运用RFID技术的实验设备智能化管理探索

张立明， 唐海涛， 樊 雪， 黄 岚

(吉林大学 a.计算机科学与技术学院； b.电子科学与工程学院；c.符号计算与知识工程教育部 重点实验室,吉林 长春 130012)



·仪器设备供应与管理·

运用RFID技术的实验设备智能化管理探索

张立明a,b,c， 唐海涛a,c， 樊 雪a,c， 黄 岚a,c

(吉林大学 a.计算机科学与技术学院； b.电子科学与工程学院；c.符号计算与知识工程教育部 重点实验室,吉林 长春 130012)

RFID技术现已经应用于仪器设备管理中,实现了精准自动迅速地对分散仪器设备进行管理,有效地提高了工作效率。但在管理智能化方面有待提高，如何研究和应用新的智能化技术, 使仪器设备的管理过程和使用过程更加智能化，成为高校实验设备管理中下一个需要解决的重要问题。通过对高校实验室设备管理的现状及基于物联网技术管理方法的深入研究，给出仪器设备的智能化管理方法。此方法对实验室设备的高效利用、节能降耗、提供人性化服务和为管理者的决策提供依据等方面具有实际的指导意义。

射频识别； 实验设备； 智能管理

0 引 言

2009年12月“感知中国”的物联网发展战略写入“政府工作报告”，并正式被列为国家重要新兴战略性产业之一，物联网自此在中国受到了全社会高度关注。无锡市率先建立 “感知中国”研究机构，全国首家物联网工厂也由无锡市江南大学建成。中国科学院、通讯运营商、研究所及多所高校也同时在无锡建立了物联网研究中心，进一步将我国物联网相关领域的研发和应用推向了高潮。

基于RFID技术的设备管理方法给高校设备管理带来了全新的技术手段和管理方法，有效地提高了设备管理效率。如何运用RFID技术实现高校实验设备智能化管理，成为高校实验设备管理中面临的下一个重要问题。

1 实验室设备管理现状

随着计算机技术和多媒体技术的发展、高校信息化建设速度的加快,我国高校信息化设备得到了不断的完善与丰富[1]。作为现代化实践教学和科学研究的重要基地，实验室设备高效管理一直是高校建设中的一项重要工作。高校实验室设备的高效管理是教学科研和管理水平的重要标志，对深化教育改革、创新人才培养与素质教育发展具有深远意义。

(1) 基于条形码的管理方法。目前，多数高校实验室设备管理存在技术落后，设备利用率低下的情况。现有的管理方法已经不能适应实验室使用人员、实验室管理人员和上级管理部门等提出的要求。部分高校实验室采用基于条形码的管理方法，多数工作依靠半手工管理，工作效率低下，设备相关标签管理困难，不能满足计算机软件的管理需求。

基于条形码的管理方法[2-4]结合计算机软件和设备标签记录设备的相关信息。如标签编号、使用单位、仪器名称、型号、单价、出厂日期和领用人等。设备的验收建账、使用管理、借用和报废处置等工作繁重，经过大量的手工操作进行登记，容易出错。设备对应的标签容易脱落，定期需要重新制作所有设备的标签。

实验室设备等固定资产清查需要大量的人力物力对资产的帐物情况进行核对，管理工作效率低下、差错率高。上级管理部门依据设备数据库，对每一个设备的相关信息进行人工核查。清查工作中经常遇到漏查、重查、错查的问题，给设备管理工作增加了难度，难以提高实验室设备等固定资产的利用率。

(2) 基于RFID技术的管理方法。RFID技术是继互联网后新兴的通信技术，被世界公认为21世纪十大重要新技术之一。可在各种恶劣环境下进行电子标签间相关读写、识别等工作，且不需人工干预就可完成。

RFID技术已成功应用在物流管理、门禁系统/电子门票/道路一卡通、快运包裹/邮件处理 、汽车防盗、电子物品监视、生产制造装配现代化、文档追踪/图书馆管理、产品防伪、运动计时、身份证及护照、超市管理、规模化农业养殖场、医院病人的护理等[5-6]领域，给生产、生活带来很大便利，同时降低了管理成本。

RFID技术通过快速的信息交换和通讯，能够解决设备管理中的难点问题，做到对设备进行动态跟踪管理。何畔等[8-10]将RFID技术应用于仪器设备管理系统中, 提高了仪器设备资产清查等管理效率和水平。齐恒等[11-13]给出结合RFID 物流技术的设备管理方法,实现了上级管理部门对设备情况的及时了解,进而提高设备利用率。王声革等[14-16]利用RFID技术解决设备清查难度大、难以监控的问题，进而保证教学科研工作正常运行。

2 RFID技术

基于RFID技术的识别方法将电子标签嵌入到被识别的对象中,通过无线通讯实现对象的识别，无需人工扫描过程。其工作过程：①在RFID阅读器接收计算机管理软件中的指令后，天线按照通信协议发出相关的射频通讯信号；②当RFID电子标签进入射频通讯信号区域后，其内置的感应电流接收器件会获得能量，通过内置天线将存储在内置芯片中的信息发出；③阅读器接收电子标签发出的信息并进行处理后，送到终端管理软件进行相关的数据处理。

RFID 技术的应用将提高工作效率、降低企业的生产成本。RFID 技术是目前发展迅速，并将逐渐取代条码越来越多地被应用到其他领域。表1给出电子标签与其他标签性能的对比。

表1 3种标签性能对比

3 RFID技术的智能化应用

基于RFID技术的管理方法给高校设备管理带来了巨大变革，如何利用RFID技术实现智能化管理，成为高校实验设备管理中面临的下一个重要问题。

(1) 设备节能降耗、高效利用。在教育部对高等学校开展的本科教学评估中,要求实验室平台对学生在教学任务时间外开放使用。现阶段多数高校实验室做到在仪器使用基本开放,但是开放实验室管理难度增大，仪器设备使用混乱。针对此问题给出实验室开放降低设备能耗、高效利用的管理方法。

实验室在教学任务外对学生开放时，实验室内部设备按区域分配给使用者。对于不使用的区域，则可以关闭设备，避免浪费；同时不使用区域对应的暖气、空调、照明等耗电设备也关闭。

设备维护人员可以对不使用区域内的设备进行维护，通过区域轮流开放即可实现对实验室内所有设备的维护。避免因定期维护而不能安排教学任务和对外开放使用造成的间接低效利用。

(2) 提供人性化服务。仪器设备精细化管理是高校固定资产管理的重要内容，是高校固定资产为教学和科研工作提供良好服务的重要保证。随着近几年高等教育的飞速发展, 高校实验室的教学任务越来越繁重，仪器设备也日趋多样化、复杂化，这都给实验室设备精细化管理增加了难度。本文针对此问题给出一种提供人性化服务的精细化管理方法。

在学生RFID卡记录学生基本信息基础上，增加记录教学任务内学生上机的机位号。学生在教学任务内持卡上机时，根据记录的机位号分配指定机器，进而保证学生在教学任务内同一实验课使用同一台机器。避免学生在每次上机时都需要配置相应实验环境而造成的时间浪费。同时有利于培养学生的责任感，增强对设备的爱护意识。

(3) 为管理者的决策提供依据。现有的仪器设备管理制度还缺少智能化的管理方法, 存在仪器设备普遍使用率低、资源浪费严重等问题。多数仪器设备的使用情况依靠人工进行统计,未能准确反映其使用效率。此外在购置仪器设备时调研工作不足，对设备的共享问题没有进行深入研究、对低利用率问题没有充分考虑，进而导致由管理手段跟不完善引起的设备重复购置问题。针对此问题给出一种详细记录仪器设备使用情况的管理方法，进而在在资产配置、管理等方面为领导的决策提供科学依据。

通过记录设备使用时间，进而根据使用时间为设备采购方案提供依据。记录借用单位，进而根据借用单位和借出单位使用情况，为资源配置提供依据。在设备报废时，根据使用时间，借用情况等对设备管理单位给出综合评介。

对重要仪器设备的主要部件维护次数进行记录，进而对设备经常出现问题的部件进行有针对性的定期检查。避免因设备维修时采购部件浪费时间，同时对依此配备设备的备用部件，做到资源的高效配置。

4 结 语

基于RFID技术的仪器设备管理方法给固定资产管理工作带来巨大的变革，有效地提高了仪器设备使用率，降低了人力资源的投入和管理运营成本，为学校设备管理工作提供了真实可靠的数据。运用RFID技术的智能化管理方法是未来校园建设必然趋势，是智能化校园的建设的重要组成部分，是进一步提高教学质量、促进教学科研发展的有力保证。

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The Research on Intelligent Management of Laboratory Equipment by Using RFID Techonology

ZHANGLi-minga,b,c,TANGHai-taoa,c,FANXuea,c,HUANGLana,c

(a. College of Computer and Technologe; b. College of Eectronic Science and Engineering; c. Key Laboratory of Symbol Cmputation and Knowledge Engineer, MOE, Jilin University, Changchun 130012, China)

Management method based on RFID technology has brought great changes to the equipment management of colleges and universities, and effectively improves the efficiency of equipment management. However, the implementation of intelligent management using RFID technology faces on the next important question in the laboratory equipment management. Through the status of the laboratory equipment management of colleges and universities and in-depth study of management method based on the Internet of things technology, a method of intelligent instruments and equipment management is presented. This method has the practical significance on the efficient use of laboratory equipment, energy-saving and cost-reducing, offering personalized service, and provides a basis for decision-making and other aspects.

RFID; laboratory equipment; intelligent management

2014-10-24

国家自然科学基金(61133011,61272208,61003101,61170092);吉林省科技发展计划项目基金(20121805, 20101501,20140520067JH);中国博士后科学基金(2013M541302)

张立明(1980-)，男，吉林长春人，博士后，研究方向：基础教学和基于模型诊断研究。

Tel.:0431-85168205;E-mail:limingzhang@jlu.edu.cn

TP 732

A

1006-7167(2015)08-0263-03