大規(guī)模設(shè)備管理中RFID技術(shù)的應(yīng)用與設(shè)計(jì)

摘要：文章首先對(duì)RFID技術(shù)及其應(yīng)用情況進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹；然后，討論RFID技術(shù)在大規(guī)模設(shè)備管理中應(yīng)用需要注意的技術(shù)細(xì)節(jié)，給出具體設(shè)計(jì)方案。最后，是文章的總結(jié)。
關(guān)鍵詞：無(wú)線射頻識(shí)別；設(shè)備管理

0 前言
RFID(Radio Frequency Identification)是一種自動(dòng)無(wú)線識(shí)別和數(shù)據(jù)獲取技術(shù)，隨著與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，RFID技術(shù)展現(xiàn)出巨大的市場(chǎng)應(yīng)用潛力，被稱為“物聯(lián)網(wǎng)”和“第二代Internet”它利用無(wú)線射頻方式在讀寫器和電子標(biāo)簽之間進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)傳輸，以達(dá)到目標(biāo)識(shí)別和數(shù)據(jù)交換的目的。在國(guó)內(nèi)外，RFID技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)輸控制管理、資產(chǎn)管理等眾多領(lǐng)域。時(shí)至今日，RF ID技術(shù)的新應(yīng)用仍然層出不窮。
資產(chǎn)管理是RFID技術(shù)應(yīng)用較早也是較為普遍的行業(yè)，相較傳統(tǒng)的二維碼，RFID電子標(biāo)簽的非接觸、讀取速度快等特性，在提高工作效率和準(zhǔn)確性方面帶來(lái)的好處顯而易見(jiàn)。IT設(shè)備作為資產(chǎn)有其管理上的特殊性，其主要存放的機(jī)房環(huán)境、設(shè)備運(yùn)行的要求，以及設(shè)備表面的金屬特性均使得RFID技術(shù)在IT設(shè)備管理方面的應(yīng)用受到較大的限制。本文就是在這方面的一個(gè)嘗試。

1 RFID技術(shù)特點(diǎn)
1．1 什么是RFID技術(shù)
RFID是一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號(hào)和空間耦合(電感或電磁耦合)或雷達(dá)反射的傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別。最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成：1)標(biāo)簽(Tag)，是由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象；2)讀寫器(Reader)，是讀取或者寫入標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式；3)天線(Antenna)，用于在標(biāo)簽和讀寫器間傳遞射頻信號(hào)。
根據(jù)供電方式的不同，電子標(biāo)簽可以分為有源電子標(biāo)簽(Activetag)、無(wú)源電子標(biāo)簽(Passivetag)和半無(wú)源電子標(biāo)(Semi-passivetag)，有源電子標(biāo)簽內(nèi)裝有電池，無(wú)源射頻標(biāo)簽沒(méi)有內(nèi)裝電池，半無(wú)源電子標(biāo)簽部分依靠電池工作。依據(jù)工作頻率的不同可分為低頻電子標(biāo)簽、高頻電子標(biāo)簽、超高頻電子標(biāo)簽和微波電子標(biāo)簽。依據(jù)封裝形式的不同可分為信用卡標(biāo)簽、線形標(biāo)簽、紙狀標(biāo)簽、玻璃管標(biāo)簽、圓形標(biāo)簽及特殊用途的異形標(biāo)簽等。
讀寫器通過(guò)天線與電子標(biāo)簽進(jìn)行無(wú)線通信，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)簽識(shí)別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮?。典型的讀寫器包含有高頻模塊(發(fā)送器和接收器)、控制單元以及讀寫器天線。
1．2 RFID技術(shù)特點(diǎn)
與條形碼識(shí)別系統(tǒng)相比，RFID技術(shù)具有很多優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)：
(1)通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象，無(wú)需可見(jiàn)光源，具有穿透性，可以透過(guò)外部材料直接讀取數(shù)據(jù)，保護(hù)外部包裝，節(jié)省識(shí)別時(shí)間；
(2)由于不需要物理接觸，標(biāo)簽無(wú)機(jī)械磨損，壽命長(zhǎng)，且可以在惡劣環(huán)境下工作，對(duì)環(huán)境要求低；
(3)無(wú)需與目標(biāo)接觸就可以得到數(shù)據(jù)，讀取距離支持范圍廣，一般從幾厘米到十幾米的距離；
(4)支持寫入數(shù)據(jù)功能，無(wú)需重新制作新的標(biāo)簽；
(5)使用防沖突技術(shù)，能夠同時(shí)處理多個(gè)射頻標(biāo)簽，適用于批量識(shí)別場(chǎng)合；
(6)可以對(duì)RFID標(biāo)簽所附著的物體進(jìn)行追蹤定位，提供位置信息。
此外，由于RFID芯片的小型化和高性能芯片的實(shí)用化，射頻識(shí)別標(biāo)簽不僅幫助不同領(lǐng)域的管理者追蹤物品的位置和搬運(yùn)情況，還可以實(shí)時(shí)報(bào)告標(biāo)簽上附帶的其他信息，比如設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)等。

2 RFID在設(shè)備管理中的應(yīng)用
2．1 設(shè)備管理現(xiàn)狀
隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及，信息化程度的提高，數(shù)據(jù)中心設(shè)備的規(guī)模不斷擴(kuò)大，設(shè)備管理的要求也越來(lái)越高。傳統(tǒng)的非自動(dòng)化手工設(shè)備管理方式已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)大規(guī)模設(shè)備管理的要求，逐漸被采用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)系統(tǒng)管理方式所取代。但數(shù)據(jù)采集仍然依賴先紙張記錄，再手工輸入計(jì)算機(jī)的方式。這不僅造成大量的人力資源浪費(fèi)，而且由于人為的因素，數(shù)據(jù)錄入速度慢、準(zhǔn)確率低。隨著設(shè)備規(guī)模的持續(xù)發(fā)展，目前設(shè)備管理中的數(shù)據(jù)采集方式已難以滿足設(shè)備管理快速、準(zhǔn)確的要求。
我們?cè)趯?shí)際工作中還遇到了設(shè)備信息采集與設(shè)備運(yùn)行維護(hù)矛盾的問(wèn)題，限制了設(shè)備管理工作的開(kāi)展，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
(1)標(biāo)簽粘貼與查看。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)中心的設(shè)備上粘貼有兩種標(biāo)簽，一種是設(shè)備出廠時(shí)設(shè)備廠家粘貼的設(shè)備條碼標(biāo)簽，這類標(biāo)簽往往粘貼在設(shè)備后部邊緣處，本身不方便查看，粘貼的角度也不適合條碼設(shè)備掃描。而且設(shè)備上架運(yùn)行后，設(shè)備后部往往連接各類線纜，查看設(shè)備條碼時(shí)會(huì)對(duì)設(shè)備運(yùn)行安全帶來(lái)隱患。另一種是設(shè)備轉(zhuǎn)固以后，設(shè)備上粘貼的資產(chǎn)標(biāo)簽。這類標(biāo)簽在粘貼位置的選擇上存在問(wèn)題。為了查看或掃描方便，標(biāo)簽需要粘貼在方便查看的設(shè)備前表面，而網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器設(shè)備的前表面一方面凹凸不平、粘貼不牢靠，另一方面標(biāo)簽粘貼也容易遮擋設(shè)備的警示燈，設(shè)備部件接口等。針對(duì)上述問(wèn)題，設(shè)備管理部門做過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，結(jié)果均無(wú)法令人滿意。
(2)設(shè)備更換流程復(fù)雜。設(shè)備維護(hù)部門在進(jìn)行設(shè)備維修更換時(shí)，需要通知設(shè)備管理部門同時(shí)更改設(shè)備標(biāo)簽和設(shè)備管理系統(tǒng)中的設(shè)備信息，以保證設(shè)備信息準(zhǔn)確有效。設(shè)備管理人員往往跟在系統(tǒng)維護(hù)人員后面疲于粘貼標(biāo)簽，并手工修改系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備信息。當(dāng)設(shè)備量巨大、設(shè)備更換頻繁時(shí)，設(shè)備更換及核查工作更多依賴于設(shè)備管理人員的工作責(zé)任心和工作細(xì)致程度。然而，工作中的疏漏在所難免，設(shè)備信息出現(xiàn)差錯(cuò)時(shí)，則難以追查歷史信息。而RFID標(biāo)簽的非接觸自動(dòng)讀取方式，能很好地解決上述問(wèn)題。因此，引入RFID技術(shù)，利用RFID標(biāo)簽替代資產(chǎn)標(biāo)簽和設(shè)備條碼標(biāo)簽，利用RFID閱讀器自動(dòng)讀取方式，代替維護(hù)人員用眼查看或條碼掃描儀掃描的方式。
2．2 RFID系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2．2. 1 設(shè)備選型
首先，由于設(shè)備量較大，希望讀取速率較快，讀取距離較遠(yuǎn)，一般來(lái)說(shuō)高頻標(biāo)簽比低頻標(biāo)簽具備更好的讀取速率和讀取距離，同時(shí)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)上較超高頻標(biāo)簽成熟穩(wěn)定。其次，數(shù)據(jù)中心設(shè)備因其金屬表面以及機(jī)房環(huán)境電磁信號(hào)強(qiáng)，在標(biāo)簽選擇上，需要選擇具有較好封裝技術(shù)的抗金屬標(biāo)簽，以減少因金屬表面反射電磁波而產(chǎn)生對(duì)標(biāo)簽信息讀取的影響，抗金屬標(biāo)簽成本較高，往往是普通標(biāo)簽的十幾倍?；诔杀究紤]，放棄有源標(biāo)簽和大容量信息存儲(chǔ)標(biāo)簽。第三，在RFID讀寫器選型時(shí)，除了考慮成本和需求外，需要選擇與標(biāo)簽相適合匹配的讀寫器。