LANDMARC算法在实验设备管理技术中的应用

摘要：针对实验设备无法有效查询定位和无法有效监管问题，通过运用LANDMARC算法、无线射频识别技术和基于RFID技术的实验设备管理平台，能有效的解决实验设备的远距离识别、自动感应读写、精确定位和信息化、智能化管理问题。

关键词：RFID;LANDMARC算法;实验设备管理平台

中图分类号：TP391.44文献标识码：A文章编号：1672-9129（2020）07-0032-01

Abstract：In view of the problem that the experimental equipment can not be effectively query positioning and supervision， through the use of LANDMARC algorithm， radio frequency identification technology and rFID-based experimental equipment management platform， can effectively solve the remote identification of experimental equipment， automatic induction reading and writing， accurate positioning and information， intelligent management.

Key words：RFID;LANDMARC algorithm;Experimental equipment management platform

引言：近年來，随着双一流院校、示范院校、创新强校等项目落地，高校的实验教学环境和实验条件不断改善，实验资产设备购置和应用也越来越多。采购部门需求多样，实验资产设备种类、规格、型号、数量繁多，实验资产设备存放地理位置分散，设备运行使用状况监控难，实验资产设备管理效率低下等问题日渐突出，如何借助物联网技术和信息化、智能化管理手段，进一步加强实验资产设备管理，创新规范管理模式，提高设备管理效率，合理配置资产设备，降低运营成本，成为高校日常运营管理重点考虑的问题。

1高校实验设备管理问题

1.1实验设备数据标准不统一。高校对采购回来的实验设备进行登记建账过程中，实验设备涉及品牌、种类、型号、数量、规格、尺寸、生产厂家、来源地、保管人和存放地点等详细参数信息，由于实验设备参数信息繁多，没有进行有效的数据信息格式梳理，缺少统一标准的数据格式和规范的信息录入流程，导致实验设备有效数据质量不高，后期设备应用管理和精准查询无法保障。

1.2实验设备无法有效查询定位。目前高校实验设备的有效信息依赖于登记建账时保存的品牌型号、尺寸规格、保管人和存放地点，生成对应的条形编码设备标签，并安排工作人员把条形编码设备标签粘贴在设备表面上。学校进行实验设备清查、提交上报相关实验设备资产信息时，如果条形编码设备标签出现破损、丢失或粘贴不到位，就不能有效的根据标签信息查找定位到设备真实的情况，实验设备信息难以追溯，给实验设备的管理工作增加一定的麻烦。

1.3实验设备使用无法有效监管。实验设备采购回来验收合格后，通常直接安装存放到相应的二级学院专业实验室，设备的运行情况、教学使用利用率、设备的维修保养等情况，实验设备管理人员没有有效的信息化平台很难实时进行监管。部分设备由于课程实验时间不足，导致大部分时间处于闲置状态，长时间不开机运行使用，设备的故障率也越来越高，严重影响到实验课程的实验实操质量。

2LANDMARC算法在实验设备管理技术中的应用

2.1无线射频识别技术（RFID）。无线射频识别技术（RFID）是一种成本低、能在室内对电子标签进行非接触目标识别定位和数据读写交换的无线自动识别技术。无线RFID系统主要由记录实验设备信息数据的电子标签、读取识别电子标签数据的阅读器和存储设备相关信息的数据库管理系统组成。无线RFID系统通过识别判断信号强度或计算信号到达电子标签时间，实现实验设备在实验室内的精准定位。利用无线射频识别技术（RFID）非接触、定位精度高等技术优势，制作实验设备电子标签，并在实验室内放置电子标签阅读器，实现较低成本的实验设备有效定位智能管理。

2.2 LANDMARC算法。LANDMARC算法是能对实验室内实验设备进行有效智能定位管理和基于无线射频识别技术（RFID）的一种经典定位算法。待测标签（实验设备）的定位位置信息是放置在实验室内的阅读器根据读取识别到的待测标签和参考标签的信号强度（RSSI）计算出来的。根据LANDMARC算法的应用实现原理，在实验室室内不同方向安装多个电子标签阅读器，同时在室内按一定的步长距离布置一定数量的参考标签，待测标签（实验设备）的定位信息，可以通过相邻的参考标签组成的RSSI矩阵辅助阅读器识别取得。第1步，阅读器分别识别读取每1个参考标签和待测标签的RSSI矩阵值;第2步，通过与待测标签RSSI值比对，找出差值最小的k个最近邻参考标签;第3步，根据LANDMARC算法相关公式计算，按照不同的权值加权对k个最近邻参考标签进行计算，最终得出待测标签（实验设备）的定位位置坐标。

2.3 LANDMARC算法在实验设备管理技术中的应用实践。在30m*30m600平方的实验室内四周墙壁上按规律安装8个电子标签阅读器，同时在室内按3米间距放置121个参考标签，贴上待测标签的实验设备随机放置在实验室内。无线RFID系统通过远距离阅读器自动读取识别范围内的实验设备，运用LANDMARC算法精确的计算出相关待测标签（实验设备）的定位位置坐标信息，判断出实验设备是否在实验室内。通过对比教务班级实训课表信息数据，对实验设备的非教学非正常使用提出预警，保证实验设备的安全。通过读取识别实验设备上的电子标签数据，可以帮助实验设备管理人员实时监测设备的使用状况，从容地完成学校实验设备核查和实验资产上报工作。通过比对判断设备的采购时间、维保时间、使用时间和报废年限，提醒实验设备管理人员提前做好采购计划、维保计划和办理报废流程。

2.4基于RFID技术的实验设备管理平台。改变实验设备管理系统+人工扫描条码操作的管理模式，运用无线射频识别技术（RFID），给实验设备佩戴上电子身份证（电子标签），实现实验设备无人值守自动化管理。条码存储数据有限、易受潮受损，查找困难。电子标签技术成熟、使用寿命长、存储空间大，支持远距离识别、自动感应读写、精确定位，能有效降低运营成本，保障设备安全，提高工作效率，是实现实验设备智能化控制与管理的优选方案。

3结语

LANDMARC算法、无线射频识别技术（RFID）和基于RFID技术的实验设备管理平台，能有效的解决实验设备的远距离识别、自动感应读写、精确定位和信息化、智能化管理。但是，室内障碍物遮挡影响信号的传输造成的误差如何消除，有待LANDMARC算法的进一步优化。

参考文献：

[1]张永超，李  波，关小龙.LANDMARC室内定位算法的优化研究[J].电视技术，2019，43（11/12）：6-10.

[2]席瑞，李玉军，侯孟书.室内定位方法综述[J].计算机科学，2016，43（4）：1-6.

[3]曹洁，牛丽波，王进花.一种改进LANDMARC射频识别室内定位算法[J].计算机工程与科学，2015，37（9）：1671-1675.

作者简介：邵检江（1982-），男，硕士，计算机应用实验师，研究方向：设备资产管理、建筑智能化。