融合Android移動應用與射頻識別技術在高校儀器設備管理系統(tǒng)中的應用

邱鵬瑞， 袁希平， 甘淑， 鄧中堅， 張薦銘， 向伶(. 昆明理工大學 國土資源工程學院， 昆明 650093； 2. 昆明冶金高等?？茖W校， 昆明 650033)

融合Android移動應用與射頻識別技術在高校儀器設備管理系統(tǒng)中的應用

邱鵬瑞1,2， 袁希平1， 甘淑1， 鄧中堅1， 張薦銘1， 向伶1
(1. 昆明理工大學 國土資源工程學院， 昆明 650093； 2. 昆明冶金高等專科學校， 昆明 650033)

為了解決高校儀器設備品種多、數(shù)量大和存放地點分散導致管理難度大、效率不高的問題，設計并實現(xiàn)了高校儀器設備管理系統(tǒng)。系統(tǒng)利用RFID非接觸掃描自動識別技術結合藍牙模塊實現(xiàn)Android移動設備與RMU900+工程讀寫器之間數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，并能快速對數(shù)據(jù)進行解析。同時利用PHP技術與MySQL數(shù)據(jù)庫搭建后臺服務器實現(xiàn)與前端移動設備的高效數(shù)據(jù)交互。測試結果表明，該系統(tǒng)成本較低、操作簡單、安全可靠，能夠在一定程度解決高校儀器設備管理的短板問題。

儀器設備管理; Android; RFID; 藍牙; PHP

Abstract： This university instrument equipment management system was designed and implemented to solve the problems of great difficulty and low efficiency in management of university instrument equipment due to its great variety, large quantity and disperse storage places. The system uses the RFID to automatically identify instruments as well as its Bluetooth module to realize the data sending and receiving between Android mobile devices and RMU900+ engineering reader, and quickly parse the data. At the same time, the PHP technology and MySQL database are adopted to build a backend server to implement efficient data interactions with the front-end mobile devices. The test results show that this system features low costs, simple operation, sufficient safety and excellent reliability, can solve the “short-board” problems of the instrument equipment management in colleges and universities to a certain extent.

Keywords： Instrument Equipment management; Android; RFID; Bluetooth; PHP

0 引言

近年來，高等教育對實驗實訓教學資源的投入力度不斷加大，高校儀器設備具有價值貴、品種多、數(shù)量大、存放地點分散等特點，這增加了儀器設備管理的難度。目前，對于儀器設備的管理多采用人工盤點的方式來進行，這樣的方式耗費大量的人力、物力資源，而且實施起來有較高的錯誤率且操作較繁瑣[1]。本文利用射頻識別技術(RFID)非接觸掃描自動識別的相關功能結合Android移動開發(fā)技術設計實現(xiàn)了高校儀器設備管理系統(tǒng)，大大降低了儀器設備管理的難度和成本，提高了儀器設備的管理效率。

1 系統(tǒng)架構

系統(tǒng)架構主要分為三個部分：數(shù)據(jù)庫服務端、Android移動客戶端、RFID與藍牙模塊數(shù)據(jù)采集端。具體架構如圖1所示。

通過手機移動端的App發(fā)送指令給RFID的讀寫模塊，RFID讀取標簽數(shù)據(jù)，之后Android手機移動端的App獲取了標簽數(shù)據(jù)并通過HTTP請求與Apache服務器進行連接，最終實現(xiàn)Android手機客戶端與MySQL數(shù)據(jù)庫實時交互。

圖1 系統(tǒng)架構

2 系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

系統(tǒng)設計初衷主要是對儀器設備進行自動化且高效的盤點，并能夠對儀器設備進行分類和增、刪、查、改等工作。具體實現(xiàn)起來就是服務器端與Android手機端進行交互通信并實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的相關操作，以及Android手機端與RFID端連接并實現(xiàn)RFID的數(shù)據(jù)采集。

2.1 Android移動端儀器設備管理功能實現(xiàn)

基于Android移動開發(fā)平臺，本文的高校儀器設備管理系統(tǒng)APP主要是對儀器設備實現(xiàn)快速地自動盤點，同時對儀器設備的相關信息能夠進行方便的操作。具體功能邏輯如圖2和圖3所示。

圖2 儀器設備掃描操作功能邏輯

圖3 儀器設備清點操作功能邏輯

具體的應用中，兩個功能模塊都是首先通過對標簽進行自動檢測，然后對儀器設備的信息進行對應和匹配，從而對儀器設備數(shù)據(jù)信息進行“賬、物、卡”對應的相關操作。

2.2 Android移動端與遠程數(shù)據(jù)庫服務器連接

本文采用輕量級的服務端動態(tài)開發(fā)語言PHP來對服務端接口進行編碼，從而實現(xiàn)Android移動端與MySQL數(shù)據(jù)庫的連接和相關的操作。通過對服務端接口的編碼獲取HTTP請求的相關參數(shù)，并封裝為JSON格式的數(shù)據(jù)。JSON(JavaScript Object Notation，JS對象標記)是一種輕便快捷的數(shù)據(jù)交換格式，它是基于ECMAScript的一個子集，采用與編程語言完全不同的文本格式來表示和存儲數(shù)據(jù)，JSON由于具有清晰簡潔的結構層次使得它既易于機器生成解析也易于人的編碼閱讀[2]。JSON作為數(shù)據(jù)的載體，現(xiàn)已經(jīng)成為最流行的數(shù)據(jù)交換格式之一，從PHP5.2版本開始，PHP原生提供了json_encode()函數(shù)用于編碼，該函數(shù)如果執(zhí)行成功返回JSON數(shù)據(jù)，否則返回FALSE，PHP同時提供了json_decode()函數(shù)用于解碼，并轉換為PHP變量[3]。同時，Android自帶有功能齊全的JSON類包，能夠對JSON對象進行方便的處理，實現(xiàn)Android移動端與遠程數(shù)據(jù)庫間的通信。

2.3 Android移動端與RFID模塊間的通信

本文采用便攜RMU900+工程讀寫器完成對儀器設備標簽的讀取操作，RMU900+模塊里集成了發(fā)射、接收、環(huán)行器以及MCU等部件，在進行儀器設備掃描操作后，進行儀器設備的查詢、修改、刪除以及新建工作，該過程讀取的是單個標簽并對單標簽進行循環(huán)識別，而對儀器設備進行清點時使用防碰撞識別來讀取多個標簽[4][5]。RMU900+使用UART接口來與Android移動設備通信，本系統(tǒng)采用藍牙串口模塊實現(xiàn)Android移動設備與RMU900+工程讀寫器讀寫命令的發(fā)送與接收。RMU900+封裝的操作命令主要有讀寫標簽數(shù)據(jù)、刪除標簽數(shù)據(jù)、對標簽進行識別、設置頻率、中斷操作、狀態(tài)詢問等[6]。本文使用的命令主要有對標簽進行識別和中斷操作，并采用單標簽循環(huán)識別模式與多標簽循環(huán)識別模式。具體識別命令方式如表1所示。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)測試結果

本系統(tǒng)采用Android Studio 2.3.1開發(fā)平臺進行移動端開發(fā)，設計并開發(fā)了儀器設備標簽讀取、儀器設備品目參數(shù)信息、儀器設備清點列表及清點數(shù)據(jù)報告圖等界面。同時借助Android Studio豐富的SDK開發(fā)工具包中藍牙模塊的應用實現(xiàn)與RFID的通信。系統(tǒng)后臺采用PHP進行開發(fā)，搭建數(shù)據(jù)庫并與移動前端APP實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞[7]。具體系統(tǒng)實現(xiàn)測試結果,如圖4所示。

表1 識別命令示例

(a) 儀器設備標簽識別界面

圖4 系統(tǒng)測試相關活動界面

4 總結

隨著Android系統(tǒng)更新?lián)Q代和物聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，移動開發(fā)的高效應用越來越廣泛。本文對現(xiàn)有儀器設備管理的現(xiàn)狀進行了分析，并結合高校儀器設備管理的實際情況設計了基于Android系統(tǒng)與RFID的儀器設備管理系統(tǒng)。系統(tǒng)采用Android Studio開發(fā)平臺對移動端進行開發(fā)，涉及藍牙通信模塊、網(wǎng)絡串口、RFID連接等通信知識。RFID作為目前物聯(lián)網(wǎng)的重要技術，其自動識別條碼技術能夠快速逐一讀取識別有效信息。系統(tǒng)后臺采用PHP進行開發(fā)，與傳統(tǒng)的服務器架設技術和MySQL數(shù)據(jù)庫相結合，能夠較方便的實現(xiàn)輕量級、高效和高性能的后臺處理功能。系統(tǒng)功能完善、成本較低、安全可靠，系統(tǒng)的應用能夠在一定程度解決高校儀器設備管理的短板問題。

[1] 郭洪役．基于RFID技術的裝備管理信息系統(tǒng)研究[D]．長沙:國防科學技術大學，2009.

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[6] Bluetooth Special Interest Group. RFCOMM with TS07. 10[Z].2003.

[7] 彭艷,楊歐.Android 平臺的數(shù)據(jù)存儲技術[J].計算機系統(tǒng)應用,2012,21(5):192-194.

UniversityInstrumentEquipmentManagementSystemDesignbyIntegratingAndroidMobileandRadioFrequencyIdentificationTechnology

Qiu Pengrui1,2，Yuan Xiping1，Gan Shu1，Deng Zhongjian1，Zhang Jianming1，Xiang Ling1
(1. Faulty of Land Resource Engineering，Kunming University of Science and Technology, Kunming Yunnan 650093, China; 2. Training Department, Kunming Metallurgy College, Kunming 650033，China)

TP311

A

2017.05.10)

邱鵬瑞(1980-)，男，云南大姚人，副教授，博士研究生，主要從事圖像處理與移動應用開發(fā)等方面的研究。 袁希平(1965-),男,教授,博士,研究方向:環(huán)境地質遙感與GIS技術應用。 甘淑(1964-),女,教授,博士,研究方向:資源遙感方面的研究。 鄧忠堅(1979-),男,高級實驗師,博士研究生,研究方向:3S技術與應用、基于GIS技術的軟件開發(fā)與集成的研究。 張薦銘(1990-),男,博士研究生,研究方向:遙感及GIS方面的研究。 向伶(1987-),女,博士研究生,研究方向:遙感及土地資源管理方面的研究。

1007-757X(2017)09-0054-02