RFID在衛(wèi)星地球站裝備管理中的應(yīng)用方案設(shè)計

劉雷，張永秀，景新攀

（北京空間信息中繼傳輸技術(shù)研究中心，北京，100094）

0 引言

隨著我國航天事業(yè)的快速發(fā)展，衛(wèi)星地球站的建設(shè)數(shù)量也越來越多。由于航天領(lǐng)域?qū)ο到y(tǒng)高可靠性的要求，每個衛(wèi)星地球站均需要備份大量的備品備件裝備和測試儀器儀表。目前我國衛(wèi)星地球站設(shè)備、儀器儀表及備品備件的庫房管理主要采用人工臺帳記錄方式，不僅耗費人力物力，且時效性不高，并且在裝備管理過程中還容易產(chǎn)生對裝備位置和裝備數(shù)量混淆的情況。航天事業(yè)持續(xù)發(fā)展，各衛(wèi)星地球站地理位置分布越廣，裝備統(tǒng)一管理的困難程度也進(jìn)一步加劇。因此，探索新的衛(wèi)星地球站裝備管理技術(shù)和管理模式，對于促進(jìn)我國航天事業(yè)的發(fā)展意義重大。

1 RFID技術(shù)和裝備管理

■1.1 RFID技術(shù)介紹

RFID（Radio Frequency Identi fi cation）射頻識別技術(shù)，是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，目前在物流、倉儲、醫(yī)療等領(lǐng)域已有較多應(yīng)用。RFID技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)概念的核心技術(shù)之一。該技術(shù)通過使用射頻電子設(shè)備發(fā)送射頻信號，然后通過空間耦合來自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，并將新的信息寫入目標(biāo)對象的標(biāo)識設(shè)備。一個典型的RFID識別系統(tǒng)主要包括電子標(biāo)簽、閱讀器以及天線。

閱讀器通過天線發(fā)送出特定頻率的射頻信號，當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入磁場范圍后，可接收到該射頻信號，并憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出預(yù)先存儲在芯片中的信息(Passive Tag，無源標(biāo)簽)或主動發(fā)送某一特定頻率的信號(Active Tag，有源標(biāo)簽)。閱讀器讀取信息并解碼，再送至信息系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)處理。

■1.2 RFID在裝備管理中的應(yīng)用優(yōu)勢

RFID應(yīng)用到地球站的庫房裝備管理中，將地球站設(shè)備、儀器及備品備件等裝備與計算機網(wǎng)絡(luò)連接，可以完成裝備出入庫的自動化、批量化和信息化管理，確保裝備管理各個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)輸入的快速性和準(zhǔn)確性。通過科學(xué)編碼，方便地對裝備的批次進(jìn)行管理，利用系統(tǒng)的地圖定位管理功能，及時掌握所有裝備位置，提高地球站的裝備管理效能。RFID電子標(biāo)簽技術(shù)應(yīng)用于裝備管理中的優(yōu)點主要包括：無接觸操作、讀寫距離長、具有穿透性和無屏礙閱讀、同時快速處理多個標(biāo)簽、大數(shù)據(jù)量處理、耐磨損抗污染、體積小、安全性高。

2 裝備管理系統(tǒng)方案設(shè)計

■2.1 方案設(shè)計原則

RFID技術(shù)應(yīng)用于衛(wèi)星地球站庫房裝備管理中時，應(yīng)遵循以下幾項設(shè)計原則。

表1 RFID技術(shù)在地球站裝備管理中的設(shè)計應(yīng)用原則

■2.2 系統(tǒng)架構(gòu)和硬件設(shè)計方案

圖1 系統(tǒng)框架圖

根據(jù)衛(wèi)星地球站一般的裝備庫房分布情況和實際應(yīng)用需求，本方案設(shè)計使用以太網(wǎng)連接各個庫房的RFID讀寫數(shù)據(jù)、庫房管理服務(wù)器、遠(yuǎn)程管理客戶端。硬件架構(gòu)的系統(tǒng)框架圖如圖1所示，包含RFID標(biāo)簽和讀寫器的裝備信息感知層通過WIFI接入到庫房管理局域網(wǎng)，從而實現(xiàn)庫房信息的實時傳輸和共享。應(yīng)用層包含布設(shè)裝備資產(chǎn)管理系統(tǒng)的應(yīng)用客戶端，并部署裝備信息數(shù)據(jù)庫，在服務(wù)器和遠(yuǎn)程管理終端上實現(xiàn)庫房管理業(yè)務(wù)。

圖2 庫房管理系統(tǒng)硬件拓?fù)鋱D

庫房管理系統(tǒng)的硬件拓?fù)鋱D如圖2所示。庫房內(nèi)需要進(jìn)行管理的裝備安裝RFID芯片，庫房內(nèi)布設(shè)WIFI和固定讀寫器，并依據(jù)需求布設(shè)庫房管理PC、發(fā)卡器、手持讀寫器和網(wǎng)絡(luò)打印機。所有裝備信息經(jīng)以太網(wǎng)絡(luò)可由遠(yuǎn)程客戶端管理軟件統(tǒng)一管理。

■2.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計及主要功能實現(xiàn)

2.3.1 軟件架構(gòu)設(shè)計

管理軟件負(fù)責(zé)完成裝備信息數(shù)據(jù)的存儲、業(yè)務(wù)處理、系統(tǒng)參數(shù)配置、數(shù)據(jù)瀏覽、查詢等功能，實現(xiàn)上述功能需要數(shù)據(jù)服務(wù)器和管理計算機的支持。

庫房管理數(shù)據(jù)庫是庫房庫存的數(shù)字化映像，是整個管理系統(tǒng)的核心，主要包含備品備件信息數(shù)據(jù)庫、儀器儀表信息數(shù)據(jù)庫、圖紙文檔信息數(shù)據(jù)庫和其他庫存裝備信息數(shù)據(jù)庫，在硬件RFID讀寫系統(tǒng)的支持下實現(xiàn)物理庫存對數(shù)字庫存的實時更新。庫房管理數(shù)據(jù)庫對管理計算機提供業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)支持。

管理計算機安裝庫房裝備管理軟件，主要實現(xiàn)以下功能：日常業(yè)務(wù)、檔案數(shù)據(jù)管理、信息查詢、統(tǒng)計報表、系統(tǒng)設(shè)置。

2.3.2 庫房管理數(shù)據(jù)庫設(shè)計

庫房管理上數(shù)據(jù)庫包含以下數(shù)據(jù)庫：備品備件數(shù)據(jù)庫、儀器儀表數(shù)據(jù)庫、圖紙資料數(shù)據(jù)庫、其他庫存裝備數(shù)據(jù)庫、日常業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)庫、庫空間數(shù)據(jù)庫。上述數(shù)據(jù)庫中的具體數(shù)據(jù)表格設(shè)計依據(jù)為庫存裝備屬性和主要業(yè)務(wù)使用數(shù)據(jù)類型。

主要軟件功能：

2.3.2.1 入庫業(yè)務(wù)

入庫時管理人員需要掃描登記裝備屬性信息并自動生成入庫單，然后通過查詢庫房空間數(shù)據(jù)為新入庫裝備安排放置空間。

2.3.2.2 庫存查詢

庫存查詢是日常工作中了解庫存情況的窗口，可根據(jù)裝備、屬性查詢其庫存數(shù)量、使用期限、檢測計劃等，儀器儀表的在庫情況和狀態(tài)等信息。管理員可以通過查詢功能查尋具體裝備存放位置信息以方便庫房管理。

2.3.2.3 出庫業(yè)務(wù)

所有離開庫房的庫存裝備都需要辦理出庫業(yè)務(wù)并形成出庫單。辦理出庫業(yè)務(wù)是裝備離開在數(shù)據(jù)層面的反映，出庫的裝備可以是消耗和外借。

2.3.2.4 盤庫

超高頻識別技術(shù)支持遠(yuǎn)距離讀寫，盤庫時庫房管理人員只需攜帶移動射頻讀寫設(shè)備對庫存裝備逐個進(jìn)行掃描即可完成盤庫的絕大部分工作。

■2.4 系統(tǒng)可擴展功能

基于RFID的庫房裝備管理系統(tǒng)除實現(xiàn)上述軟件系統(tǒng)功能外，結(jié)合目前的衛(wèi)星地球站裝備管理現(xiàn)狀，還應(yīng)具備以下可擴展功能：

(1)結(jié)合門禁系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)裝備的自助出入庫管理；

(2)錄入在使用系統(tǒng)信息，構(gòu)筑在使用系統(tǒng)狀態(tài)清單，可實現(xiàn)備品備件使用情況跟蹤和設(shè)備維護(hù)的信息化管理；

(3)結(jié)合安防系統(tǒng)實現(xiàn)非法出庫裝備的監(jiān)視和自動報警，降低庫存裝備丟失可能。

3 結(jié)束語

RFID技術(shù)的應(yīng)用符合現(xiàn)代資產(chǎn)管理對效率、信息流和靈活性等方面的要求。將RFID技術(shù)應(yīng)用于衛(wèi)星地球站庫房裝備管理中，可以提高裝備管理的自動化程度，大大縮短裝備管理各環(huán)節(jié)的時間，提高整個衛(wèi)星地面站庫房的操作效率。應(yīng)用RFID技術(shù)進(jìn)行衛(wèi)星地球站裝備管理優(yōu)勢明顯，可有效促進(jìn)我國衛(wèi)星通信事業(yè)的發(fā)展。