基于RFID的零售管理
《RFID技术及应用》课程报告
——基于RFID的零售管理
一、引言
1、应用场景的介绍
1.1课题
RFID与零售管理
a) 零售管理系统是指对零售商品销售进行管理的系统,包括商品上架、商品定价、商品价格查询、商品售出等操作。
b) 使用RFID技术降低商品销售管理的工作量,商家可以通过识别技术管理在售产品数量和价格,顾客可以查询商品价格和在线购买,可以实现无人零售。
1.2应用背景
对于零售业而言,对零售商品进行销售、库存、成本等信息的整合一直是个耗时耗力的工作,而且供应商对自身产品的销售和库存状况的信息也难在第一时间得到一手数据,大大的增加了沟通成本和补货时间,同时还不利于对市场反应有更准确的把握。
对于顾客而言,对商品的质量、产地、成分、厂商等等信息的获取也较为困难,无法简单明了的得到想要了解的信息。
除此之外,因为零售商品种类的繁多,对于摆放错误的零售商品管理人员难以将其归位,顾客也会因此看到不匹配的价格标签,大大的浪费了管理资源,一定程度上也影响了顾客的购物体验。以上的诸多问题的存在也大大的阻碍了无人零售的实现。
而基于RFID的零售管理很大程度上能解决以上问题,通过RFID可以快速大量获取商品信息,便于商家对货物的管理同时在第一时间悉知商品的销售情况,顾客也可以很便捷的通过移动端设备识别RFID标签获取商品的相关信息,不仅减少人力资源,还提高了顾客的购物体验。
2、该场景当前主要使用的其他感知、识别、检索或定位技术
2.1二维码识别技术
二维码,是基于计算机科学技术与新型光电信息技术的电子标签技术。它是运用了比特流的概念,把文本、数字等数据字符信息,按照一定的几何结构形式,按照规则在一个平面的水平和垂直两个角度上以黑白相间的方法进行编排,黑点代表“1”,白点代表“0”,然后再使用图像识别装置或光电扫描装置自动加以标识,实现信息内容的自动处理[]。
商品二维码对于商家而言避免一物多码、实现追溯和防串货功能、拓宽销售渠道。对于消费者而言保护了消费者的信息财产安全。消费者只需扫一个码,即可了解该产品的详细信息、促销活动、售后服务等,解决消费者面对一物上多个码的困扰,既能享受线下购物体验,又能享受线上直面产商[]。
2.2条码识别技术
条形码(barcode)是将宽度不等的多个黑条和空白,按照一定的编码规则排列,用以表达一组信息的图形标识符。常见的条形码是由反射率相差很大的黑条(简称条)和白条(简称空)排成的平行线图案。条形码可以标出物品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等许多信息,因而在商品流通、图书管理、邮政管理、银行系统等许多领域都得到广泛的应用[]。
条码技术在零售业是应用经历了三个阶段:出货检查管理系统、存货管理和企业运营决策阶段,它深刻的影响着零售业的发展。条码技术把商品流、物资流、信息流集为一体,采用自动化识别改变了商品物资管理体制、商品物资配送方式、售货方式、结算方式,促进了大流通、大市场的发展,从而推动条码技术的迅速发展[]。
2.3机器视觉技术
销售商家在供应链的仓储环节, 制造商、分销商与零售商还有一项常用技术, 即SKU物体识别技术。SKU是Stock Keeping Unit的简称, 意思为库存量单位, 可以用件来计量, 也可用盒、托盘等为单位来计数[]。
该技术可应用于零售业的收银区自助结账、生鲜区的自助称重、无人店、自助售货机等。利用人脸识别、图像识别等特性使得消费者无需插入卡片,甚至无需触摸屏幕,即可进行数据交互和自动付款。此外还可利用于拥有边缘计算能力的数据盒子,结合门店内的摄像头对消费者的肢体动作进行捕捉,分析顾客消费喜好。而通过门店内的摄像头对门店货架产品进行不同时间段采集的图片进行对比和分析,可以及时补充、调整货架,方便消费者购买。
此外,大型零售店员工经常面临顺利管理商店运营以及在产品支持设备(零售货架)上保持产品库存充足的挑战。跟踪每个库存单位(零售产品)的数量,在耗尽时补充它们,以及识别和更换放错位置的产品是需要持续监控和大量手动工作的几个任务。这里介绍的解决方案旨在自动化商店员工执行的任务,从而减少手动工作。该解决方案建议使用双机器人在固定路径上巡逻商店,并实时捕获零售货架的图像。这些图像使用开发的解决方案进行处理,以解决各种零售商店的挑战,例如缺货问题和错放的产品。该解决方案还集成了警报生成机制,以便在产品完全缺货、放错位置时通过电子邮件或短信提醒商店员工。该解决方案使用分类技术,深度学习技术以及计算机视觉算法来自动化零售商店中的这些过程[]。
2.4蓝牙信标Beacons技术
Beacons在顾客购物过程中,快速根据用户需求,实现与物品位置的精准匹配。信标通过低功耗蓝牙与顾客的智能手机进行交互,为不同客户提供定制化的店内优惠。
蓝牙技术联盟首席市场营销官卓文泰 (Suke Jawanda) 表示:“零售业将是首个真正流行使用Beacon的市场, 但是对于采用Bluetooth Smart的Beacon来说, 这只是开始。[]”
3、RFID技术的可行性分析
3.1RFID概述及工作原理
无线射频识别即射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID),是自动识别技术的一种,通过无线射频方式进行非接触双向数据通信,利用无线射频方式对记录媒体(电子标签或射频卡)进行读写,从而达到识别目标和数据交换的目的,其被认为是21世纪最具发展潜力的信息技术之一[]。
RFID技术的基本工作原理并不复杂:标签进入阅读器后,接收阅读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(Passive Tag,无源标签或被动标签),或者由标签主动发送某一频率的信号(Active Tag,有源标签或主动标签),阅读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理[]。
3.2RFID相比其他技术优势与劣势
优势:
①具有非接触性,因此完成识别工作无需人工干预,能够实现自动化。
②数据量大,根据需要可传输除识别信息外目标的身份信息、运行状态等。
③速度快,在某些应用场合可以达到几十微秒。
④保密性高,未经允许几乎不能复制与修改数据。
⑤识别距离远,数据载体与阅读器之间的最远距离可以达到数十米。
⑥具有很强的环境适应性,抗干扰能力强,可在全天候下使用,几乎不受污染与潮湿的影响,同时还避免了机械磨损。
⑦一种系统可以满足多用途的要求,可以实现多目标识别、运动目标识别。
⑧系统可靠性高,操作方便快捷。
劣势:
①成本稍高,尽管RFID标签、读写器及软件的成本一直在下降,但对于许多想要进行商品库存跟踪的公司,RFID部署所需的成本仍然是无法承受的。
②技术不是很成熟,存在较高的差错率,数据完整以及正确性是决定RFID系统性能的重要因素,多目标识别既是RFID的最大优势,也是急需解决的技术难点。
③缺少行业标准,缺少相关法律法规,对于RFID的技术标准,国际上目前难以做到统一,使得产品开发和应用定位比较混乱。
④容易引起隐私问题,在使用RFID标签追踪商品流向的同时,也在无意中泄漏了顾客隐私。
二、国内外解决方案
1)基于RFID的服装销售管理
传统落后的服装信息管理方式存在着库存失衡,服务效率低,信息滞后且准确度低等问题。正是这些问题牵制了服饰零售业的发展与变革。因此企业需要一个高度信息化的服装销售管理系统来统计、管理、调度服装,从多方面解决服装企业面临的问题,使企业能适应多变的市场环境,减小经营风险,提高企业经济效益[]。
利用 RFID 技术与软件开发相关技术,为服装零售企业搭建了一个信息化的服装销售管理系统。通过在服装上嵌入 RFID 标签,实现对服装整个生命周期的监管。使用该系统可以节省人力资源,提高企业效率和服务水平。
RFID服装销售管理系统优势:1.可以唯一标识某件服装。2.对服装的出入库管理更加方便,节省了人力资源。在服装的收银方面,也大大的提高了效率。3.减少了人力资源使得店铺能容纳下更多的顾客,服务人员能更好的去服务顾客来代替对衣服的调度管理。4.对顾客而言自己也能依靠RFID标签得到衣服相关的所有信息,照顾了那些不善于沟通的顾客。
国内外也有许多基于RFID服装销售管理的例子:世界知名的意大利服装品牌Prada高级成衣集团开始在服装上安装RFID电子标签。当顾客穿着Prada 的衣服经过他们的商店,RFID系统将控制店内的显示器播放模特在米兰的T 型舞台上展示同款的衣服的画面。
迪卡侬在2010年专门设立了自己的RFID公司——Embisphere,目前约85%的商品使用了RFID标签标记,除了应用于库存和供应链管理之外,还在门店实现了批量收银,减少消费者排队时间,提升体验。
海澜之家于2014年末正式启动了“RFID流水化读取系统”的研发工作,并选定了3家企业作为海澜之家RFID流水化读取系统的标签供应商,标签内包含着商品品号、色号、规格、数量等信息。2016年初“RFID流水化读取系统”正式启用,该系统投运后,将大幅降低用工成本,提高收发货效率,为服装企业优化供应链管理做出有益探索。标签,记载有关服装的式样、尺寸、颜色和其他细节以及价格的相关信息[]。
H&M于2014年就引入了RFID技术,在今年,H&M计划在1800家门店中安置RFID射频识别技术,自动统计产品种类、数量以及消费情况[]。
国外研究人员基于服装集成的无源UHF RFID传感器设计了一个完整的系统[],利用便携的手持设备完成信息的读取。由于天线材料是电纺织品,他们的材料可以无缝集成到服装中。除此外优化了两部分天线结构,以解决由机械应力引起的服装集成电子设备的常见可靠性挑战。独立的天线结构包含一个辐射天线和一个与 IC 的馈电环路。天线的这两个部分通过电感耦合连接,因此IC部分可以放置在离辐射天线很小的距离处。此外,由于天线的结构在拉伸时会发生变化,因此可能导致天线-IC匹配发生变化。因此,在这项工作中,由于采用了独立的天线设计,天线的小馈电环部分,包括天线-IC互连,可以保护其在辐射天线伸长过程中免受机械应力的影响,这可以显着提高RFID传感器平台的可靠性。
该天线在使用之前也进行过恶劣拉伸期间的可靠性评估。天线设计有两个独立的部分,馈电环路和辐射天线,它们之间有2.5毫米的间隙。因此,可以将IC连接到不可拉伸的基板上,而辐射天线可以完全拉伸。
研究人员还使用少量EMF拉伸导电织物制造辐射天线,这是一种商业可拉伸的银纺织材料,通过普通针织制成。进料环由镀镍的少电动势 Shieldit 超级织物(第 #A1220 类) 切割而成。这两个电纺织天线都是使用激光切割机切割的(Epilog Fusion激光型号13000)。天线制造后,为了建立实际的传感器结构,制造商在带铜焊盘的带中提供的恩智浦UCODE G2iL系列RFID IC被连接到带有导电银环氧树脂的馈电回路上(Circuit Works CW2400)。然后将制造的传感器设备连接到普通的棉质衬衫上,使用纺织胶(Prym Textil +粘合剂)来黏合。
2)基于RFID便利店无人零售管理
当前市场上出现了多种多样实现无人便利店的技术,技术出现的同时也碰到很多的技术难题比如:室内定位、自动计价结账以及成本问题[]。而无人零售技术主要技术在于身份确认、商品确认、支付技术。身份确认, 目前主要采用生物特征识别技术, 典型的生物特征包括指纹、人脸、虹膜等, 借助对这些生物特别的识别确认购买商品的顾客的相应身份。商品确认, 通过RFID技术、图像识别技术、传感器技术等确定顾客最终所购买的商品。支付技术, 确认顾客购买的商品后完成支付, 使用网络账号关联扣款、二维码支付、NFC支付等技术来实现[]。全购物过程无需工作人员的参与,较少了超市的人力资源,大大的节约了成本,也给客户带来了更好的购物体验。
在无人零售便利店出现前美国的两家零售商在他们位于东、西海岸的商店中试用一种电子货架标签系统(ESL)。ESL系统由Altierre公司制造,包括一个基于RFID的LCD显示器,这个显示器被放在货架上用来显示商品以及它们的价格,并动态更新产品的信息[]。
后来亚马逊已经也推出Amazon Go。早在2015年上半年, 亚马逊在伦敦周边小镇的部分便利店便开始试运营无人店, 这种小店规模并不大, 不到100平方米[]。
在中国,乘着无人超市火热势头,娃哈哈早与深兰科技签订3年10万台、10年百万台Take Go无人店,伊利也计划在2000多个社区内推广和深兰科技合作推出的无人便利微店[]。
在进行对RFID在无人零售商店中的使用的探索过程中,科研人员在工程的第一阶段分析了在商店进行的具体过程[]。然后在结合购物过程执行的活动对RFID技术提出了不同的更改建议。过程分析允许识别测试所需的所有硬件组件并定义测试程序。选择了几种不同的RFID标签,然后用于标记大约120000种产品。RFID标签的选择基于根据适用标准进行的侦察实验室测试。选择过程中最重要的因素是:读取放置在所选材料类型上的标签范围及其尺寸与其潜在应用领域的关系。例如,对于小塑料瓶中的有液体产品,选择的标签可以放置在盖子上,并且在塑料(PE或PET)上表现出最大的读取范围。
为了测试,选择了5个RFID标签:
ALN-9740 波浪线 - RFID标签用于标记大型产品和包装(物流标签)。
Omni-ID® IQ 400-该标签用于标记金属产品,主要是铝型材。
TF34 Satellite-一种几何尺寸小的RFID标签,用于标记小物体,主要是装有液体和小产品的瓶子。
UPM Spine-the tag,主要用于为装有松散产品和液体桶的袋子贴上标签。
SMARTRAC Web-一个几何尺寸相对较小的标签,主要用于服装行业,在该项目下,它被放置在贴在小尺寸和/或金属制成的产品的吊坠标签上。
在项目期间,使用东芝、佐藤和斑马的RFID打印机对上述RFID标签进行了编程,并提供了产品参考号。RFID阅读器是Convergence Systems Limited的CS101终端。该端子的最大辐射功率为30 dBm,可以有效地读取放置在金属产品或含有导电液体的标签上。每个终端还额外配备了一维和二维条形码阅读器。与设备的通信是通过Wi-Fi实现的。
3)连锁超市RFID零售管理系统
为了简化连锁超市繁琐的商品报价统计、销售统计、出入库记录等过程,同时考虑到超市商品市场需求量的无法预测性, 库存量小于需求量则错失销售机会, 库存量大于需求量, 则商品的有效期一过就要销毁或降价处理, 两者都会使超市在经济上蒙受损失。同时在国内一些中小型超市在信息化实施方面远落后于大型超市, 资源管理、信息存储和处理显得迫切需要, 要适应市场竞争, 就更加需要有高效的处理方式和管理方法[]。针对以上种种问题,连锁超市零售管理系统[]由此诞生。
连锁超市RFID零售管理系统主要是对货物的进货﹑销售﹑库存进行管理。随着物流的不断加大, 各类数据的复杂繁琐, 传统的人工方式已不能满足繁忙的超市运营。连锁超市RFID管理系统则能高效有序的解决这些问题,在节约人力成本的同时也提高了超市的竞争力。
早在1999年, Realiance公司就安装使用了印度第一套基于RFID技术的企业智能卡系统[], 该项应用包括入库记录、出入控制、茶叶及咖啡销售机服务以及电子支付, 同时还采用了生物特征安全识别系统。系统应用于整个Realiance集团内。Realiance公司目前已经采用了5套RFID系统模式, 以支持其集团内部流程管理, 包括可重复利用保鲜食品箱追溯、高价商品单品级和包装箱级追溯、以及不同商品的托盘标签。在2007年的时候,Realiance公司也利用无源EPC2代UHF标签对保鲜食品箱和高价值商品包装箱进行追溯, 有效阅读率达到90%, 从而证实R FI D技术能有效帮助降低装载和卸货的失误率, 提高生产效率。为了测试单品和高价值商品包装的追溯功能, Reliance公司开展了一项最新测试, 测试是在一家分配中心和集团内的一家数字商店进行的, 该测试目前还在评估之中。此外, 集团还测试不同的R FI D硬件和不同供应商的标签, 期望在保鲜食品板条箱上得到更高识读率, 同时计划永久使用已成功通过评估的系统。
4)时尚零售店基于RFID进行的商品预测管理
时尚零售店顾名思义,其销售的主要都是当下最为畅销火爆的商品,把握商店中每样商品的销售信息再根据商品的销售情况对畅销的商品进行订购以及加大畅销商品再店面中的摆设直接影响到商店的营业额。此外将商品的销售数据与其在商店中的位置(即“资金映射”)联系起来,可以使视觉营销部门更好地了解其客户的行为。事实上,如今许多店主通过手动执行资金映射来评估他们的视觉营销策略。然而,这是一项繁琐且耗时的任务。利用RFID技术可以实时掌控商品的销售情况,便于专业人员进行数据分析,以便商家再第一时间采取加购补货的行动[]。
Kerfoot等人[]对视觉营销(例如,在销售楼层放置和展示物品)如何影响零售商店中顾客的购物行为进行了研究。他们发现,诸如夹具设计和制造材料等因素会影响客户的购买意愿。Lea-Greenwood 讨论了现代技术和工具如何帮助时尚零售商在其商店中设计和实施视觉营销策略。此外,Rizzi和Volpi 概述了支持RFID的视觉营销的影响,以及它如何影响所占用货架空间的销售。。
其他基于RFID的定位方法包括Want和Katabi 的方法[],他们提出了PinIt,这是一种基于RFID的方法,用于根据移动RFID天线生成的合成孔径雷达确定货物的位置。它们根据收集的数据编译多路径配置文件,并使用动态时间扭曲来估计RFID标签的位置。Luo和Shin[]介绍了CUSD,这是一个在智能货架环境中检测错放RFID标签的框架。它们使用静态RFID天线来测量标签的相位,并使用随机优化方法和基于密度的聚类(即DBSCAN)来检测异常值(即错放标签)来改进其测量。Hasler等人[]使用手持式RFID阅读器收集的信号强度数据,通过使用多维缩放将读取事件转换为二维空间来估计标签之间的相对距离。这使他们能够通过检查他们的情况来识别放错位置的RFID标签。
此外,Liu等人提出了TagBooth[],这是一种基于RFID读取事件挖掘购物数据(即客户与商品的交互)的方法。具体而言,它们利用记录的信号强度和相位信息来推断客户操作(例如,从夹具中拾取物品)。类似地,Zhao等人根据RFID读取事件中发现的信号强度模式确定有趣,相关和流行的文章。此外,他们能够识别顾客经常光顾的商店中的热点区域。ShopMiner 和CBID 是其他框架,目的是更好地了解配备RFID的零售环境中的客户行为。
5)大型商场基于RFID的销售管理与消费信息采集
利用RFID技术打造的新的购物环境能带来更好的体验,对商家而言能了解顾客在某商品前停留的时常,顾客对商品的浏览率、体验率、购买率,能让超市更好把控商品的销售;对顾客而言则是能通过移动终端了解商品的详细信息,通过APP浏览促销信息并了解自己所需商品的具体摆放位置甚至是直接手机付款下单。
在国内由戴闽鲁教授等人组成的重庆高校创新团队对该项目设计了一个完整的系统[]。该系统由客户端和服务器两个部分组成, 客户端包括用户手机APP和商店管理层数据分析客户端, APP用来给用户提供购物时的数据服务, 管理层客户端用来给商店管理者提供数据分析。系统架构图如图1所示。系统硬件包括含Wi Fi收发方式的RFID读写器、被动式电子标签、摄像机群等部分。服务器主要有两大功能:一方面是提供定位服务;另一方面是采集消费者消费模式的相关信息。总体来说,创建数据库客户端和服务器对定位用户来说都是透明的, 定位用户即直接定位的就是用户APP。
图1系统构架图
具体实施以大型商场的服装品牌店为例, 当消费者进入店中时, 消费者手机连接到服务器所在的网络, 使得服务器、店内各个节点的RFID读写器和消费者手机APP处于同一局域网内, 这样便可实现消费者的定位, 从而服务器给消费者手机APP提供消费者面前衣服的相关信息。通过RFID读写器采集衣服被顾客移动情况的数据, 发送到服务器进行数据分析。系统工作流程图如图2所示。
图2系统工作流程图
6)利用RFID对服装生命周期进行管理
青岛海达瑞采购服务有限公司[]提出基于RFID的服装生命周期管理,在服装的仓储物流、门店零售和洗护存等过程中,引入RFID技术,可以实现服装信息的快速读取,提高服装管理的响应速度和精确度,有效推动服装行业的快速发展。
他们将整个周期分为三个部分服装仓储物流管理、服装门店零售管理和服装洗护存管理。在此仅对服装门店销售管理进行介绍和研究。
服装产品到达零售门店时,店员通过RFID读写器扫描箱体标签和服装标签,无需开箱直接识别服装并读取其详细信息,与进货订单上的进货信息进行对比核验,实现快速验收入库并更新服装库存信息,有问题则及时与供应商协商解决。
店员在盘点找货时,同样只需手持RFID读写器在仓库既定路线上以一定的速度行走扫描,即可获取服装的位置信息和其他属性,迅速完成服装库存的盘点任务,轻松找到需要的服装。
店员将服装陈列到合适的货架上出售时,通过RFID读写器将陈列的货位信息写入到对应服装的电子标签中,并把“在售”的销售信息同步写入电子标签。当用户试衣后未能将服装放回或放错位置时,店员可通过RFID系统迅速准确地将服装归位[7]。当某品牌服装的陈列数量低于一定值时,RFID系统会及时提醒店员对该畅销品牌补货。如果某品牌服装的陈列数量长时间无减少,RFID系统智能分析后判定该品牌滞销,会提醒店员调整销售策略。
用户试衣时,RFID系统记录用户拿取服装的品牌、款式、颜色等信息,同时采集用户试穿的时间和频率等试穿信息,智能分析出合适的穿搭建议并提供给用户,帮助用户购买心仪的服装[8]。RFID系统采集足够的试衣数据后,能够智能分析滞销品牌的滞销原因,协助零售门店和供应商对滞销服装进行改进。
用户付款时,店员使用RFID读写器扫描服装电子标签,即可快速读取用户购买的所有服装的价格信息并统计,实现便捷收银。同时服装电子标签接收RFID读写器的指令,将服装的销售信息从“在售”修改为“已售”,数据管理系统同步更新服装销售数据。
零售门店出口处安装有防盗系统,当用户携带门店服装离开时,防盗系统上的RFID读写器自动识别服装电子标签并读取其销售信息。若读取到销售信息为“在售”,则判定为非法,发出防盗警报。
7)基于RFID销售系统的分布式通道级扫描
该设计项目由SBA的Amine Karmouche等成员共同完成[]。该项目为为普遍的零售销售提供了一种新的基于RFID的成本效益方法,与现有的基于RFID的系统相比,这种方法背后的动机不仅是减少RFID阅读器的数量,而且为客户提供交互式购物体验以及快速结账和账单支付,使这种新方法高效且具有成本效益。该项目对分布式RFID零售管理系统分布式领域当前最新研究的主要贡献是展示了一种专注于检测和跟踪超市或购物区内移动产品和购物车的新架构。这种架构与以前的研究不同,它侧重于通道级而不是购物车级扫描,依赖于放置在每个通道端点而不是购物车的RFID阅读器天线。因此,客户可以通过将产品放在购物车上进行购买,在购物车的交互式触摸屏上阅读相应的购物车项目和当前账单,并从购物空间内特定过道的路线中受益。
他们RFID系统由RFID标签和阅读器组成。RFID标签方面对于这种应用,由于在购物空间中部署了大量的标签和产品的性质,RFID标签要选择尺寸紧凑,易于嵌入产品包装中,成本低的无源标签。此外,标签的工作范围应适应RFID阅读器天线的读取范围,即相关购物空间的标准通道长度的很大一部分。因此他们选择了可用于此应用的最新和最突出的RFID标签技术是Silver Ink RFID标签和EPC Gen2标签。Silver Ink RFID标签天线是专门由银墨水设计并在UHF范围内使用银墨水RFID标签,符合915MHz的EPC Gen2标准[]。EPC Gen2标签在UHF中运行,其尺寸为0.46 米×0.48 米并根据地理位置在不同的频率范围内商业化[]。由于这种应用在RFID扫描中需要相对较高的效率和有效性,除了能够检测密集的RFID标签环境以及用于检测购物车的单次精确扫描之外,能够切换扫描模式的RFID阅读器是这方面的最佳选择。在此应用中,EPC全球Gen2 RFID阅读器提供上述功能。
除此外每个购物车都将使用其RFID标签进行唯一标识,并且每次客户经过阅读器天线时,相应的产品都将被扫描。要部署的网络服务对于这种RFID系统在普遍零售中的功能至关重要。网络中提供的最基本服务是作为ONS(对象命名服务)实现的标识符解析服务,它是覆盖在Internet架构中使用的DNS(域名系统)之上的规范。ONS的主要功能是将网络中某个标签的EPC标识符映射到唯一的URI(通用资源标识符)。
8)采用RFID和USN技术的未来商店销售管理
这是在2009第四届计算机科学与融合信息技术国际会议由Jung-Oh Park等学者提出[]。本项目构建了高效的客户服务基础基础设施,通过客户参与简化了商店管理,从而减少了人力资源的使用,通过简化商店管理降低了运营成本。
他们的设计方案也侧重在为超市的设计一款更“智能”的购物车。该购物车带有RFID阅读器,条形码阅读器和LCD监视器,可实时向消费者提供有关商店中产品位置,单个产品的信息,优惠券产品的位置以及有关销售事件的信息。除此外,在超市间隔一定距离安装上读卡器,每个读卡器之间的距离至少为5m。通过这些读卡器掌握智能购物车的当前位置,然后根据顾客购物需求为顾客规划最优路径。
9)RFID在生鲜零售管理中的应用
永辉超市是首批将生鲜农产品引入现代超市的企业之一,它以价格低和种类多的生鲜产品作为经营特色,在行业内被称为“永辉模式”。生鲜产品不同于其他类型的商品,具有时效性、鲜活性、易腐烂的特点,为了更加便于销售管理,永辉超市引入了RFID技术[]。
永辉超市可以通过RFID技术记录生鲜产品的产地以及其他采购信息。加工过程中系统中心可以自动将加工时间、加工方式、存储要求等信息添加到RFID标签中。加工完成后,加工中心可以自动识别标签信息,通过这些信息可以自动进行产品分拣,从而降低人工识别的成本,并减少人工操作导致的失误。存储环节应用RFID技术主要方法就是在生鲜产品上贴上电子标签,在仓库门口或者叉车上面安装读写器。当生鲜产品送至仓库时,管理人员将核实无误的标签信息传送到数据库,同时将入库信息转化为存储信息。由于生鲜产品的品种较多,且各自要求的温度都不同。因此,存储对于RFID技术的要求是更高的。在产品入库的时候,需要根据入口处的读写器获取产品信息,从而更准确高效的将产品分配到不同的仓库中。并且能够二十四小时不间断的监控温度变化,能够避免人工造成的温度差错或是产品混淆等差错,提升仓库的作业准确率。在销售环节中应用RFID技术,一方面对于顾客而言,顾客可以通过将生鲜产品放置到超市的RFID终端设备上,了解到该商品的采购时间,产地,产品运输保存天数,以及最佳使用日期等,让顾客买的放心。而且收银上应用RFID系统,顾客只需要将商品放置到结算台上就可以自动结算,这样能大大减少顾客等待的时间,提高超市的结算效率。另一方面对于永辉超市而言,可以根据生鲜产品的标签信息判断其需要的存放温度和环境,以及判断其最佳销售价格和存放时间,充分做好价格和库存量决策,从而帮助企业及时调整,在产品存储不足时提前补货,在货物充盈的时候按照保质期限优先选择保质期较短的产品销售,帮助企业减少损失,从而实现利润最大化。当然利用RFID管理的同时也要注意RFID标签成本以及不同生鲜品种的利润,不然可能本末倒置。
10)基于RFID家电商城中的零售管理
当前大型家电超市产品种类繁多、分布零散、销售管理人员不足、难于及时反馈货源销售情况等问题, 提出采用一种基于无线射频识别 (RFID) 技术构建智能家电超市购物环境的方案, 通过产品介绍、产品推荐、产品销售、自动计费、预测客户购买力等行为的自动化实现提高服务质量, 提升商场业绩[]。因此相关人员针对家电商城规划设计了一个偏向于家电商城使用的RFID系统。
该项目设计包括以下几个部分:售货终端显示器, RFID阅读器, 附加标签的家电产品, 库存管理系统, 决策系统。售货终端显示器采用多媒体触屏面板, 10到15米设置一个, 顾客可随时查询产品信息、特价促销信息、产品位置、相关产品和库存量等信息。系统中RFID阅读器的功用主要有三种, 一是用于顾客结账使用, 以门禁形式安装在出口处 (可携带电器) 或手持式 (大型电器) ;二是用于获取顾客购买轨迹, 分析购买行为, 以固定式为主, 常安置与收货终端15米处;三是用于仓管人员扫描产品的进出情况及仓储位置, 以手持式为主。附加标签的家电产品。标签一般直接贴在每个家电产品上, 通过内嵌天线与阅读器交换信息获得销售情况或更新库存。库存管理系统。设有应用服务器运行库存管理系统, 对进出货物情况详细记录, 提供实时库存信息, 当货品不足时及时补货。决策系统。对销售记录和顾客行为采集、分析、处理, 生成可行性销售建议报告, 提供给管理者进行后期营销决策。
三、技术方案分析
- 基于RFID的服装销售管理
处于对方便服装管理的角度考虑,标签应该要能在3-5m的范围内读取,并且可同时进行大量的标签读取,因此在频段原则方面选择超高频(UHF),其次,由于一款UHF RFID标签不可能同时满足800-1000MHz的所有响应,因此可以选择将工作频段落于FCC频段和950MHz等两个频段中,这样设计得到的UHF RFID服装标签将能适应于全球一半以上的国家和地区[]。阅读器的选择应该选择固定式和便携式,固定式是为了更好的监测衣服的销售情况,将衣服是否销售出去或者是否被摆放错位置的信息反馈给工作人员,便于他们对空缺位置服装的补充,同时它也在一定程度上具有防盗作用,及时告知店员商品未经付款被带出。选择便携式则是为了方便顾客获取衣服的信息,以便于在没有工作人员在身边情况下能够自行了解衣服的相关信息。同时为了配合超高频标签的使用,阅读器的射频模块也应该选择电磁反向散射耦合行射频模块。标签天线方面则选与超高频相适应的偶极子天线。而标签的选择除了按频率分选择超高频外,按照能量来源分类应该选择无源标签,因为服装销售不可能为每个标签提供能量源;按照封装形式,若只是单纯为了销售使用则可以使用卡片型标签或者标签型标签,若是为了后续对衣服的售后管理则可以先择方便美观的配件型标签。
在通信协议方面选择EPCGlobalClass1GEN2协议,它适用载波频段在860-960MHz,它支持读写器调制方式:DSB-ASK,SSB-ASK等,在标签方面的编码方式支持PIE,调制方式支持ASK/PSK,反向编码支持FM0/Miller子载波。或是选择ISO18000-6C协议适用载波频段在860-960MHz,在标签方面的编码方式支持PIE,调制方式支持ASK,反向编码支持FM0。参考无源UHFRFID系统链路预算模型[]可知当中心频点定在915MHz时,若RFID标签的灵敏度Pth=-18dBm,将读写器的发射功率进行匹配P1=17dBm,若RFID变迁天线的增益为2dBi,读写器的天线9dBi,根据Fiirs方程式可以推算出UHF RFID服装电子标签工作读取距离满足3-5m。因此射频输出功率选择5~20dBm,可适合于便携式阅读器近距离读卡,选择30dBm适用于固定式阅读器选距离读卡。因为服装商品大部分都是挂式销售,所以选择将标签放置衣服的袖口部分或与衣服标签贴合,而阅读器则垂直的挂在墙壁上并且阅读器分布在衣服的最远3-4m的位置最为稳定,使得电子标签上的天线线圈和阅读器的线圈大致呈现平行,这样的读取效果最好。
对于一对多的超高频 RFID 系统,如果读写器的有效识别区域内存在多个标签,当读写器广播查询指令后,这些标签同时向读写器返回信息时,就会出现信号混叠、干扰,以至于标签无法正常识别,这种现象称之为标签识别冲突。由此可以看出,标签识别冲突有三个条件必要条件:多个标签、同时响应、混叠信号无法解析[]。因为基于二进制数算法必须依据标签的 ID,所以 ID 相同的标签二叉树方法区分不了,而且二叉树方法不太适用于标签流动性较大的场景,例如货物密集,因此超高频 RFID 市场应用中,ALOHA 方法比二叉树方法适用性更广。
标签漏读是受于环境的影响比如水、金属固体的存在,加上标签和阅读器不可能都呈现一个完美的读取角度摆放,因此漏读概率也因此提升。对此可以选择使用多个线极化天线的方式,从多个方向对标签进行读取,A方向无法读出,就从B方向读,进而得到线极化天线的优点。
- 基于RFID的无人便利店零售管理
无人销售便利店中,RFID主要用于帮助系统了解顾客所购买的商品,同时简化传统的收银步骤,因为商品购买数量大,种类繁多,再加上为了更加方便选择摒弃传统的收银台模式不选择扫条形码结账,实现“拿了就走”的便捷,所以在频段选择方面依旧选择超高频。阅读器配置则选择固定式阅读器以便及时对顾客购买商品标签的读取,当阅读器扫描产品时,商品成本将添加到总账单中,并在经过出口时通过智慧屏幕进行商品总价格显示。因为商品不可能也不现实为标签提供能量,再加上标签的存在应该小巧,所以选择无源、标签式标签。
通信协议参数也同第一个方案一样选择与超高频识别相对应的协议,EPCGlobalClass1GEN2或者是ISO18000-6C协议,具体参数如方案一。由于顾客一定会经过出口,加上是无人便利店而不是大型的无人超市,识别距离选择2-3m即可,若RFID标签的灵敏度Pth=-18dBm,将读写器的发射功率进行匹配P1=12dBm,若RFID变迁天线的增益为2dBi,读写器的天线9dBi,再次根据Fiirs方程式可以推算出UHF RFID服装电子标签工作读取距离满足2-3m。所以我们的发射功率要大于12dBm,这样即使在最远点也能被读取出。在部署设计方面,由于商品是放在购物袋中或是拿在手中,RFID标签永远没有固定的摆放方式,因此我们在出口设置一个类似安检门的装置,在“安检门”的上面选择水平固定阅读器,在左右两边选择垂直于地面的放置阅读器,我们甚至可以在“安检门”的左右边角处与水平面呈45度或是135°角放置,进而提高读取成功率。
因为这不是对大量并且存在很多相同的商品进行管理,所以我们可以为没一件商品设置他们自己的具有唯一性的ID,所以我们不用顾忌因为ID冲突导致识别出错,我们可以选择二进制树算法,随机二进制树算法中标签不存在饿死的情况,不会导致出现基于ALOHA中当一个标签选择的时隙总是冲突时隙时,则该标签可能永远无法被识别的情况。
为了解决当前问题,设计了一种新的解决方案,在不增加标签成本的前提下,通过修改读写器和支付方式,最终解决标签无法识别的问题。出口人货分离,这样可以避免标签接触皮肤导致的无法识别。货物采用通道机的方式通过门口,并且在通道机的内部使用机械装置改变物品的摆放方式,避免标签与标签、标签与金属商品接触导致的无法识别问题[]。虽然一定程度上可能降低了结账速率,但是大幅的提高了标签识别率减少了出错概率。当然也可以考虑改变标签的种类,使用更高成本的标签、天线,但那就有点得不偿失了,这种做法并不可取。
四、成本预算
- 对服装销售RFID的使用的成本分析
1.1设备成本
标签:
标签的使用大部分使用可缝制布料或是纽扣再或是吊牌标签,根据需求交替使用
大一点的品牌店内,例如ANTA,NIKE等服装销售店衣服数量:
1、长的点侧挂:30件/杆*10杆=300件
2、短的点侧挂:12件/杆*6杆+3件/杆*6杆=90件
3、弧形中岛架:24件/杆*4杆=96件
摆出来的服装大概500件左右,加上零零种种的库存大概八九百件的样子。
三种标签各采购一部分加上大额采购大概每样能便宜0.1-0.3元,
假设每样都成采购三百个:成本=2*300+2.3*300+0.35*300=1365元
读写器:
识别尽可能距离远,店铺面积基本100平以上,再加上怕一些由于摆放经考虑所以需要3,两个贵一点的放在店内,一个放在收银处,再安装不同角度天线即可
成本:580+1699*2=3978元。
1.2布置成本:
主要是标签的缝合或是挂上,缝合一个0.2元,挂标签0.1元一个,读写器找专业人找最佳位置布置指导大概150元左右.
1.3简单软件管理系统开发加后续维护:
大概5万左右
1.4成本回收:
衣服利润一件大概有4-7成,按五成计算,一件衣服均价按200计算,大概利润100,一天销售50件,利润有5000元。利润:5000-(18*2.2+18*0.5+18*2.5)(标签+标签安装成本)=4914元
回本时间:(50000+3978+150)/4914=11天。(当然利润里还需支出每日员工工资和每日店租等费用,在此仅作简易估计,便不将它们纳入计算)