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一、RFID技术
RFID（Radio Frequency Identification）是一种自动无线识别和数据获取技术,是集编码、自动识别与无线通信等多种技术于一体的综合信息技术。通常,RFID系统主要由电子标签、读写器、天线等三部分组成。其中,电子标签芯片具有数据存储区,用于存储待识别物品的标识信息;读写器具有写入或读出功能,即将约定格式的待识别物品的标识信息写入电子标签的存储区中,或在读写器的阅读范围内以无接触的方式将电子标签内保存的信息读取出来;天线则用于发射和接收射频信号,往往内置在电子标签或读写器中。
RFID技术已经在很多领域得到广泛应用,其中,带有可读和可写并能防范非授权访问的存储器的智能芯片已经可以在很多集装箱、货盘、产品包装、智能识别ID卡、书本或DVD中看到。本文将以RFID技术为支撑,对智能化高校实验室管理系统进行全面地分析与阐述。
二、基于RFID技术的智能化高校实验室管理系统的体系架构
智能化高校实验室管理系统是一个以计算机互联网、无线通信技术为基础,以RFID技术为核心的物联网应用系统。该系统主要负责各类实验室固定资产设备借出归还的动态管理、各类实验室卫生清洁工作的实时管理、各类实验室及设备的安全防范管理以及各类实验室设备的实时维护管理等工作。其体系架构主要由RFID识别系统、中间件系统、计算机互联网等部分构成。其中,RFID识别系统包括EPC标签和RFID读写器,两者之间通过RFID接口通信,EPC标签被固定贴在各类实验室的每件固定资产设备或物品上,它记录了实训室ID、名称,固定资产型号、ID、名称、数量、所属实训室以及所属机柜号等信息。中间件系统包括ECP IS 、PML、OSN服务器及包含于后台数据库软件系统的ERP系统。所有这些都与Internet互联网相连,实现对各类实验室固定资产设备、卫生清洁工作、安全防范以及维护等管理过程进行实时有效地跟踪、查询等控制。智能化高校实验室管理系统体系构架如图2-1所示.。
在图2-1中,EPC的全称是Electronic Product Code,即电子产品代码,各类实验室中每个固定资产对象都被赋予一个唯一的EPC,并由采用射频识别技术的智能化高校实验室管理系统进行管理,彼此之间通过EPC网络、无线通信技术等方式相互联系。EPC IS即EPC信息服务,它是EPC系统的软件支持系统,用以实现最终用户在物联网环境下交互EPC信息。PML是物体标记语言,通常,在物联网中相互通信的公共语言是PML,PML是用在信息发送时对信息区分的方法,实际内容可以任意格式存放在服务器中。OSN服务器是对象名解析服务,可用来存储中间件系统来不及处理的物品电子代码数据信息。ERP（企业资源计划）是一种管理的思想,强调对系统资源进行优化配置、提高利用效率。负责运行本系统的主机服务器需要相当高的配置,其性能的好坏会直接影响到实验室固定资产设备的丢失与否、实验室卫生情况是否良好、实验室设备的安全性是否能够保障、实验室设备的实时维护是否能够保障等。
三、基于RFID技术的智能化高校实验室管理系统功能模块分析
基于RFID技术的智能化高校实验室管理系统主要包括智能化固定资产设备借出或管理模块、智能化实验室卫生清洁工作管理模块、智能化实验室安防管理及设备故障管理模块等三部分组成。具体介绍如下:
1. 智能化固定资产设备借出或归还管理模块
交换机、路由器、标准网线、夹线器等硬件设备是高校实验室部门特有的高价值固定资产,现有的多数高校在管理固定资产方面均采用集中式管理方式,集中式管理方式需要实验室管理人员和借用固定资产设备人员之间进行人为地协调,即需要借用设备人员在纸质的固定表格中对借出的设备进行详细登记,并签字确认相应设备是否处于借出或者归还状态,这种管理方式十分繁琐,查阅相关记录也比较困难,效率太低。
使用RFID技术可以克服这些缺点。通过在固定资产设备上粘贴EPC电子标签,设备借用人员在进行借出或者归还设备时,管理人员利用手持式电子标签读写器扫描借出或归还设备上的电子标签,自动与智能化高校实验室管理系统中的控制器进行数据交换,并进行自动记录,从而实现固定资产借出归还智能化管理。固定资产设备管理模块流程如图3-1所示。
2. 智能化实验室卫生清洁工作管理模块
智能化实验室卫生清洁工作管理模块是智能化高校实验室管理系统中必不可少的一部分,实验室中固定资产设备的寿命与实验室卫生环境有着直接的关系,如果对实验室地面及设备卫生情况进行实时监控并处理,则会大大减少灰尘对固定资产设备寿命的威胁。智能化实验室卫生清洁工作管理模块主要负责各类实训室地面及其设备的卫生情况的监测及处理,需要在各类实训室中安装卫生清洁机器人,它可以实现对各个实训室进行全自动清扫,包括地面清洁、吸附有害物质、吸附灰尘、净化空气等。
在卫生清洁机器人上粘贴EPC电子标签,管理人员可以通过手持式电子标签读写器实时扫描该标签,通过智能化高校实验室管理系统及时了解实训室地面卫生及其设备卫生情况。
3. 智能化实验室安防管理及设备故障管理模块
智能化实验室安防管理是智能化高校实验室管理系统的重要组成部分。智能化实验室安防管理系统由基于RFID技术的红外线探测器实现安全防范设备被盗和发生火灾,并采用终端读写器及时了解所有实训室的安全信息情况。当RFID探测器检测到盗窃和火灾等情况时,盗情和火灾等信息就会自动发送到管理员随身携带的手持式电子标签读写器上,来通知管理员发生盗窃和火灾等紧急情况,以便让他们及时的作出相应的措施。
为了保证教师及学生的上机实验课能够正常顺利地进行,需要对各类实训室中已坏设备进行及时维护管理,设备故障管理模块是智能化高校实验室管理系统必不可少的一部分。智能化设备故障管理系统对各类实训室中所有的机器及网络交换设备进行24小时实时监控,一旦出现有机器或网络交换设备运行故障或性能指标达到故障阀值,故障信息就会自动发送到管理员随身携带的手持式电子标签读写器上,以便管理员对其能够进行及时的跟踪与维护。
四．结束语
本文提出了一种基于RFID技术的智能化高校实验室管理系统,介绍了RFID技术,提出了基于RFID技术的智能化高校实验室管理系统的体系架构,描述了基于RFID技术的智能化高校实验室管理系统各模块的功能。将智能化高校实验室管理系统中将固定资产设备ID、名称、型号等信息进行编码;将智能化实验室安防管理及设备故障管理系统中的设备ID、名称及型号等信息进行编码;将智能化实验室卫生清洁工作管理系统中的设备ID、名称、型号等信息进行编码,并以电子标签形式被粘贴在需要识别的设备上。手持式阅读器利用无线射频识别方式与标签进行双向无线通信、交换数据,从而可以实现远距离精确读写实验室设备、实验室卫生及设备安全、故障情况等信息并自动识别。本文从理论上对智能化高校实验室管理系统进行了研究,在后续的研究中将会对各模块的功能进行具体的实现。
参考文献:
[1] 余 雷. 基于RFID电子标签的物联网物流管理系统[J].微计算机信息.2006.
[2] 巨天强. RFID 的发展及其应用的现状和未来[J]. 甘粛科技,2009-8(15).
[3] 游战清,李苏剑. 线射频识别技术(RFID) 理论与应用[M] . 电子工业出版社. 2004.
[4] 郑华蓉. 采用RFID技术的智能门禁系统设计,厦门大学学位论文库,2006,10.
[5] 武岳山. RFID应用案例与应用开拓分析[A]. 2009（深圳）第八届中国国际RFID技术及应用高级研讨会暨电子标签应用成果展览会论文集[C], 2009 .
作者简介:王光辉（1979-）,男,陕西西安人,现为南京邮电大学教务处教务管理科长,主要从事高等教育研究与信息化管理研究。
谢慧婷（1979-）,女,陕西渭南人,现为南京工业职业技术学院计算机与软件学院实训中心教师。
RFID（Radio Frequency Identification）是一种自动无线识别和数据获取技术,是集编码、自动识别与无线通信等多种技术于一体的综合信息技术。通常,RFID系统主要由电子标签、读写器、天线等三部分组成。其中,电子标签芯片具有数据存储区,用于存储待识别物品的标识信息;读写器具有写入或读出功能,即将约定格式的待识别物品的标识信息写入电子标签的存储区中,或在读写器的阅读范围内以无接触的方式将电子标签内保存的信息读取出来;天线则用于发射和接收射频信号,往往内置在电子标签或读写器中。
RFID技术已经在很多领域得到广泛应用,其中,带有可读和可写并能防范非授权访问的存储器的智能芯片已经可以在很多集装箱、货盘、产品包装、智能识别ID卡、书本或DVD中看到。本文将以RFID技术为支撑,对智能化高校实验室管理系统进行全面地分析与阐述。
二、基于RFID技术的智能化高校实验室管理系统的体系架构
智能化高校实验室管理系统是一个以计算机互联网、无线通信技术为基础,以RFID技术为核心的物联网应用系统。该系统主要负责各类实验室固定资产设备借出归还的动态管理、各类实验室卫生清洁工作的实时管理、各类实验室及设备的安全防范管理以及各类实验室设备的实时维护管理等工作。其体系架构主要由RFID识别系统、中间件系统、计算机互联网等部分构成。其中,RFID识别系统包括EPC标签和RFID读写器,两者之间通过RFID接口通信,EPC标签被固定贴在各类实验室的每件固定资产设备或物品上,它记录了实训室ID、名称,固定资产型号、ID、名称、数量、所属实训室以及所属机柜号等信息。中间件系统包括ECP IS 、PML、OSN服务器及包含于后台数据库软件系统的ERP系统。所有这些都与Internet互联网相连,实现对各类实验室固定资产设备、卫生清洁工作、安全防范以及维护等管理过程进行实时有效地跟踪、查询等控制。智能化高校实验室管理系统体系构架如图2-1所示.。
在图2-1中,EPC的全称是Electronic Product Code,即电子产品代码,各类实验室中每个固定资产对象都被赋予一个唯一的EPC,并由采用射频识别技术的智能化高校实验室管理系统进行管理,彼此之间通过EPC网络、无线通信技术等方式相互联系。EPC IS即EPC信息服务,它是EPC系统的软件支持系统,用以实现最终用户在物联网环境下交互EPC信息。PML是物体标记语言,通常,在物联网中相互通信的公共语言是PML,PML是用在信息发送时对信息区分的方法,实际内容可以任意格式存放在服务器中。OSN服务器是对象名解析服务,可用来存储中间件系统来不及处理的物品电子代码数据信息。ERP（企业资源计划）是一种管理的思想,强调对系统资源进行优化配置、提高利用效率。负责运行本系统的主机服务器需要相当高的配置,其性能的好坏会直接影响到实验室固定资产设备的丢失与否、实验室卫生情况是否良好、实验室设备的安全性是否能够保障、实验室设备的实时维护是否能够保障等。
三、基于RFID技术的智能化高校实验室管理系统功能模块分析
基于RFID技术的智能化高校实验室管理系统主要包括智能化固定资产设备借出或管理模块、智能化实验室卫生清洁工作管理模块、智能化实验室安防管理及设备故障管理模块等三部分组成。具体介绍如下:
1. 智能化固定资产设备借出或归还管理模块
交换机、路由器、标准网线、夹线器等硬件设备是高校实验室部门特有的高价值固定资产,现有的多数高校在管理固定资产方面均采用集中式管理方式,集中式管理方式需要实验室管理人员和借用固定资产设备人员之间进行人为地协调,即需要借用设备人员在纸质的固定表格中对借出的设备进行详细登记,并签字确认相应设备是否处于借出或者归还状态,这种管理方式十分繁琐,查阅相关记录也比较困难,效率太低。
使用RFID技术可以克服这些缺点。通过在固定资产设备上粘贴EPC电子标签,设备借用人员在进行借出或者归还设备时,管理人员利用手持式电子标签读写器扫描借出或归还设备上的电子标签,自动与智能化高校实验室管理系统中的控制器进行数据交换,并进行自动记录,从而实现固定资产借出归还智能化管理。固定资产设备管理模块流程如图3-1所示。
2. 智能化实验室卫生清洁工作管理模块
智能化实验室卫生清洁工作管理模块是智能化高校实验室管理系统中必不可少的一部分,实验室中固定资产设备的寿命与实验室卫生环境有着直接的关系,如果对实验室地面及设备卫生情况进行实时监控并处理,则会大大减少灰尘对固定资产设备寿命的威胁。智能化实验室卫生清洁工作管理模块主要负责各类实训室地面及其设备的卫生情况的监测及处理,需要在各类实训室中安装卫生清洁机器人,它可以实现对各个实训室进行全自动清扫,包括地面清洁、吸附有害物质、吸附灰尘、净化空气等。
在卫生清洁机器人上粘贴EPC电子标签,管理人员可以通过手持式电子标签读写器实时扫描该标签,通过智能化高校实验室管理系统及时了解实训室地面卫生及其设备卫生情况。
3. 智能化实验室安防管理及设备故障管理模块
智能化实验室安防管理是智能化高校实验室管理系统的重要组成部分。智能化实验室安防管理系统由基于RFID技术的红外线探测器实现安全防范设备被盗和发生火灾,并采用终端读写器及时了解所有实训室的安全信息情况。当RFID探测器检测到盗窃和火灾等情况时,盗情和火灾等信息就会自动发送到管理员随身携带的手持式电子标签读写器上,来通知管理员发生盗窃和火灾等紧急情况,以便让他们及时的作出相应的措施。
为了保证教师及学生的上机实验课能够正常顺利地进行,需要对各类实训室中已坏设备进行及时维护管理,设备故障管理模块是智能化高校实验室管理系统必不可少的一部分。智能化设备故障管理系统对各类实训室中所有的机器及网络交换设备进行24小时实时监控,一旦出现有机器或网络交换设备运行故障或性能指标达到故障阀值,故障信息就会自动发送到管理员随身携带的手持式电子标签读写器上,以便管理员对其能够进行及时的跟踪与维护。
四．结束语
本文提出了一种基于RFID技术的智能化高校实验室管理系统,介绍了RFID技术,提出了基于RFID技术的智能化高校实验室管理系统的体系架构,描述了基于RFID技术的智能化高校实验室管理系统各模块的功能。将智能化高校实验室管理系统中将固定资产设备ID、名称、型号等信息进行编码;将智能化实验室安防管理及设备故障管理系统中的设备ID、名称及型号等信息进行编码;将智能化实验室卫生清洁工作管理系统中的设备ID、名称、型号等信息进行编码,并以电子标签形式被粘贴在需要识别的设备上。手持式阅读器利用无线射频识别方式与标签进行双向无线通信、交换数据,从而可以实现远距离精确读写实验室设备、实验室卫生及设备安全、故障情况等信息并自动识别。本文从理论上对智能化高校实验室管理系统进行了研究,在后续的研究中将会对各模块的功能进行具体的实现。
参考文献:
[1] 余 雷. 基于RFID电子标签的物联网物流管理系统[J].微计算机信息.2006.
[2] 巨天强. RFID 的发展及其应用的现状和未来[J]. 甘粛科技,2009-8(15).
[3] 游战清,李苏剑. 线射频识别技术(RFID) 理论与应用[M] . 电子工业出版社. 2004.
[4] 郑华蓉. 采用RFID技术的智能门禁系统设计,厦门大学学位论文库,2006,10.
[5] 武岳山. RFID应用案例与应用开拓分析[A]. 2009（深圳）第八届中国国际RFID技术及应用高级研讨会暨电子标签应用成果展览会论文集[C], 2009 .
作者简介:王光辉（1979-）,男,陕西西安人,现为南京邮电大学教务处教务管理科长,主要从事高等教育研究与信息化管理研究。
谢慧婷（1979-）,女,陕西渭南人,现为南京工业职业技术学院计算机与软件学院实训中心教师。