基于RFID的智能貨架管理方案

一、背景

不可否認，物聯(lián)網(wǎng)將會(huì )成為世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，物聯(lián)網(wǎng)的出現，打破了以往物物間孤立無(wú)聯(lián)系的瓶頸，讓人與人、物與物、人與物之間自此建立起了更加緊密的聯(lián)系。站在物聯(lián)網(wǎng)的視野下，通過(guò)采用創(chuàng )新性的行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)整體解決方案，將會(huì )實(shí)現人與物的完美交互，促進(jìn)人與物質(zhì)世界的融和，讓一切變的更加智能、高效與便捷。

航天企業(yè)是中國航天事業(yè)的領(lǐng)導者，航天系統是現代典型的復雜工程大系統，具有規模龐大、系統復雜、技術(shù)密集、綜合性強，以及投資大、周期長(cháng)、風(fēng)險大、應用廣泛和社會(huì )經(jīng)濟效益十分可觀(guān)等特點(diǎn)，是國家級的大型工程系統。因此，航天企業(yè)的設備資產(chǎn)繁多復雜，許多設備具有價(jià)值高、流動(dòng)性強、安全管理難等特點(diǎn)，而管理者為了清查或清點(diǎn)資產(chǎn)的實(shí)時(shí)狀況，跟蹤資產(chǎn)的流向，需要浪費大量寶貴的時(shí)間和人力物力。傳統的資產(chǎn)管理方式一般依賴(lài)于以紙張文件為基礎的非自動(dòng)化方式來(lái)記錄、追蹤管理，效率低下。隨著(zhù)設備數量的增加，設備管理人員的負擔越來(lái)越重。人工清點(diǎn)時(shí)也容易遺漏或重復，實(shí)物很難與賬面相符，同時(shí)也增加了資產(chǎn)管理的難度，常常造成數據不及時(shí)，出錯率高等問(wèn)題。

北京慧感嘉聯(lián)科技有限公司致力于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的行業(yè)應用，立志成為物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的領(lǐng)跑者和物聯(lián)網(wǎng)方案解決專(zhuān)家，慧感嘉聯(lián)所提供的基于RFID的設備管理方案方案，充分考慮到設備管理的實(shí)際需求，秉承安全、高效、便捷的理念，采用了獨有的Sense-ID感知識別RFID核心技術(shù)，實(shí)現了“感知”與“識別”的完美融合，通過(guò)高效靈活的組建方式，讓設備管理用戶(hù)自此跨入了物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。

二、物聯(lián)網(wǎng)與RFID技術(shù)簡(jiǎn)介

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。其英文名稱(chēng)是“The Internet of things”。顧名思義，“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上的延伸擴展的網(wǎng)絡(luò )；第二，其用戶(hù)端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信。因此，物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過(guò)射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網(wǎng)絡(luò )。

射頻技術(shù)（RFID）是一種世界上較為領(lǐng)先的自動(dòng)識別技術(shù)，RFID射頻識別是一種非接觸式的自動(dòng)識別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號自動(dòng)識別目標對象并獲取相關(guān)數據，識別工作無(wú)須人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識別高速運動(dòng)物體并可同時(shí)識別多個(gè)標簽，操作快捷方便。RFID是一種突破性的技術(shù)：第一，可以識別單個(gè)的非常具體的物體；第二，其采用無(wú)線(xiàn)電射頻，可以透過(guò)外部材料讀取數據；第三，可以同時(shí)對多個(gè)物體進(jìn)行識讀。此外，儲存的信息量也非常大。目前該技術(shù)廣范應用于以下領(lǐng)域，如身份識別、防偽、大型設備固定資產(chǎn)管理、藥品物流識別、檔案、車(chē)輛管理等諸多領(lǐng)域。

最基本的RFID系統由三部分組成：

A、標簽（有、無(wú)源）：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；

B、讀寫(xiě)器：讀?。梢詫?xiě)入）標簽信息的設備；

C、天線(xiàn)：在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。

三、方案說(shuō)明

3.1 基本需求

1、所有的設備均配備有唯一標識的RFID標簽。通過(guò)固定讀寫(xiě)器和天線(xiàn)可以實(shí)現對貨架上的所有設備進(jìn)行進(jìn)行實(shí)施的狀態(tài)跟蹤。

2、可通過(guò)手持機隨時(shí)獲取設備編碼并查詢(xún)設備相關(guān)信息。

3、可使用手持機在一定距離內對貨架上的設備進(jìn)行定位。

3、系統中配備發(fā)卡器，可以隨時(shí)向新增設備配發(fā)標簽

4、可以通過(guò)管理系統提供設備外借歸還功能。

5、管理系統可以提供查詢(xún)功能，可隨時(shí)獲知各設備的狀態(tài)。

6、設備庫房出入口配備有固定讀寫(xiě)裝置，當帶有標簽的設備在到達出入區域時(shí)，該設備的信息和進(jìn)入時(shí)間將會(huì )被7、對于未辦理外借手續的設備到達出入區域時(shí)，系統將會(huì )發(fā)出報警并記錄。

8、系統配備有盤(pán)點(diǎn)功能，利用PDA可以實(shí)現對設備的快速盤(pán)點(diǎn)并生成盤(pán)點(diǎn)文件。

RFID設備管理系統的功能如下：

信息采集：設備管理系統具有信息快速采集功能，利用固定在貨架上的固定式讀寫(xiě)器和天線(xiàn)陣對貨架上在架設備進(jìn)行實(shí)時(shí)的數據采集并匯報至應用程序端。也可以利用系統中的PDA實(shí)時(shí)采集設備的具體信息包括但不限于設備

名稱(chēng)、所屬貨架、管理人等內容。同時(shí)管理員也可以利用PDA對設備的信息進(jìn)行在線(xiàn)修改。

狀態(tài)跟蹤：利用資產(chǎn)應用程序或者PDA，可以實(shí)現對資產(chǎn)設備進(jìn)行狀態(tài)跟蹤。即可以快速的獲知該設備的狀態(tài)比如是使用中、已外借、已歸還還是已報廢等。

設備定位：可以利用PDA在一定范圍內對貨架上的設備進(jìn)行定位，即可以在大量的設備或設備中尋找特定的設備，當PDA發(fā)現該設備時(shí)，將會(huì )發(fā)出提示。

外借歸還管理：管理系統可以對設備的外借或歸還進(jìn)行管理，借用人在外借某設備時(shí)，需要在管理系統出進(jìn)行申請，管理系統將會(huì )對相關(guān)操作予以記錄，當設備逾期未還時(shí)，系統將會(huì )予以提示，管理員還可以通過(guò)系統的查詢(xún)功能對在借設備進(jìn)行查詢(xún)。

進(jìn)出入管理：系統在庫房門(mén)口安裝有固定式讀寫(xiě)器、天線(xiàn)以及紅外感應裝置，當帶有標簽的設備到達進(jìn)出區域時(shí)，該設備的信息將會(huì )被管理系統記錄，對于沒(méi)有辦理外借手續的設備，系統將會(huì )發(fā)出報警。

利用PDA可以實(shí)現設備的快速盤(pán)點(diǎn)，并能一鍵生成相關(guān)的盤(pán)點(diǎn)記錄，省卻傳統利用紙筆進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)記錄的繁瑣與低效。

3.2 系統結構

根據物聯(lián)網(wǎng)的結構定義和設備資產(chǎn)管理領(lǐng)域的實(shí)際情況，智能貨架管理方案將根據功能劃分為三層，即感知層、網(wǎng)絡(luò )層和應用層，具體的系統結構如下圖所示：

如圖2所示，貨架上各個(gè)設備均安裝的RFID無(wú)源抗金屬標簽、貨架上安裝的固定讀寫(xiě)器和天線(xiàn)組、PDA手持機、位于出入口的固定讀寫(xiě)器及天線(xiàn)以及資產(chǎn)借還器組成了RFID智能貨架管理系統，其工作原理和流程如下：

1、發(fā)標簽：當有新的設備進(jìn)入時(shí)，應首先為設備配發(fā)標簽，利用管理客戶(hù)端的發(fā)卡程序和資產(chǎn)借還器，可以給設備配發(fā)標簽，標簽內存儲著(zhù)該設備的編號，同時(shí)該設備的信息將會(huì )寫(xiě)入后臺的數據庫服務(wù)器中。

2、安裝標簽：利用3M背膠或其它固定方式將已寫(xiě)入編碼的標簽粘貼在設備表面。隨后設備可放置在相應的貨架上。

3、信息采集：貨架上的所有設備都會(huì )通過(guò)貨架上的固定式讀寫(xiě)器和天線(xiàn)組實(shí)現實(shí)時(shí)監控。當設備離開(kāi)該貨架時(shí)，系統將會(huì )予以記錄，當設備放置在錯誤的貨架上時(shí)，系統也會(huì )予以提示。將PDA移至待讀取設備的標簽附近，PDA也會(huì )顯示出相關(guān)的設備信息。

4、設備定位：利用PDA可以在一定距離內對設備進(jìn)行定位，在PDA中輸入想要查找的設備的編號或者名稱(chēng)，隨后在貨架周?chē)褜ぴ撛O備，當PDA發(fā)現與待查詢(xún)設備匹配的設備時(shí)，會(huì )發(fā)出相應提示。

5、外借歸還管理：當設備需要外借時(shí)，可以利用在管理客戶(hù)端處辦理相關(guān)手續，在辦理相關(guān)手續之后，設備的狀態(tài)將會(huì )更改為已外借，并會(huì )將相應的外界人信息、外借時(shí)間與歸還時(shí)間等內容更新至后臺，在到達歸還時(shí)間時(shí)，系統將會(huì )發(fā)出提示。在設備歸還后，相關(guān)內容會(huì )予以更新。

6、防盜管理：當人員在持有未辦理外借手續的設備經(jīng)過(guò)門(mén)口的進(jìn)出區域時(shí)，安裝在門(mén)口的天線(xiàn)和固定式讀寫(xiě)器將會(huì )捕獲到該設備的信息并發(fā)出報警提示。所有進(jìn)入該區域的設備都會(huì )在系統里進(jìn)行記錄。

7、快速盤(pán)點(diǎn)：利用PDA可以進(jìn)行設備的快速盤(pán)點(diǎn)，只需要掃描貨架上的所有在線(xiàn)設備，PDA將會(huì )自動(dòng)進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)，并生成相應的盤(pán)點(diǎn)報告。