基于超高频RFID的实验室设备管理系统

来源:用户上传      作者:钟维

　　摘 要：随着科技信息化程度越来越高，对高校的教育信息化也提出新的要求。某高校课题组的科研设备管理存在以下问题，不同的科研方向需要使用不同的仪器设备，实验室之间的设备调度难，设备数据使用不明，日常管理难度大。这些问题导致设备利用率低、管理难度大。该文利用超高频RFID技术设计开发一套高校实验设备管理系统，实现设备管理工作的信息化和标准化。
　　关键词：设备信息化管理;RFID技术;管理系统;MVC;实验室管理
　　中图分类号：TP391 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2022）24-0044-05
　　Abstract： With the increasing degree of scientific and technological informatization， new requirements have been posed for the informatization of education in colleges and universities. There are the following problems in the management of scientific research equipment in a university research group， different scientific research directions require the use of different instruments and equipment， equipment scheduling between laboratories is difficult， the use of equipment data is unknown， and daily management is difficult; these problems lead to low utilization of equipment and great difficulty in management. In this paper， a set of university experimental equipment management system is designed and developed using ultra-high frequency RFID technology to realize the informatization and standardization of equipment management.
　　Keywords： equipment information management; RFID technology; management system; MVC; lab management
　　近年硭孀趴萍忌产力的迅速发展，社会信息化程度越来越高，高校教育的规模也越来越大，然而多数高校实验室设备管理效率低下，出入库管理和库存管理都要依靠管理员手动执行。课题组下面的实验室与实验室之间设备信息和数据查询没有同步共享。射频识别技术（RFID）可以同时扫描目标区域内多个标签，RFID标签有特定的ID，将ID和设备信息对应起来，可以查看设备状态。
　　RFID技术的来源是早期雷达的概念经过不断发展形成了如今的RFID技术[1]。早期的仓储信息管理完全依靠人工[2]。
　　我国的高校教育开始进入提质阶段，其重点强调培养当代大学生实践动手能力和创新意识[3]。课题组下有多个实验室，这些实验室分布在不同的校区，虽然最开始设备的分布信息在课题组有备份，但因为没有一个完整的系统管理，而学生的科研方向不同，使用这些设备后就将其留在当地，慢慢地这些设备的分布信息就不明确了，造成管理困难。课题组的科学技术研究需采购仪器设备及实验室之间的设备调动，全部由人工管理，效率低下。实验室的精密仪器设备较多，需要能实时了解设备位置信息。
　　基于超高频的实验室设备管理系统的设计，使用超高频RFID电子标签作为每个设备的标识，电子标签成本低，不易损坏，同时超高频电子标签读取距离远，设备统计效率更高。一方面可以更加方便地对实验室设备进行现代化的管理;另一方面，良好的系统设计，每个实验室都有1个采集客户端，加快检索和查找速度，很大程度上提高了设备使用的效率。解决了设备智能化管理的问题。
　　1 RFID技术的构成
　　目前，在智能识别和自动控制领域，RFID技术开始被广泛应用[4]。射频识别技术是通过空间耦合实现无接触信息传递的技术[5]。RFID系统的分类由不同的工作频段划分，由于各个频段的工作原理有所不同，系统的读取距离、识别速度、环境影响和标签类型都有所不同，应用在不同的领域。本文对RFID技术原理和应用选择进行说明。
　　1.1 RFID系统构成
　　RFID系统包括RFID电子标签、读写器天线、读写器和应用软件[6]。RFID电子标签的作用是记录一串字符信息，这些信息存在加密协议。天线是信号的接收源和发射源，信号的传输距离和天线的增益成正比。读写器负责与电子标签通信，接收上位机系统的操作指令，完成标签信息的数据读写。RFID系统工作如图1所示。
　　读写器和RFID电子标签又合称为响应模块。响应模块内部的工作过程是读写器收到命令后，读写器天线向周围发射信号，因为本系统使用的是无源标签，无源标签本身不产生信号，收到天线发射的信号后，内部的芯片激活，同样向周围发送信号，这些信号里有标签的信息，里面有标签ID的字符信息，读写器再解码这些信息。响应模块的作用是接收上层应用软件发送过来的数据信息，在响应模块内部完成处理，也就是读写器和标签之间完成数据交换。最后应用软件得到了标签信息。

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