基于RFID技术的设备信息化管理系统设计分析

2018-08-08石红姣

电子设计工程 2018年14期

石红姣

（商洛学院陕西商洛726000）

在现代电子高新技术不断发展的过程中，设备管理已经成为每个企业部门都要面对的工作，但是人们在对设备管理过程中一直使用的都是传统方式，此种管理方式具有多种缺点，比如保密性较差、效率较低且数据流通信较差。并且，在现代设备数量不断增加的过程中，其工作量也在不断的提高，以此就加重了设备管理人员的劳动强度及工作量，以此对设备信息查找、维护及更新都带来了较大的困难[1]。在此背景下，为了能够有效加强企业设备的管理，并且对全省系统设备实现规范化及统一化的管理，就要创建满足实际需求的设备管理系统。RFID射频识别属于非接触式自动识别技术，其能够利用射频信号实现目标对象的自动识别，并且的得到相应的数据，识别的整个过程不需要人工干扰，就能够快速对物体进行识别，并且还能够对多标签进行识别，其操作较为简单方面。在生存规模不断扩大的过程中，RFID产品成本也在不断的降低，并且其应用也越来越广泛[2]。基于此，本文就以RFID技术为基础，实现设备信息化管理系统的设计。

1 系统的功能

RFID技术也称之为无线射频识别技术，其属于非接触式识别技术，通过空间电磁波耦合及传播实现通信，从而实现自动识别标识对象，并且得到标识对象信息[3]。图1为RFID技术的原理框图。

图1 RFID技术的原理框图

文中所设计的设备信息化管理系统主要包括扫描器、电子标签、数据管理系统，利用MES系统实现设备管理子系统的设计。电子标签主要包括调制器、接收天线、存储单元及编码器，其中扫描设备主要包括射频收发及控制单元，其中的控制模块主要包括解码及纠错电路、放大模块、电源电路、微处理器及标准接口等，扫描设备的主要目的就是实现标签信息的读取，并且对标签实现数据的写入。后端数据库对标签和读写器中的信息进行保存，并且利用和读写器相互通信有效管理RFID系统的运行[4]。图2为设备信息化管理系统的总体架构。

图2 设备信息化管理系统的总体架构

本文所设计系统的功能为：

其一，配置标签信息，对于设备相关部件主要性、损耗率等信息进行编码配置，并且还能够实现扫码器信号的识别记录。

其二，配置扫描器，要求扫描设备自带内存，通过点检人员现场对设备的运行情况进行确认之后进行判断，在扫描器中实现评判结果的输入，实现条形码信息及点检人员设备部件数值的保存，通过传输设备使保存星系到主机中传输，从而实现信息处理[5]。

其三，软件系统的配置，此系统能够对设备点检运行情况及事故进行记录，并且有效统计点检人员的考勤及点检情况。

2 系统的硬件选型

2.1 读写器

RFID读写器具有手持式及固定式两种，为了能够充分考虑数据处理操作过程中要具有上位机数据库，所以可以使用远距离读写器，其不仅能够避免读写距离较短导致的困难，还能够便于上位机对数据实现的处理[6]。

2.2 电子标签

电子标签使用使用远距离超高频的电子标签，其能够支持国际标准，具有较高的安全性、防碰撞能力及可靠性。图3为标准芯片的电路构成，芯片电路主要包括数字电路和RF射频接口电路，在此芯片创建非接触式IC卡的时候，在卡内要安装天线[7]。

图3 标准芯片的电路构成

电子标签具备选择、离场、静默、就绪、循环准备、激活及选择等状态，图4为电子标签的工作状态，通过图4表示，状态转换及命令执行具有密切的联系。

图4 电子标签的工作状态

2.3 单片机和上位机的串口通信

本文系统在设计过程中使用先进ATmega8单片机作为底层的硬件中心，其不仅能够对读写器的电子标签读写进行控制，还能够使用串口和计算机进行通信，从而有效实现信息接收及发送[8]，图5为单片机和上位机串口的通信电路。

图5 单片机和上位机串口的通信电路

3 系统的功能模块设计

3.1 基础数据管理

基础数据管理主要包括设备、资料库及多媒体信息管理。

图6为设备管理的结构，设备管理主要包括设备录入、查询、修改和流转管理。系统能够支持Excel文件实现信息的批量导入，数据文件内容能够充分展现在过程中，从而便于用户的验证[9]。在导入之后，设备数据能够修改，数据导入要求提交到预先设置审核员实现审核。如果没有通过审核，那么系统就会批量返回。设备查询利用多项属性实现模糊查询，查询的条件主要包括是否具有子设备。设备修改能够在列表中提供链接，对界面进行修改并且进行权限放单，以此使不同用户对信息进行不同修改[10]。图6为设备管理的结构设计。

图6 设备管理的结构设计

3.2 流程管理

流程利用流程模板实现步骤、操作权限及单据打印的控制，其基本流程为起草及确认两步骤，确认不通过就返回修改，直到确认通过。确认通过之后的数据更新，结束流程。流程模板能够以实际管理需求实现配置，比如添加多级审核确认。图7为流程管理的实现结构。

图7 流程管理的实现结构

3.3 系统管理

系统管理属于系统支撑模块，其主要功能就是实现用户的创建，并且设置用户权限[11]，图8为系统管理的结构。

图8 系统管理的结构

3.4 设备添加设计

设备记录的添加能够使管理人员对于各个模块进行详细的记录，在记录添加过程中以设备的实际情况及数据表字段进行规定，对相应数据添加规则进行定义，在确认添加过程中，系统会逐一的对用户填写的数据进行逐一的检查，如果发现其和规则不相符，那么系统就会出现提示信息，提示用户能够修改此项数据，以此用户所填写的数据项都能够满足数据需求[11]。图9为数据的添加规则。

图9 数据的添加规则

3.5 数据库的设计

数据库技术属于信息系统开发及建设过程中的主要技术及基础，数据库将企业使用过程中的数据根据一定模型进行组织，提供检索及存储数据功能，使信息系统能够满足用户对检索、存储的需求[13]。以下为系统各表的设计。

表1 设备信息表

表2 设备申请管理

4 系统的实现

4.1 用户登录

在系统硬件正常连接通电，开启应用系统之后就会进入到用户登录界面中，系统就会对用户进行提示，图10为设备信息化管理系统的登录界面。在用户输入错误密码的时候，系统就会提示用户重新输入。只有输入正确账号和密码，才能够进入到设备信息管理系统中。在连续3次输入错误的时候就会自动锁定，只有管理员才能够解锁[14]。

4.2 系统主界面

图10 设备信息化管理系统的登录界面

在用户成功登录到系统之后，就进入到了系统主界面中，用户操作主界面主要是通过串口设置及设备信息管理两部分构成，点击设备信息操作选项卡就能够查看设备信息，并且对其进行匹配。查看的设备主要包括设备ID、名称、数量、单价及维修信息等，此操作能够使管理员全面掌握设备使用情况，以此为设备的有效使用及设备提供数据基础[15]。图11为设备信息化管理系统的界面。