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美军有源射频标签数据格式分析

来源:中国自动识别技术 责编:ldzldz 作者:季光 麦苏嘉 时间:2009-11-28

美军长期以来极为重视自动识别技术在军事物流中的应用。1990年美国防部高技术研究规划局启动了有源射频识别技术的研究;1994年开始进入部队试验;1997年成功实现从波斯尼亚至美国本土长距离的大规模部队移动可视跟踪。目前美军有源射频识别系统已经装备到全球800多个仓库,并向北约进行推广。2004年,随着无源射频识别技术在美军的应用,美军已经形成了能适应不同的物资和装备、从有源到无源完整的射频识别应用体系。

  美军有源射频识别系统由有源射频识别读写器、有源射频识别标签、仓库管理平台、资产可视网和资产管理系统组成,见图1。仓库管理平台可以对军用物资上的标签进行读写,读写器识读的数据可以直接或经仓库管理平台通过资产可视网传输到资产管理系统。



图1 美军有源射频识别系统构成图

美军有源射频识别标准化工作

  美军不仅重视射频识别技术的应用,还极为重视相关的标准化工作,早在1996年就制订了《有源射频识别数据格式规范1.0版》,2002年该规范更新为2.0版。规范规定了美军有源射频识别所采用的标签种类,标签中数据区域的划分,针对供应保障和部队机动两种模式规定了美军有源射频识别标签的数据格式。

  美军专用的有源射频识别标签有三种型号,均由SAVI公司生产,分别是:SealTag、410Tag和412Tag。其中SealTag、410Tag的存储容量为2K字节EEPROM标准内存和128K字节RAM扩展内存,412Tag的存储容量为4K字节EEPROM标准内存。之所以采用RAM是由当时的技术经济状况决定的,用现在的眼光来看,采用RAM既耗电,也不稳定,电池耗尽时,数据就会丢失。现在已经全部改为采用非易失性内存,但数据格式标准并没有同步更新。

美军有源射频识别标签内存区域划分

  1、SealTag和410Tag标准内存

  SealTag和410Tag标准内存主要存储数据见表1。

  2、SealTag和410Tag扩展内存

  SealTag和410Tag扩展内存划分为一般信息区(254字节)、数据库结构描述信息区(272字节)、运输控制信息数据区(不超过79条记录)、军用物资详细信息数据区(不超过1150条记录)、其他信息数据库区(不超过1150条记录)五个部分,具体如表2所示。

  3、412Tag与410Tag地址的映射

  由于412Tag只有4K内存,当与128K的410Tag混在一起识读时,显然会产生误识别,为解决这个问题,美军制定了两种标签之间内存地址的映射关系,保证数据不发生误读。两种标签的地址映射如表3所示。  

  此外,412标签中的军用物资详细信息的记录最多只能为17条,运输控制信息记录最多只能为19条,标签内部内存的映射控制程序都固化在标签的固件中,而所有数据的写入由SAVI SDK完成。

  内存地址具体分布如表4所示。

美军有源射频识别标签数据格式

  1、一般信息区

  该数据区主要用于记录以下信息:

  *保障数据(以指示代码S为起始符),如集装箱号及军用物资运输、收发货方代码等有关信息;

  *部队移动数据(以指示代码U为起始符),如部队及装备机动的有关信息;

  *自由文本(以指示代码F为起始符),用于非标准数据,最多229字符。

  该部分数据的取舍除强制数据外,主要由用户决定,表5为射频标签用于保障时的数据格式。

  2、数据库结构描述信息

  数据库结构描述信息由数据库前置信息(见表6)和数据库表头信息(见表7)两部分组成,前者描述数据库中字段的名称和数据类型;后者描述数据库中记录的总数、数据库的起始地址及各字段相对前一字段的位移量。数据库结构描述信息实际上就是该标签中字段名的数据元标准,结构中定义的数据字段名称、类型、长度或位移量是后续军用物资详细记录和运输控制信息的读写基础。

  3、军用物资详细信息记录区

  该区根据数据库结构描述区定义的各字段名及对应的数据位移量,对军用物资的详细信息进行及录,最多可以记录1150条军用物资的详细信息,每条记录的字符数可达104个,总长度为119600字节。表8为美军某火箭的详细信息记录示例。

  4、运输控制信息数据区

  该区主要记录各运输单元中途转运、装卸、运输工具换乘(车、船、飞机)等信息,标准记录数量为79条,每条记录不超过80个字符,该区数据总长度为6320字节。每条记录又分为:

  T2用于存储主运输控制信息;T4用于存储运输单元信息;T5、T6、T7用于存储型号、名称、批号等信息;T9用于存储运输工具信息。

  如果记录的长度超过79个字符,则每条记录的T9部分就必须删除;如果删除后还超,则以此删除T5、T6、T7直至不超为止,极限情况就是78条只有T2和T4的记录。

美军有源射频

识别数据格式的特点分析

  美军有源射频识别标签存储容量大,承载的信息不仅可以包括军用物资本身的固有信息,还可包括运输等物流信息;不仅包括代码,还包括文本信息,因此可以在没有网络的情况下,实现物资详细内容的识别;适应性强,能适应集装箱、托盘等批量物资管理的自动识别;数据的存取灵活,由于采用的是随机数据存储技术,可以根据军用物资运输的情况,选用不同的射频标签,还可根据不同的记录要求调整数据库的分配、定义数据项、设置数据长度和位移量。

  但是事物是一分为二的,再先进的技术也会存在不足。美军有源射频识别数据格式同样也存在技术上的问题,正是因为采用随机存储数据技术,会带来后台数据处理的困难。军用物资发出后,标签中的具体数据项、数据格式对中间和最终收货者来说都是不确定的,现有的资产可视系统数据库结构与标签中的数据库结构可能不完全一致,识读后的数据有可能需要人工处理才能为后台数据库和资产可视系统接受。因此在进行物流系统设计和方案确定时,采用何种射频识别方式,应该根据实际的需求,进行全面的论证研究。