浅析RFID技术在实验室设备管理中的应用

◆朱萍

作者：朱萍，上海中医药大学设备处实验室管理科助理工程师，从事实验室管理工作（201203）。

1 引言

伴随我国教育事业的快速发展，国家和地方政府不断扩大对高校建设的投入。为了满足教学与科研的需要，加大投入实验室建设，实验室仪器设备日益增多，如此规模的实验室设备，也增加了实验室资产管理的运作负荷，而以往传统的管理方法逐渐不能适应目前的情况。随着RFID技术更加成熟，价格更为实惠，利用RFID技术作为仪器设备基础数据采集的最新技术手段[1]已成为可能，不但能够减轻管理人员负担，而且能提高实验室信息化管理水平和效率。

2 实验室设备管理存在的问题

资产管理困难，资产盘查不清 长期以来，实验室大多还是采用传统手工管理仪器设备的方式，基本上通过手工书写入库、发货单等信息卡片，手写编码在纸质标签上或者采用机打条形码标签，在资产清查时均需要一一对应核实或扫描，效率低下且容易出错，难以对实验室的设备资产做到账物核实，存在学校固有资产流失现象。

实验室之间缺乏交流，实验设备无法共享 目前，许多高校中相关实验室之间缺少可以供实验设备的引进、管理、维护、运作创新等方面进行交流的平台，各高校间更是缺少这样的信息共享平台，导致实验设备重复购置、空闲[2]现象严重，无法做到利用率最大化。

管理方式过时，统计分析数据困难 传统的管理方式不便将设备信息上传互联网进行信息共享和动态管理，无法及时有效读取、统计、分析实验室仪器设备的相关数据及分析结果，完成各级教育管理部门的数据上报工作困难。显然这种传统纸质记录的管理方式已经不能满足现代实验室的要求。

3 关于RFID技术的简介

RFID的基本信息 RFID（Radio Frequency Identification的缩写），俗称电子标签，是一种通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据[3]的射频识别技术。常有低频（125～134.2 K）、高频（13.56 MHz）、超高频（902～928 MHz）、无源等技术。

一套完整的RFID系统主要包括硬件和管理信息系统软件两部分。其中，硬件主要由标签（Tag）、阅读器（Reader）以及天线（Antenna）[4]三部分组成。RFID标签进入磁场后，接收阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，标签内芯片中的有关电路对此信号进行调制、解码、解密，然后对命令请求、密码、权限等进行判断，根据判断结果进行相应处理；判断其对应的密码和权限不符，则返回出错信息[5]。阅读器读取信息并解码后，送至中央管理信息系统服务器进行有关数据的处理。

RFID的功能及特点 RFID电子标签与传统的条形码相比，RFID电子标签隐蔽性好、耐磨损寿命长，可工作在各种恶劣环境，当标签表面受到污染、破损，不影响系统对它的识别，标签使用8～10年之久；具有非接触性，无需读卡器与标签一一对应，识别距离远，对已设定区域范围内的所有标签对象可实现全部信息读取，有读取方便快捷、识别速度快、数据容量大和标签数据可动态更改的特点。

此外，RFID系统具有资产定位功能，通过查询系统可以明确得知资产的状态、当前位置、移动轨迹等各类信息。与门禁系统、安防系统配合，可以实现抓拍非法资产迁移、防盗报警的功能。

表1所示为传统条形码和RFID电子标签的区别。

表1 传统条形码和RFID电子标签的区别

4 实验室设备管理流程及系统架构

实验设备管理主要包括属于固定资产的仪器设备和低值仪器的设备申购、使用到报废的整个管理过程，主要包括入库登记、定位、变动调拨、盘点查询以及维修[6]报废等功能。

新购置的仪器设备到货后，管理人员需要将基础信息录入管理系统中，包括仪器设备的型号、单价、购置日期、设备编号、使用地点、生产厂家等各类信息，通过标签打印机将打印出带有设备编号的标签纸，将此标签与带有芯片的电子标签黏贴到一起形成一张完整的设备标签。此标签通过桌面读写终端读取并存储管理信息系统中的信息，最后将这样一张被存储过信息的电子标签黏贴在每一台仪器设备上。利用手持盘点终端对设备上的标签进行第一次自动数据采集，将采集到的信息传送至管理系统，经过后台应用软件的职能决策，快速实现对资产的管理（图1）。

图1 设备管理模块结构图

当设备资产因调拨、维修、报废等管理信息发生变化时，管理部门只需要通过管理信息系统对固定阅读器发出指令，由固定阅读器对标签芯片中的信息改写，远程即可完成仪器电子标签的更新，简便又高效地实现对仪器设备的跟踪管理[7]，时刻保证账物相符。

为避免手持盘点终端上的数据变动过大，导致整个数据库中的数据混乱，管理信息系统服务器上的数据单向同步更新至手持盘点终端上，管理部门通过手持盘点终端进入某一实验室，可快速、批量盘点资产，轻松核实该实验室内的仪器设备是否与手持终端上的信息相符，若有不符则终端会自动报警显示异常，对重要资产的位置、移动状况、实时状态等信息进行实时和定时监控与统计分析，显著提高管理者资产清查的效率和精度，大大降低管理者的劳动强度。图2为系统功能模块图。

图2 软件系统的功能模块图

管理信息系统软件与电子标签、阅读器等硬件组成一套完整的RFID系统，可以有效实现信息化资产管理。同时管理信息系统有良好的扩展性，提供开放性接口，方便与其他网络应用系统互通，与教育部资产管理系统对接则可以快速将RFID系统内的数据导入，高效完成数据上报工作。RFID系统不仅可以实现实验室设备的资产管理功能，也可通过RFID技术实现人员考勤管理功能[8]、信息管理功能以及仪器共享管理功能、环境监测功能，建立完整的实验室信息管理平台，而融入RFID技术的实验室设备管理是最基础也是最必需的一项工程。

5 结语

RFID系统是一项智能化的系统，它的引进，大幅度提升了实验室设备信息化管理水平，同时减轻了实验室管理人员日常重复的人工劳动，将有更充裕的时间和精力去研究不同类型的服务对象的需求，根据需求，提高更高层次的服务。然而RFID系统对于这类可移动资产（如笔记本电脑、移动硬盘等）的定位以及变动报警等功能无法设定，仍需管理部门加强管理。

此外，实验室设备管理的信息化对实验室管理队伍的综合素质提出更高的要求，实验室设备管理人员要加强学习，了解主流的网络技术的发展方向，不断满足高校实验室管理信息化的发展需要。■

[1]汤志军.融合RFID技术的高校实验室设备管理系统应用研究[J].软件,2012,33(9):63-64.

[2]张艺萌.基于RFID的高校实验室管理技术[J].陕西广播电视大学学报,2013,15(2):61-63.

[3]王瑾.基于物联网的实验室管理技术[J].电脑知识与技术,2010(21):5741-5742.

[4]游战清,李苏剑.无线射频识别技术（RFID）理论与应用[M].北京:北京电子工业出版社,2004.

[5]米红波.RFID技术在某高校开放实验室管理中的应用浅析[J].中国科技信息,2012(2):66.

[6]刘兵,王强.基于RFID技术的实验室智能管理系统设计研究[J].黑龙江科技信息,2010(29):111.

[7]王声革,郭建宏.RFID技术在高校实验设备资产管理中的应用[J].实验技术与管理,2013,30(1):219-221.

[8]郑志武,丁霞军,赵迪虹,等.基于物联网的高校实验室管理平台设计与实现[J].物联网技术,2014(1):73-74.