基于RFID技術(shù)的設(shè)備信息化管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

石紅姣

（商洛學(xué)院陜西商洛726000）

在現(xiàn)代電子高新技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，設(shè)備管理已經(jīng)成為每個(gè)企業(yè)部門都要面對的工作，但是人們在對設(shè)備管理過程中一直使用的都是傳統(tǒng)方式，此種管理方式具有多種缺點(diǎn)，比如保密性較差、效率較低且數(shù)據(jù)流通信較差。并且，在現(xiàn)代設(shè)備數(shù)量不斷增加的過程中，其工作量也在不斷的提高，以此就加重了設(shè)備管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度及工作量，以此對設(shè)備信息查找、維護(hù)及更新都帶來了較大的困難[1]。在此背景下，為了能夠有效加強(qiáng)企業(yè)設(shè)備的管理，并且對全省系統(tǒng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)規(guī)范化及統(tǒng)一化的管理，就要?jiǎng)?chuàng)建滿足實(shí)際需求的設(shè)備管理系統(tǒng)。RFID射頻識(shí)別屬于非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，其能夠利用射頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)對象的自動(dòng)識(shí)別，并且的得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，識(shí)別的整個(gè)過程不需要人工干擾，就能夠快速對物體進(jìn)行識(shí)別，并且還能夠?qū)Χ鄻?biāo)簽進(jìn)行識(shí)別，其操作較為簡單方面。在生存規(guī)模不斷擴(kuò)大的過程中，RFID產(chǎn)品成本也在不斷的降低，并且其應(yīng)用也越來越廣泛[2]?；诖?，本文就以RFID技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備信息化管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

1 系統(tǒng)的功能

RFID技術(shù)也稱之為無線射頻識(shí)別技術(shù)，其屬于非接觸式識(shí)別技術(shù)，通過空間電磁波耦合及傳播實(shí)現(xiàn)通信，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別標(biāo)識(shí)對象，并且得到標(biāo)識(shí)對象信息[3]。圖1為RFID技術(shù)的原理框圖。

圖1 RFID技術(shù)的原理框圖

文中所設(shè)計(jì)的設(shè)備信息化管理系統(tǒng)主要包括掃描器、電子標(biāo)簽、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，利用MES系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。電子標(biāo)簽主要包括調(diào)制器、接收天線、存儲(chǔ)單元及編碼器，其中掃描設(shè)備主要包括射頻收發(fā)及控制單元，其中的控制模塊主要包括解碼及糾錯(cuò)電路、放大模塊、電源電路、微處理器及標(biāo)準(zhǔn)接口等，掃描設(shè)備的主要目的就是實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽信息的讀取，并且對標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的寫入。后端數(shù)據(jù)庫對標(biāo)簽和讀寫器中的信息進(jìn)行保存，并且利用和讀寫器相互通信有效管理RFID系統(tǒng)的運(yùn)行[4]。圖2為設(shè)備信息化管理系統(tǒng)的總體架構(gòu)。

圖2 設(shè)備信息化管理系統(tǒng)的總體架構(gòu)

本文所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能為：

其一，配置標(biāo)簽信息，對于設(shè)備相關(guān)部件主要性、損耗率等信息進(jìn)行編碼配置，并且還能夠?qū)崿F(xiàn)掃碼器信號(hào)的識(shí)別記錄。

其二，配置掃描器，要求掃描設(shè)備自帶內(nèi)存，通過點(diǎn)檢人員現(xiàn)場對設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行確認(rèn)之后進(jìn)行判斷，在掃描器中實(shí)現(xiàn)評判結(jié)果的輸入，實(shí)現(xiàn)條形碼信息及點(diǎn)檢人員設(shè)備部件數(shù)值的保存，通過傳輸設(shè)備使保存星系到主機(jī)中傳輸，從而實(shí)現(xiàn)信息處理[5]。

其三，軟件系統(tǒng)的配置，此系統(tǒng)能夠?qū)υO(shè)備點(diǎn)檢運(yùn)行情況及事故進(jìn)行記錄，并且有效統(tǒng)計(jì)點(diǎn)檢人員的考勤及點(diǎn)檢情況。

2 系統(tǒng)的硬件選型

2.1 讀寫器

RFID讀寫器具有手持式及固定式兩種，為了能夠充分考慮數(shù)據(jù)處理操作過程中要具有上位機(jī)數(shù)據(jù)庫，所以可以使用遠(yuǎn)距離讀寫器，其不僅能夠避免讀寫距離較短導(dǎo)致的困難，還能夠便于上位機(jī)對數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)的處理[6]。

2.2 電子標(biāo)簽

電子標(biāo)簽使用使用遠(yuǎn)距離超高頻的電子標(biāo)簽，其能夠支持國際標(biāo)準(zhǔn)，具有較高的安全性、防碰撞能力及可靠性。圖3為標(biāo)準(zhǔn)芯片的電路構(gòu)成，芯片電路主要包括數(shù)字電路和RF射頻接口電路，在此芯片創(chuàng)建非接觸式IC卡的時(shí)候，在卡內(nèi)要安裝天線[7]。

圖3 標(biāo)準(zhǔn)芯片的電路構(gòu)成

電子標(biāo)簽具備選擇、離場、靜默、就緒、循環(huán)準(zhǔn)備、激活及選擇等狀態(tài)，圖4為電子標(biāo)簽的工作狀態(tài)，通過圖4表示，狀態(tài)轉(zhuǎn)換及命令執(zhí)行具有密切的聯(lián)系。

圖4 電子標(biāo)簽的工作狀態(tài)

2.3 單片機(jī)和上位機(jī)的串口通信

本文系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中使用先進(jìn)ATmega8單片機(jī)作為底層的硬件中心，其不僅能夠?qū)ψx寫器的電子標(biāo)簽讀寫進(jìn)行控制，還能夠使用串口和計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，從而有效實(shí)現(xiàn)信息接收及發(fā)送[8]，圖5為單片機(jī)和上位機(jī)串口的通信電路。

圖5 單片機(jī)和上位機(jī)串口的通信電路

3 系統(tǒng)的功能模塊設(shè)計(jì)

3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理主要包括設(shè)備、資料庫及多媒體信息管理。

圖6為設(shè)備管理的結(jié)構(gòu)，設(shè)備管理主要包括設(shè)備錄入、查詢、修改和流轉(zhuǎn)管理。系統(tǒng)能夠支持Excel文件實(shí)現(xiàn)信息的批量導(dǎo)入，數(shù)據(jù)文件內(nèi)容能夠充分展現(xiàn)在過程中，從而便于用戶的驗(yàn)證[9]。在導(dǎo)入之后，設(shè)備數(shù)據(jù)能夠修改，數(shù)據(jù)導(dǎo)入要求提交到預(yù)先設(shè)置審核員實(shí)現(xiàn)審核。如果沒有通過審核，那么系統(tǒng)就會(huì)批量返回。設(shè)備查詢利用多項(xiàng)屬性實(shí)現(xiàn)模糊查詢，查詢的條件主要包括是否具有子設(shè)備。設(shè)備修改能夠在列表中提供鏈接，對界面進(jìn)行修改并且進(jìn)行權(quán)限放單，以此使不同用戶對信息進(jìn)行不同修改[10]。圖6為設(shè)備管理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

圖6 設(shè)備管理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.2 流程管理

流程利用流程模板實(shí)現(xiàn)步驟、操作權(quán)限及單據(jù)打印的控制，其基本流程為起草及確認(rèn)兩步驟，確認(rèn)不通過就返回修改，直到確認(rèn)通過。確認(rèn)通過之后的數(shù)據(jù)更新，結(jié)束流程。流程模板能夠以實(shí)際管理需求實(shí)現(xiàn)配置，比如添加多級審核確認(rèn)。圖7為流程管理的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。

圖7 流程管理的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)

3.3 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理屬于系統(tǒng)支撐模塊，其主要功能就是實(shí)現(xiàn)用戶的創(chuàng)建，并且設(shè)置用戶權(quán)限[11]，圖8為系統(tǒng)管理的結(jié)構(gòu)。

圖8 系統(tǒng)管理的結(jié)構(gòu)

3.4 設(shè)備添加設(shè)計(jì)

設(shè)備記錄的添加能夠使管理人員對于各個(gè)模塊進(jìn)行詳細(xì)的記錄，在記錄添加過程中以設(shè)備的實(shí)際情況及數(shù)據(jù)表字段進(jìn)行規(guī)定，對相應(yīng)數(shù)據(jù)添加規(guī)則進(jìn)行定義，在確認(rèn)添加過程中，系統(tǒng)會(huì)逐一的對用戶填寫的數(shù)據(jù)進(jìn)行逐一的檢查，如果發(fā)現(xiàn)其和規(guī)則不相符，那么系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)提示信息，提示用戶能夠修改此項(xiàng)數(shù)據(jù)，以此用戶所填寫的數(shù)據(jù)項(xiàng)都能夠滿足數(shù)據(jù)需求[11]。圖9為數(shù)據(jù)的添加規(guī)則。

圖9 數(shù)據(jù)的添加規(guī)則

3.5 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫技術(shù)屬于信息系統(tǒng)開發(fā)及建設(shè)過程中的主要技術(shù)及基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)庫將企業(yè)使用過程中的數(shù)據(jù)根據(jù)一定模型進(jìn)行組織，提供檢索及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)功能，使信息系統(tǒng)能夠滿足用戶對檢索、存儲(chǔ)的需求[13]。以下為系統(tǒng)各表的設(shè)計(jì)。

表1 設(shè)備信息表

表2 設(shè)備申請管理

4 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

4.1 用戶登錄

在系統(tǒng)硬件正常連接通電，開啟應(yīng)用系統(tǒng)之后就會(huì)進(jìn)入到用戶登錄界面中，系統(tǒng)就會(huì)對用戶進(jìn)行提示，圖10為設(shè)備信息化管理系統(tǒng)的登錄界面。在用戶輸入錯(cuò)誤密碼的時(shí)候，系統(tǒng)就會(huì)提示用戶重新輸入。只有輸入正確賬號(hào)和密碼，才能夠進(jìn)入到設(shè)備信息管理系統(tǒng)中。在連續(xù)3次輸入錯(cuò)誤的時(shí)候就會(huì)自動(dòng)鎖定，只有管理員才能夠解鎖[14]。

4.2 系統(tǒng)主界面

圖10 設(shè)備信息化管理系統(tǒng)的登錄界面

在用戶成功登錄到系統(tǒng)之后，就進(jìn)入到了系統(tǒng)主界面中，用戶操作主界面主要是通過串口設(shè)置及設(shè)備信息管理兩部分構(gòu)成，點(diǎn)擊設(shè)備信息操作選項(xiàng)卡就能夠查看設(shè)備信息，并且對其進(jìn)行匹配。查看的設(shè)備主要包括設(shè)備ID、名稱、數(shù)量、單價(jià)及維修信息等，此操作能夠使管理員全面掌握設(shè)備使用情況，以此為設(shè)備的有效使用及設(shè)備提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)[15]。圖11為設(shè)備信息化管理系統(tǒng)的界面。

圖11 設(shè)備信息化管理系統(tǒng)的界面

圖12為設(shè)備信息的錄入界面，在硬件正常上電且串口參數(shù)設(shè)置正確之后，此窗口的購買設(shè)備名稱、單價(jià)、數(shù)量等信息都能夠有效輸入。在系統(tǒng)檢測電子標(biāo)簽的時(shí)候，全部信息都能夠到數(shù)據(jù)庫表單中進(jìn)行保存，此時(shí)再次打開查看設(shè)備信息選項(xiàng)卡，就能夠看到最新添加的設(shè)備信息記錄[16]。

圖12 設(shè)備信息的錄入界面

5 結(jié)束語

基于RFID技術(shù)的設(shè)備信息化管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是以B/S模式實(shí)現(xiàn)，其能夠有效實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理及流轉(zhuǎn)，其在社會(huì)各個(gè)且有設(shè)備管理領(lǐng)域具有成功且有效的探索。利用基于RFID技術(shù)的設(shè)備管理系統(tǒng)開發(fā)的全過程，本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)各環(huán)節(jié)功能都有了進(jìn)一步的提高，其在軟件項(xiàng)目管理及開發(fā)水平方面也有了進(jìn)一步的加強(qiáng)。