基于RFID的高校實(shí)驗(yàn)室管理技術(shù)

張藝萌

(陜西廣播電視大學(xué)考試中心，陜西 西安 710119)

實(shí)驗(yàn)室是高等學(xué)校進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)和科學(xué)研究的主要基地，是培養(yǎng)創(chuàng)新人才、實(shí)現(xiàn)學(xué)生素質(zhì)教育的重要場(chǎng)所，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)更是高校教育事業(yè)賴以生存和發(fā)展的前提，尤其是開(kāi)放性智能實(shí)驗(yàn)室建設(shè)對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室管理及學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和綜合素質(zhì)的提高起著至關(guān)重要的作用。

隨著我國(guó)高等教育事業(yè)的飛速發(fā)展，學(xué)生數(shù)量的逐年增多，使得高校的實(shí)驗(yàn)室得到了跨越式的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)室不斷的購(gòu)進(jìn)新設(shè)備，引進(jìn)新技術(shù)，以滿足人才培養(yǎng)的需要，實(shí)驗(yàn)室管理人員相對(duì)不足，管理壓力大，依靠傳統(tǒng)手工管理效率低，極易出錯(cuò)。所以實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和人員的智能化管理就顯得越來(lái)越重要。

如何利用新技術(shù)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的管理和使用，使其充分為教學(xué)實(shí)驗(yàn)、科學(xué)研究服務(wù)就成為各高校在實(shí)驗(yàn)室管理中急需解決的一個(gè)重要問(wèn)題。

一、高校實(shí)驗(yàn)室管理存在的問(wèn)題

1.實(shí)驗(yàn)室設(shè)備多且雜，設(shè)備管理困難。

長(zhǎng)期以來(lái)，實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備基本上還是采用傳統(tǒng)手工管理方式、大多使用設(shè)備卡片或紙質(zhì)標(biāo)簽，通過(guò)手工方式將相關(guān)信息分類編輯管理，效率低下，極易出錯(cuò)，且維護(hù)、更新十分困難，而且不便于計(jì)算機(jī)軟件管理，更不便將設(shè)備信息上傳互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息共享和動(dòng)態(tài)管理。顯然這種傳統(tǒng)紙質(zhì)的記錄的實(shí)驗(yàn)室管理方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室的要求。

2.綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目增多，需要綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

隨著教學(xué)深入、課程改革，尤其是在高等職業(yè)教育中，強(qiáng)調(diào)技能培訓(xùn)，只提供某一方面專用實(shí)驗(yàn)室顯然不能滿足學(xué)生需求，如果學(xué)生需要做一個(gè)小型系統(tǒng)，或者是畢業(yè)設(shè)計(jì)、課程設(shè)計(jì)的時(shí)候需要一個(gè)綜合性的平臺(tái)，可能會(huì)涉及許多個(gè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，這就要求我們要有綜合的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)應(yīng)該能滿足該學(xué)生對(duì)本專業(yè)所有課程的實(shí)驗(yàn)要求。設(shè)備多種多樣，需求多種多樣。這就對(duì)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備開(kāi)放性管理提出了新的挑戰(zhàn)。

3.設(shè)備巡檢維護(hù)滯后，設(shè)備無(wú)法及時(shí)維修。

傳統(tǒng)管理方式，設(shè)備巡檢維護(hù)往往缺乏計(jì)劃性且工作量大而繁瑣。每次維護(hù)巡檢時(shí)間間隔較長(zhǎng)，因?yàn)樵O(shè)備參數(shù)和相應(yīng)維護(hù)巡檢信息記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)表或者是電子文檔里面，所以每次設(shè)備巡檢維護(hù)需要時(shí)，相應(yīng)設(shè)備歷史記錄查詢和變更很麻煩。大大降低了工作效率，增加了巡檢維護(hù)成本，導(dǎo)致設(shè)備不能及時(shí)維修，設(shè)備丟失不能第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)。

4.實(shí)驗(yàn)室之間缺乏交流，實(shí)驗(yàn)設(shè)備無(wú)法共享。

各高校相關(guān)實(shí)驗(yàn)室之間沒(méi)有一個(gè)可以共實(shí)驗(yàn)設(shè)備的引進(jìn)、管理、維護(hù)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程記錄、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新等方面的交流平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備信息無(wú)法共享，實(shí)驗(yàn)設(shè)備得不到最大化利用，導(dǎo)致設(shè)備重購(gòu)、空閑。

5.實(shí)驗(yàn)室難以動(dòng)態(tài)跟蹤管理，實(shí)驗(yàn)過(guò)程無(wú)法實(shí)時(shí)記錄。

借助先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室設(shè)備及人員管理，建設(shè)開(kāi)放性智能實(shí)驗(yàn)室是解決這些主要問(wèn)題的最好途徑，F(xiàn)RID技術(shù)就是這樣一種解決問(wèn)題的先進(jìn)技術(shù)。

二、RFID技術(shù)簡(jiǎn)介

RFID(Radio Frequency Identification的縮寫(xiě))，即射視頻識(shí)別，又稱甲子標(biāo)簽，是一種利用射頻非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，可通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)，無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。常用的有低頻 (125K～134.2K)、高頻 (13.56Mhz)、超高頻、無(wú)源等技術(shù)。一套完整的RFID系統(tǒng)包括三個(gè)部分:電子標(biāo)簽、閱讀器、數(shù)據(jù)處理平臺(tái)、應(yīng)用軟件系統(tǒng)等。

RFID系統(tǒng)的工作原理是:RFID標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息 (Passive Tag，無(wú)源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽)，或者由標(biāo)簽主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào) (Active Tag，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽)，解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)的處理。

RFID技術(shù)優(yōu)勢(shì):RFID技術(shù) (射頻識(shí)別技術(shù))與傳統(tǒng)的條形碼、磁卡及IC卡相比，RFID技術(shù)具有非接觸、無(wú)需人工干預(yù)即可完成信息的輸入和處理數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量大，可以進(jìn)行重復(fù)讀寫(xiě)操作;可識(shí)別各種高速運(yùn)動(dòng)的物體，可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽;可實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的無(wú)限定位;可工作在各種惡劣環(huán)境，標(biāo)簽隱蔽性好，無(wú)機(jī)器磨損、壽命長(zhǎng)、不易損毀脫落;總成本越來(lái)越接近接觸式IC卡的成本，甚至更低。

三、基于RFID技術(shù)的高校實(shí)驗(yàn)室管理

1.實(shí)驗(yàn)室設(shè)備及人員管理

(1)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理。

高校實(shí)驗(yàn)室種類多種多樣，實(shí)驗(yàn)設(shè)備繁多且分布范圍廣，傳統(tǒng)管理方式大都采用設(shè)備卡或紙質(zhì)標(biāo)簽，這樣的標(biāo)簽記錄的信息內(nèi)容有限且不易更改，標(biāo)簽很容易脫落損毀，極易造成標(biāo)簽內(nèi)容與數(shù)據(jù)庫(kù)記錄的不一致，不便于日常維護(hù)與盤(pán)點(diǎn)，管理起來(lái)也極易出錯(cuò)。利用RFID技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行編號(hào)，生成電子標(biāo)簽，在電子標(biāo)簽上記錄設(shè)備基本屬性和幫助信息，將其通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理共享，需要時(shí)可通過(guò)手持機(jī)方便的獲取實(shí)驗(yàn)物品的相關(guān)信息，這些基本信息包括:型號(hào)、規(guī)格、單價(jià)、出廠日期、設(shè)備號(hào)、使用單位、使用地點(diǎn)、維修記錄、生產(chǎn)廠家等。這樣的方式管理起來(lái)具有明顯的優(yōu)勢(shì):1)有利于設(shè)備的巡檢、維護(hù)及盤(pán)點(diǎn)。打破原先大規(guī)模、定期的實(shí)驗(yàn)設(shè)備等固定資產(chǎn)的巡檢、維護(hù)工作，轉(zhuǎn)化為實(shí)時(shí)檢測(cè)、維修，定期或不定期地進(jìn)行巡查盤(pán)點(diǎn)。由于每臺(tái)實(shí)驗(yàn)設(shè)備上的電子標(biāo)簽都存儲(chǔ)著設(shè)備每次巡檢、維修記錄，這樣在現(xiàn)場(chǎng)就可以明確該設(shè)備的歷史使用情況，大大縮短巡檢、維修時(shí)間，提高工作效率。設(shè)備巡檢維護(hù)后的信息在現(xiàn)場(chǎng)就可錄入手持機(jī)，同時(shí)存儲(chǔ)于設(shè)備上的電子標(biāo)簽，這樣即節(jié)省人力物力，同時(shí)也提高了設(shè)備的使用效率。真正實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的精細(xì)化管理，提高設(shè)備管理的速度和準(zhǔn)確性，使各種設(shè)備管理能真正落到實(shí)處。2)有利于設(shè)備的共享。可動(dòng)態(tài)跟蹤記錄設(shè)備的使用、借出、維修等的具體情況，當(dāng)設(shè)備的內(nèi)容發(fā)生變化時(shí)，用手持機(jī)很容易地修改電子標(biāo)簽的內(nèi)容，同時(shí)新的信息可自動(dòng)發(fā)送到服務(wù)器完成數(shù)據(jù)庫(kù)信息的更新，方便師生在網(wǎng)上及時(shí)查詢到實(shí)驗(yàn)設(shè)備的各種情況，及時(shí)讓大家使用到需要的設(shè)備。解決實(shí)驗(yàn)設(shè)備的重置與閑置，讓設(shè)備得到最大化利用。

(2)實(shí)驗(yàn)室人員管理

由于實(shí)驗(yàn)室總體的數(shù)量和實(shí)驗(yàn)設(shè)備不能滿足學(xué)生和老師任意時(shí)間來(lái)做實(shí)驗(yàn)的需求，以及一些實(shí)驗(yàn)具有一定不安全因素存在，所以對(duì)參與實(shí)驗(yàn)人員的身份驗(yàn)證管理就顯得十分的重要。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室采用全自動(dòng)化無(wú)人職守模式，利用FRID識(shí)別技術(shù)，將電子標(biāo)簽集成于學(xué)生的一卡通內(nèi)，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的人員必須由門(mén)禁管理系統(tǒng)進(jìn)行合法性檢查，讀出一卡通電子標(biāo)簽內(nèi)的相關(guān)信息后方可進(jìn)入，機(jī)位顯示屏指引學(xué)生到相應(yīng)指定位置實(shí)驗(yàn)。對(duì)于未經(jīng)過(guò)門(mén)禁管理系統(tǒng)合法性檢查的非法人員，系統(tǒng)能夠及時(shí)報(bào)警。

2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程管理

當(dāng)有實(shí)驗(yàn)需求時(shí)，學(xué)生可以根據(jù)自己的需要在線查詢和預(yù)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及操作位。因?yàn)镽FID標(biāo)簽存儲(chǔ)容量大，可以重復(fù)讀寫(xiě)，這就為隨機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備技術(shù)檔案、實(shí)驗(yàn)過(guò)程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果等信息成為可能，在開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生可通過(guò)手持機(jī)讀取實(shí)驗(yàn)步驟、操作要點(diǎn)、使用幫助和以往使用該設(shè)備所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，幫助學(xué)生正確的完成實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，利用RFID技術(shù)與相關(guān)技術(shù)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用過(guò)程的動(dòng)態(tài)控制，當(dāng)使用不當(dāng)時(shí)能自動(dòng)警告并中斷實(shí)驗(yàn)過(guò)程，避免不必要的損失。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后學(xué)生可上傳相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及設(shè)備使用情況，老師定時(shí)檢查學(xué)生上傳的數(shù)據(jù)，對(duì)異常情況進(jìn)行分析并作出解釋，以共其它學(xué)生參考。這就充分實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。

四、結(jié)束語(yǔ)

在高校實(shí)驗(yàn)室的管理中，RFID這種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)發(fā)揮了其顯著的優(yōu)勢(shì)，為實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放提供了良好的條件，為學(xué)生自主、創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)和實(shí)踐提供了一個(gè)良好的環(huán)境，同時(shí)為實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的科學(xué)管理、優(yōu)化配置、充分共享提供了有效的解決方案。很好的實(shí)現(xiàn)了將瑣碎、繁雜的手工管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)榱撕?jiǎn)單、輕松的自動(dòng)化管理模式。

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［1］游戰(zhàn)清，李蘇劍.無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù) (RFID)理論與應(yīng)用.北京電子工業(yè)出版社，2005.

［2］王瑾.基于物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)室管理技術(shù) ［J］.電腦知識(shí)與技術(shù)2010，(7).

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