物流單元是為了便于運輸和倉儲而建立的任何組合包裝單元，它由托盤、周轉箱和貨物等3類實體組成。物流單元通常是分揀作業的產物，可以承載不同種類的貨物，具有復雜性。

　　國內普遍采用的條形碼技術在應用中存在許多缺點，以某配送企業的復核過程為例，由DPS得到的商品用周轉箱作為容器，10個周轉箱的貨物將會對應一份長達3至12頁的出貨單，復核工作需要檢查所有的周轉箱，根據箱內貨物條碼核對出貨單上的數據．核查無誤的貨物轉入空周轉箱，并在貨物上粘貼標簽表明此貨物在出貨單上的位置，以便于下游客戶核查貨物。在上述過程中，所有貨物都經過一次轉箱作業，這是不會產生商品增值的作業，是一種人力資源的浪費。而且，物流單元本身的標識無法反應所承載貨物的信息，不能夠滿足現代物流對貨物實行跟蹤的要求。

　　在配送中心運作中，每天都要發生數以萬計、百萬計的交易，迫切需要利用現代信息技術進行精確、可靠及快速的采集和傳送．在這種環境下研究基于RFID技術的物流單元電子標簽的設計與實現具有重要的意義。

　　1 物流單元的數據結構

　　在物流單元的組成中，貨物是貿易單元，是物流作業的對象。托盤和周轉箱屬于集裝單元．周轉箱用來對同類型的貨物進行包裝和組織，周轉箱再擺入托盤，最終通過托盤實現對貨物的裝卸、運輸、保管和配送等作業。其中，周轉箱的應用不僅為下游客戶的清點和查核工作提供了便利，也有助于保障貨物在運輸過程中的安全。

　　在上述物流單元中，貨物與托盤之間沒有直接的聯系，而是通過周轉箱建立關聯．托盤、周轉箱和貨物之間的邏輯聯系如圖1所示。

圖1 物流單元數據結構圖

　　從圖1可以看出，托盤與周轉箱、周轉箱與貨物之間都是一對多的關系，而周轉箱與周轉箱、貨物與貨物之間沒有明顯的關聯．這是一個具有層次關系的“樹”型結構，那么，對于一個物流單元而言，托盤是“樹”的“根”結點，貨物是“葉子”結點?！皹洹毙徒Y構是一種典型的、非線性的數據結構，它可以方便地轉換成XML文件，以用于配送企業與下游客戶之間的電子數據交換。另外，利用“樹”的遍歷算法，工作人員或客戶可以迅速地確定某件貨物的具體位置；反之，某個周轉箱里放了什么貨物也一目了然．所以，這種“樹”型結構非常適合用來組織物流單元實體的信息。

　　2 電子標簽的存儲空間

　　基本的RFID系統由讀寫器和電子標簽組成，電子標簽附著在貨物或物流單元上，記錄著與實體相關的數據，是信息的載體。所以，有必要對保存數據的存儲空間進行研究。

　　圖2為一張符合ISO15693標準的電子標簽存儲空間結構示意圖。這是一個2Kbit容量的標簽，它們被邏輯上劃分為64個區塊，每個區塊有32個bit，即4個byte，可以保存4個ASCII字符，區塊是電子標簽存取操作的最小單位，每次讀寫操作都要指定目標區塊號，而不是byte或者bit。每個區塊配有一個廠商鎖標記位和一個用戶鎖標記位，它們都是單向、不可逆的鎖標記位，有某些特定的應用領域(比如需要將托盤和電子標簽綁定時)，可以考慮使用這些鎖標記位。另外，電子標簽還有一個64bits的UID，這個數據用戶不能修改，在一些只讀的應用中，可以利用它為物品提供標識．合理地使用DSFID可以擴展電子標簽的應用領域。

圖2 電子標簽存儲空間結構示意圖

　　在EPC標準中，供集裝單元使用的編碼方案稱作SSCC，貨物屬于貿易單元，應用SGTIN將占用標簽的3個區塊，其96位版本由標頭、濾值、分區、廠商識別碼、序列代碼等內個字段組成。SSCC 96和SGTIN一96的各字段解釋如下，標頭：固定值，SSCC-96的標頭是“00110001”；SGTIN一96的標頭是“O01 10000”，濾值：用來快速過濾基本物流類型，如SSCC一96中可以使用“001”表示托盤，用“002”表示周轉箱。EPC沒有對濾值定義相關的標準，但是合理地設計
使用濾值能夠擴展編碼的應用范圍。

　　其他字段與本文無關，詳細說明可參考文獻。

　　SSCC一96有24位的未分配字段目前沒有使用，與條形碼技術不同，RFID是一種具有沖突消解和支持多標簽識讀的自動識別技術，在復核作業的過程中，RFID讀寫器將一次性讀出所有貨物、托盤和周轉箱的標識，通過簡單的位運算，就可以劃分出標頭字段，進而將貨物和集裝單元區別開。同理，通過對SSCC一96濾值字段的判斷也能夠區分托盤和周轉箱這兩種不同的集裝單元，對于給定的一個物流單元，托盤是唯一的，周轉箱可能有多個，上述編碼結構和處理方法能夠確定托盤與周轉箱之間的聯系，卻無法明確周轉箱里放了什么貨物；為了構建完整的物流單元“樹”型信息結構，還需要建立周轉箱與貨物之問的關聯。

　　3 TOM (Tag Operation Model，標簽操作模塊)

　　本文所采用的SSCC和SGTIN都是96位的編碼方案，96位的編碼方案占用3個Blk的存儲空間，而前述電子標簽擁有64個Blk的用戶數據空間，可以考慮利用其余的61個Blk保存貨物的EPC代碼，實現周轉箱與貨物之間的關聯。

　　但是，這樣做會影響電子標簽的讀寫效率。這是因為，電子標簽的讀寫時間與讀寫的Blk的數量成正比，在標簽中查找某件貨物的EPC代碼時，需要讀出標簽中的所有數據，一次性讀出64個B|k的信息大約需要5 S。而且，考慮到這64個Blk之中，可能有空數據塊存在，這樣的查找操作勢必影響物流作業的效率，為解決此問題，借鑒磁盤操作系統(DOS)對文件管理的思想，本文提出了一種基于索引方式的電子標簽操作模塊ToM。在TOM 中，標簽的第1個Blk被定義為索引塊IB，用來維護整個用戶數據區域的索引信息。從第2個Blk到第64個Blk的空間用來存儲周轉箱或貨物的代碼信息，3個連續Blk稱為1個數據塊組BG(圖3)，每個BG存儲一個96位EPC代碼，2Kbit的電子標簽有21個BG．其中第1個BG用來存放集裝單元的EPC代碼，其余BG存儲貨物代碼，那么，每張標簽最多可以記錄20件貨物的EPC信息。

圖3 電子標簽存儲空間邏輯組織圖

　　索引塊共32 bit，這32個bit稱作索引標記位IF，每個IF與一個BG對應，用邏輯“1”表示該BG存儲有效數據，用邏輯“0”表示該BG未被使用或數據無效。這里規定IF的編號從低位向高位排列(圖4)．編號為n的索引標記位與BG 的對應關系符合下式：
BG的起始地址，3n一1(1≤n≤21)；
BG的終止地址，3n+1(1≤n≤21)；

　　由于2Kbit的電子標簽只有21個BG，所以在實際應用中，只會用到編號為1到編號為21的IF．編號為0的IF對應IB本身，置位邏輯“1”表示采用索引方式管理標簽數據。

圖4 索引塊序號分配圖

　　通過向電子標簽中引入索引標記位，可以提高對電子標簽數據管理的效率。比如，向標簽中寫入新的EPC代碼時，首先查找IF為“0”的可用BG 號，然后轉換成相應的標簽地址，再向標簽中寫人數據并同時置IF為“1”。整個過程，雖然比直接向標簽中寫人數據多了查找IF位的步驟，但是通過這樣的操作可以為貨物的EPC代碼分配相應的存儲空間，確保數據可靠地寫入。另外，在查找某件貨物時，只需要比較IF為“1”的BG；刪除操作則在查找操作的基礎上，將對應的IF位置為“0”即可。

　　目前電子標簽成本相對較高，可以采用電子標簽與條形碼技術相結合的過渡方案。貨物仍采用EAN一13碼標識，在裝入周轉箱的時候，將EAN-13代碼轉換成64 bit的電子代碼，寫入BG 的前2個Blk，由于條碼技術是標識商品種類的，所以預留第3個Blk， 用來記錄1個周轉箱里同種類貨物的件數。那么，一張2 Kbit的卡片里面最多可以保存20種貨物，這比CPE的解決方案容量略大一些。

　　TOM和DOS的思想相似，二者都實現了高效的數據組織和管理操作．不同的是，TOM 是針對RFID應用的軟件模塊，它以EPC代碼為對象，讀、寫的是bit級的數據；而DOS屬于系統軟件，它操作的對象是文件，文件以byte為單位。

　　4 結語

　　通過在標簽數據中建立索引的方式，更合理地組織標簽數據，結合符合國際標準的SSCC一96和SGTIN一96 EPC代碼，較好地提高了連鎖零售企業物流復核作業的工作效率．其中，TOM是實現數據管理核心所在，集裝單元與電子標簽的價值比在10：1以上，比較適合將集裝單元與電子標簽“綁定”，讓二者具有共同的生命周期。這時，就可以將配送過程中需要的物流信息記錄在托盤(物流單元)的標簽里，使之成為可以改寫的電子物流標簽．這也對TOM 提出了更高的要求，是ToM 今后發展的方向。