RFID 技術在計量設備管理中的應用研究

黃錦彬

（廣東省清遠市質(zhì)量計量監(jiān)督檢測所，廣東 清遠 511518）

計量設備的準確性和穩(wěn)定性對計量檢測機構具有十分重要的作用，而且作為法定計量檢定機構，計量設備管理要嚴格按照計量標準考核規(guī)范實施，這也是保證計量檢測工作正常開展的前提，如果計量標準的主要計量特性發(fā)生實質(zhì)變化，重復性和穩(wěn)定性不符合要求，測量的值就會失去標準，就會對整個計量工作帶來負面的影響，從而影響著國民經(jīng)濟秩序的正常運行。因此，如何有效保證對法定計量檢定機構的計量設備進行管理，如計量標準、計量器具等的管理，就顯得十分重要，需要充分利用現(xiàn)代信息技術，提高計量設備的管理效率，采用RFID 技術，能夠有效解決這一問題。

1 RFID 技術概述

RFID（射頻識別技術）技術是采用無線電數(shù)字傳輸技術，來完成對特定物品的識別，其應用的核心似乎是RFID 標簽，主要包括電子標簽、讀寫器、數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)與信息管理系統(tǒng)等幾個部分，當解讀器對RFID 標簽進行有效識別后，解讀器發(fā)出的射頻信號，獲取其中的數(shù)據(jù)信息，通過RFID 標簽中存儲的信息，解讀器對其進行解碼，并將解碼的信息傳送至信息管理系統(tǒng)對其進行處理，從而能夠獲取設備的信息。通過解碼器來讀取RFID 標簽上計量設備具體的內(nèi)容，如存放地點、計量特性，計量設備其他信息的修改與安全校驗等，然后通過RFID 讀寫器將其標簽相對應的計量設備相關信息傳輸設備管理系統(tǒng)，經(jīng)過管理系統(tǒng)的逐層比對處理，使得處理后的計量設備標簽與上層信息管理之間的聯(lián)系，最終實現(xiàn)對計量設備器具的現(xiàn)狀的監(jiān)測與控制。射頻識別技術在計量信息管理中的具體應用架構如圖1 所示，該系統(tǒng)結構比較簡單，能夠快速完成電子標簽內(nèi)的信息獲取。在整個系統(tǒng)中，計量用電子標簽通過射頻技術進行現(xiàn)場采集交互，將標簽信息通過讀寫器解碼后，對計量設備的相關數(shù)據(jù)信息進行處理，然后通過通信網(wǎng)絡或者設備同步將RFID 信息上傳至信息管理系統(tǒng)，通過管理系統(tǒng)與電子標簽的數(shù)據(jù)信息進行比對處理，將復合系統(tǒng)管理要求的數(shù)據(jù)進行處理，并將RFID 的信息狀態(tài)定義與信息識別轉化為已閱讀狀態(tài)，實現(xiàn)信息交互網(wǎng)絡與通信層面的互聯(lián)。

圖1 RFID 技術在計量設備管理系統(tǒng)傳導系統(tǒng)結構圖

在這個系統(tǒng)里，射頻電子標簽充當承上啟下的作用，它內(nèi)部承載著計量設備、資產(chǎn)設備的信息，采用的是非接觸式物品識別技術的數(shù)據(jù)載體，在標簽經(jīng)過RFID 識別區(qū)時，能夠自動讀取計量設備的信息，它具有高效的信息存儲和信號響應機制，能快速獲取計量設備的信息，而可接收讀寫器的電磁場調(diào)制信號并返回響應，從而實現(xiàn)快速的信息交互網(wǎng)絡與通信層面的互聯(lián)。由于RFID 技術在計量設備管理系統(tǒng)上的應用具有一定的創(chuàng)新性，能夠借鑒利用現(xiàn)有的資產(chǎn)管理系統(tǒng)功能，相應地增加構建該系統(tǒng)所需要的儀器設備，在不增加檢定機構經(jīng)濟成本和時間成本的條件下，能夠有效提高計量設備的管理效率，進一步實現(xiàn)計量設備的數(shù)字化、信息化，一體化等集中進行監(jiān)管，同時與計量設備的唯一的電子標簽、具有較高兼容性與可靠性，能在多個場景下應用。

2 RFID 技術在計量設備使用的流程

根據(jù)固定資產(chǎn)的管理要求，需要定期對計量標準等固定資產(chǎn)進行盤點，從而實現(xiàn)實時對掌握計量標準等固定資產(chǎn)的數(shù)量與使用的狀態(tài)的掌控，提前將資產(chǎn)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的計量設備詳細數(shù)據(jù)導出，然后采用RFID 打印機電子標簽、RFID 射頻技術，對電子標簽進行掃描，就可以掌握固定資產(chǎn)的信息。由于RFID電子標簽具有抗干擾能力、穿透能力強，而且數(shù)據(jù)容量也比較大，可以進行動態(tài)操作與處理，識別效率高等優(yōu)勢，在對固定資產(chǎn)的狀態(tài)進行查詢時，只需要打開RFID 對電子標簽進行掃描，解讀器在其掃描范圍內(nèi)，對電子標簽內(nèi)的信息進行讀取，能快速完成非接觸式識別，這種精準性的識別，不需要進行人工核對。然后，將已經(jīng)通過移動智能終端盤點好的盤點設備信息數(shù)據(jù)，上傳到計量設備資產(chǎn)管理系統(tǒng)，由系統(tǒng)進行自動盤點與核對。由于RFID 標簽具有電磁反向散射的特點，而金屬對電磁散射具有干擾的作用，當計量設備的表面為金屬時，需要利用泡沫隔膜進行處理，在RFID 標簽與金屬表面進行隔離，降低金屬對RFID標簽電磁反射的干擾。采用RFID 技術，大大提高資產(chǎn)盤點的速度與效率，在對RFID 標簽掃描之后，就可以顯示設備的名稱、型號、存儲位置、使用信息與管理部門，它采用的芯片對計量設備的信息進行存儲，數(shù)據(jù)存儲的容量比較大，還可以根據(jù)用戶的需求，快速對容量進行擴充10K 以上，遠遠高于二維碼條形2725 個數(shù)字的容量，從而能滿足大容量計量設備、資產(chǎn)盤點的需求。而且利用RFID 標簽可動態(tài)對計量設備、資產(chǎn)盤點信息進行處理，當粘貼有RFID 標簽的實體設備經(jīng)過RFID 設備的解讀器時，工作人員就可以利用程序對RFID 內(nèi)的標簽信息進行修改，可以對設備儀器的管理進行升級、維護、修改、配件信息的更換等實時操作，方便管理者在不更換標簽的情況下，完成計量設備、資產(chǎn)登記信息的管理，也便于設備管理者了解設備的使用狀態(tài)，大大減少了資產(chǎn)設備的浪費，也有利于對整個資產(chǎn)設備的生命周期、狀態(tài)等進行實時監(jiān)控與跟蹤。

3 RFID 技術在計量設備資產(chǎn)管理中的具體應用分析

在計量設備與資產(chǎn)統(tǒng)計管理的過程中，一般都是采用計量設備出入庫時進行統(tǒng)計與處理，如果面臨著較多的設備進出庫時，就會增加計量工作相關人員的工作量，降低工作效率，也會增加計量技術人員的時間，采用RFID 技術后，不需要一一核對相應的計量標準和計量儀器，只需采用RFID 多點技術讀取相關信息，同時實現(xiàn)對多種計量標準和計量儀器設備進行相應處理，提高計量設備管理的自動化程度。

3.1 ID 信息的初始化處理

在使用RFID 標簽之前，要對計量標準設備、資產(chǎn)設備等信息進行統(tǒng)一的編碼，并將其存儲在標簽上，即標簽的初始化信息。在系統(tǒng)力中錄入相關計量標準等相關資產(chǎn)的內(nèi)容及信息，將每個電子標簽的基本屬性與設備信息綁定在一起，保證每個電子標簽都具有相對應的ID 信息以及計量標準及儀器的編號、型號、狀態(tài)等信息，這樣不僅保證了每一臺計量標準設備及儀器ID 信息的唯一性，而不需要對其他數(shù)據(jù)信息進行隨意更改。對計量標準設備ID 信息的初始化，必須保證計量標準設備相關信息的安全與唯一性，確保計量標準設備的信息數(shù)據(jù)的安全傳輸存儲在電子標簽上，就必須要采取相關的加密措施來保證信息的安全，例如，將加密的計量標準設備、資產(chǎn)設備信息數(shù)據(jù)錄入到RFID 電子標簽的相關信息，確保設備信息的唯一性。操作過程中同時還要做好加密防護，避免受到其他因素的影響遭到惡意篡改與破壞，特別在信息寫入電子標簽的過程中。在對電子標簽的ID 經(jīng)過初始化處理之后，就需要認真按照計量標準設備、資產(chǎn)管理的要求進行粘貼電子標簽。

3.2 RFID 電子標簽粘貼

在計量資產(chǎn)管理工作中，要提高RFID 技術的應用效率，也要特別注意RFID 電子標簽的粘貼工作，只有按照粘貼標準進行粘貼，才能保證RFID 掃描槍在掃描電子標簽時，準確無誤地取得計量設備的相關信息。鑒于在進行標簽識別過程中，識別射線往往會受到其他金屬物件、電磁波等因素的影響，要想取得最佳的識別效果，必須將射線垂直于標簽，只有這樣才有很高的分辨率來識別，這就需要根據(jù)設備的形態(tài)要求，選擇合適的位置粘貼電子標簽。所以，電子標簽粘貼必須嚴格按照粘貼標準進行粘貼，確保粘貼在識別射線垂直的部分，而且根據(jù)RFID 掃描技術的要求，要盡量避免接近金屬物件，減少電磁波、外部信號的干擾，才能保證計量設備、資產(chǎn)設備的信息傳輸?shù)陌踩浴⒎€(wěn)定性和精準性，也能提高計量管理工作人員的工作效率。此外，在對電子標簽進行粘貼時，還要檢查電子標簽是否受到磨損或者電子標簽的條碼是否完全覆蓋在設備上，確保電子標簽的有效性和完整性，使得掃描槍能快速地獲取電子標簽的內(nèi)部信息。

3.3 RFID 電子標簽信息的批量識別

計量設備、資產(chǎn)管理的信息數(shù)據(jù)是豐富多樣的，在具體掃描處理的過程中，需要通過現(xiàn)場交互數(shù)據(jù)處理，通過本地網(wǎng)絡或者設備交互來完成電子標簽數(shù)據(jù)的處理與傳遞，并通過定位系統(tǒng)或者讀寫終端，RFID電子標簽的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⒐芾硐到y(tǒng)中進行識別與判斷。而資產(chǎn)管理設備的種類比較多，傳輸數(shù)據(jù)的類型也是多種多樣的，只有將所有的設備信息輸入到管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，RFID 射頻技術才能對大量的設備條碼進行識別，才可以獲取電子標簽聶的信息，進而能有效提升計量設備信息管理工作的效率，在采用無線設備進行掃描時，需要盡可能設置多一些接收天線，以提高無線信號的接收和效率，組成一個相對穩(wěn)定的接收信號的區(qū)域，以便于信息管理系統(tǒng)能夠同時接收大量的移動終端發(fā)來的計量設計、資產(chǎn)管理設備的數(shù)據(jù)信息，在移動終端與管理系統(tǒng)的傳輸接口之間還需具備批量數(shù)據(jù)的實時傳輸與處理能力，而這樣才能提高RFID 的數(shù)據(jù)處理效率與工作效率。此外，將計算機和識別器進行有效連接，還需要結合RFID具體工作的要求，進行點對點的數(shù)據(jù)處理，以實現(xiàn)對計量設備、資產(chǎn)管理的信息數(shù)據(jù)采集。因此，在采用RFID 數(shù)據(jù)處理的過程中，應該在識別部分安置相關的屏蔽器，以減少金屬器件對RFID 射頻信號的干擾，這樣才能保證資產(chǎn)設備數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性、準確性與及時性。

3.4 RFID 數(shù)據(jù)處理的流程

3.4.1 RFID 電子標簽的信息獲取

移動終端的讀寫器通過對RFID 的電子標簽數(shù)據(jù)進行獲取，根據(jù)信息交互應用程序，將設備與信息管理系統(tǒng)的臺賬信息進行比對，驗證計量設備信息是否存在錯誤。

3.4.2 電子標簽數(shù)據(jù)的處理

RFID 信息閱讀器發(fā)送指令信號，對計量設備的數(shù)據(jù)進行處理，經(jīng)過射頻編碼加載在載波信號上，信息管理系統(tǒng)通過外接系統(tǒng)、天線接收數(shù)據(jù)信息。

3.4.3 電子標簽數(shù)據(jù)的讀取

移動終端在對電子標簽掃描時，經(jīng)過信號區(qū)域的射頻電流掃描時，從而激活電子標簽內(nèi)部芯片存儲的數(shù)據(jù)，讀寫器開始讀取數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行處理。

3.4.4 電子標簽的數(shù)據(jù)發(fā)送

在經(jīng)過掃描后，讀寫器讀取存儲芯片內(nèi)的數(shù)據(jù)，在經(jīng)過加密處理后，將計量設備的數(shù)據(jù)信息上傳至載波信號上，然后通過射頻天線發(fā)送該信號，并將其傳輸至管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。

3.4.5 數(shù)據(jù)解密

電子標簽的數(shù)據(jù)信息在移動終端設備接收天線發(fā)出后，通過信息閱讀器對該信號進行解密處理，信息管理系統(tǒng)獲取計量設備的數(shù)據(jù)信息，同時該信息便于后期的數(shù)據(jù)處理。

3.4.6 計量設備、資產(chǎn)管理的數(shù)據(jù)處理方式

在RFID 數(shù)據(jù)信息交互應用程序獲取臺賬信息編碼，在經(jīng)過加密、解碼處理之后，對信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行一一比對分析，最終實現(xiàn)臺賬信息數(shù)據(jù)的讀取和處理，以達到對資產(chǎn)管理數(shù)據(jù)的信息處理。

4 結束語

總之，在計量設備、資產(chǎn)管理中，采用信息技術與RFID 技術的結合，對提高資產(chǎn)設備的管理效率具有十分重要的作用，隨著RFID 技術的不斷發(fā)展和完善，在國民經(jīng)濟的各個領域的中作用顯得越來越重要，特別是在資產(chǎn)管理系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。將 RFID技術有效應用到計量設備資產(chǎn)管理工作中去，在提高法定計量檢定機構管理效率的同時，也推動了法定計量檢定機構向信息化、數(shù)字化、一體化、集中化的管理模式轉變，而且RFID 技術還采用數(shù)字加密技術，可以有效降低了電磁信號的干擾，也在很大程度上提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性、安全性與精確性，為促進法定計量檢定機構的長期穩(wěn)定發(fā)展添磚加瓦。