浅谈RFID射频识别技术在设备管理中的应用

周 菲

（天津海事测绘中心，天津 300222）

RFID（射频识别技术）的英文全称是Radio Frequency Identification，它可以通过射频信号自动进行目标对象的识别并进行数据提取，读取过程由电子标签和读写器自动完成，无需人为操作，环境适应能力较强。RFID技术也可实现对高速运动物体以及多个标签的准确识别，其所采用的无线电射频技术，可以透过部分种类的外部材料来读取内部信息，应用范围十分广泛。

RFID电子标签是射频识别技术的重要组成，主要由芯片及耦合原件构成，每个电子标签都具有唯一编码，内部可存储其所附着的物品或人员信息，并以射频信号的形式将信息传送给阅读器。目前广泛使用的电子标签一般可分为有源、无源和半有源三种。应用于设备管理的电子标签要随设备一起出入库，因此多采用无源标签。

1 RFID射频识别技术应用于设备出入库管理

在传统的设备仓库管理工作中，设备出入库主要采用人工记录的方式，该方式在设备数量较多或出入库较频繁的情况下往往效率较低且容易出错。同时，由于设备缺乏统一标识，在记录时仅以设备原有技术编码进行区分，容易混淆且不易查找（不同型号设备技术编码标识的位置不同）。对于部分大型设备而言，每次出库应用于不同项目时，所携带的附件也不同，管理不细极易造成附件丢失。因此天津海事测绘中心（以下简称“海测中心”）利用RFID电子标签和感应器自动技术设计了一套设备出入库自动管理系统，通过信息化的手段来解决以上问题，并建立完整的设备监管网络。

首先需建立设备基础数据库，将设备类别、型号、价值、技术编码、使用部门等基本信息录入，并在其中为每一台设备赋予一个唯一的电子编码，并将电子编码利用专门的写卡器写入电子标签的内存中，再将电子标签粘贴放置在设备的适当位置。在设备的进出通道（如仓库门口）处安装RFID感应器，用于捕捉识别过往设备所载的电子标签信息。

当需要领用或归还设备时，工作人员需先在内网设备管理B/S系统（浏览器/服务器）上进行设备领用或归还申请，仓库管理员在管理电脑C/S（客户端/服务器）系统中予以确认后，可进行设备出入库操作。若是当天申请出入库的设备，予以放行，若是非法进出的设备，系统自动报警以提醒设备管理人员采取管理措施。同时将设备的出入库时间、设备应用项目等管理信息实时的写入设备数据库以备追溯查询和管理。

考虑在某些特殊情况下，感应器可能存在失灵或者被干扰的情况，此时可采用带条码扫描功能的PDA手持机代替感应器扫描电子标签，并将标签所承载的设备信息通过无线网络（采用TP-LINK接入）发送给管理电脑，上述流程如图1、2所示：

图1 设备电子标签读写流程

该系统所使用的硬件主要有以下几部分：

（1）无源UHF-RFID（超高频）电子标签

该电子标签工作在超高频频段（902MHz-928MHz），执行ISO18000-6C（EPC-GEN2）、ISO18000-6B协议标准，可以用写卡器快速写入数据，感应器微波读取数据，读取的最大距离为6米。安装便捷，可直接安装在金属设备上而不产生干扰，感应器可以适应的最快速率可达500km/h。

图2 设备申请领用流程

图3 贴在设备上的RFID电子标签

（2）一体化无源RFID读写器

图4 用于感应电子标签的一体化无源RFID读写器

一体化无源RFID读写器是把UHF-RFID读写器与微波天线集成一体，读写迅速，识别距离远。该一体化无源RFID读写器能够读取上述符合ISO18000-6C（EPC GEN2）协议的电子标签，即频率范围为902-928MHz；水平面波瓣宽度为75°，垂直面波瓣宽度为55°，读取空间范围较广。

该无源RFID读写器能够启动读单张卡与读多张卡两种命令，还能实现对用户区数据的读写以及加锁操作，感应到电子标签后可指示灯闪烁、蜂鸣器鸣响等 方式通知用户。读写器读取标签的距离可以人工设置，采用外部触发模式读取标签信息。使用时将该读写器安装在仓库门口天花板或者架子上，即可实现对贴有电子标签设备的出入库自动感知。

（3）带条码扫描功能的PDA手持机

该手持机搭载Windows CE操作系统，内置无线通信选件，可采用触屏笔，输入板，条码扫描，录音，外接摄像等多种方式进行信息采集。其可准确识别电子标签的识读角度为54°，扫描/解码速率为100次/秒。并可支持当前广泛使用的多种条码类型（如中国邮政码、Code 93、Code 128、EAN-13、UPC、交叉二五码、一维条码等），可支持符合ISO-18000-6B、ISO-18000-6C（EPC Class1 Gen2）、EM协议标准的超高频电子标签、符合ISO-14443A、ISO-15693的高频电子标签。该手持机主要用于感应器突发故障时人工手动扫描以及仓库盘库工作。

2 RFID射频识别技术应用于仓库盘库

仓库盘库的过程对于库管人员来说是最耗费时间及精力的，堆积在仓库中的大量设备需要与纸质的设备清单一一核对。将RFID射频识别技术应用于仓库盘库，无疑可将仓库管理员从繁杂的盘库工作中解放出来，并可在设备数据库中查看每台设备的去向和现状，从而顺利高效的完成盘库工作。盘库所使用的硬件设备为RFID电子标签和带条形码扫描功能的PDA手持机（如图4），由于电子标签中被写入了设备的电子编码（设备的唯一识别号），因此盘库时只需要在管理电脑中启动“盘库”模式，并导出设备基础信息库XML文件，然后用PDA手持机快速逐个扫描库存设备的电子标签，扫描到的设备信息被自动记录并生成库存设备XML文件，在管理电脑中将PDA扫描到的现有库存与设备基础信息库中数据进行比对，盘盈盘亏状况便可直接显示，十分明了。对于不在库中的设备，也可通过查询其出入库记录来掌握设备动态。

图5 PDA手持机

3 RFID射频识别技术在设备管理中需要解决的问题

（1）电子标签粘贴。图2.3所示的电子标签具有一定厚度，粘贴在设备表面容易在设备搬运过程中磕碰、损坏、丢失，并且由于部分设备没有平整表面（如圆柱形设备），更是给电子标签的粘贴造成了困难。因此，如何更加牢固、便捷的进行电子标签的粘贴是将RFID射频识别技术应用于设备管理过程中最重点和突出的问题。

（2）感应器安装。该系统在部署之初考虑将感应器安装在仓库门口架子上，但由于感应器灵敏度过高且距仓库设备太近导致其经常会误将库存设备识别成出入库设备，后将感应器安装在仓库门口天花板，但设备需尽量靠近其正下方才可被识别。所以如何在不改变仓库现有结构基础上准确适宜地安装感应器也是该系统的改进方向。

4 结束语

设备出入库自动感知管理只是RFID技术应用的一小方面，在如今大规模集成电路、网络通信、信息安全等技术不断发展的形势下，更多具有完全自主知识产权的RFID技术产品也被越来越广泛的应用于物流、个人身份识别、智能停车场、门禁系统、防伪系统及生产过程控制等多个领域。由于RFID射频识别技术不仅具有非接触识别的特点，在多目标识别、高速移动物体识别等方面也有相当大的技术优势，因此在未来也将有极大的发展潜力和应用前景。