基于RFID的彈藥集裝化保障管理系統設計與實現

摘 要： 隨著彈藥裝備發展，傳統保障模式存在的弊端不斷顯現。針對現代軍事物流特點，著眼實現部隊彈藥裝備信息化保障，利用數字信息化手段，以RFID技術為核心，配合WiFi應用，率先設計實現了一種彈藥集裝化保障管理系統?？扇虅討B實時可視化管理彈藥裝備，提高了管理能力，增強了安全性，為我軍彈藥保障實現信息化提供了一定借鑒意義。

關鍵詞： RFID； WiFi； 集裝化管理； 保障系統

中圖分類號： TP393?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）22?0060?02

隨著軍隊現代化建設不斷推進，裝備保障也逐步提高效率，走向信息化數字保障時代[1]。彈藥管理保障工作，由其特殊性質所決定，是部隊安全管理工作的重點[2]。彈藥裝備型號復雜多樣，數量需求量大，調動比較頻繁，且種類數量仍在增多，保障任務加劇，部分單位的管理目前還停留在人工統計，逐步上報的階段，存在一定的滯后性和安全隱患?；赗FID的彈藥集裝化保障管理系統的設計與應用，通過信息化手段，構建了一個數字信息化數據平臺，實現了精細化實時動態管理，極大提高了彈藥保障科學化水平。

1 系統需求分析

射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）是一種利用射頻來實現非接觸通信識別的技術，具有快速讀寫，移動識別，多目標管理等特點，在軍用和民用方面都具有廣闊前景[3]。基于RFID的彈藥集裝化保障管理系統，旨在提高彈藥信息化管理水平，科學有效管好用好彈藥裝備。通過對彈藥裝備保障相關業務流程進行調研，對各級首長意圖進行準確分析，結合單位實際情況，確定出主要需求如下：管理系統界面友好，操作簡便；可根據上級下達的彈藥調度信息，或在接收到上級下發的彈藥物資后，給出相應彈藥所在的集裝箱或托盤位置和相關數據信息，結合車輛情況，制定最優化方案；上級管理中心可動態實時監視彈藥裝備數量，能夠跟蹤彈藥裝備流向，確保調度途中可控；在倉庫狹小空間內，數據采集讀寫時在距離、品種、數量等參數上的容錯性；數據的安全性，系統具有防失密泄密，能夠對系統備份和恢復。

2 系統設計實現

基于RFID的彈藥集裝化管理系統主要由上級管理中心、單位管理終端、數據采集讀寫裝置等部分構成。彈藥裝備根據品種、數量放置在集裝箱或托盤中，箱體或托盤上有儲存相應信息的標簽，通過數據采集讀寫裝置進行更新維護，數據信息通過加密的WiFi傳遞到單位管理終端，彈藥裝備調度車輛上裝有定位系統，可實時上報運行路線，上級管理中心與單位管理終端之間由專用網絡連接，所有數據實時聯通。系統框圖如圖1所示。

WiFi是一種短距離無限傳輸技術，在室內無線組網中應用廣泛。WiFi技術的優勢在于覆蓋范圍廣，通常情況下超過100 m，同時傳輸速度很快，高達54 Mb/s。在彈藥裝備儲存倉庫中，使用WiFi技術，減少了復雜的布線，方便數據傳輸。彈藥集裝化保障管理系統前臺采用VC++來開發，使用Oracle數據庫作為后臺，設計結構上采用客戶端/服務器的C/S結構，模塊化管理，使系統具有良好的人機交互性。

2.1 電子標簽選擇

在數據采集讀寫時，需要通過電子標簽來完成[4]。電子標簽相當于一種隱藏條碼，能夠存儲所要傳遞的信息，一般分為主動式和被動式2種。被動式標簽由于內部沒有電源，存在識別距離短，標簽容量小等缺點，故采用主動式有源標簽，且為可讀寫標簽。

傳統單頻有源標簽由于始終處于工作狀態，對電量控制要求較高，不能適應復雜頻繁的工作情況環境[5]。雙頻有源標簽通過采用兩種不同工作頻率，即其中一個頻率專門用來提供激勵，在一定距離內激活休眠狀態的標簽，提高了實用性，能夠滿足野戰條件下彈藥裝備信息傳輸要求。

2.2 數據讀寫采集

數據讀寫采集通過手持式和固定式2種設備共同配合實現[6]。手持式讀寫器主要用于庫房內的數據讀寫采集，記錄集裝箱或托盤位置，內部彈藥裝備數量品種信息。固定式讀寫器位于營門處，采集記錄出入營區范圍內的彈藥裝備信息。讀寫器采集到的數據信息實時傳輸到單位管理終端數據庫中。彈藥裝備調度運輸車輛上裝有定位系統，通過北斗衛星獲得車輛實時位置信息，類GIS方式管理，實現調度過程可視化全程記錄，確保了彈藥裝備運輸可控。數據讀寫采集主要流程如圖2所示。

2.3 數據表的設計

彈藥集裝化保障管理系統數據庫中主要存放彈藥使用單位信息，集裝箱或托盤信息，彈藥裝備調度信息等。數據必須注重結構化，合理化設計，為提高執行效率，允許存在一定的冗余[7]。重要數據表具體描述如下：

（1）彈藥使用單位信息表，主要用來記錄彈藥使用單位的地理位置，現有彈藥裝備品種數量質量，與彈藥裝備保障管理倉庫之間的路徑等數據；

（2）集裝箱或托盤信息表，主要用來保存集裝箱或托盤所處位置，內部裝載彈藥裝備品種數量質量等信息；

（3）彈藥裝備調度信息表，主要用來保存上級下達的彈藥裝備調運計劃，相關運輸保障車輛等信息。

3 關鍵技術及應用

3.1 數據識別管理

在彈藥裝備調度運輸時，多個不同的集裝箱可能在同一車輛上裝載，為節省空間時，同一集裝箱內也可能含有多種類型的彈藥，這就造成了標簽之間的相互干擾，影響數據識別管理。為解決碰撞問題，采用動態幀時隙ALOHA算法。該算法能夠改變幀時隙的大小，動態產生適應，進而提高標簽識別率。

3.2 數據保密問題

由于采用無線傳輸技術，特別是彈藥裝備調度運輸車輛在行駛過程中，電子標簽相對“開放式”的信號傳輸，隨時隨地可被感知，必須做好數據保密工作。通過在數據采集讀寫時預先加密，標簽內密文存儲信息，且加強授權驗證，使用高強度加密算法，定期更換密鑰，防范敵特分子攻擊和竊密。

3.3 復雜環境考驗

未來戰爭，自然環境條件惡劣，風沙和日曬強烈，還存在極為復雜的電池環境，不同設備間還存在相互干擾問題，設備性能穩定性受到嚴峻考驗。通過采取系統加固和三防技術，對元器件、板級、成品分別進行專門實驗分析，做好篩選老化工作，提高系統可靠性，有效解決嚴酷環境帶來的損害問題。

3.4 標準體系

目前，RFID在軍事領域中的應用缺少專門的相應標準體系，從硬件方面，數據接口，網絡設計、編碼系統等多方面入手，研究制定符合軍隊特色的規范標準與各種協議，加強相關法律法規建設，注重系統綜合集成應用。同時，應該注意與民用標準的兼容性問題，為做好軍民融合一體化保障打下基礎。

4 結 語

以RFID技術為核心的彈藥集裝化管理系統，用數字化信息化手段，實現彈藥管理全過程監控，為科學籌劃彈藥收發、供給、調度提供了有力支撐，對其他裝備器材供應業有一定的借鑒意義，具有很好的推廣前景和應用價值，現已成功應用在某部隊的彈藥精細化管理中。

參考文獻

[1] 趙進，王曙燕，曹小鵬，等.基于RFID的智能槍械管理系統設計與實現[J].現代電子技術，2011，34（5）：33?35.

[2] 楊波.RFID技術在可視化槍支跟蹤管理系統中的應用[D].北京：北京化工大學，2010.

[3] 李珍香，李國，張宇翔.基于ARM的嵌入式RFID中間件設計與實現[J].計算機工程與科學，2011，33（5）：116?120.

[4] 鄭洋.RFID系統標簽天線設計與測量[D].北京：北京郵電大學，2010.

[5] 李廣勇，孟祥志，焦陽，等.CC430F5135的無線低功耗RFID系統設計[J].單片機與嵌入式系統應用，2011（9）：52?55.

[6] 丁曉葉，賀洪江.常見的RFID標簽估算方法及其統計分析[J]. 單片機與嵌入式系統應用，2011（8）：14?17.

[7] 徐海飛，文光俊.基于RFID技術的藥品供應鏈管理研究[J].現代電子技術，2012，35（3）：68?70.