大規模設備管理中RFID技術(shù)的應用與設計

摘要：文章首先對RFID技術(shù)及其應用情況進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹；然后，討論RFID技術(shù)在大規模設備管理中應用需要注意的技術(shù)細節，給出具體設計方案。最后，是文章的總結。
關(guān)鍵詞：無(wú)線(xiàn)射頻識別；設備管理

0 前言
RFID(Radio Frequency Identification)是一種自動(dòng)無(wú)線(xiàn)識別和數據獲取技術(shù)，隨著(zhù)與傳統網(wǎng)絡(luò )的結合，RFID技術(shù)展現出巨大的市場(chǎng)應用潛力，被稱(chēng)為“物聯(lián)網(wǎng)”和“第二代Internet”它利用無(wú)線(xiàn)射頻方式在讀寫(xiě)器和電子標簽之間進(jìn)行非接觸雙向數據傳輸，以達到目標識別和數據交換的目的。在國內外，RFID技術(shù)被廣泛應用于工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化、交通運輸控制管理、資產(chǎn)管理等眾多領(lǐng)域。時(shí)至今日，RF ID技術(shù)的新應用仍然層出不窮。
資產(chǎn)管理是RFID技術(shù)應用較早也是較為普遍的行業(yè)，相較傳統的二維碼，RFID電子標簽的非接觸、讀取速度快等特性，在提高工作效率和準確性方面帶來(lái)的好處顯而易見(jiàn)。IT設備作為資產(chǎn)有其管理上的特殊性，其主要存放的機房環(huán)境、設備運行的要求，以及設備表面的金屬特性均使得RFID技術(shù)在IT設備管理方面的應用受到較大的限制。本文就是在這方面的一個(gè)嘗試。

1 RFID技術(shù)特點(diǎn)
1．1 什么是RFID技術(shù)
RFID是一種非接觸的自動(dòng)識別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號和空間耦合(電感或電磁耦合)或雷達反射的傳輸特性，實(shí)現對被識別物體的自動(dòng)識別。最基本的RFID系統由三部分組成：1)標簽(Tag)，是由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標簽具有唯一的電子編碼，附著(zhù)在物體上標識目標對象；2)讀寫(xiě)器(Reader)，是讀取或者寫(xiě)入標簽信息的設備，可設計為手持式或固定式；3)天線(xiàn)(Antenna)，用于在標簽和讀寫(xiě)器間傳遞射頻信號。
根據供電方式的不同，電子標簽可以分為有源電子標簽(Activetag)、無(wú)源電子標簽(Passivetag)和半無(wú)源電子標(Semi-passivetag)，有源電子標簽內裝有電池，無(wú)源射頻標簽沒(méi)有內裝電池，半無(wú)源電子標簽部分依靠電池工作。依據工作頻率的不同可分為低頻電子標簽、高頻電子標簽、超高頻電子標簽和微波電子標簽。依據封裝形式的不同可分為信用卡標簽、線(xiàn)形標簽、紙狀標簽、玻璃管標簽、圓形標簽及特殊用途的異形標簽等。
讀寫(xiě)器通過(guò)天線(xiàn)與電子標簽進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，可以實(shí)現對標簽識別碼和內存數據的讀出或寫(xiě)入操作。典型的讀寫(xiě)器包含有高頻模塊(發(fā)送器和接收器)、控制單元以及讀寫(xiě)器天線(xiàn)。
1．2 RFID技術(shù)特點(diǎn)
與條形碼識別系統相比，RFID技術(shù)具有很多優(yōu)勢特點(diǎn)：
(1)通過(guò)射頻信號自動(dòng)識別目標對象，無(wú)需可見(jiàn)光源，具有穿透性，可以透過(guò)外部材料直接讀取數據，保護外部包裝，節省識別時(shí)間；
(2)由于不需要物理接觸，標簽無(wú)機械磨損，壽命長(cháng)，且可以在惡劣環(huán)境下工作，對環(huán)境要求低；
(3)無(wú)需與目標接觸就可以得到數據，讀取距離支持范圍廣，一般從幾厘米到十幾米的距離；
(4)支持寫(xiě)入數據功能，無(wú)需重新制作新的標簽；
(5)使用防沖突技術(shù)，能夠同時(shí)處理多個(gè)射頻標簽，適用于批量識別場(chǎng)合；
(6)可以對RFID標簽所附著(zhù)的物體進(jìn)行追蹤定位，提供位置信息。
此外，由于RFID芯片的小型化和高性能芯片的實(shí)用化，射頻識別標簽不僅幫助不同領(lǐng)域的管理者追蹤物品的位置和搬運情況，還可以實(shí)時(shí)報告標簽上附帶的其他信息，比如設備的運行數據等。

2 RFID在設備管理中的應用
2．1 設備管理現狀
隨著(zhù)計算機應用的普及，信息化程度的提高，數據中心設備的規模不斷擴大，設備管理的要求也越來(lái)越高。傳統的非自動(dòng)化手工設備管理方式已經(jīng)無(wú)法適應大規模設備管理的要求，逐漸被采用計算機數據系統管理方式所取代。但數據采集仍然依賴(lài)先紙張記錄，再手工輸入計算機的方式。這不僅造成大量的人力資源浪費，而且由于人為的因素，數據錄入速度慢、準確率低。隨著(zhù)設備規模的持續發(fā)展，目前設備管理中的數據采集方式已難以滿(mǎn)足設備管理快速、準確的要求。
我們在實(shí)際工作中還遇到了設備信息采集與設備運行維護矛盾的問(wèn)題，限制了設備管理工作的開(kāi)展，主要表現在以下幾個(gè)方面：
(1)標簽粘貼與查看。一般來(lái)說(shuō)，數據中心的設備上粘貼有兩種標簽，一種是設備出廠(chǎng)時(shí)設備廠(chǎng)家粘貼的設備條碼標簽，這類(lèi)標簽往往粘貼在設備后部邊緣處，本身不方便查看，粘貼的角度也不適合條碼設備掃描。而且設備上架運行后，設備后部往往連接各類(lèi)線(xiàn)纜，查看設備條碼時(shí)會(huì )對設備運行安全帶來(lái)隱患。另一種是設備轉固以后，設備上粘貼的資產(chǎn)標簽。這類(lèi)標簽在粘貼位置的選擇上存在問(wèn)題。為了查看或掃描方便，標簽需要粘貼在方便查看的設備前表面，而網(wǎng)絡(luò )設備和服務(wù)器設備的前表面一方面凹凸不平、粘貼不牢靠，另一方面標簽粘貼也容易遮擋設備的警示燈，設備部件接口等。針對上述問(wèn)題，設備管理部門(mén)做過(guò)大量實(shí)驗，結果均無(wú)法令人滿(mǎn)意。
(2)設備更換流程復雜。設備維護部門(mén)在進(jìn)行設備維修更換時(shí)，需要通知設備管理部門(mén)同時(shí)更改設備標簽和設備管理系統中的設備信息，以保證設備信息準確有效。設備管理人員往往跟在系統維護人員后面疲于粘貼標簽，并手工修改系統內的設備信息。當設備量巨大、設備更換頻繁時(shí)，設備更換及核查工作更多依賴(lài)于設備管理人員的工作責任心和工作細致程度。然而，工作中的疏漏在所難免，設備信息出現差錯時(shí)，則難以追查歷史信息。而RFID標簽的非接觸自動(dòng)讀取方式，能很好地解決上述問(wèn)題。因此，引入RFID技術(shù)，利用RFID標簽替代資產(chǎn)標簽和設備條碼標簽，利用RFID閱讀器自動(dòng)讀取方式，代替維護人員用眼查看或條碼掃描儀掃描的方式。
2．2 RFID系統設計
2．2. 1 設備選型
首先，由于設備量較大，希望讀取速率較快，讀取距離較遠，一般來(lái)說(shuō)高頻標簽比低頻標簽具備更好的讀取速率和讀取距離，同時(shí)技術(shù)和標準上較超高頻標簽成熟穩定。其次，數據中心設備因其金屬表面以及機房環(huán)境電磁信號強，在標簽選擇上，需要選擇具有較好封裝技術(shù)的抗金屬標簽，以減少因金屬表面反射電磁波而產(chǎn)生對標簽信息讀取的影響，抗金屬標簽成本較高，往往是普通標簽的十幾倍?；诔杀究紤]，放棄有源標簽和大容量信息存儲標簽。第三，在RFID讀寫(xiě)器選型時(shí)，除了考慮成本和需求外，需要選擇與標簽相適合匹配的讀寫(xiě)器。