基于RFID技術(shù)的信息采集模式研究

王輝 楊樂(lè)

摘要：隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成為各個(gè)領(lǐng)域主要使用的信息化技術(shù)，尤其是RFID技術(shù)，給信息采集、設(shè)備管理等方面帶來(lái)極大益處?；诖?，為更好應(yīng)用RFID技術(shù)，充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，該文對(duì)RFID技術(shù)進(jìn)行調(diào)查，重點(diǎn)研究以RFID技術(shù)為基礎(chǔ)的信息采集模式，探索其設(shè)計(jì)構(gòu)建路徑，以期為相關(guān)工作提供參考性建議。

關(guān)鍵詞：信息采集模式 ?RFID技術(shù) ?標(biāo)簽 ?閱讀器

中圖分類號(hào)：TP399文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? 文章編號(hào)：1672-3791（2021）12（a）-0000-00

Research on Information Collection Mode Based on RFID Technology

WANG Hui YANG Le

（Henan Zhongyan Gold Leaf Production and Manufacturing Center， Zhengzhou， Henan Province， 451150China）

Abstract： With the rapid development and wide application of information technology， Internet of things technology has become the main information technology used in various fields， especially RFID technology， which brings great benefits to information collection， equipment management and so on. Based on this， in order to better apply RFID technology and give full play to its technical advantages， this paper investigates RFID technology， focuses on the information collection mode based on RFID technology， and explores its design and construction path， in order to provide reference suggestions for relevant work.

Key Words： Information collection mode; RFID technology; Label; Reader

在當(dāng)前大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，信息數(shù)據(jù)價(jià)值不斷被開(kāi)發(fā)、挖掘，這給信息采集工作提出了更高要求。RFID技術(shù)目前應(yīng)用特別廣泛，比如生產(chǎn)線自動(dòng)化、物料管理以及門禁管制等，這些都要求其識(shí)別并分析所采集的信息，因此，以該技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)建信息采集模式是可行的。為更好生產(chǎn)發(fā)展，研究該信息采集模式是十分必要的。

1RFID技術(shù)相關(guān)概述

所謂RFID技術(shù)，主要是指射頻識(shí)別技術(shù)，技術(shù)原理是利用標(biāo)簽和閱讀器進(jìn)行非接觸式的數(shù)據(jù)通信，從而對(duì)目標(biāo)信息進(jìn)行精準(zhǔn)識(shí)別。作為一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，目前主要使用無(wú)線射頻的方式讀寫(xiě)射頻卡和電子標(biāo)簽這類媒體，依托于非接觸雙向數(shù)據(jù)通信的方式實(shí)現(xiàn)目標(biāo)識(shí)別與數(shù)據(jù)交換的目的[1]。

2研究以RFID技術(shù)為基礎(chǔ)的信息采集模式設(shè)計(jì)構(gòu)建

2.1以RFID技術(shù)為基礎(chǔ)信息采集方案

作為一種底層硬件基礎(chǔ)，在使用該技術(shù)設(shè)計(jì)構(gòu)建信息采集模式時(shí)，應(yīng)根據(jù)多閱讀器單工作站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和多閱讀器多工作站遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行不同采集方案的設(shè)計(jì)，從而滿足多種情況下的信息采集需求。

針對(duì)多閱讀器單工作站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，應(yīng)結(jié)合信息采集工作的實(shí)際應(yīng)用。就RFID技術(shù)應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，在社會(huì)不斷發(fā)展的背景下，識(shí)別點(diǎn)的數(shù)量不斷增加，而處理這些識(shí)別點(diǎn)的計(jì)算機(jī)往往只有一臺(tái)，在該情況下，為保證信息數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和全面性，需要安裝多臺(tái)閱讀器，保證閱讀器與識(shí)別點(diǎn)的一一對(duì)應(yīng)，進(jìn)而打造出多閱讀器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)進(jìn)行閱讀器信號(hào)數(shù)據(jù)的采集、傳輸，使后臺(tái)計(jì)算機(jī)接收到完整信息并對(duì)其進(jìn)行處理。但是，在該信息采集與處理路徑下，計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)需要開(kāi)展一系列處理要求與工作，比如：按照具體指令對(duì)閱讀器的信息進(jìn)行截取，或者對(duì)不同閱讀器所采集的信息進(jìn)行準(zhǔn)確區(qū)分等。因此，多閱讀器單工作站信息處理系統(tǒng)主要由多個(gè)閱讀器、多種協(xié)議、中間件、外部網(wǎng)絡(luò)和PC端構(gòu)成，其中，中間件是前端硬件模塊，負(fù)責(zé)從標(biāo)簽對(duì)閱讀器的資料搜集，整個(gè)流程為自動(dòng)化過(guò)程，而后端數(shù)據(jù)庫(kù)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件則負(fù)責(zé)程序管理、時(shí)間管理、信息資料過(guò)濾與匯集、網(wǎng)絡(luò)管理以及信息安全管理等服務(wù)，比如ERP系統(tǒng)、WMS系統(tǒng)等。通過(guò)落實(shí)多閱讀器單工作站信息處理系統(tǒng)這一信息采集結(jié)構(gòu)與方案，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)閱讀器所采集信息的集成，且不受閱讀器品牌差異的影響，通過(guò)對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行初級(jí)處理，將處理后的信息傳輸給PC終端。在落實(shí)該信息采集方案時(shí)，可以直接使用專用硬件作為中間件，也可以使用多串口卡等通用的多端口并接器和軟用軟件進(jìn)行處理。其中，最好使用專用的中間件作為信息處理軟件內(nèi)置時(shí)，這是因?yàn)樵撝虚g件不會(huì)涉及復(fù)雜的設(shè)計(jì)目的，所以能夠以較快的速度對(duì)采集的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，無(wú)論是設(shè)備安裝還是后期調(diào)試使用，都更為簡(jiǎn)便[2]。在實(shí)際使用中間件時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際使用需求進(jìn)行多個(gè)閱讀器的設(shè)置，比如4個(gè)、8個(gè)甚至是32個(gè)，最后，將后臺(tái)PC端或者網(wǎng)絡(luò)以TCP/IP協(xié)議的方式與中間件進(jìn)行通信連接，實(shí)現(xiàn)信息采集信息數(shù)據(jù)的妥善傳輸。

針對(duì)多閱讀器多工作站遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由PC端、集線器、服務(wù)器、外部網(wǎng)絡(luò)、中間件以及閱讀器構(gòu)成。通過(guò)一臺(tái)遠(yuǎn)程服務(wù)器以及多臺(tái)客戶機(jī)終端和閱讀器的結(jié)構(gòu)，可以讓每臺(tái)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)多閱讀器多工作站系統(tǒng)的控制。

2.2以FRID技術(shù)為基礎(chǔ)的信息系統(tǒng)集成

通過(guò)使用RFID技術(shù)開(kāi)展信息采集模式的構(gòu)建，可以實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)信息和業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的無(wú)縫集成，比如：若是將以RFID技術(shù)為基礎(chǔ)的信息采集模式應(yīng)用于供應(yīng)鏈中，就可以實(shí)現(xiàn)信息流與物流的無(wú)縫集成，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)平臺(tái)準(zhǔn)確且完整地實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈信息的共享。在集成該信息系統(tǒng)時(shí)，具體步驟如下。

第一，在標(biāo)簽上進(jìn)行唯一代碼的寫(xiě)入，代碼包含目標(biāo)對(duì)象的各項(xiàng)信息，以設(shè)備為例，那么標(biāo)簽信息包括產(chǎn)品規(guī)格、生產(chǎn)日期、使用年限、各項(xiàng)參數(shù)等，進(jìn)而通過(guò)對(duì)其進(jìn)行無(wú)接觸掃描，能夠直接獲得所需信息。第二，使用閱讀器對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描，即多閱讀器多工作站系統(tǒng)以及多閱讀器單工作站系統(tǒng)，每個(gè)閱讀器所采集的信息都是該物品在互聯(lián)網(wǎng)上所擁有的唯一信息區(qū)域，類似于網(wǎng)址或者域名。第三，將EPC看作一個(gè)指針，提供“ONS”服務(wù)，即提供某類對(duì)象相關(guān)的唯一信息區(qū)域。第四，使用物理標(biāo)識(shí)語(yǔ)言對(duì)目標(biāo)對(duì)象的相關(guān)信息進(jìn)行描述，即“PML”。第五，由于EPC代碼，尤其是96位的EPC代碼可以為所有物品進(jìn)行唯一信息的存儲(chǔ)，所以在面對(duì)客戶時(shí)，可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)得到此類信息，從而落實(shí)萬(wàn)物互聯(lián)[3]。

2.3基于RFID技術(shù)的信息采集系統(tǒng)模式總體設(shè)計(jì)

2.3.1系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為更好滿足信息數(shù)據(jù)采集、處理以及共享應(yīng)用需要，在構(gòu)建該系統(tǒng)模式時(shí)，應(yīng)以RFID技術(shù)為基礎(chǔ)，獲取動(dòng)態(tài)信息，并根據(jù)各個(gè)環(huán)節(jié)與階段生成各類BOM，以此為相關(guān)工作提供信息支持。同時(shí)，落實(shí)信息收集與存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)平臺(tái)，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)多余信息進(jìn)行分級(jí)過(guò)濾，逐漸打造多部門的協(xié)同運(yùn)作與發(fā)展模式，最后，將ERP系統(tǒng)與已有系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，比如管理系統(tǒng)等，增強(qiáng)信息采集模式的擴(kuò)展性。在該模式運(yùn)作需求下，系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要分為四部分，分別為電子標(biāo)簽、信息數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫(kù)以及信息數(shù)據(jù)應(yīng)用。對(duì)于電子標(biāo)簽層，主要是系統(tǒng)的基礎(chǔ)層，基本信息編碼是主要內(nèi)容，在實(shí)際系統(tǒng)模式運(yùn)作過(guò)程下，電子標(biāo)簽就是在該層次形成，并嵌入到目標(biāo)對(duì)象上，在之后生產(chǎn)管理過(guò)程中被RFID閱讀器讀取。而數(shù)據(jù)采集層則是通過(guò)科學(xué)部署RFID設(shè)備，進(jìn)而采集各項(xiàng)信息，以PC構(gòu)件廠為例，那么主要采集的信息有工作人員狀態(tài)、相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、生產(chǎn)物料使用情況、構(gòu)件生產(chǎn)進(jìn)度以及質(zhì)量等，并以實(shí)時(shí)的狀態(tài)向系統(tǒng)傳輸動(dòng)態(tài)信息數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫(kù)層則是所采集的信息數(shù)據(jù)的集聚處，主要用于信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與傳輸，面向的傳輸對(duì)象為應(yīng)用層，為后續(xù)數(shù)據(jù)應(yīng)用奠定良好基礎(chǔ)。應(yīng)用層結(jié)構(gòu)為B/S，通過(guò)將采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，能夠很好滿足相關(guān)部門和業(yè)務(wù)的信息應(yīng)用需求[4-5]。

2.3.2設(shè)計(jì)系統(tǒng)模式功能模塊

以RFID技術(shù)為基礎(chǔ)的信息采集，可以按照系統(tǒng)模式的使用需求進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)管理、信息查詢以及系統(tǒng)管理四個(gè)功能模塊的劃分。其中，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理功能模塊主要負(fù)責(zé)信息的分類與存儲(chǔ)，而生產(chǎn)管理則是整個(gè)系統(tǒng)模式的核心，主要開(kāi)展目標(biāo)對(duì)象的管理，比如設(shè)備信息的采集、生成與應(yīng)用等，信息查詢主要提供輔助功能，一般應(yīng)用于信息檢索中，系統(tǒng)管理包括該系統(tǒng)模式的用戶管理、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)以及系統(tǒng)平臺(tái)日志等。其中，在對(duì)生產(chǎn)管理模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，由于其決定著信息數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，且設(shè)計(jì)多個(gè)應(yīng)用部門，需要進(jìn)行基礎(chǔ)信息的管理，包括目標(biāo)對(duì)象（設(shè)備、構(gòu)件等）、相關(guān)人員等信息，并將信息細(xì)化，保證標(biāo)簽信息的完整性與精準(zhǔn)性。此外，若是涉及具體生產(chǎn)信息，還需要進(jìn)行生產(chǎn)計(jì)算管理、生產(chǎn)執(zhí)行管理、生產(chǎn)物料管理以及BOM數(shù)據(jù)管理等內(nèi)容，明確各類信息數(shù)據(jù)生成的過(guò)程圖，進(jìn)一步優(yōu)化信息采集質(zhì)量。另外，在對(duì)信息查詢功能模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，信息采集的主要目的就是信息數(shù)據(jù)應(yīng)用，而為了提高信息利用率，為相關(guān)工作人員的使用提供方便，還需要進(jìn)行信息查詢功能模塊的設(shè)計(jì)。具體信息包括計(jì)算信息的進(jìn)度查詢、庫(kù)存查詢、目標(biāo)對(duì)象出入信息查詢等[6]。

2.3.3RFID技術(shù)模塊與采集結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在對(duì)RFID技術(shù)下的信息采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，主要部件包括無(wú)線信息采集終端、管理和現(xiàn)場(chǎng)客戶端、無(wú)線控制器、服務(wù)器等，手持式信息采集終端、射頻卡和固定式信息采集終端構(gòu)成無(wú)線信息采集終端。在整個(gè)結(jié)構(gòu)中，服務(wù)器為主要終端，之后是管理客戶端和核心交換機(jī)，之后根據(jù)具體信息采集需求進(jìn)行無(wú)線控制器的布設(shè)，最終通過(guò)固定式和手持式無(wú)線終端進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的采集與應(yīng)用。

在該模式中，RFID技術(shù)模塊包括無(wú)線信息采集終端和射頻卡，前者包括固定式信息采集終端和手持式信息采集終端，涵蓋輸入、顯示、控制單元以及信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，兩種信息采集終端采用的供電方式存在差異，手持式則以鋰電池為基礎(chǔ)，而固定式則是9V直流電。其中，輸入單元主要是指射頻卡檢測(cè)器和控制指令的輸入，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)的有效采集、監(jiān)控與統(tǒng)計(jì)，而控制指令主要應(yīng)用于外部控制指令的輸入，在獲取信息后，射頻卡檢測(cè)器對(duì)射頻卡相關(guān)信息進(jìn)行讀取，通過(guò)將控制單元與輸入單元相連接，能夠?qū)嵭兄噶钆c信息數(shù)據(jù)向控制單元的發(fā)送。另外，為給后續(xù)信息應(yīng)用提供科學(xué)有效支持，生產(chǎn)作業(yè)任務(wù)管理軟件安裝于控制單元內(nèi)部，該軟件包括開(kāi)工和完工處理模塊，通過(guò)對(duì)相關(guān)信息和指令的接受，能夠靈活地調(diào)動(dòng)處理模塊，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)任何設(shè)備與業(yè)務(wù)信息的監(jiān)控，并實(shí)時(shí)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器，及時(shí)更新信息內(nèi)容。最后，設(shè)計(jì)信息追溯系統(tǒng)流程。為最大化挖掘信息數(shù)據(jù)的價(jià)值，為相關(guān)工作提供參考性建議，提高信息數(shù)據(jù)的利用率，還需要將采集到的信息進(jìn)行合理解析，將其對(duì)應(yīng)給作業(yè)任務(wù)，比如生產(chǎn)零件，則解析為一一對(duì)應(yīng)的零件卡信息，并將生產(chǎn)的信息更新至空白零件卡，在對(duì)應(yīng)關(guān)系下，信息的應(yīng)用以及生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程也有序排列。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，RFID技術(shù)作為當(dāng)前時(shí)代下重要的標(biāo)簽識(shí)別技術(shù)，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)業(yè)務(wù)等領(lǐng)域。因此，應(yīng)深入研究該技術(shù)，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行信息采集模式的設(shè)計(jì)與構(gòu)建，獲取動(dòng)態(tài)信息數(shù)據(jù)，增強(qiáng)信息追溯性，獲取信息價(jià)值，以此為相關(guān)工作提供信息基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]張峰.基于RFID的航標(biāo)器材信息化管理系統(tǒng)研發(fā)[D].廈門：集美大學(xué)，2021.

[2]王淑嬙，高偉康，王彬，等.基于RFID技術(shù)的PC構(gòu)件廠數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2021，36（2）：70-75.

[3]鄧傳加，劉華軍，呂占位.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在裝備質(zhì)量管理信息采集中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018（2）：141-142.

[4]王尊，王玉國(guó)，唐佳，等.基于射頻技術(shù)的模具車間信息采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].科技與創(chuàng)新，2020（4）：64-65，67.

[5]賀凱旋，羅朝暉，董鵬.基于RFID技術(shù)的XX部隊(duì)倉(cāng)庫(kù)管理信息系統(tǒng)改造項(xiàng)目研究[J].項(xiàng)目管理技術(shù)，2018，16（7）：90-94.

[6]孟妮.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的車輛信息采集系統(tǒng)構(gòu)建[J].小型內(nèi)燃機(jī)與車輛技術(shù)，2018，47（3）：46-50.