基于RFID的智能貨架管理方案

一、背景

不可否認(rèn)，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(shí)現(xiàn)人與物的完美交互，促進(jìn)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(lǐng)導(dǎo)者，航天系統(tǒng)是現(xiàn)代典型的復(fù)雜工程大系統(tǒng)，具有規(guī)模龐大、系統(tǒng)復(fù)雜、技術(shù)密集、綜合性強(qiáng)，以及投資大、周期長、風(fēng)險(xiǎn)大、應(yīng)用廣泛和社會經(jīng)濟(jì)效益十分可觀等特點(diǎn)，是國家級的大型工程系統(tǒng)。因此，航天企業(yè)的設(shè)備資產(chǎn)繁多復(fù)雜，許多設(shè)備具有價(jià)值高、流動性強(qiáng)、安全管理難等特點(diǎn)，而管理者為了清查或清點(diǎn)資產(chǎn)的實(shí)時(shí)狀況，跟蹤資產(chǎn)的流向，需要浪費(fèi)大量寶貴的時(shí)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(chǔ)的非自動化方式來記錄、追蹤管理，效率低下。隨著設(shè)備數(shù)量的增加，設(shè)備管理人員的負(fù)擔(dān)越來越重。人工清點(diǎn)時(shí)也容易遺漏或重復(fù)，實(shí)物很難與賬面相符，同時(shí)也增加了資產(chǎn)管理的難度，常常造成數(shù)據(jù)不及時(shí)，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(lǐng)域的行業(yè)應(yīng)用，立志成為物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的領(lǐng)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(shè)備管理方案方案，充分考慮到設(shè)備管理的實(shí)際需求，秉承安全、高效、便捷的理念，采用了獨(dú)有的Sense-ID感知識別RFID核心技術(shù)，實(shí)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(shè)備管理用戶自此跨入了物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。

二、物聯(lián)網(wǎng)與RFID技術(shù)簡介

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)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(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)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(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)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(luò)。

射頻技術(shù)（RFID）是一種世界上較為領(lǐng)先的自動識別技術(shù)，RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識別高速運(yùn)動物體并可同時(shí)識別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。RFID是一種突破性的技術(shù)：第一，可以識別單個(gè)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(shí)對多個(gè)物體進(jìn)行識讀。此外，儲存的信息量也非常大。目前該技術(shù)廣范應(yīng)用于以下領(lǐng)域，如身份識別、防偽、大型設(shè)備固定資產(chǎn)管理、藥品物流識別、檔案、車輛管理等諸多領(lǐng)域。

最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成：

A、標(biāo)簽（有、無源）：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)識目標(biāo)對象；

B、讀寫器：讀取（可以寫入）標(biāo)簽信息的設(shè)備；

C、天線：在標(biāo)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(shè)備均配備有唯一標(biāo)識的RFID標(biāo)簽。通過固定讀寫器和天線可以實(shí)現(xiàn)對貨架上的所有設(shè)備進(jìn)行進(jìn)行實(shí)施的狀態(tài)跟蹤。

2、可通過手持機(jī)隨時(shí)獲取設(shè)備編碼并查詢設(shè)備相關(guān)信息。

3、可使用手持機(jī)在一定距離內(nèi)對貨架上的設(shè)備進(jìn)行定位。

3、系統(tǒng)中配備發(fā)卡器，可以隨時(shí)向新增設(shè)備配發(fā)標(biāo)簽

4、可以通過管理系統(tǒng)提供設(shè)備外借歸還功能。

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

6、設(shè)備庫房出入口配備有固定讀寫裝置，當(dāng)帶有標(biāo)簽的設(shè)備在到達(dá)出入?yún)^(qū)域時(shí)，該設(shè)備的信息和進(jìn)入時(shí)間將會被7、對于未辦理外借手續(xù)的設(shè)備到達(dá)出入?yún)^(qū)域時(shí)，系統(tǒng)將會發(fā)出報(bào)警并記錄。

8、系統(tǒng)配備有盤點(diǎn)功能，利用PDA可以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的快速盤點(diǎn)并生成盤點(diǎn)文件。

RFID設(shè)備管理系統(tǒng)的功能如下：

信息采集：設(shè)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(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集并匯報(bào)至應(yīng)用程序端。也可以利用系統(tǒng)中的PDA實(shí)時(shí)采集設(shè)備的具體信息包括但不限于設(shè)備

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

狀態(tài)跟蹤：利用資產(chǎn)應(yīng)用程序或者PDA，可以實(shí)現(xiàn)對資產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)跟蹤。即可以快速的獲知該設(shè)備的狀態(tài)比如是使用中、已外借、已歸還還是已報(bào)廢等。

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

外借歸還管理：管理系統(tǒng)可以對設(shè)備的外借或歸還進(jìn)行管理，借用人在外借某設(shè)備時(shí)，需要在管理系統(tǒng)出進(jìn)行申請，管理系統(tǒng)將會對相關(guān)操作予以記錄，當(dāng)設(shè)備逾期未還時(shí)，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(shè)備進(jìn)行查詢。

進(jìn)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(yīng)裝置，當(dāng)帶有標(biāo)簽的設(shè)備到達(dá)進(jìn)出區(qū)域時(shí)，該設(shè)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(shè)備，系統(tǒng)將會發(fā)出報(bào)警。

利用PDA可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的快速盤點(diǎn)，并能一鍵生成相關(guān)的盤點(diǎn)記錄，省卻傳統(tǒng)利用紙筆進(jìn)行盤點(diǎn)記錄的繁瑣與低效。

3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)定義和設(shè)備資產(chǎn)管理領(lǐng)域的實(shí)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(luò)層和應(yīng)用層，具體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：

如圖2所示，貨架上各個(gè)設(shè)備均安裝的RFID無源抗金屬標(biāo)簽、貨架上安裝的固定讀寫器和天線組、PDA手持機(jī)、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(biāo)簽：當(dāng)有新的設(shè)備進(jìn)入時(shí)，應(yīng)首先為設(shè)備配發(fā)標(biāo)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(shè)備配發(fā)標(biāo)簽，標(biāo)簽內(nèi)存儲著該設(shè)備的編號，同時(shí)該設(shè)備的信息將會寫入后臺的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中。

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

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

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

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

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

7、快速盤點(diǎn)：利用PDA可以進(jìn)行設(shè)備的快速盤點(diǎn)，只需要掃描貨架上的所有在線設(shè)備，PDA將會自動進(jìn)行盤點(diǎn)，并生成相應(yīng)的盤點(diǎn)報(bào)告。