基于RFID的智能貨架管理方案

一、背景

不可否認，物聯(lián)網(wǎng)將會成為世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，打破了以往物物間孤立無聯(lián)系的瓶頸，讓人與人、物與物、人與物之間自此建立起了更加緊密的聯(lián)系。站在物聯(lián)網(wǎng)的視野下，通過采用創(chuàng)新性的行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)整體解決方案，將會實現(xiàn)人與物的完美交互，促進人與物質(zhì)世界的融和，讓一切變的更加智能、高效與便捷。

航天企業(yè)是中國航天事業(yè)的領導者，航天系統(tǒng)是現(xiàn)代典型的復雜工程大系統(tǒng)，具有規(guī)模龐大、系統(tǒng)復雜、技術密集、綜合性強，以及投資大、周期長、風險大、應用廣泛和社會經(jīng)濟效益十分可觀等特點，是國家級的大型工程系統(tǒng)。因此，航天企業(yè)的設備資產(chǎn)繁多復雜，許多設備具有價值高、流動性強、安全管理難等特點，而管理者為了清查或清點資產(chǎn)的實時狀況，跟蹤資產(chǎn)的流向，需要浪費大量寶貴的時間和人力物力。傳統(tǒng)的資產(chǎn)管理方式一般依賴于以紙張文件為基礎的非自動化方式來記錄、追蹤管理，效率低下。隨著設備數(shù)量的增加，設備管理人員的負擔越來越重。人工清點時也容易遺漏或重復，實物很難與賬面相符，同時也增加了資產(chǎn)管理的難度，常常造成數(shù)據(jù)不及時，出錯率高等問題。

北京慧感嘉聯(lián)科技有限公司致力于物聯(lián)網(wǎng)領域的行業(yè)應用，立志成為物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的領跑者和物聯(lián)網(wǎng)方案解決專家，慧感嘉聯(lián)所提供的基于RFID的設備管理方案方案，充分考慮到設備管理的實際需求，秉承安全、高效、便捷的理念，采用了獨有的Sense-ID感知識別RFID核心技術，實現(xiàn)了“感知”與“識別”的完美融合，通過高效靈活的組建方式，讓設備管理用戶自此跨入了物聯(lián)網(wǎng)時代。

二、物聯(lián)網(wǎng)與RFID技術簡介

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術的重要組成部分。其英文名稱是“The Internet of things”。顧名思義，“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上的延伸擴展的網(wǎng)絡；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。因此，物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。

射頻技術（RFID）是一種世界上較為領先的自動識別技術，RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。RFID是一種突破性的技術：第一，可以識別單個的非常具體的物體；第二，其采用無線電射頻，可以透過外部材料讀取數(shù)據(jù)；第三，可以同時對多個物體進行識讀。此外，儲存的信息量也非常大。目前該技術廣范應用于以下領域，如身份識別、防偽、大型設備固定資產(chǎn)管理、藥品物流識別、檔案、車輛管理等諸多領域。

最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成：

A、標簽（有、無源）：由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象；

B、讀寫器：讀?。梢詫懭耄撕炐畔⒌脑O備；

C、天線：在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。

三、方案說明

3.1 基本需求

1、所有的設備均配備有唯一標識的RFID標簽。通過固定讀寫器和天線可以實現(xiàn)對貨架上的所有設備進行進行實施的狀態(tài)跟蹤。

2、可通過手持機隨時獲取設備編碼并查詢設備相關信息。

3、可使用手持機在一定距離內(nèi)對貨架上的設備進行定位。

3、系統(tǒng)中配備發(fā)卡器，可以隨時向新增設備配發(fā)標簽

4、可以通過管理系統(tǒng)提供設備外借歸還功能。

5、管理系統(tǒng)可以提供查詢功能，可隨時獲知各設備的狀態(tài)。

6、設備庫房出入口配備有固定讀寫裝置，當帶有標簽的設備在到達出入?yún)^(qū)域時，該設備的信息和進入時間將會被7、對于未辦理外借手續(xù)的設備到達出入?yún)^(qū)域時，系統(tǒng)將會發(fā)出報警并記錄。

8、系統(tǒng)配備有盤點功能，利用PDA可以實現(xiàn)對設備的快速盤點并生成盤點文件。

RFID設備管理系統(tǒng)的功能如下：

信息采集：設備管理系統(tǒng)具有信息快速采集功能，利用固定在貨架上的固定式讀寫器和天線陣對貨架上在架設備進行實時的數(shù)據(jù)采集并匯報至應用程序端。也可以利用系統(tǒng)中的PDA實時采集設備的具體信息包括但不限于設備

名稱、所屬貨架、管理人等內(nèi)容。同時管理員也可以利用PDA對設備的信息進行在線修改。

狀態(tài)跟蹤：利用資產(chǎn)應用程序或者PDA，可以實現(xiàn)對資產(chǎn)設備進行狀態(tài)跟蹤。即可以快速的獲知該設備的狀態(tài)比如是使用中、已外借、已歸還還是已報廢等。

設備定位：可以利用PDA在一定范圍內(nèi)對貨架上的設備進行定位，即可以在大量的設備或設備中尋找特定的設備，當PDA發(fā)現(xiàn)該設備時，將會發(fā)出提示。

外借歸還管理：管理系統(tǒng)可以對設備的外借或歸還進行管理，借用人在外借某設備時，需要在管理系統(tǒng)出進行申請，管理系統(tǒng)將會對相關操作予以記錄，當設備逾期未還時，系統(tǒng)將會予以提示，管理員還可以通過系統(tǒng)的查詢功能對在借設備進行查詢。

進出入管理：系統(tǒng)在庫房門口安裝有固定式讀寫器、天線以及紅外感應裝置，當帶有標簽的設備到達進出區(qū)域時，該設備的信息將會被管理系統(tǒng)記錄，對于沒有辦理外借手續(xù)的設備，系統(tǒng)將會發(fā)出報警。

利用PDA可以實現(xiàn)設備的快速盤點，并能一鍵生成相關的盤點記錄，省卻傳統(tǒng)利用紙筆進行盤點記錄的繁瑣與低效。

3.2 系統(tǒng)結構

根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的結構定義和設備資產(chǎn)管理領域的實際情況，智能貨架管理方案將根據(jù)功能劃分為三層，即感知層、網(wǎng)絡層和應用層，具體的系統(tǒng)結構如下圖所示：

如圖2所示，貨架上各個設備均安裝的RFID無源抗金屬標簽、貨架上安裝的固定讀寫器和天線組、PDA手持機、位于出入口的固定讀寫器及天線以及資產(chǎn)借還器組成了RFID智能貨架管理系統(tǒng)，其工作原理和流程如下：

1、發(fā)標簽：當有新的設備進入時，應首先為設備配發(fā)標簽，利用管理客戶端的發(fā)卡程序和資產(chǎn)借還器，可以給設備配發(fā)標簽，標簽內(nèi)存儲著該設備的編號，同時該設備的信息將會寫入后臺的數(shù)據(jù)庫服務器中。

2、安裝標簽：利用3M背膠或其它固定方式將已寫入編碼的標簽粘貼在設備表面。隨后設備可放置在相應的貨架上。

3、信息采集：貨架上的所有設備都會通過貨架上的固定式讀寫器和天線組實現(xiàn)實時監(jiān)控。當設備離開該貨架時，系統(tǒng)將會予以記錄，當設備放置在錯誤的貨架上時，系統(tǒng)也會予以提示。將PDA移至待讀取設備的標簽附近，PDA也會顯示出相關的設備信息。

4、設備定位：利用PDA可以在一定距離內(nèi)對設備進行定位，在PDA中輸入想要查找的設備的編號或者名稱，隨后在貨架周圍搜尋該設備，當PDA發(fā)現(xiàn)與待查詢設備匹配的設備時，會發(fā)出相應提示。

5、外借歸還管理：當設備需要外借時，可以利用在管理客戶端處辦理相關手續(xù)，在辦理相關手續(xù)之后，設備的狀態(tài)將會更改為已外借，并會將相應的外界人信息、外借時間與歸還時間等內(nèi)容更新至后臺，在到達歸還時間時，系統(tǒng)將會發(fā)出提示。在設備歸還后，相關內(nèi)容會予以更新。

6、防盜管理：當人員在持有未辦理外借手續(xù)的設備經(jīng)過門口的進出區(qū)域時，安裝在門口的天線和固定式讀寫器將會捕獲到該設備的信息并發(fā)出報警提示。所有進入該區(qū)域的設備都會在系統(tǒng)里進行記錄。

7、快速盤點：利用PDA可以進行設備的快速盤點，只需要掃描貨架上的所有在線設備，PDA將會自動進行盤點，并生成相應的盤點報告。