基于RFID+二維碼的高校資產(chǎn)盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)＊

陳 勇，翁奕鵬，馮 良

(深圳技術(shù)大學(xué) 大數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)學(xué)院，廣東 深圳 518118)

0 引言

隨著學(xué)校的快速發(fā)展和辦學(xué)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，新購(gòu)的儀器設(shè)備等固定資產(chǎn)數(shù)量急劇膨脹，且種類(lèi)繁多，對(duì)它們科學(xué)化管理難度越來(lái)越大[1,2]。傳統(tǒng)資產(chǎn)盤(pán)點(diǎn)方式依賴人眼識(shí)別資產(chǎn)，手工記錄資產(chǎn)信息，然后再與資產(chǎn)賬本比對(duì)，整個(gè)過(guò)程占用大量人力物力，而且容易發(fā)生資產(chǎn)的漏檢、錯(cuò)檢的情況。

手持設(shè)備的出現(xiàn)，使信息讀取自動(dòng)化水平得以提高，資產(chǎn)標(biāo)簽相應(yīng)地從原始的純文字標(biāo)簽改進(jìn)為二維碼標(biāo)簽，資產(chǎn)盤(pán)點(diǎn)效率大大提升。但是，對(duì)數(shù)量龐大的資產(chǎn)進(jìn)行標(biāo)簽逐個(gè)掃描，依然會(huì)花費(fèi)不少時(shí)間。無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)的出現(xiàn)有效改善了這一問(wèn)題[3,4]，但由于管理成本原因，部分高校資產(chǎn)依然使用二維碼標(biāo)簽[5,6]。因此，本文設(shè)計(jì)了一套基于RFID+二維碼的高校資產(chǎn)盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)，既兼顧了管理成本，又能單件或批量地識(shí)別資產(chǎn)標(biāo)簽，可以減輕盤(pán)點(diǎn)工作量，提升盤(pán)點(diǎn)效率和準(zhǔn)確度。

1 二維碼和RFID電子標(biāo)簽

1.1 二維碼

二維碼又稱二維條碼，常見(jiàn)的二維碼為QR Code，它比傳統(tǒng)的Bar Code條形碼能存儲(chǔ)更多的信息，也能表示更多的數(shù)據(jù)類(lèi)型。二維條碼是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在二維平面分布的、黑白相間的、記錄數(shù)據(jù)符號(hào)信息的圖形；在代碼編制上巧妙地利用構(gòu)成計(jì)算機(jī)內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的“0”、“1”比特流的概念，使用若干個(gè)與二進(jìn)制相對(duì)應(yīng)的幾何形體來(lái)表示文字?jǐn)?shù)值信息，通過(guò)圖象輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動(dòng)識(shí)讀，以實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)處理。它具有條碼技術(shù)的一些共性：每種碼制有其特定的字符集；每個(gè)字符占有一定的寬度；具有一定的校驗(yàn)功能等。

1.2 RFID電子標(biāo)簽

RFID 電子標(biāo)簽由標(biāo)簽天線(或線圈)及標(biāo)簽芯片組成，芯片是具有無(wú)線收發(fā)和存貯功能的單片系統(tǒng)，它存有一定格式的電子數(shù)據(jù)，可根據(jù)需要標(biāo)識(shí)信息[7,8]。RFID電子標(biāo)簽分為無(wú)源標(biāo)簽和有源標(biāo)簽兩種，資產(chǎn)管理使用的一般是無(wú)源標(biāo)簽。該標(biāo)簽接收到閱讀器發(fā)出的信號(hào)后，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量，發(fā)送存儲(chǔ)于芯片中的信息，故也叫被動(dòng)標(biāo)簽。RFID電子標(biāo)簽可制成各種不同形狀和大小，極薄，具有彎曲性，可黏貼于資產(chǎn)外表面。

1.3 兩者優(yōu)缺點(diǎn)比較

使用掃描槍讀取二維碼時(shí)，人工操作，效率低，須一條條逐一處理，勞動(dòng)強(qiáng)度大，受環(huán)境條件影響也大；相比較而言，RFID 電子標(biāo)簽具更多優(yōu)勢(shì)：其閱讀器無(wú)需可見(jiàn)光源，具有穿透性，可透過(guò)外部材料直接讀取信息，能同時(shí)處理多個(gè)射頻標(biāo)簽，批量處理，簡(jiǎn)化了勞動(dòng)強(qiáng)度，出差錯(cuò)概率低，受環(huán)境條件影響不大，二者的優(yōu)劣[9]，如表1所示。

表1 二維碼與RFID標(biāo)簽比較

2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

2.1 接入和兼容設(shè)計(jì)

考慮到學(xué)校已有基于二維碼的資產(chǎn)管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)已包含儀器設(shè)備基本信息、折舊信息、儀器設(shè)備購(gòu)置信息、經(jīng)費(fèi)信息等。而資產(chǎn)盤(pán)點(diǎn)則主要關(guān)注儀器設(shè)備的基本信息，如標(biāo)簽和實(shí)物是否相符、存放地、領(lǐng)用人和使用狀態(tài)等信息。原有資產(chǎn)管理系統(tǒng)盤(pán)點(diǎn)時(shí)，資產(chǎn)使用者先登錄個(gè)人賬戶，下載由資產(chǎn)管理員下達(dá)的盤(pán)點(diǎn)任務(wù)清單，然后人工盤(pán)點(diǎn)手工記錄后，再更新原有資產(chǎn)管理盤(pán)點(diǎn)任務(wù)中的相關(guān)信息。

本文的資產(chǎn)盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)在接入和兼容原有資產(chǎn)管理系統(tǒng)時(shí)采用中間數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，以完成盤(pán)點(diǎn)信息的快速交換和更新。接入和兼容設(shè)計(jì)架構(gòu)圖，如圖1所示。

圖1 接入和兼容設(shè)計(jì)框圖

2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

本文的資產(chǎn)盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)由盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)Web 端和盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)手持端兩大塊組成[10-12]，如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)功能框圖

盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)Web 端包含用戶管理、資產(chǎn)管理和盤(pán)點(diǎn)管理三部分。用戶管理模塊完成用戶注冊(cè)、用戶登錄和權(quán)限管理等功能。資產(chǎn)管理模塊完成資產(chǎn)查詢和資產(chǎn)借還等功能。盤(pán)點(diǎn)功能是本系統(tǒng)的核心功能，完成盤(pán)點(diǎn)清單查詢和下發(fā)盤(pán)點(diǎn)任務(wù)功能。盤(pán)點(diǎn)清單查詢可以查詢盤(pán)點(diǎn)清單列表、單個(gè)盤(pán)點(diǎn)任務(wù)的結(jié)果等。下發(fā)盤(pán)點(diǎn)任務(wù)可以新建盤(pán)點(diǎn)任務(wù)，為某一用戶下發(fā)任務(wù)。

盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)手持端包含資產(chǎn)寫(xiě)入、資產(chǎn)入庫(kù)、資產(chǎn)盤(pán)點(diǎn)和系統(tǒng)設(shè)置四個(gè)部分。因原資產(chǎn)管理系統(tǒng)已完成二維碼資產(chǎn)寫(xiě)入和入庫(kù)功能，本系統(tǒng)中的資產(chǎn)寫(xiě)入和資產(chǎn)入庫(kù)主要針對(duì)RFID 標(biāo)簽的資產(chǎn)。資產(chǎn)寫(xiě)入完成資產(chǎn)信息和RFID 標(biāo)簽的綁定，資產(chǎn)入庫(kù)則完成綁定后系統(tǒng)的Web 端存儲(chǔ)。資產(chǎn)盤(pán)點(diǎn)亦是手持端核心功能，包含下載盤(pán)點(diǎn)任務(wù)、資產(chǎn)盤(pán)點(diǎn)和上傳結(jié)果功能。系統(tǒng)設(shè)置完成RFID 讀寫(xiě)器工作功率和頻率等參數(shù)的設(shè)置。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)Web端實(shí)現(xiàn)

雖然C/S 架構(gòu)的技術(shù)有著成熟、交互性強(qiáng)、安全性、速度快等特點(diǎn)，但對(duì)系統(tǒng)升級(jí)需要重新設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，增加了成本和難度；而B(niǎo)/S 架構(gòu)有著低維護(hù)、擴(kuò)展性強(qiáng)、可重用等優(yōu)勢(shì)。因此選用B/S 架構(gòu)作為本系統(tǒng)的基本架構(gòu)。Web 前端使用Vue.js+Antd Design of Vue 開(kāi)發(fā)，Web 后臺(tái)使用SpringBoot+MyBatis-Plus 開(kāi)發(fā)，數(shù)據(jù)庫(kù)則使用MySQL 進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)Web端，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如圖3所示。

圖3 Web端系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)圖

面向用戶的只有瀏覽器，用戶在瀏覽器中訪問(wèn)和操作后臺(tái)中的數(shù)據(jù)，在前端對(duì)事件監(jiān)聽(tīng)，生成Json 數(shù)據(jù)，在網(wǎng)絡(luò)傳輸前將Json 數(shù)據(jù)序列化成二進(jìn)制數(shù)據(jù)，使用Http 協(xié)議傳輸。二進(jìn)制數(shù)據(jù)傳輸?shù)綇椥栽品?wù)器上，先對(duì)二進(jìn)制數(shù)據(jù)反序列化成應(yīng)用程序能理解的內(nèi)容。在彈性云服務(wù)器內(nèi)，先經(jīng)過(guò)Nginx 反向代理服務(wù)器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，途徑防火墻，避免暴露真實(shí)服務(wù)器的地址，攔截對(duì)服務(wù)器的攻擊。請(qǐng)求在內(nèi)部通路轉(zhuǎn)發(fā)到應(yīng)用服務(wù)器后，執(zhí)行業(yè)務(wù)操作。

圖4為已盤(pán)點(diǎn)清單資產(chǎn)詳情，盤(pán)點(diǎn)資產(chǎn)名為“電腦”和“麥克風(fēng)”顯示為綠色，表示資產(chǎn)符合實(shí)際情況；盤(pán)點(diǎn)資產(chǎn)名為“顯示器”和“鍵鼠”顯示為紅色，表示資產(chǎn)不符合實(shí)際情況，需要在資產(chǎn)管理系統(tǒng)中更新其狀態(tài)。

圖4 已盤(pán)點(diǎn)清單資產(chǎn)詳情

3.2 盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)手持端實(shí)現(xiàn)

盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)手持端，在配有RFID 讀寫(xiě)器和二維碼掃描功能的專用終端上進(jìn)行Android 應(yīng)用開(kāi)發(fā)，支持4G/3G/2G全網(wǎng)通、WiFi、藍(lán)牙數(shù)據(jù)通信模式，保障業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。手持設(shè)備和后臺(tái)的數(shù)據(jù)通信，通過(guò)POST 和GET請(qǐng)求來(lái)訪問(wèn)后臺(tái)接口來(lái)實(shí)現(xiàn)。這里介紹盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)手持端的資產(chǎn)入庫(kù)和資產(chǎn)盤(pán)點(diǎn)功能。

資產(chǎn)入庫(kù)：用戶點(diǎn)擊掃描來(lái)開(kāi)啟讀寫(xiě)器，讀寫(xiě)器會(huì)讀取覆蓋范圍內(nèi)的所有標(biāo)簽，可以選擇或填寫(xiě)資產(chǎn)入庫(kù)的相關(guān)信息。確認(rèn)無(wú)誤后點(diǎn)擊上傳，上傳按鈕的點(diǎn)擊事件會(huì)調(diào)用后臺(tái)的入庫(kù)接口，從而，將資產(chǎn)信息寫(xiě)入后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中，入庫(kù)的數(shù)據(jù)對(duì)象如圖5所示。

圖5 入庫(kù)的對(duì)象

資產(chǎn)盤(pán)點(diǎn)：后臺(tái)系統(tǒng)管理員將需要盤(pán)點(diǎn)的資產(chǎn)寫(xiě)入一個(gè)任務(wù)單中，資產(chǎn)管理員就能在手持機(jī)的盤(pán)點(diǎn)模塊中看到需要盤(pán)點(diǎn)的任務(wù)單，下載該任務(wù)單后，可以看到需要盤(pán)點(diǎn)的資產(chǎn)清單，讀取RFID 或者二維碼標(biāo)簽進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)，此后盤(pán)點(diǎn)結(jié)果將調(diào)用后臺(tái)相應(yīng)接口返回至Web后臺(tái)。盤(pán)點(diǎn)結(jié)果上傳數(shù)據(jù)對(duì)象如圖6所示。

圖6 上傳盤(pán)點(diǎn)結(jié)果的對(duì)象

4 結(jié)束語(yǔ)

本文基于RFID+二維碼技術(shù)開(kāi)發(fā)的資產(chǎn)盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)，采用手持終端和Web 前后端相結(jié)合的方式，在兼容原有資產(chǎn)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了資產(chǎn)快速盤(pán)點(diǎn)，拓展了RFID 新功能，解決了傳統(tǒng)方式上資產(chǎn)清查難、時(shí)間久，盤(pán)點(diǎn)數(shù)據(jù)更新繁瑣的問(wèn)題，為高校的資產(chǎn)管理提供了有力的技術(shù)保障。

基于RFID+二維碼技術(shù)的資產(chǎn)盤(pán)點(diǎn)/管理系統(tǒng)，雖然在使用成本比原有略高，但對(duì)于不同需求和規(guī)模的使用場(chǎng)景，在兼顧管理成本和提升工作效率的綜合因素下，采用RFID、二維碼等多種技術(shù)的復(fù)合型資產(chǎn)管理系統(tǒng)仍是今后熱門(mén)的研究方向之一。