一種基于RFID 的數(shù)據(jù)集成與資產(chǎn)管控系統(tǒng)

孫宇

（上海市長(zhǎng)寧區(qū)教育局基建管理站 上海市 200336）

1 研究背景和目的

目前資產(chǎn)管理系統(tǒng)通常采用人工進(jìn)行管理或者使用二維碼作為媒介的方式來(lái)進(jìn)行資產(chǎn)物品管理，設(shè)備在管理或者資產(chǎn)盤點(diǎn)方面都不是智能化操作，容易被人工進(jìn)行篡改，安全方式過(guò)于單一。同時(shí)資產(chǎn)數(shù)據(jù)也不統(tǒng)一，后期數(shù)據(jù)管理難度增大，系統(tǒng)不僅需要同時(shí)處理新老數(shù)據(jù)，還需要進(jìn)行數(shù)據(jù)兼容轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)可視化數(shù)據(jù)處理相關(guān)工作都會(huì)有一定的難度。

通過(guò)利用RFID 芯片對(duì)資產(chǎn)物品進(jìn)行統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式編寫，方便系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息集成，用戶只需要通過(guò)手持終端既可快速識(shí)別資產(chǎn)物品的信息，然后通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)系關(guān)聯(lián)操作或者數(shù)據(jù)關(guān)系變更操作等。另外，RFID 的引入也會(huì)進(jìn)一步提升資產(chǎn)安全性保障，在企業(yè)內(nèi)部安裝RFID 識(shí)別門禁，檢測(cè)到資產(chǎn)出入都會(huì)進(jìn)行報(bào)警，保證企業(yè)中資產(chǎn)的安全可靠。同時(shí)利用資產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化顯示可以非常直觀的幫助管理人員或者員工進(jìn)行資產(chǎn)統(tǒng)計(jì)和匯總工作。由于資產(chǎn)數(shù)據(jù)量大，為了保證數(shù)據(jù)處理的效率，需要對(duì)RFID 讀取到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行緩存數(shù)據(jù)設(shè)置，依據(jù)系統(tǒng)的資產(chǎn)數(shù)據(jù)類別進(jìn)行差異化處理，不同資產(chǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到不同的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，減少訪問(wèn)壓力，提升總體數(shù)據(jù)訪問(wèn)的性能。

2 系統(tǒng)總體應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)

為了便于用戶進(jìn)行簡(jiǎn)潔化地使用，系統(tǒng)需要給用戶提供良好的交互使用體驗(yàn)，主要提供用戶客戶端、WEB和小程序等主流的前端能力，前端集成可視化顯示能力，便于用戶直觀的查詢相關(guān)資產(chǎn)數(shù)據(jù)信息?？傮w系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)圖，如圖1 所示。系統(tǒng)針對(duì)資產(chǎn)RFID 信息數(shù)據(jù)集成與相關(guān)資產(chǎn)數(shù)據(jù)管控是系統(tǒng)最核心的部分，設(shè)備資產(chǎn)數(shù)據(jù)通過(guò)RFID 芯片進(jìn)行存儲(chǔ)統(tǒng)一資產(chǎn)編碼信息，在進(jìn)行寫入RFID 信息后，數(shù)據(jù)不可以進(jìn)行篡改，后續(xù)RFID 芯片設(shè)置為只讀模式，資產(chǎn)信息只供管理員用戶進(jìn)行檢查和關(guān)聯(lián)關(guān)系變更等等基本相關(guān)操作。系統(tǒng)中的RFID 資產(chǎn)數(shù)據(jù)管理，需要對(duì)應(yīng)用層提供數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)訪問(wèn)權(quán)限和數(shù)據(jù)監(jiān)控等主要功能。資產(chǎn)數(shù)據(jù)相關(guān)管理功能都是通過(guò)RFID 設(shè)備進(jìn)行資產(chǎn)信息查詢，設(shè)備將采集到的RFID 信息上送到系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，可以完成資產(chǎn)盤點(diǎn)、資產(chǎn)登記、資產(chǎn)變更、資產(chǎn)查詢等操作。資產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換、整改和診斷等相關(guān)操作，數(shù)據(jù)需要經(jīng)過(guò)統(tǒng)一格式處理，便于上層數(shù)據(jù)管理直接進(jìn)行使用。系統(tǒng)設(shè)備采集的數(shù)據(jù)和相關(guān)元數(shù)據(jù)都需要進(jìn)行單獨(dú)存儲(chǔ)，保證后期進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析時(shí)，避免污染到主要數(shù)據(jù)，提高相關(guān)數(shù)據(jù)處理效率。另外，針對(duì)RFID 設(shè)備采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行單獨(dú)存儲(chǔ)，保證用戶操作和對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系都能進(jìn)行后期溯源。

圖1： 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

3 系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

本文所研究的一種基于RFID 的數(shù)據(jù)集成與資產(chǎn)管控系統(tǒng)主要通過(guò)利用RFID 進(jìn)行資產(chǎn)信息編寫和查詢管理，RFID 數(shù)據(jù)進(jìn)行集群化管理和控制，前端應(yīng)用接入服務(wù)通過(guò)負(fù)載均衡系統(tǒng)進(jìn)行高效分發(fā)，數(shù)據(jù)查詢采用緩存系統(tǒng)設(shè)計(jì)保證數(shù)據(jù)查詢效率。

3.1 系統(tǒng)核心功能模塊

資產(chǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)主要通過(guò)RFID 設(shè)備寫入相關(guān)數(shù)據(jù)到RFID 芯片中，后續(xù)資產(chǎn)數(shù)據(jù)讀寫查詢也需要依賴RFID 設(shè)備進(jìn)行讀取。具體的系統(tǒng)資產(chǎn)出入庫(kù)流程圖，如圖2 所示。資產(chǎn)入庫(kù)操作流程主要是輸入相關(guān)資產(chǎn)信息生成統(tǒng)一RFID 信息格式，然后寫入RFID 芯片中，芯片粘貼在資產(chǎn)外表面，完成主要貨物入庫(kù)的流程，標(biāo)簽芯片采用特殊膠進(jìn)行固定，保證后期不能更換，如果強(qiáng)制去掉，會(huì)損壞芯片，觸發(fā)報(bào)警。資產(chǎn)信息關(guān)聯(lián)關(guān)系變更，通過(guò)RFID 設(shè)備進(jìn)行識(shí)別，數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)后，然后在系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)信息核對(duì)和關(guān)聯(lián)關(guān)系變更，這里需要特別注意的是，只有管理員才有相關(guān)的權(quán)限進(jìn)行操作，普通用戶不能進(jìn)行修改資產(chǎn)相關(guān)任何內(nèi)容，防止數(shù)據(jù)造成泄露或者造成資產(chǎn)錯(cuò)誤修改，導(dǎo)致資產(chǎn)出現(xiàn)異常管理或者造成資產(chǎn)損失。

圖2： 資產(chǎn)出入庫(kù)流程圖

基于RFID 的數(shù)據(jù)集成與資產(chǎn)管控系統(tǒng)主要的功能模塊包括數(shù)據(jù)維護(hù)、打印管理、資產(chǎn)盤點(diǎn)和系統(tǒng)管理等等。具體的系統(tǒng)資產(chǎn)核心功能示意圖，如圖3 所示。系統(tǒng)數(shù)據(jù)維護(hù)主要是資產(chǎn)信息錄入、資產(chǎn)位置信息管理和資產(chǎn)歸屬。資產(chǎn)位置信息管理方便后期資產(chǎn)盤點(diǎn)和轉(zhuǎn)接時(shí)快速定位和查找。資產(chǎn)歸屬主要是固定資產(chǎn)目前在哪一位用戶名下進(jìn)行使用，如果是公共資產(chǎn)，就統(tǒng)一歸屬于公司名下，同時(shí)盡量細(xì)分到不同部門，便于后期進(jìn)行管理。系統(tǒng)RFID 芯片打印管理，主要是使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)內(nèi)容格式寫入芯片，選擇需要打印的外觀樣式，機(jī)器打印標(biāo)簽，系統(tǒng)這時(shí)需要同步記錄相關(guān)芯片履歷信息和一些資產(chǎn)關(guān)聯(lián)信息等等內(nèi)容。系統(tǒng)資產(chǎn)盤點(diǎn)主要是通過(guò)獲取全量資產(chǎn)信息表，然后根據(jù)資產(chǎn)信息表上的資產(chǎn)信息進(jìn)行資產(chǎn)判斷，通俗來(lái)講就是盤點(diǎn)資產(chǎn)實(shí)物，對(duì)于盤點(diǎn)的資產(chǎn)信息系統(tǒng)會(huì)梳理出資產(chǎn)信息差異點(diǎn)，然后整理成資產(chǎn)分析報(bào)表供管理員或者資產(chǎn)盤點(diǎn)用戶進(jìn)行使用和查看。系統(tǒng)管理主要是針對(duì)不同的用戶提供不同的角色管理。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)是指用戶登錄、權(quán)限管理、密碼修改和終端使用等等功能。資產(chǎn)管理用戶會(huì)分配到資產(chǎn)相關(guān)操作權(quán)限，普通用戶只能進(jìn)行使用和申請(qǐng)相關(guān)資產(chǎn)使用，資產(chǎn)相關(guān)變更處理統(tǒng)一交由管理員進(jìn)行處理。另外，普通用戶是沒(méi)有使用終端的權(quán)限的，只有資產(chǎn)管理人員才能擁有相關(guān)權(quán)限，而且終端使用自動(dòng)留存相關(guān)操作日志，便于后期進(jìn)行資產(chǎn)審查管理。

圖3： 資產(chǎn)核心功能圖

3.2 系統(tǒng)部署架構(gòu)

為了保證系統(tǒng)中資產(chǎn)數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確可靠，在系統(tǒng)服務(wù)架構(gòu)部署上采用集群化部署。具體的系統(tǒng)服務(wù)架構(gòu)部署圖，如圖4 所示。針對(duì)讀寫比很高、不常變化的數(shù)據(jù)，統(tǒng)一交由緩存子系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，比如固定資產(chǎn)的類目信息，不必每次都讀寫數(shù)據(jù)庫(kù)。應(yīng)用程序需要讀取數(shù)據(jù)時(shí)，先到緩存中讀取，如果讀取不到或數(shù)據(jù)已失效，再訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，并將數(shù)據(jù)寫入緩存，如此降低對(duì)磁盤I/O 的讀寫次數(shù)，降低對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)及文件系統(tǒng)的依賴。針對(duì)緩存子系統(tǒng)的更新機(jī)制，采用被動(dòng)失效和主動(dòng)更新相結(jié)合的方式，既對(duì)緩存中的數(shù)據(jù)設(shè)置失效時(shí)間，當(dāng)達(dá)到失效時(shí)間后刪除掉緩存中的數(shù)據(jù)，當(dāng)再次請(qǐng)求的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)已經(jīng)不在了，則需要重新訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，然后更新緩存。另一方面，當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)中有相關(guān)數(shù)據(jù)更新時(shí)，告知緩存子系統(tǒng)將對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)設(shè)置為失效，下次請(qǐng)求到更新數(shù)據(jù)時(shí)重新寫入緩存。在讀寫數(shù)據(jù)庫(kù)的場(chǎng)合，需要利用數(shù)據(jù)庫(kù)集群子系統(tǒng)來(lái)分擔(dān)壓力?？紤]到實(shí)際應(yīng)用中，主要用到的是讀操作，而寫操作用到的較少，所以需要將讀寫分離，不要因?yàn)樯倭康膶懖僮魅ビ绊懥俗x取速度。與之對(duì)應(yīng)的進(jìn)行主從分離，主機(jī)處理寫操作，多臺(tái)從機(jī)處理讀操作，達(dá)到資源有效分配的目的。同時(shí)數(shù)據(jù)更新時(shí)主機(jī)通過(guò)復(fù)制將數(shù)據(jù)同步到從機(jī)，從而使每一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)都保證數(shù)據(jù)的一致性。另一方面，隨時(shí)數(shù)據(jù)累積量越來(lái)越大，當(dāng)數(shù)據(jù)量達(dá)到上億條時(shí)，訪問(wèn)效率還是會(huì)下降。所以依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分布特點(diǎn)，需要進(jìn)行分庫(kù)分表，將不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分散存儲(chǔ)到不同的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，將原本同一張表的數(shù)據(jù)分拆到多張表中，從而降低了單張表的數(shù)據(jù)量，提高訪問(wèn)效率。

圖4： 系統(tǒng)服務(wù)架構(gòu)部署圖

4 系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用

系統(tǒng)為了保證實(shí)際使用的靈活性和便捷性，并且支持各種性能參數(shù)可以靈活配置，具體的RFID 手持設(shè)備終端實(shí)際效果圖，如圖5 所示。手持設(shè)備終端主要采用集成化的設(shè)計(jì)，方便用戶進(jìn)行使用，用戶可以使用手持設(shè)備終端快速進(jìn)行資產(chǎn)盤點(diǎn)工作，提高企業(yè)中資產(chǎn)管理總體效率。另外手持終端設(shè)備完美兼容Android 操作系統(tǒng)，可以安裝Android 軟件包到終端設(shè)備上，資產(chǎn)管理軟件客戶端可以在手持終端上直接進(jìn)行使用，非常便捷高效。用戶通過(guò)終端設(shè)備上的軟件進(jìn)行登錄操作，終端檢查用戶權(quán)限后，確定用戶擁有的功能能力，然后用戶通過(guò)終端開(kāi)始進(jìn)行資產(chǎn)相關(guān)工作處理。

圖5： RFID 設(shè)備實(shí)際效果圖

系統(tǒng)資產(chǎn)管理軟件，主要是面向用戶及管理員進(jìn)行使用，用戶在系統(tǒng)中需要通過(guò)用戶管理模塊進(jìn)行信息創(chuàng)建并且明確權(quán)限，保證數(shù)據(jù)安全。為保證系統(tǒng)能協(xié)調(diào)運(yùn)行，提供基礎(chǔ)管理服務(wù)，后續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)配置提供了靈活性和便捷性。具體的資產(chǎn)數(shù)據(jù)管理效果圖，如圖6 所示。用戶可以進(jìn)行名下資產(chǎn)查詢和確認(rèn)，但是對(duì)于日常資產(chǎn)管理類的工作需要進(jìn)行申請(qǐng)，后續(xù)由管理員進(jìn)行確認(rèn)和操作。資產(chǎn)調(diào)動(dòng)和處置工作都是管理人員進(jìn)行處理。針對(duì)普通用戶的操作申請(qǐng)，會(huì)同步推送消息到管理用戶處，管理中的用戶可以進(jìn)行明細(xì)處理。系統(tǒng)通過(guò)利用RFID終端設(shè)備配合RFID 芯片可以實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)管理全程無(wú)紙化操作，系統(tǒng)中的資產(chǎn)管理工作人員直接使用具備RFID能力的手持終端設(shè)備來(lái)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)資產(chǎn)信息確認(rèn)，極大地提高了相關(guān)管理員工的工作效率，后續(xù)數(shù)據(jù)通過(guò)查詢和總體匯總報(bào)表進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示總體資產(chǎn)歸口狀況，節(jié)約數(shù)據(jù)處理效率。企業(yè)內(nèi)部資產(chǎn)流轉(zhuǎn)需要通過(guò)資產(chǎn)管理人員掃描資產(chǎn)信息，然后對(duì)資產(chǎn)詳細(xì)歸屬信息進(jìn)行變更操作，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是變更資產(chǎn)的所述關(guān)系，資產(chǎn)變更之后，同步系統(tǒng)也會(huì)后續(xù)進(jìn)行驗(yàn)收和變更相對(duì)應(yīng)的資產(chǎn)位置詳細(xì)信息等等。系統(tǒng)中的普通用戶雖然沒(méi)有相關(guān)資產(chǎn)操作權(quán)限，但是用戶可以查看自己名下所擁有的固定資產(chǎn)，通常就是計(jì)算機(jī)、顯示器和電話機(jī)等固定硬件資產(chǎn)，用戶可以申請(qǐng)歸還名下資產(chǎn)，可以申請(qǐng)相關(guān)需要的辦公資產(chǎn)，但是這些申請(qǐng)都需要部門領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行審批，審批通過(guò)之后，流程流轉(zhuǎn)到資產(chǎn)管理員處，資產(chǎn)管理員根據(jù)具體的申請(qǐng)情況進(jìn)行處理用戶的要求，進(jìn)行資產(chǎn)回收，更換或者新派發(fā)資產(chǎn)到具體用戶名下。

圖6： 資產(chǎn)數(shù)據(jù)管理效果圖

5 小結(jié)

通過(guò)前期對(duì)RFID 相關(guān)技術(shù)現(xiàn)狀和國(guó)內(nèi)外實(shí)際使用場(chǎng)景進(jìn)行調(diào)研學(xué)習(xí)，并分析在資產(chǎn)管理場(chǎng)景中，利用RFID 相關(guān)技術(shù)比傳統(tǒng)資產(chǎn)管理具有那些實(shí)際的優(yōu)勢(shì)。針對(duì)現(xiàn)有資產(chǎn)管理現(xiàn)狀和不足，設(shè)計(jì)基于RFID 的數(shù)據(jù)集成與資產(chǎn)管控系統(tǒng)，利用RFID 芯片和設(shè)備進(jìn)行資產(chǎn)信息收集和管理，系統(tǒng)還針對(duì)資產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化管理設(shè)計(jì)。資產(chǎn)數(shù)據(jù)是系統(tǒng)需要保障的重要價(jià)值的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)通過(guò)采用集群化服務(wù)部署，提高數(shù)據(jù)處理和訪問(wèn)的性能。系統(tǒng)主要是利用RFID 技術(shù)對(duì)資產(chǎn)物品進(jìn)行信息編寫和寫入RFID芯片，使用RFID讀寫設(shè)備進(jìn)行資產(chǎn)信息讀取。系統(tǒng)為了保障資產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)處理效率，采用緩存系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，幫助數(shù)據(jù)庫(kù)集群系統(tǒng)來(lái)分擔(dān)壓力，降低數(shù)據(jù)處理相關(guān)數(shù)據(jù)量，提高總體系統(tǒng)的訪問(wèn)效率。