融合RFID和人臉識別技術(shù)的智能工器具管理系統(tǒng)研究

梁嘉文 周龍 李婷婷 王少華 屈志原 王英仁 馬文紋

摘要：現(xiàn)階段，工器具管理模式仍然以人力為主，計算機資料為輔，在初入倉過程中，工器具全部需要由倉管人員逐件進行記錄，這一方式需要管理人員核查臺賬、安排實驗日期，制定工具更新計劃等工作?；诖耍疚膶⒅饕槍θ绾卧谥悄芄て骶吖芾硐到y(tǒng)當中有效融合RFID與人臉識別技術(shù)展開相關(guān)探討研究。

關(guān)鍵詞：RFID;人臉識別;工器具管理

引言：工器具管理方法一體機主要包括RFID信息識別控制模塊、人臉識別模塊和一體機柜，其中RFID信息識別控制模塊適用于快速準確地完成電力工程生產(chǎn)制造工具的自動識別;人臉識別控制模塊根據(jù)超清人臉機終端設(shè)備識別人員信息;后臺管理軟件是關(guān)鍵完成記錄查看、數(shù)據(jù)分析、逾期預警信息、態(tài)勢評估等功能。使用文章中提到的電力工程工具設(shè)備智能管理系統(tǒng)，可以顯著提高工具的管理效率和設(shè)備，改進過程管理，從而提高工作能力，提高安全生產(chǎn)和經(jīng)濟效益。

1人臉識別技術(shù)

人臉識別的技術(shù)性必須基于人臉的特征，才能進行真實的身份識別，這個技術(shù)性也是現(xiàn)階段比較優(yōu)秀的生物識別技術(shù)之一，分析人臉圖像或視頻流以搜索不同的人臉和不同人臉的特征，未來將融合生物統(tǒng)計學的基本原理構(gòu)建人臉模板，對已知人臉進行深度比較，從而建立不同人臉所隱含的不同真實身份。從科學合理的角度來看，人臉是獨一無二的，無法復制。因此，與傳統(tǒng)的工作方式相比，人臉識別的技術(shù)性更加安全可靠。人臉識別技術(shù)只能依靠電子信息技術(shù)應用，以自動化技術(shù)控制為目的，完成監(jiān)督管理手段的整合。人臉識別的技術(shù)優(yōu)勢集中在以下幾個方面：①非接觸式，同時非接觸式也是人臉識別技術(shù)融合發(fā)展趨勢的關(guān)鍵因素之一。無需與監(jiān)控設(shè)備零距離接觸，即可識別受檢人員，確保環(huán)境衛(wèi)生。②非強制性和技術(shù)性人臉識別識別出的人臉圖像信息，可按正面方法獲取，主觀性強。③高并發(fā)顯著。在一些大型活動和場地中，可以同時識別和區(qū)分不同的人臉，提高了工作效率。

2 系統(tǒng)主要組成及原理

2.1工器具管理一體機設(shè)計

一體機由RFID信息識別控制模塊、人臉識別模塊和一體機機箱組成。 RFID信息識別控制模塊：無線網(wǎng)絡(luò)微波射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）是一種非接觸式自動識別技術(shù)，作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心技術(shù)，近年來受到廣泛關(guān)注。其技術(shù)基本原理是利用微波射頻無線電波的室內(nèi)空間耦合，完成閱讀軟件與帶有rfid標簽的整體目標物體之間的非接觸式信息傳輸，進而完成對物體的識別、檢測和跟蹤目的。RFID控制模塊 它通常由rfid 標簽、讀取軟件和軟件系統(tǒng)組成。 RFID rfid標簽具有讀寫能力，按輸出功率可分為低頻、高頻和超高頻三類。系統(tǒng)選用高頻rfid標簽，采用雙識別碼（即“編號名稱”）的信息文件格式，賦予工具儀器唯一標識。標記的典型頻率為 13.56 MHz。讀寫能力距離可根據(jù)具體要求進行。調(diào)整。該類rfid標簽具有傳輸速率快、重量輕、效率高等優(yōu)點，適用于工具設(shè)備智能管理系統(tǒng)的設(shè)計方案。 RFID閱讀軟件適用于加載識別信息。為了更好的提高一體機的集成度，系統(tǒng)將RFID讀取軟件放在了集成盒的上側(cè)，RFID信息識別控制模塊的原理如下：當工人按照管理方法將貼有RFID標簽的工具和儀器帶到一體機，進入設(shè)定的識別范圍時，RFID讀取軟件會自動快速獲取每臺機器和設(shè)備的信息，識別信息并上傳到后臺管理界面，完成工具儀器的自動識別和歸檔。

2.2人臉識別模塊

人臉識別的技術(shù)性是方式識別行業(yè)的重點研究內(nèi)容，技術(shù)通過軟件獲取人臉特征，并根據(jù)合理的特征信息進行身份驗證，與指紋識別等生物特征識別方法相比，人臉識別具有非接觸性和自我意識的優(yōu)勢，系統(tǒng)將人臉識別終端設(shè)備置于一體機的上部，收集工器具應用中的工人信息。人臉識別優(yōu)化算法選用基于粒子群BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人臉識別優(yōu)化算法，人臉識別控制模塊的原理是：首先收集團隊中所有相關(guān)人員的人臉信息，開發(fā)人臉圖像數(shù)據(jù)信息的svm算法和模型入庫，生成人臉特征文檔，整合人員信息存儲在后臺管理數(shù)據(jù)庫查詢中;然后，人臉識別控制模塊根據(jù)監(jiān)控攝像終端設(shè)備采集工具申請人員的人臉信息;最后，利用深度學習算法查詢數(shù)據(jù)庫中已有的人臉特征與信息的快速發(fā)展相匹配的特征。如果匹配成功，則獲取工人的信息，并將RFID加載的工具信息存儲在工人名下;如果匹配失敗，系統(tǒng)會發(fā)出報警聲，提醒管理員注意查詢。

2.3一體機柜模塊

為了更好地讓各個程序模塊更高效的協(xié)同運作，完成工具識別和人臉識別快速同時識別，系統(tǒng)創(chuàng)新性地集成了RFID、人臉識別和電源模塊等，生產(chǎn)出一機柜。機柜的關(guān)鍵功能是集成了人臉識別終端設(shè)備、RFID終端設(shè)備等的支撐點，以及線纜的存儲和布置以及數(shù)據(jù)信息傳輸方式，形成高度集成的柜體式應用裝置，柜體采用烤漆木質(zhì)材料制作。

2.4軟件管理系統(tǒng)

工器具后臺管理軟件管理系統(tǒng)采用Java語言開發(fā)設(shè)計，數(shù)據(jù)庫查詢選用SQL2008，開發(fā)設(shè)計基本功能和高級功能，其中，基本功能包括：賬戶登錄賬戶管理、員工管理、專用工具管理方法、采購、銷售和庫存管理、工器具和設(shè)備賬戶、工器具和設(shè)備需求識別、設(shè)備制造商管理方法、數(shù)據(jù)流程圖、自定義查看和導出表單等;先進的使用功能包括：使用逾期報警、超期報警、LCC項目全生命周期評估等，可以幫助管理人員科學合理地評估工器具的狀況，保證工器具的健康，確保安全生產(chǎn)。

3 RFID智能工器具系統(tǒng)實現(xiàn)的功能

3.1實現(xiàn)工器具管理的信息化

所有工具系統(tǒng)的實際操作自始至終都在手持終端上進行，最后自動打印出匹配的業(yè)務(wù)流程表和檢驗單，消除了以往規(guī)模不經(jīng)濟和復雜的進出倉庫、檢驗等。紙質(zhì)憑證的管理方式是將各種票據(jù)、記錄、賬務(wù)等信息化的查看和管理方式集中在系統(tǒng)中。

3.2實現(xiàn)工器具管理的實時化

使用實時信息登錄控制面板即時顯示時間、事件、人員：提醒、實時工具和設(shè)備等數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)可旋轉(zhuǎn)顯示，可實時顯示;選擇實時信息登錄?？刂泼姘蹇梢约磿r指示時間、事件、人員：提醒、實時工具和設(shè)備等數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)可以旋轉(zhuǎn)顯示，可以實時顯示。不管怎樣，系統(tǒng)都可以查詢業(yè)務(wù)部門各個工具的實時情況，進行選擇，逐級分類，清晰詳細的查詢，它可以從所有局、整個辦公室，最后是某個工具和設(shè)備來查看，一目了然，這也是以往傳統(tǒng)的管理機制無法比擬的。

3.3實現(xiàn)工器具管理的效率化

傳統(tǒng)的工具設(shè)備管理機制采用一進一出、一記錄的方式，耗時長，效率低，極易出錯，選擇智能化工設(shè)備系統(tǒng)后，實際操作人員只要使用單手手持終端即可對工具設(shè)備庫進行管理，手持終端可以設(shè)置各種鍵盤快捷鍵，數(shù)字化、電子化管理機制僅需時間傳統(tǒng)方式的1/10、手持機設(shè)備的系統(tǒng)選擇簡單方便的實際操作方式，既可按觸摸操作，也可按鍵盤快捷鍵一鍵操作與手動模式，目的是為了更好地加速業(yè)務(wù)流程的高效性和優(yōu)秀的實際操作經(jīng)驗。

結(jié)語：

文章明確提出了一種基于RFID和人臉識別技術(shù)的智能化工設(shè)備智能管理系統(tǒng)，系統(tǒng)部分硬件配置由RFID識別控制模塊、人臉識別模塊和一體機柜組成，可完成工具和用戶的自動識別和歸檔;部分軟件采用Java開發(fā)設(shè)計，完成查看工具和工具統(tǒng)計分析、使用逾期報警、超檢測期報警等應用功能。利用智能化工設(shè)備智能化管理系統(tǒng)，完成設(shè)備統(tǒng)計分析的自動化技術(shù)，提高倉庫管理的信息化水平;同時可以幫助管理人員科學論證設(shè)備的應用，顯著提高設(shè)備的可靠性，促進安全生產(chǎn)，該縣具有良好的安全經(jīng)濟效益和社會效益。

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