1引言近年来，随着新零售概念的推出，众多公司和企业推出了无人零售方案，其中大部分方案中采用了RFID （Radio Fre-quency Identification ，无线射频识别）技术，可以带来以下优 点：
（1）提高盘点效率。使用手持阅读器可以做到对库存的
快速盘点，若在货柜中直接安装阅读器可以做到实时盘点。
（2）提高结算效率。在结算区域可以快速识别消费物
品。部分公司的APP 甚至可以直接扣款。
（3）提高监管效率。对物品丢失可以快速识别，保证供
应链中的数据完全准确，比如某些基于RFID 管理的图书馆。（4）节约人工成本。
经过体验店的实际体验和相应的测试，自动买单时RFID 标签有一定机率出现未成功识别的现象，这个问题影响了方案在无人零售行业的应用。这种技术本身的缺陷导致了逃单的门槛很低，某些无意识的漏单影响了客户的体验，也会导致商家的损失，并可能出现大量恶意逃单，而恶意逃单和无意识逃单无法区 分，最终甚至无法追责。比如：客户在结算时，在购物袋中装入金属的易拉罐，不需要做其他操作，就可以降低RFID 的识别率，达到逃单的效果，而这种逃单无法追责。为了解决多标签买单系统中的漏读的问题，本文提供了一种方案并进行了验证。2RFID 系统组成
RFID 系统是一种非接触式的自动识别技术[1]，由RFID 标签、读写器、天线和应用软件系统组成，如图1所示。图1RFID 系统构成 （1）RFID 标签，亦称电子标签或射频卡，能完成与读写器之间的数据交换，其由电子耦合元件及电子芯片组成[2]，分为有源和无源两类。在无人零售行业中，商品贴上一个RFID 标签，读写器就能够通过读取标签中的内容，确认商品的名称、价格、序列号等信息。由于无人零售行业对标签的成本特别敏感，所以一般都使用成本最低的工作在超高频(UHF)频段的无源标签。
（2）读写器，分为只读和能读能写两类，可通过射频天线实现应用软件系统与射频标签的数据交换，实现射频识别，
是RFID 硬件系统的重要组成部分[3]。
（3）天线，即射频天线，RFID 标签和读写器都需要通过降低RFID 标签漏读率的无人零售系统设计
刘晓青
（福州职业技术学院，福建福州350108）
[摘要]无人零售技术应用作为智慧城市的组成部分正处于重要发展阶段，而RFID 技术是无人零售系统中使用的重要技术之一。近年来，大量的无人值守零售门店均采用了RFID 技术，而RFID 标签在零售结算过程中的漏读的问题却影响了其在无人零售领域的推广。为了降低RFID 的标签漏读率、提高识别正确率，本文结合无人零售的自动结算流程，提供并且验证了一种新的技术解决方案，可以较好地解决无人零售系统中出现的RFID 标签识别失败的问题，从而提高自动结算的准确率。
[关键字]无线射频识别；电子标签；无人零售系统；漏读
中图分类号：TN911；TP393文献标识码：A 文章编号：1008-6609(2018)08-0048-04
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作者简介：刘晓青（1983-），女，福建福州人，硕士，讲师，研究方向为计算机软件技术、物联网技
术。
天线与对方通信，标签中的天线体积小，集成在标签内部，而读写器可以外接高增益的天线，增加标签的读写距离。无人零售行业中，读写器天线往往安装在收银台或收银门的位置。
（4）应用软件系统。通过应用程序实现商品的入库、盘点、支付等流程，方便工作人员和后台实时了解商品和客户消费的情况。
3RFID标签无法识别的原因分析
由于货品的种类和数量巨大，RFID标签成本成为其应用的制约因素[4]。无人零售的RFID标签受限于成本，基本都是使用被动式标签，其接收读写器所发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送存储在芯片中的相应信息[5]，用于自动结账。所以，RFID标签主要由三个部分组成：天线，RFID芯片，封装材料（无人零售领域主要使用低成本的纸、不干胶与塑料进行封装）。
同样受限于成本，RFID标签的天线基本采用印刷天线，印刷天线采用将金属振子印刷在非金属的封装上，可以提高生产的效率和降低产品成本。
当前无人零售主要采用ISO18000-6C的RFID标准，工作在UHF频段，这个频段的RIFD天线体积较小，并且采用印刷天线和低成本的封装材料可以将标签成本降低到无线零售行业可以接受的成本以下。
虽然成本的降低使得无人零售行业大批量使用RFID天线成为可能，但天线也由于低成本的封装，变得非常脆弱。天线的指标包括频率、辐射方向、天线效率、阻抗等，很容易被标签接触的物体改变，影响标签的读写距离。
根据天线的技术原理，只要导电体贴上天线的金属振子，就会恶化天线的指标，如果导电体的面积较大或与金属振子贴得太近，就会导致天线指标恶化到无法使用。
由于人的皮肤、金属、水等均属于导电体，因此手或金属覆盖标签达到一半以上的面积，就会导致标签无法识别。
因RFID标签成本是无人零售行业采用该技术的关键制约因素，所以本文中的方案基于低成本的RFID标签，不考虑高成本的抗金属标签。
4无人零售行业当前的自动结算方案
当前无人零售企业的自助买单的方案通常采用收银台式或者收银门式，阅读器安装在收银台内或者收银门上，可能安装多面天线，但这两种方案均无法避免标签无法识别的问题。下面对这两种收银方式一一进行说明。
收银台方案需要客户把结账的物品放到自动收银台上，然后收银台会自动识别结账物品，最终通过显示模块输出结账的最终数据，客户通过移动支付自助结账。
图2收银台方案支付流程
图3自助收银台设计
收银门式方案通过客户携带物品通过收银门时，收银门会通过门上的多个读写器识别客户携带的物品，最终通过显示模块输出结账的最终数据，客户通过移动支付自助结账。
图4收银门方案支付流程
图5收银门设计
根据标签无法识别的技术原理，收银台方案的准确性受制于买单物品的材质以及买单物品的摆放方式，如果标签刚好贴在金属物品的表面，
收银台是无法识别此标签的。客户
如果多拿些金属货品堆在一起，基本上都会出现个别标签无法识别的问题。
收银门方案，除了物品的堆叠导致无法识别外，还很容易出现客户的皮肤接触标签而导致漏读的问题，客户只要用手大面积握住标签，就能通过收银门而不被识别。
所以，现有解决方案最大的问题是无法避免摆放而导致的标签之间的接触，标签和金属的接触以及标签和皮肤的接触，导致了逃单的成本极低，而且由于客户并无违反商家规定的行为，即使有恶意的逃单，也无法追责。目前该问题已经影响了无人零售方案的推广。
5本文提出的新的解决方案
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。
（1）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。
（2）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。
红豆绒
图6人货分离支付流程
图7人货分离方案设计示意图
根据图7中所示，通道机包括货品放置区与对应显示器、扫描器、传输装置和结账区的显示器。将需要买单的货品，从店铺内部的放置区传输到结账区，并且在传送过程中完成扫描，为了避免货品的放置方式导致的标签无法识别，传输装置使用塑料滚轴设计，保证货品传输过程中会有上下起伏以及转动而使紧贴的货物分开，避免标签紧贴金属物品或者其他标签。
由于RFID的标签扫描速度是毫秒级别的，所以在通道机中，只要标签与干扰物有毫秒级别的机会分开，即可成功扫描，所以在通过滚轴传输装置后，可完全打乱原有的放置方式，保证扫描到所有正常的电子标签。
图8滚轴传输装置导致物品分开
6新方案的有益效果
（1）新的解决方案不会提高标签成本，但可以解决由于RFID技术本身的缺陷带来的逃漏单问题。
（2）新的支付流程保证了对恶意损坏标签的逃漏单追责，避免了由于技术缺陷而无法追责的问题，增加了恶意逃单的成本和难度。
7新方案验证结果
实验设备：RFID读写器，8dbi天线，滚动装置
实验产品与标签：5瓶矿泉水，5瓶易拉罐，10个低成本RFID标签
测试方案：将实验产品按照测试模型放置好后，打开实验设备进行读取标签信息的操作，读写时间为10秒；10秒后关闭实验设备。
表1读写距离测试结果
测试模型
RFID标签单独正对天线放置
RFID标签贴在矿泉水瓶上
RFID标签贴在易拉罐瓶身上
RFID标签贴在易拉罐顶部，不完全接触瓶身
读写距离
10.00m
5.60m
0.60m
1.00m
结论1：低成本标签的抗金属和抗液体的能力弱，必须要接近天线才能被识别。而高成本的抗金属标签不易在无人
零售系统中大量使用。
表2多标签静止测试结果
测试模型
塑料袋中装入5瓶贴上标签的矿泉水，测试人员提着塑料袋，正对天线
塑料袋中装入5瓶贴上标签的矿泉水，测试人员提着塑料袋，正对天线
塑料袋中装入5瓶贴上标签的易拉罐，测试人员提着塑料袋，正对天线
塑料袋中装入5瓶贴上标签的易拉罐，测试人员提着塑料袋，正对天线读写
距离
1.00m
0.50m
氢气炉0.50m
0.10m
读写成功率
视觉引导
实验10次，无法完全读
出
实验10次，4次可以读
出5个标签
ccr5实验10次，最多读到2
个
实验10次，最多读到4
个
结论2：当实验产品无规律堆叠在一起时，静止情况下很容易产生漏读的情况，尤其是有金属产品时，即使天线距离在0.1米的情况，也无法全部读出。
表3多标签移动测试结果
测试模型
将5瓶贴上标签的矿泉水放入一个带滚轴的箱子，滚轴转动
将5瓶贴上标签的易拉罐放入一个带滚轴的箱子，滚轴转动
将5瓶贴上标签的易拉罐和5瓶贴上标签的矿泉水放入一个带滚轴的箱子，滚轴转动读写
距离
0.50m
0.50m
0.50m
读写成功率
100%（实验次数>20）
100%（实验次数>20）
100%（实验次数>20）
结论3：当实验产品跟着滚轴产生转动和位移时，标签就
有机会被读写器读到。10秒时间，足够将所有标签读出。
8结论
实验结果表明，使用本文描述的解决方案，可较好地解
决无人零售系统中标签识别失败的问题，能保证买单时不会
出现商品漏读，若有人恶意破坏标签达到逃单目的，也可以
通过监控系统进行追责。
参考文献：
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经济出版社，2004．
Unmanned-retail System Design for Reducing the Missing Rate of RFID
LIU Xiao-qing
(Fuzhou Polytechnic,Fuzhou350108,Fujian)
【Abstract】As a component of intelligent city,the application of unmanned retail technology is in an important stage of develop-ment,and RFID technology is one of the important technologies used in the unmanned retail system.In recent years,a large number of unmanned retail stores have adopted
RFID technology,but the missing reading of RFID tags in the retail settlement process has af-fected its promotion.In order to reduce the missing reading rate and improve the recognition accuracy of RFID,this paper provides and verifies a new technical solution combined with the automatic settlement process of unmanned retail.It can solve the problem of RFID tag identification failure and improve the accuracy of automatic settlement.变速箱取力器>裂隙水
【Keywords】RFID;digital label;unmanned-retail system;missing reading
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