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1RFID技術原理

隨著20世紀初物聯(lián)網(wǎng)技術概念的產(chǎn)生，RFID技術也得到快速的發(fā)展和廣泛的應用。RFID是一種非接觸式的自動識別技術，它通過無線電信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)，識別工作無需與識別對象建立物理連接，可工作于各種油漬、灰層和輻射等惡劣環(huán)境?；镜腞FID系統(tǒng)由標簽、讀寫器和天線組成。標簽是數(shù)據(jù)的載體，它和讀寫器之間通過微波天線實現(xiàn)射頻信號的空間耦合，根據(jù)時序關系實現(xiàn)能量的傳遞和數(shù)據(jù)的交換。射頻信號的耦合分為兩類:電感耦合和電磁反向散射耦合。電感耦合方式適合用于中、低頻工作的近距離射頻識別系統(tǒng)，電磁反向散射耦合方式適用于高頻、微波工作的遠距離射頻識別系統(tǒng)。RFID技術與條形碼識別技術相比具有很多優(yōu)勢，RFID讀取數(shù)據(jù)無需光源，具有穿透性，只要在讀寫器、閱讀器作用范圍之內(nèi)標簽數(shù)據(jù)就可被讀取;RFID標簽支持數(shù)據(jù)的反復寫入，可動態(tài)地更新標簽數(shù)據(jù);讀寫器可識別高速運動的物體，可讀取數(shù)個標簽信息。項目利用RFID技術的自動識別和反復讀寫的特點，全面考慮設備基本信息、功能、位置、狀態(tài)等設備信息，研究手持終端設備與管理平臺的數(shù)據(jù)傳輸機制，研究電力儀器設備管理流程，開發(fā)適用于電力企業(yè)的儀器設備管理平臺，實現(xiàn)資產(chǎn)入庫、檢定、借出、調(diào)撥、報廢等全壽命周期狀態(tài)信息的判別和跟蹤。

2基于RFID的電力儀器設備管理

平臺框架體系如圖2所示，基于RFID的電力儀器設備管理平臺分為4層結構，分別為采集對象層、終端采集層、數(shù)據(jù)接口層、數(shù)據(jù)層和應用層，包括管理主站、手持讀寫器、發(fā)卡器和UHF標簽四大部分。采集對象層由貼有RFID標簽的各種儀器設備構成。根據(jù)電力企業(yè)儀器設備多用于電磁環(huán)境的特點，標簽選用UHF(UltraHighFrequency，超高頻)抗金屬標簽。這種標簽具有無源、識別距離遠、防金屬干擾的特點。數(shù)據(jù)采集層包括手持讀寫器和發(fā)卡器兩大部分，通過手持讀寫器可執(zhí)行儀器設備的入庫、借出、調(diào)撥、檢定、維修和報廢等業(yè)務，完成的數(shù)據(jù)結果通過數(shù)據(jù)同步功能傳輸?shù)綌?shù)據(jù)接口層;發(fā)卡器用于標簽的制作，將初始化數(shù)據(jù)寫入RFID標簽中，建立儀器設備與標簽的對應關系。數(shù)據(jù)接口層負責數(shù)據(jù)采集層和數(shù)據(jù)層之間的通訊，一方面將在讀取標簽信息時，將對應的設備資產(chǎn)信息同步到手持讀寫器中;另一方面，將手持讀寫器讀取到的標簽數(shù)據(jù)寫入到資產(chǎn)數(shù)據(jù)表中。數(shù)據(jù)層包括資產(chǎn)數(shù)據(jù)、基礎數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)和運行數(shù)據(jù)。其中資產(chǎn)數(shù)據(jù)包括ERP設備資產(chǎn)信息、自購資產(chǎn)信息以及其他各種儀器設備的資產(chǎn)信息，是整個平臺的核心數(shù)據(jù)。基礎數(shù)據(jù)主要包括組織機構和設備廠家等檔案信息，是系統(tǒng)運行的支撐性數(shù)據(jù)。用戶數(shù)據(jù)保存有整個平臺使用用戶的信息。運行數(shù)據(jù)包括審計數(shù)據(jù)、設備運行過程數(shù)據(jù)等用戶和資產(chǎn)狀態(tài)變化產(chǎn)生的歷史數(shù)據(jù)，主要用于設備的狀態(tài)回溯以及系統(tǒng)的數(shù)據(jù)審計。應用層主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計查詢、資產(chǎn)入庫、檢定、借出、調(diào)撥、報廢等業(yè)務的在線審批。

3RFID電力儀器設備管理流程

儀器設備管理包括資產(chǎn)的登記、入庫、借出、調(diào)撥、維修、報廢、檢定、盤點等操作，包含設備從購置投入使用到報廢退出使用的全過程。

1)儀器設備登記

各部門在領用設備后填寫資產(chǎn)信息表，包括設備名稱、廠商、出廠日期、領用人、使用年限等信息，系統(tǒng)將根據(jù)資產(chǎn)信息生成資產(chǎn)編碼分類;通過發(fā)卡器將資產(chǎn)編碼分類寫入UHF標簽中，并通過標簽打印機打印標簽紙，最后將UHF標簽和標簽紙貼到對應設備，完成資產(chǎn)登記操作。

2)儀器設備入庫

完成資產(chǎn)登記后，使用手持讀寫器掃描UHF標簽，并把設備狀態(tài)置為“可用”，填寫保存地點，并同步到后臺數(shù)據(jù)庫，完成資產(chǎn)入庫。

3)儀器設備周期檢定

儀器設備分為計量儀器設備和非計量儀器設備(即功能性儀器設備)兩大類。系統(tǒng)根據(jù)設備檢定周期，提前以標紅的形式提醒到期需檢定的計量儀器設備，各使用部門每年須根據(jù)需要列出標準儀器設備、計量儀器設備、計量器具的檢定計劃，并上報審批。經(jīng)過檢定后，計量類儀器設備有“合格(綠色)”、“限用(黃色)”、“停用(紅色)”3種狀態(tài)標識。通過手持讀寫器設置檢定狀態(tài)。功能性儀器設備有“完好(綠色)”“停用(紅色)”2種狀態(tài)標識。設備管理用通過RFID手持設備設置檢定狀態(tài)。

4)儀器設備修理

對于需修理的儀器設備，通過手持讀寫器將狀態(tài)置為“修理”，設備修理完好后，再將狀態(tài)置為“可用”。

5)儀器設備借用

借出人在系統(tǒng)內(nèi)填寫《儀器借出登記表》，需經(jīng)借出部門批準。借出后通過手持讀寫器將狀態(tài)設置“借出”，歸還后將設備狀態(tài)置為“可用”。儀器設備的借用周期上限為20天，到期不歸還應提醒。

6)儀器設備調(diào)撥

調(diào)出部門列出轉(zhuǎn)移儀器設備清單，并使用手持讀寫器將設備狀態(tài)置為“調(diào)出”，并在系統(tǒng)中上傳《固定資產(chǎn)調(diào)撥單》，調(diào)入部門利用手持讀寫器進行入庫操作。

7)儀器設備報廢

儀器設備滿足報廢條件，可提出報廢申請，填寫《資產(chǎn)報廢審批表》，其審批通過后，通過手持讀寫器將資產(chǎn)狀態(tài)置為“報廢”。

8)資產(chǎn)盤點

實現(xiàn)新增盤點任務、更新盤點任務、查看盤點任務詳細內(nèi)容等。使用手持讀寫器對資產(chǎn)快速和準確清查，將數(shù)據(jù)終端的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行核對，對正?；虍惓５臄?shù)據(jù)做出處理，得出固定資產(chǎn)的實際情況。

4平臺關鍵技術及實現(xiàn)

資產(chǎn)管理平臺能夠準確高效運轉(zhuǎn)，需要一套完整的RFID編碼機制，以保障資產(chǎn)設備和編碼的唯一對應和一套數(shù)據(jù)維護管理機制，以保證資產(chǎn)實物與管理平臺數(shù)據(jù)的一致。

4.1資產(chǎn)編碼資產(chǎn)

編碼不僅需要考慮資產(chǎn)的固定信息，如編號、屬性、類別等，同時需兼顧動態(tài)信息的體現(xiàn)，如設備狀態(tài)、檢定狀態(tài)燈，以方便資產(chǎn)設備狀態(tài)的跟蹤和設備盤點。RFID標簽編碼中固定信息站7個字節(jié)，狀態(tài)信息占1個字節(jié)，共計8個字節(jié)。其中設備狀態(tài)用于跟蹤設備全生命周期內(nèi)的狀態(tài)變更，包括初始化、可用、借出、維修、檢定、報廢。檢定狀態(tài)用于標記設備周期送檢結果，包括合格、限用、停用、完好。標簽信息在資產(chǎn)登記以及設備狀態(tài)變更時，通過發(fā)卡器寫入。通過標簽打印機將RFID標簽打印并貼于每個設備物體上。

4.2數(shù)據(jù)同步與傳輸

RFID手持讀寫器對設備狀態(tài)進行修改后，需要將設備信息實時同步到數(shù)據(jù)管理主站中，目前尚沒有用于設備數(shù)據(jù)管理的標準通信機制，因此需要設計一套手持終端與數(shù)據(jù)管理后臺之間的通訊規(guī)約以實現(xiàn)實時、高效、準確的數(shù)據(jù)傳輸。為此項目采用如下關鍵技術:一是在手持讀寫器中部署SQLite嵌入式數(shù)據(jù)庫，在讀寫器與管理主站無法網(wǎng)絡連接的情況下，保證在離線的情況下也可以執(zhí)行儀器設備的業(yè)務操作;二是采用基于業(yè)務驅(qū)動的數(shù)據(jù)同步機制，即業(yè)務都由管理主站發(fā)起，待與手持讀寫器數(shù)據(jù)同步完成后，由手持讀寫器執(zhí)行業(yè)務操作，并返回業(yè)務結果。平臺數(shù)據(jù)同步架構分為3層:手持讀寫器層、數(shù)據(jù)接口層和管理平臺層。手持讀寫器層采用Android操作系統(tǒng)，支持SQLite嵌入式數(shù)據(jù)庫，可存儲設備檔案數(shù)據(jù)、設備資產(chǎn)數(shù)據(jù)和設備業(yè)務數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)結構與管理主站的數(shù)據(jù)結構一致，便于數(shù)據(jù)同步。數(shù)據(jù)接口層是數(shù)據(jù)同步的中間件，一方面與管理主站建立數(shù)據(jù)庫連接，另一方面與手持讀寫器建立socket連接，可獨立部署在客戶端，也可作為一個模塊部署在管理主站中。管理主站中負責設備檔案數(shù)據(jù)、設備資產(chǎn)數(shù)據(jù)和設備業(yè)務數(shù)據(jù)的管理，可新增、刪除和修改設備信息，也可發(fā)起借出、維修、檢定、報廢等業(yè)務流程。手持讀寫器與管理主站的數(shù)據(jù)同步流程如下:

1)采用C/S結構，手持讀寫器作為客戶端，數(shù)據(jù)接口作為服務器端。手持讀寫器開機后自動與數(shù)據(jù)接口建立socket連接，發(fā)起數(shù)據(jù)同步請求，數(shù)據(jù)接口與管理平臺建立數(shù)據(jù)庫連接，并將管理主站中的數(shù)據(jù)同步到本地SQLite數(shù)據(jù)庫中。

2)同步數(shù)據(jù)成功后，讀取設備業(yè)務數(shù)據(jù)，并以業(yè)務推送的方式在手持讀寫器上顯示，提醒操作人員。業(yè)務人員根據(jù)提醒開展資產(chǎn)入庫、檢定、借出、調(diào)撥、報廢等業(yè)務等操作。由于業(yè)務申請在管理平臺完成，領用人、部門、歸還日期等操作附加數(shù)據(jù)不需要在手持讀寫器上填寫，只需填寫設備可用、借出、檢定等狀態(tài)數(shù)據(jù)，簡化了操作人員的工作量。

3)業(yè)務操作完成后，手持讀寫器發(fā)起業(yè)務數(shù)據(jù)同步請求，數(shù)據(jù)接口接到同步請求后，打開數(shù)據(jù)庫連接，并將業(yè)務數(shù)據(jù)同步到管理平臺中。數(shù)據(jù)同步成功后，關閉socket會話和數(shù)據(jù)庫連接。

5結語

基于RFID技術的電力固定資產(chǎn)管理將大大改善電力企業(yè)固定資產(chǎn)檢定、調(diào)撥、借出和報廢等整個動態(tài)流程。同時，平臺對資產(chǎn)日常操作中涉及到的人員、地點、設備、時間等信息進行記錄，并對到期未歸還、到期需檢定的設備進行告警和預警，有效實時監(jiān)控資產(chǎn)數(shù)量、質(zhì)量、流向，在辦公室內(nèi)就可以及時了解到資產(chǎn)靜態(tài)和動態(tài)信息，提高了固定資產(chǎn)管理效益。平臺建設完成后將實現(xiàn)電力固定資產(chǎn)從登記、入庫、檢定、調(diào)撥、維修到報廢的全過程管理，實現(xiàn)資產(chǎn)變動信息與系統(tǒng)信息的實時一致，為電力企業(yè)投資決策、資產(chǎn)合理調(diào)配提供了準確的參考數(shù)據(jù)，有效提高投資效益和設備使用率，減少設備的閑置和浪費。

作者:田建偉田崢黎曦漆文輝單位:國網(wǎng)湖南省電力公司電力科學研究院