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摘 要:介绍了远距离RFID技术在高校实验室设备管理上的应用,系统采用射频识别技术以及915MHz超高频段,以电子标签为载体,以计算机网络为依托,实现实验室的准确和高效的管理。
关键词:远距离RFID 设备管理 实验室
中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)11(b)-0033-01
1 基于远距离RFID技术的高校实验室设备管理系统
1.1 管理系统的总体设计(图1)
管理系统的总体结构如图1所示,远距离高频系统[3～4]以電子标签作为信息载体,当RFID处于开启状态下,就可以对电子标签的信息进行读和写,信息被读取或更改后将会保存在后台的数据库中,信息一旦有更改,会及时在Internet上发布,可以实现实时信息的最大化共享。
对于远距离高频系统,阅读器的阅读范围典型情况为4m～6m,最大可达10m,可以实现对实验设备的批量读取。将读写器固定的安放在实验室的入口处,并且在每台设备上放置一个高频电子标签,主要用来对仪器的入库、出库和维护信息及设备的使用时间的记录。若在设备没有允许出库的情况下,发现被非法搬出,系统将会启动自动报警功能。
1.2 远距离RFID系统的工作原理(图2)
远距离RFID系统的工作过程可以用图2说明,具体流程如下。
首先读写器将无线电载波信号经过发射天线向外发射;当电子标签进入发射天线的工作区时,电子标签被激活,将自身信息经天线以电磁波的形式发射出去;读写器的接收天线接收到电子标签发出的信号,经调节器传送给读写器;然后读写器对接收到的信号进行处理,送往电脑后台,电脑根据逻辑运算判断标签的合法性,若标签合法则针对不同的设定做出相应的处理;最后将各个监控点通过计算机通信网络构成总控信息平台,可以根据不同的软件及硬件设备来完成要实现的功能。
远距离RFID系统采用高频(UHF) 915MHz的射频识别产品:XCAF-12L型天线、XCRT-804读写器、电子标签、50Ω的读写器负载和RS-232串口连接,符合ISO 18000-6协议。电子标签具有10万次的重复擦写功能,所以标签中的信息可以修改,实现多次重复利用。电子标签中存储的信息包括:设备的名称、型号、保修期、购置日期、使用期限、生产厂家、隶属的实验室、维修次数等。
1.3 系统的软件设计
实验室管理系统的软件部分主要包括应用程序的开发,以及数据库的建立和维护两个方面,对于应用程序要求具有功能完备、操作简便,友好的人机对话界面等特点,而对于数据库则要求建立一个完整而安全性强的数据库。数据库在实验室管理系统的支持下完成信息的搜集、存储、整理、统计、更新、检索、加工和发布等功能。设计数据库主要是根据用户的信息需求、运行环境以及处理要求的特性,设计出合理的数据存储模式,确定数据库类型,做好数据库的共享机制和安全保密措施。
2 RFID系统在实验室管理系统中应用的优越性
实验式的管理中利用远距离的RFID(UHF频段)自动识别技术[5～6]的优点,实现实验室的无人职守并保障实验室的仪器设备安全,提高实验室管理效率和智能化管理水平。RFID系统在实验室管理系统中的优越性主要体现在以下几个方面。
2.1 作用距离更远
为加快进出速度,在实验室出入口安放读写器,设备进出时不需要停止或者等待即可以被快速准确地读到数据,计算机根据接收到的数据,访问数据库,并进行数据记录。
2.2 较高的智能性和加密功能
在某些对安全性要求较高的应用环境,需要对数据进行严格的加密,并对通信过程实现加密,RFID在这方面经具有更强的实用性。
2.3 存储容量大
RFID标签中的信息有8KB的容量,满足实验室设备管理中信息资料存储对容量的需求。
2.4 体积小型化、封装多样化
RFID不受尺寸大小、材质以及封装形式的限制,可以用纸标签、塑料标签、玻璃标签不同的材质,以及线形标签、盘形标签、自粘标签、片上线圈等不同的封装形式以适应各种不同实验设备形状。
3 结语
在实验室的管理中,引进远距离RFID自动识别技术,把分散的、不同类型的实验设备和实验室进行集中管理,对仪器设备进行循环记录,达到实验设备信息实时、准确、快捷、完整,降低了设备管理员的工作量和工作强度,提高了管理效率,降低了管理成本,也提高设备的使用效率,使实验室的管理走向科学化、自动化。使高校的实验设备能最大限度地发挥作用,以达到提高实验教学质量、鼓励大学生科研创新的目的。
参考文献
[1] 焦玉国,马映君．改革实验室管理体制加强实验室建设［J］．实验室研究与探索,2009,28(3):267～269．
[2] 夏定元,徐华中,李琦,等．探索实验室管理模式提高大学生创新能力［J］．实验室研究与探索,2010,29(3):88～90．
关键词:远距离RFID 设备管理 实验室
中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)11(b)-0033-01
1 基于远距离RFID技术的高校实验室设备管理系统
1.1 管理系统的总体设计(图1)
管理系统的总体结构如图1所示,远距离高频系统[3～4]以電子标签作为信息载体,当RFID处于开启状态下,就可以对电子标签的信息进行读和写,信息被读取或更改后将会保存在后台的数据库中,信息一旦有更改,会及时在Internet上发布,可以实现实时信息的最大化共享。
对于远距离高频系统,阅读器的阅读范围典型情况为4m～6m,最大可达10m,可以实现对实验设备的批量读取。将读写器固定的安放在实验室的入口处,并且在每台设备上放置一个高频电子标签,主要用来对仪器的入库、出库和维护信息及设备的使用时间的记录。若在设备没有允许出库的情况下,发现被非法搬出,系统将会启动自动报警功能。
1.2 远距离RFID系统的工作原理(图2)
远距离RFID系统的工作过程可以用图2说明,具体流程如下。
首先读写器将无线电载波信号经过发射天线向外发射;当电子标签进入发射天线的工作区时,电子标签被激活,将自身信息经天线以电磁波的形式发射出去;读写器的接收天线接收到电子标签发出的信号,经调节器传送给读写器;然后读写器对接收到的信号进行处理,送往电脑后台,电脑根据逻辑运算判断标签的合法性,若标签合法则针对不同的设定做出相应的处理;最后将各个监控点通过计算机通信网络构成总控信息平台,可以根据不同的软件及硬件设备来完成要实现的功能。
远距离RFID系统采用高频(UHF) 915MHz的射频识别产品:XCAF-12L型天线、XCRT-804读写器、电子标签、50Ω的读写器负载和RS-232串口连接,符合ISO 18000-6协议。电子标签具有10万次的重复擦写功能,所以标签中的信息可以修改,实现多次重复利用。电子标签中存储的信息包括:设备的名称、型号、保修期、购置日期、使用期限、生产厂家、隶属的实验室、维修次数等。
1.3 系统的软件设计
实验室管理系统的软件部分主要包括应用程序的开发,以及数据库的建立和维护两个方面,对于应用程序要求具有功能完备、操作简便,友好的人机对话界面等特点,而对于数据库则要求建立一个完整而安全性强的数据库。数据库在实验室管理系统的支持下完成信息的搜集、存储、整理、统计、更新、检索、加工和发布等功能。设计数据库主要是根据用户的信息需求、运行环境以及处理要求的特性,设计出合理的数据存储模式,确定数据库类型,做好数据库的共享机制和安全保密措施。
2 RFID系统在实验室管理系统中应用的优越性
实验式的管理中利用远距离的RFID(UHF频段)自动识别技术[5～6]的优点,实现实验室的无人职守并保障实验室的仪器设备安全,提高实验室管理效率和智能化管理水平。RFID系统在实验室管理系统中的优越性主要体现在以下几个方面。
2.1 作用距离更远
为加快进出速度,在实验室出入口安放读写器,设备进出时不需要停止或者等待即可以被快速准确地读到数据,计算机根据接收到的数据,访问数据库,并进行数据记录。
2.2 较高的智能性和加密功能
在某些对安全性要求较高的应用环境,需要对数据进行严格的加密,并对通信过程实现加密,RFID在这方面经具有更强的实用性。
2.3 存储容量大
RFID标签中的信息有8KB的容量,满足实验室设备管理中信息资料存储对容量的需求。
2.4 体积小型化、封装多样化
RFID不受尺寸大小、材质以及封装形式的限制,可以用纸标签、塑料标签、玻璃标签不同的材质,以及线形标签、盘形标签、自粘标签、片上线圈等不同的封装形式以适应各种不同实验设备形状。
3 结语
在实验室的管理中,引进远距离RFID自动识别技术,把分散的、不同类型的实验设备和实验室进行集中管理,对仪器设备进行循环记录,达到实验设备信息实时、准确、快捷、完整,降低了设备管理员的工作量和工作强度,提高了管理效率,降低了管理成本,也提高设备的使用效率,使实验室的管理走向科学化、自动化。使高校的实验设备能最大限度地发挥作用,以达到提高实验教学质量、鼓励大学生科研创新的目的。
参考文献
[1] 焦玉国,马映君．改革实验室管理体制加强实验室建设［J］．实验室研究与探索,2009,28(3):267～269．
[2] 夏定元,徐华中,李琦,等．探索实验室管理模式提高大学生创新能力［J］．实验室研究与探索,2010,29(3):88～90．