淺談RFID射頻識別技術(shù)在設(shè)備管理中的應(yīng)用

周 菲

（天津海事測繪中心，天津 300222）

RFID（射頻識別技術(shù)）的英文全稱是Radio Frequency Identification，它可以通過射頻信號自動進行目標(biāo)對象的識別并進行數(shù)據(jù)提取，讀取過程由電子標(biāo)簽和讀寫器自動完成，無需人為操作，環(huán)境適應(yīng)能力較強。RFID技術(shù)也可實現(xiàn)對高速運動物體以及多個標(biāo)簽的準(zhǔn)確識別，其所采用的無線電射頻技術(shù)，可以透過部分種類的外部材料來讀取內(nèi)部信息，應(yīng)用范圍十分廣泛。

RFID電子標(biāo)簽是射頻識別技術(shù)的重要組成，主要由芯片及耦合原件構(gòu)成，每個電子標(biāo)簽都具有唯一編碼，內(nèi)部可存儲其所附著的物品或人員信息，并以射頻信號的形式將信息傳送給閱讀器。目前廣泛使用的電子標(biāo)簽一般可分為有源、無源和半有源三種。應(yīng)用于設(shè)備管理的電子標(biāo)簽要隨設(shè)備一起出入庫，因此多采用無源標(biāo)簽。

1 RFID射頻識別技術(shù)應(yīng)用于設(shè)備出入庫管理

在傳統(tǒng)的設(shè)備倉庫管理工作中，設(shè)備出入庫主要采用人工記錄的方式，該方式在設(shè)備數(shù)量較多或出入庫較頻繁的情況下往往效率較低且容易出錯。同時，由于設(shè)備缺乏統(tǒng)一標(biāo)識，在記錄時僅以設(shè)備原有技術(shù)編碼進行區(qū)分，容易混淆且不易查找（不同型號設(shè)備技術(shù)編碼標(biāo)識的位置不同）。對于部分大型設(shè)備而言，每次出庫應(yīng)用于不同項目時，所攜帶的附件也不同，管理不細極易造成附件丟失。因此天津海事測繪中心（以下簡稱“海測中心”）利用RFID電子標(biāo)簽和感應(yīng)器自動技術(shù)設(shè)計了一套設(shè)備出入庫自動管理系統(tǒng)，通過信息化的手段來解決以上問題，并建立完整的設(shè)備監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)。

首先需建立設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，將設(shè)備類別、型號、價值、技術(shù)編碼、使用部門等基本信息錄入，并在其中為每一臺設(shè)備賦予一個唯一的電子編碼，并將電子編碼利用專門的寫卡器寫入電子標(biāo)簽的內(nèi)存中，再將電子標(biāo)簽粘貼放置在設(shè)備的適當(dāng)位置。在設(shè)備的進出通道（如倉庫門口）處安裝RFID感應(yīng)器，用于捕捉識別過往設(shè)備所載的電子標(biāo)簽信息。

當(dāng)需要領(lǐng)用或歸還設(shè)備時，工作人員需先在內(nèi)網(wǎng)設(shè)備管理B/S系統(tǒng)（瀏覽器/服務(wù)器）上進行設(shè)備領(lǐng)用或歸還申請，倉庫管理員在管理電腦C/S（客戶端/服務(wù)器）系統(tǒng)中予以確認后，可進行設(shè)備出入庫操作。若是當(dāng)天申請出入庫的設(shè)備，予以放行，若是非法進出的設(shè)備，系統(tǒng)自動報警以提醒設(shè)備管理人員采取管理措施。同時將設(shè)備的出入庫時間、設(shè)備應(yīng)用項目等管理信息實時的寫入設(shè)備數(shù)據(jù)庫以備追溯查詢和管理。

考慮在某些特殊情況下，感應(yīng)器可能存在失靈或者被干擾的情況，此時可采用帶條碼掃描功能的PDA手持機代替感應(yīng)器掃描電子標(biāo)簽，并將標(biāo)簽所承載的設(shè)備信息通過無線網(wǎng)絡(luò)（采用TP-LINK接入）發(fā)送給管理電腦，上述流程如圖1、2所示：

圖1 設(shè)備電子標(biāo)簽讀寫流程

該系統(tǒng)所使用的硬件主要有以下幾部分：

（1）無源UHF-RFID（超高頻）電子標(biāo)簽

該電子標(biāo)簽工作在超高頻頻段（902MHz-928MHz），執(zhí)行ISO18000-6C（EPC-GEN2）、ISO18000-6B協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，可以用寫卡器快速寫入數(shù)據(jù)，感應(yīng)器微波讀取數(shù)據(jù)，讀取的最大距離為6米。安裝便捷，可直接安裝在金屬設(shè)備上而不產(chǎn)生干擾，感應(yīng)器可以適應(yīng)的最快速率可達500km/h。

圖2 設(shè)備申請領(lǐng)用流程

圖3 貼在設(shè)備上的RFID電子標(biāo)簽

（2）一體化無源RFID讀寫器

圖4 用于感應(yīng)電子標(biāo)簽的一體化無源RFID讀寫器

一體化無源RFID讀寫器是把UHF-RFID讀寫器與微波天線集成一體，讀寫迅速，識別距離遠。該一體化無源RFID讀寫器能夠讀取上述符合ISO18000-6C（EPC GEN2）協(xié)議的電子標(biāo)簽，即頻率范圍為902-928MHz；水平面波瓣寬度為75°，垂直面波瓣寬度為55°，讀取空間范圍較廣。

該無源RFID讀寫器能夠啟動讀單張卡與讀多張卡兩種命令，還能實現(xiàn)對用戶區(qū)數(shù)據(jù)的讀寫以及加鎖操作，感應(yīng)到電子標(biāo)簽后可指示燈閃爍、蜂鳴器鳴響等 方式通知用戶。讀寫器讀取標(biāo)簽的距離可以人工設(shè)置，采用外部觸發(fā)模式讀取標(biāo)簽信息。使用時將該讀寫器安裝在倉庫門口天花板或者架子上，即可實現(xiàn)對貼有電子標(biāo)簽設(shè)備的出入庫自動感知。

（3）帶條碼掃描功能的PDA手持機

該手持機搭載Windows CE操作系統(tǒng)，內(nèi)置無線通信選件，可采用觸屏筆，輸入板，條碼掃描，錄音，外接攝像等多種方式進行信息采集。其可準(zhǔn)確識別電子標(biāo)簽的識讀角度為54°，掃描/解碼速率為100次/秒。并可支持當(dāng)前廣泛使用的多種條碼類型（如中國郵政碼、Code 93、Code 128、EAN-13、UPC、交叉二五碼、一維條碼等），可支持符合ISO-18000-6B、ISO-18000-6C（EPC Class1 Gen2）、EM協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的超高頻電子標(biāo)簽、符合ISO-14443A、ISO-15693的高頻電子標(biāo)簽。該手持機主要用于感應(yīng)器突發(fā)故障時人工手動掃描以及倉庫盤庫工作。

2 RFID射頻識別技術(shù)應(yīng)用于倉庫盤庫

倉庫盤庫的過程對于庫管人員來說是最耗費時間及精力的，堆積在倉庫中的大量設(shè)備需要與紙質(zhì)的設(shè)備清單一一核對。將RFID射頻識別技術(shù)應(yīng)用于倉庫盤庫，無疑可將倉庫管理員從繁雜的盤庫工作中解放出來，并可在設(shè)備數(shù)據(jù)庫中查看每臺設(shè)備的去向和現(xiàn)狀，從而順利高效的完成盤庫工作。盤庫所使用的硬件設(shè)備為RFID電子標(biāo)簽和帶條形碼掃描功能的PDA手持機（如圖4），由于電子標(biāo)簽中被寫入了設(shè)備的電子編碼（設(shè)備的唯一識別號），因此盤庫時只需要在管理電腦中啟動“盤庫”模式，并導(dǎo)出設(shè)備基礎(chǔ)信息庫XML文件，然后用PDA手持機快速逐個掃描庫存設(shè)備的電子標(biāo)簽，掃描到的設(shè)備信息被自動記錄并生成庫存設(shè)備XML文件，在管理電腦中將PDA掃描到的現(xiàn)有庫存與設(shè)備基礎(chǔ)信息庫中數(shù)據(jù)進行比對，盤盈盤虧狀況便可直接顯示，十分明了。對于不在庫中的設(shè)備，也可通過查詢其出入庫記錄來掌握設(shè)備動態(tài)。

圖5 PDA手持機

3 RFID射頻識別技術(shù)在設(shè)備管理中需要解決的問題

（1）電子標(biāo)簽粘貼。圖2.3所示的電子標(biāo)簽具有一定厚度，粘貼在設(shè)備表面容易在設(shè)備搬運過程中磕碰、損壞、丟失，并且由于部分設(shè)備沒有平整表面（如圓柱形設(shè)備），更是給電子標(biāo)簽的粘貼造成了困難。因此，如何更加牢固、便捷的進行電子標(biāo)簽的粘貼是將RFID射頻識別技術(shù)應(yīng)用于設(shè)備管理過程中最重點和突出的問題。

（2）感應(yīng)器安裝。該系統(tǒng)在部署之初考慮將感應(yīng)器安裝在倉庫門口架子上，但由于感應(yīng)器靈敏度過高且距倉庫設(shè)備太近導(dǎo)致其經(jīng)常會誤將庫存設(shè)備識別成出入庫設(shè)備，后將感應(yīng)器安裝在倉庫門口天花板，但設(shè)備需盡量靠近其正下方才可被識別。所以如何在不改變倉庫現(xiàn)有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上準(zhǔn)確適宜地安裝感應(yīng)器也是該系統(tǒng)的改進方向。

4 結(jié)束語

設(shè)備出入庫自動感知管理只是RFID技術(shù)應(yīng)用的一小方面，在如今大規(guī)模集成電路、網(wǎng)絡(luò)通信、信息安全等技術(shù)不斷發(fā)展的形勢下，更多具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的RFID技術(shù)產(chǎn)品也被越來越廣泛的應(yīng)用于物流、個人身份識別、智能停車場、門禁系統(tǒng)、防偽系統(tǒng)及生產(chǎn)過程控制等多個領(lǐng)域。由于RFID射頻識別技術(shù)不僅具有非接觸識別的特點，在多目標(biāo)識別、高速移動物體識別等方面也有相當(dāng)大的技術(shù)優(yōu)勢，因此在未來也將有極大的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景。