进步盘点的准确率，降低市场的投诉率。2 、RFID技术RFID，无线射频识别技术，又称为电子标签E-Tag技术，是一种非接触式的自动识别技术；具有非接触式的信息采集、可实现自动识别和自动化管理的应用特点，并且可存储数据、读取间隔 远、可同时对多个标签。它通过视频信号自动识别目的对象，可快速地进展物品追踪和数据交换【2】。目前在RFID盘点的协议中主要使用?射频识别协议-第1类第2代UHF 860兆赫-960M兆赫通信协议?，所使用的频段是860M-960M共计50个频点。RFID的工作原理是标签进入磁场后，接收读写器发出的射频信号，凭借感应电流所获得能量发出存储在芯片上的信息;或者主动发出
4、某一频率信号,读写器读取信息并解码后，送到数据管理系统进展数据处理。详细的原理如图1所示：图1RFID技术主要由标签、阅读器和天线组成。其中标签(Tag)也叫射频卡，它是由耦合元件和芯片组成。RFID标签又分为有源标签和无源标签，最为本质的区别是前者由内部电池供电，主要用于转换电子标签与读写器通信所需射频能量；后者没有内装电池，在读写器覆盖范围内，依靠读写器发出的射频能量提取工作所需的电源；当它分开读写器范围时，处于无源状态。RFID阅读器(Reader)也叫读写器,主要由天线、射频收发模块、控制单元等组成，主要用来读取标签信息的设备。天线Antenna用在标签和阅读器之间传递射频信号,利用射
5、频收发模块完成射频信号的接收与发射。3、 RFID技术在无人售货柜应用与实现RFID技术在零售行业中的应用如图2所示：图2 基于RFID无人零售售货柜的系统模型图首先，客户通过APP扫描柜门上的二维码，当效劳器接收到该二维码重定向恳求时，会通过工控机发送开锁指令，那么柜门翻开；然后，用户挑出相应商品后，关闭柜门同时，工控机进展上锁操作，同时通知阅读器进展盘点操作。当盘点完毕后，后台效劳器接收到到盘点数据，通过比照上一次盘点的结果，确认客户所购商品；最后，效劳器将结算商品数量和金额发送给客户端APP，用户进展付款的操作。至此整个的业务流程完毕。而从RFID技术角度来说，需在无人零售货柜的每一层部
6、署两根天线，并且放入柜体内的所有商品贴上相应的RFID标签，通过阅读器对每一层的商品进展盘点操作。这种方式的盘点技术投入本钱较少，但是在使用过程中，由于商品摆放方式、拿取方式等因素均会影响到解算的准确率。在实际的使用中，错单率时有发生，引来大量的投诉。3.1 、典型的RFID盘点方案设备首次上电后，启动阅读器，阅读器采用微带天线在固定的功率28d Bm，固定的频点上采用动态Q算法循环读取3次商品的EPC信息，然后将盘点到的结果数据如标签EPC、信道、RSSI等信息保存在数据库中，作为初始的数据；当用户关闭柜门时，重启启动盘点，将盘点到的结果与上一次的盘点结果做比照，发现缺失的标签EPC信息就被
7、判断为该商品缺失，默认为客户拿走的商品。依此类推进展RFID的盘点，基于这种方式的盘点，在内部测试过程中，我们采用单层摆放41件商品如矿泉水进展模拟盘点100次，发现有6-8次，会存在2-3个标签难以被识别到，错单率高达8%左右。通过分析发如今柜内环境下局部覆盖方向存在某些极化方向上的弱覆盖问题。为了改善这类问题，我们提出了基于轮训频点和功率的学习算法进步盘点的准确率。3.2、 基于轮训频点和功率技术的RFID盘点方案该技术的主要设计思路是通过增加频率校准过程，寻找到天线最正确的盘点频率，改变了原盘点方案中所有天线采用固定频率盘点，从根本上解决适应了不同环境的变化；然后阅读器根据缺少的标签重新
8、下发盘点指令的过程进展select盘点，盘点时间为2s;select盘点启动时，从缓存区中取的目的标签的best和last信息，先执行根据best的盘点条件再执行last的盘点条件。通过这种方式，解决局部标签由于环境引起的弱覆盖问题，如图3所示：图3 基于轮训频点和功率技术的RFID盘点流程详细的实现过程如下：a.我们根据大量的测试实验后，得出阅读器良好的盘点功率为23dbm,26dbm,28dmb和33dmb;b.当设备上电后，在固定的时间点如每天凌晨0点，开场进展天线的校准，即每一根天线轮训50个频点，找出每根天线盘点到的数量最多的EPC信息的前5个频点作为校准频点，如0号天线的A0,B0
9、,C0,D0,E0 5个频点作为校准频点；然后在后续的盘点过程中，均采用校准频点进展盘点；c.当找到校准频点后，每隔N分钟该值可设置进展一次普通盘点，选择0#天线A0频点分别在四个不同的盘点功率下进展商品盘点，然后在0#天线A1频点分别四个不同盘点功率下进展盘点，依此类推，直到所有的天线均完成盘点过程，在每次的盘点过程中，阅读器会将盘点的天线号，对应的频点、功率，盘点时上报的RSSI信息记录在缓存中；d.当客户关上柜门时，下发盘点指令，阅读器将收到的所有标签的EPC与数据库中的标签信息进展比拟。假如发现缺少的标签EPC信息，重新对该标签下发盘点指令，这个盘点过程称之为select盘点；e.se
10、lect盘点启动时，阅读器会保存每次盘点到的RSSI,功率等信息保存在缓存中，然后从缓存区中取的目的标签的best和last信息，先执行根据best的盘点条件再执行last的盘点条件。直到所设定的盘点时间完毕。f.假如没有盘点到对应的标签EPC信息，那么认为客户购置了此商品，并生成相应的订单信息发给客户。基于轮训和功率方式的RFID盘点的应用，通过频率的校准，提供了每个天线的最正确频率，改变了原来所有天线固有的频点，进步盘点的次数；同时对缺失的商品信息进展select盘点，从缓存区域中取出历史盘点的最正确RSSI的盘点条件和最近一次的盘点条件进展再次盘点，进一步弥补了因为盘点不充分导致漏盘现象
11、，进而进步了盘点的准确率。完毕语通过上述算法的研究实现，在实际的应用场景中，针对弱标签的覆盖问题引起的错单现象明显降低。而且在实验环境下，通过同样的方式进展模拟测试，41件商品，盘点100次，仅出现一次漏盘一件商品的现象，比原算法盘点的准确度有显着提升。参考文献 徐黎明,许春燕,单世侠,范媛静,张超.基于RFID的智能盘点系统研究与设计.电脑编程技巧与维护,2022(7):78-79【2】 崔德炜.RFID技术在图书流通和盘点管理中的设计与实现.计算机应用于软件,2022(11):270-271. 韩晶.基于RFID标签定位原理和技术;电子科技，2022(7):64-67 廖程鹏,董吉华.基于RFID系统的标签盘点方法及装置:中国,202210630463.9,2022-11-15.
