關(guān)于RFID技術(shù)在設(shè)備管理中的應(yīng)用探析設(shè)計

0 前言

RFID（Radio Frequency Identification）是一種自動無線識別和數(shù)據(jù)獲取技術(shù)，隨著與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，RFID技術(shù)展現(xiàn)出巨大的市場應(yīng)用潛力，被稱為“物聯(lián)網(wǎng)”和“第二代Internet”它利用無線射頻方式在讀寫器和電子標簽之間進行非接觸雙向數(shù)據(jù)傳輸，以達到目標識別和數(shù)據(jù)交換的目的。在國內(nèi)外，RFID技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運輸控制管理、資產(chǎn)管理等眾多領(lǐng)域。時至今日，RF ID技術(shù)的新應(yīng)用仍然層出不窮。

資產(chǎn)管理是RFID技術(shù)應(yīng)用較早也是較為普遍的行業(yè)，相較傳統(tǒng)的二維碼，RFID電子標簽的非接觸、讀取速度快等特性，在提高工作效率和準確性方面帶來的好處顯而易見。IT設(shè)備作為資產(chǎn)有其管理上的特殊性，其主要存放的機房環(huán)境、設(shè)備運行的要求，以及設(shè)備表面的金屬特性均使得RFID技術(shù)在IT設(shè)備管理方面的應(yīng)用受到較大的限制。本文就是在這方面的一個嘗試。

1 RFID技術(shù)特點

1．1 什么是RFID技術(shù)

RFID是一種非接觸的自動識別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號和空間耦合（電感或電磁耦合）或雷達反射的傳輸特性，實現(xiàn)對被識別物體的自動識別。最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成：1）標簽（Tag），是由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象；2）讀寫器（Reader），是讀取或者寫入標簽信息的設(shè)備，可設(shè)計為手持式或固定式；3）天線（Antenna），用于在標簽和讀寫器間傳遞射頻信號。

根據(jù)供電方式的不同，電子標簽可以分為有源電子標簽（Activetag）、無源電子標簽（Passivetag）和半無源電子標（Semi-passivetag），有源電子標簽內(nèi)裝有電池，無源射頻標簽沒有內(nèi)裝電池，半無源電子標簽部分依靠電池工作。依據(jù)工作頻率的不同可分為低頻電子標簽、高頻電子標簽、超高頻電子標簽和微波電子標簽。依據(jù)封裝形式的不同可分為信用卡標簽、線形標簽、紙狀標簽、玻璃管標簽、圓形標簽及特殊用途的異形標簽等。

讀寫器通過天線與電子標簽進行無線通信，可以實現(xiàn)對標簽識別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮鳌５湫偷淖x寫器包含有高頻模塊（發(fā)送器和接收器）、控制單元以及讀寫器天線。

1．2 RFID技術(shù)特點

與條形碼識別系統(tǒng)相比，RFID技術(shù)具有很多優(yōu)勢特點：

（1）通過射頻信號自動識別目標對象，無需可見光源，具有穿透性，可以透過外部材料直接讀取數(shù)據(jù)，保護外部包裝，節(jié)省識別時間；

（2）由于不需要物理接觸，標簽無機械磨損，壽命長，且可以在惡劣環(huán)境下工作，對環(huán)境要求低；

（3）無需與目標接觸就可以得到數(shù)據(jù)，讀取距離支持范圍廣，一般從幾厘米到十幾米的距離；

（4）支持寫入數(shù)據(jù)功能，無需重新制作新的標簽；

（5）使用防沖突技術(shù)，能夠同時處理多個射頻標簽，適用于批量識別場合；

（6）可以對RFID標簽所附著的物體進行追蹤定位，提供位置信息。

此外，由于RFID芯片的小型化和高性能芯片的實用化，射頻識別標簽不僅幫助不同領(lǐng)域的管理者追蹤物品的位置和搬運情況，還可以實時報告標簽上附帶的其他信息，比如設(shè)備的運行數(shù)據(jù)等。

2 RFID在設(shè)備管理中的應(yīng)用

2．1 設(shè)備管理現(xiàn)狀

隨著計算機應(yīng)用的普及，信息化程度的提高，數(shù)據(jù)中心設(shè)備的規(guī)模不斷擴大，設(shè)備管理的要求也越來越高。傳統(tǒng)的非自動化手工設(shè)備管理方式已經(jīng)無法適應(yīng)大規(guī)模設(shè)備管理的要求，逐漸被采用計算機數(shù)據(jù)系統(tǒng)管理方式所取代。但數(shù)據(jù)采集仍然依賴先紙張記錄，再手工輸入計算機的方式。這不僅造成大量的人力資源浪費，而且由于人為的因素，數(shù)據(jù)錄入速度慢、準確率低。隨著設(shè)備規(guī)模的持續(xù)發(fā)展，目前設(shè)備管理中的數(shù)據(jù)采集方式已難以滿足設(shè)備管理快速、準確的要求。

我們在實際工作中還遇到了設(shè)備信息采集與設(shè)備運行維護矛盾的問題，限制了設(shè)備管理工作的開展，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）標簽粘貼與查看。一般來說，數(shù)據(jù)中心的設(shè)備上粘貼有兩種標簽，一種是設(shè)備出廠時設(shè)備廠家粘貼的設(shè)備條碼標簽，這類標簽往往粘貼在設(shè)備后部邊緣處，本身不方便查看，粘貼的角度也不適合條碼設(shè)備掃描。而且設(shè)備上架運行后，設(shè)備后部往往連接各類線纜，查看設(shè)備條碼時會對設(shè)備運行安全帶來隱患。另一種是設(shè)備轉(zhuǎn)固以后，設(shè)備上粘貼的資產(chǎn)標簽。這類標簽在粘貼位置的選擇上存在問題。為了查看或掃描方便，標簽需要粘貼在方便查看的設(shè)備前表面，而網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器設(shè)備的前表面一方面凹凸不平、粘貼不牢靠，另一方面標簽粘貼也容易遮擋設(shè)備的警示燈，設(shè)備部件接口等。針對上述問題，設(shè)備管理部門做過大量實驗，結(jié)果均無法令人滿意。

（2）設(shè)備更換流程復(fù)雜。設(shè)備維護部門在進行設(shè)備維修更換時，需要通知設(shè)備管理部門同時更改設(shè)備標簽和設(shè)備管理系統(tǒng)中的設(shè)備信息，以保證設(shè)備信息準確有效。設(shè)備管理人員往往跟在系統(tǒng)維護人員后面疲于粘貼標簽，并手工修改系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備信息。當(dāng)設(shè)備量巨大、設(shè)備更換頻繁時，設(shè)備更換及核查工作更多依賴于設(shè)備管理人員的工作責(zé)任心和工作細致程度。然而，工作中的疏漏在所難免，設(shè)備信息出現(xiàn)差錯時，則難以追查歷史信息。而RFID標簽的非接觸自動讀取方式，能很好地解決上述問題。因此，引入RFID技術(shù)，利用RFID標簽替代資產(chǎn)標簽和設(shè)備條碼標簽，利用RFID閱讀器自動讀取方式，代替維護人員用眼查看或條碼掃描儀掃描的方式。

2．2 RFID系統(tǒng)設(shè)計

2．2. 1 設(shè)備選型

首先，由于設(shè)備量較大，希望讀取速率較快，讀取距離較遠，一般來說高頻標簽比低頻標簽具備更好的讀取速率和讀取距離，同時技術(shù)和標準上較超高頻標簽成熟穩(wěn)定。其次，數(shù)據(jù)中心設(shè)備因其金屬表面以及機房環(huán)境電磁信號強，在標簽選擇上，需要選擇具有較好封裝技術(shù)的抗金屬標簽，以減少因金屬表面反射電磁波而產(chǎn)生對標簽信息讀取的影響，抗金屬標簽成本較高，往往是普通標簽的十幾倍。基于成本考慮，放棄有源標簽和大容量信息存儲標簽。第三，在RFID讀寫器選型時，除了考慮成本和需求外，需要選擇與標簽相適合匹配的讀寫器。

2．2．2 系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)設(shè)備管理工作當(dāng)前的需求，RFID系統(tǒng)設(shè)計如圖1所示。

當(dāng)設(shè)備到貨后，在設(shè)備側(cè)面粘貼RFID標簽，標簽內(nèi)存儲設(shè)備終身攜帶的唯一標識信息以及其他狀態(tài)位信息。在庫房和機房入口處安裝固定式RFID讀寫器，讀寫器通過局域網(wǎng)同設(shè)備信息管理系統(tǒng)連接，當(dāng)貼上電子標簽的設(shè)備進入或離開庫房和機房時，電子標簽內(nèi)的數(shù)據(jù)被自動讀取，并被上傳至信息管理系統(tǒng)，設(shè)備管理員可實時追蹤設(shè)備的狀態(tài)和位置信息。同時，配備手持式RFID讀寫器，設(shè)備管理員可使用其自動進行大批量設(shè)備信息采集，通過無線網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備信息管理系統(tǒng)連接，設(shè)備信息自動上傳至設(shè)備信息管理系統(tǒng)，自動進行數(shù)據(jù)比對，完成設(shè)備核查盤點功能。RFID系統(tǒng)實施后，很好地解決了標簽粘貼與查看的問題，大大提高了設(shè)備核查的效率和準確性。

對于設(shè)備更換跟蹤問題的解決，中間件技術(shù)是關(guān)鍵?；诠ぷ餍枰统杀究紤]，結(jié)合本單位實際情況，對RFID系統(tǒng)和現(xiàn)有管理信息系統(tǒng)進行了對接和整合，設(shè)計具有設(shè)備更換授權(quán)和設(shè)備狀態(tài)／位置跟蹤功能的中間件系統(tǒng)。首先對標簽內(nèi)的數(shù)據(jù)區(qū)劃分信息域，根據(jù)實際需求設(shè)計標簽內(nèi)數(shù)據(jù)區(qū)編碼。如下圖所示。

其中設(shè)備編碼區(qū)域存儲的信息與現(xiàn)有設(shè)備信息管理系統(tǒng)中的設(shè)備編碼保持一致，一旦寫入不再更改。所占存儲位32字節(jié)；位置碼存儲設(shè)備位置信息占用8字節(jié)；狀態(tài)碼存儲設(shè)備狀態(tài)信息，如：運行，故障，維修，報廢等等占用8字節(jié)。

中間件具有以下三項主要功能：設(shè)備信息查詢模塊、設(shè)備位置跟蹤模塊、設(shè)備更換授權(quán)模塊。

中間件系統(tǒng)總界面主要功能是實現(xiàn)登陸，并在后臺連接設(shè)備現(xiàn)有信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。顯示系統(tǒng)主要功能模塊界面。

設(shè)備信息查詢模塊主要實現(xiàn)設(shè)備查詢功能，當(dāng)設(shè)備管理員使用手持式讀寫器掃描RFID標簽時，中間件系統(tǒng)根據(jù)RFID標簽中的設(shè)備編碼，在設(shè)備信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中查詢該設(shè)備的基本信息和資產(chǎn)相關(guān)信息，并根據(jù)查詢條件顯示在手持式讀寫器上。

設(shè)備位置／狀態(tài)跟蹤模塊主要當(dāng)設(shè)備的位置／狀態(tài)放生變化時，對設(shè)備RFID標簽的位置碼／狀態(tài)碼信息域?qū)懭胄碌奈恢茫癄顟B(tài)信息，同時將設(shè)備新的位置／狀態(tài)信息寫回設(shè)備信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。

設(shè)備更換授權(quán)模塊主要實現(xiàn)設(shè)備更換操作的授權(quán)和審核功能。當(dāng)設(shè)備信息發(fā)生變化，需要寫設(shè)備RFID標簽時，中間件系統(tǒng)會向設(shè)備信息管理系統(tǒng)請求授權(quán)，授權(quán)通過后，設(shè)備信息管理系統(tǒng)自動對設(shè)備更換操作信息進行記錄，包括設(shè)備編碼、設(shè)備更換類型、更換時間、授權(quán)人等信息。

中間件系統(tǒng)的開發(fā)和使用，有效完成了RFID系統(tǒng)同現(xiàn)有設(shè)備信息管理系統(tǒng)的對接和整合，在手持式讀寫器終端上完成了設(shè)備查詢、設(shè)備位置／狀態(tài)跟蹤和授權(quán)歷史記錄等功能。簡化了設(shè)備更換流程的復(fù)雜性，同時通過技術(shù)手段加強了對設(shè)備更換流程的監(jiān)督。

2．2．3 RFID系統(tǒng)效果

以設(shè)備核查工作為例，對5000萬臺設(shè)備進行信息核查，傳統(tǒng)人工核查方式需要兩個人10個工作日的反復(fù)查看及核對，才能得到較為準確的核查結(jié)果。而利用RFID技術(shù)只需要一個人在半天內(nèi)就能完成設(shè)備核查工作，準確性非常高。

將RFID技術(shù)引入設(shè)備管理工作，大大減少了人工核查工作量，提高了設(shè)備信息采集的準確度，解決了設(shè)備管理和設(shè)備運行維護之間的矛盾，有效地完成了設(shè)備進出的自動化控制以及生命周期內(nèi)的跟蹤，提高了設(shè)備管理工作的效率和管理水平。

3 小結(jié)

本文介紹了RFID技術(shù)的特點，經(jīng)實踐證明在設(shè)備管理工作中應(yīng)用RFID技術(shù)可以提高工作效率，減少由人工操作帶來的不便，提高設(shè)備核查準確性等。然而由于RFID技術(shù)在設(shè)備管理中的應(yīng)用工作還剛剛起步，本文僅僅是對RFID技術(shù)在設(shè)備管理中應(yīng)用的一點探索，不當(dāng)之處在所難免。希望能通過此文的介紹，吸引更多人關(guān)注并研究RFID技術(shù)，共同推動RFID技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。