基于物聯網技術的礦井資產管理系統中的設計與實現

韓培強

（陜煤集團神木張家峁礦業有限公司 陜 西 神 木719300）

目前，隨著物聯網技術的迅速發展，RFID技術的日益成熟，物聯網技術與FRID技術相互融合的物聯網被廣泛應用于企業信息化，陜煤集團神木張家峁礦業有限公司為了把公司建設成為全國一流的“五型”煤炭企業，公司開始實施精細化管理戰略，為此，從建礦以來公司開始著手規劃信息化建設。由于物資管理，特別是固定資產在礦井建設以及生產投資中所占的權重很大，屬于資產密集型行業，針對資產密集型行業資產數量大、種類多，網點位置多且較分散、管理流程復雜等特點，依靠傳統的手工錄入、紙質存檔、年底清查資產的方法顯然賬面很難與實務相符，而且工作人員的勞動強度比較大，管理的時候容易出現漏洞，在防盜方面也需要花費大量的投入，這種方法比較繁瑣，效果不見得好轉。因此建立規范高效的實物管理系統，對于公司總體信息化建設，對于提高煤礦設備的可靠性和安全性，提高公司總體的工作效率和生產效益,具有重大的意義。

本方案將物聯網技術、FRID技術、條形碼技術融合應用于公司資產管理系統中，設計了基于物聯網的資產管理系統，以提高資產管理的工作效率，全面實現資產管理中帳帳相符、以防止資產流失。為資產管理提供了較好的解決方案，真正的實現了資產管理的智能化。使得資產管理沿著精細化管理戰略發展。

1 物聯網與FRID技術介紹

1.1 物聯網技術

物聯網是一項新的技術，是一種物與物，物與人的連接，通過射頻識別、紅外感應、激光掃描、通信裝置等信息傳感設備[1-2]，按照約定的協議，將物體與互聯網相連，進行信息的交換與通信，實現對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的網絡。

1.2 FRID技術

射頻識別[3-4]（簡稱FRID）技術是一種利用射頻信號通過交變磁場和電磁場實現非接觸式信息傳遞并通過所傳遞的信息識別目的的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。通過與物聯網技術相結合，能夠實現企業資產的定位跟蹤與信息的共享。FRID正不斷向生產行業的各個方面滲透。FRID在煤炭行業的應用首先是人員定位系統、安全監測系統，然后擴大到資產、物流的各個環節，已顯示其在煤炭行業的廣闊的應用前景。

2 系統需求分析

基于物聯網的資產管理系統基本功能應滿足公司公司資產的流程管理工作，具體包括資產的錄入管理：即采購資產的信息錄入、到貨信息的補充錄入、資產的驗收確認、資產信息數據的寫入、RFID芯片標簽的制作、標簽的粘貼與固定；同時實現資產的變動管理：包括資產的轉移、維修修和報廢管理；資產狀態管理：主要是區域內資產分類、資產名稱和數量等，而且某個大型設備上安裝多個標簽可反應一個資產信息，快速盤點資產；資產信息的查詢匯總；統計分析報表等功能。

要求能夠對資產進行全生命周期管理工作，實時掌握設備使用的全過程，從而實現從設備的采購，運行，報廢整個過程對資產進行科學合理的管理[5-6]。是管理工作做到更加精細，精確。

3 系統的整體架構設計

資產管理系統的整體架構是按照物聯網三層架構的基礎上進行設計的，具體包括感知層，網絡層，和應用層[7-9]，感知層采用RFID讀寫器和RFID標簽組成，標簽用于記錄資產信息，讀寫器用于讀取標簽上的信息，實現物聯網感知層原始數據的自動采集工作。網絡層采用公司的各類可連接的網絡連接讀寫器，在網絡機房架設SQL Server 2005數據庫服務器和應用服務器，將讀寫器采集到的數據傳輸到服務器中來完成資產的全程跟蹤，實現資產的動態信息化管理。應用層是用戶和物聯網的接口，是根據公司資產管理流程處理讀寫器采集到的數據，再將數據顯示在用戶桌面上，實現資產數據信息的查詢、存儲、統計與共享工作。具體架構構成圖如圖1所示。

圖1 資產管理框架構成圖Fig.1 Asset management framework configuration diagram

4 資產管理系統設計方案

本系統包括資產編碼設計、RFID系統設計和資產管理系統設計。

4.1 資產編碼設計

為了有效控制和管理公司的資產，準確區分公司各類型資產存放狀況，將公司資產分為固定資產和其他資產兩大類，為了做好編碼資產的動態管理，本次資產編碼采用RFID植入式芯片無線管理監控，并對編碼資產實行門禁系統管理，將公司資產存放位置劃分為生活區、工業區、井下、風井工業區四大區域。同時，為了規范資產管理，前期由資產管理部門對所管轄資產進行標簽寫入、核對及貼簽。后期對新增的每一項資產均在驗收通過時，寫入資產管理系統并現場制做并貼簽。

4.2 RFID設計

4.2.1 RFID標簽設計

由于煤礦物資存放的場所不同，體積各異，且井下環境條件惡劣，在對公司物資設備情況進行具體分析后，確定使用超高頻860～960 MHz，存放公司物資電子標簽設計時主要考慮以下內容：

1)防水、防油污、防撕

2)RFID芯片的粘貼或懸掛

根據以上要求將RFID標簽樣式設計為室內標簽和室外標簽兩種，室內標簽采用超高頻無源RFID標簽銀行卡大小，封裝pvc 8.5×5，室外標簽采用超高頻無源RFID標簽，封裝pcb，抗金屬，規格 95×35×10，帶外殼，具體根據實際情況分為鋼絲栓掛，帶膠，帶膠且螺絲固定3種類型。具體如圖2所示。

圖2 RFID標簽圖Fig.2 RFID tag

4.2.2 RFID讀寫器設計

RFID讀寫器是系統的核心設備，通常分為固定式和手持式兩種，固定式讀寫器安裝于公司資產存放位置的出入口，用于快速識別資產上綁定的標簽出入，進行方便的對資產的管理，并提供報警功能。手持式讀寫器配合管理人員用于對公司固定資產進行盤點。管理人員拿著手持式讀寫設備在資產所在區域走一圈，該區域的資產將自動讀入手持式讀寫器，再將讀寫器連接在互聯網上將數據導入資產管理系統中，方便的實現固定資產的盤點工作。

4.3 資產管理系統設計

4.3.1 系統業務流程

根據公司資產管理的流程分析，流程圖如圖3所示。

管理人員登錄到資產管理系統，根據流程圖可以看出管理資產的動向和盤點的數據。

圖3 資產管理流程圖Fig.3 Asset management flowchart

4.3.2 業務功能設計

根據公司的實際需求，對公司的業務工作流進行分析，設計系統業務功能圖如圖4所示。

圖4 系統業務功能圖Fig.4 Systems business function chart

資產管理系統的功能包括資產的新增，領用、借用、處置、調撥等功能。

4.3.3 系統開發及運行環境

在項目開發階段，整個系統開發基于B/S的體系結構，數據統一存放在數據服務器上，采用基于微軟的.NET平臺Visual Studio 2010進行編程，數據庫采用SQL Server2005數據庫，在客戶端運行此系統端無需安裝任何軟件，通過瀏覽器就可以訪問，在服務器端配置windows Server 2008+IIS（.net Frame Work 3.5）即可。

5 結束語

張家峁礦業公司基于物聯網資產管理系統對未來煤礦行業大規模的物聯網發展推廣有積極的作用。物聯網技術有望成為煤礦行業工業化和信息化融合的切入點。物聯網技術的不斷發展，使得公司技術創新形態發生著轉變，以用戶為中心，以人為本的創新形態正在不斷的顯現，實際應用下的用戶體驗也是煤礦行業的創新。但物聯網的具體應用涉及到信息的采集，傳輸、處理、控制各個過程，還涉及到研發的各個環節，顯然不是單個人后者單個部門能夠處理的了的事情，需要在政府部門、企業技人員、和消費者的共同努力下，才可能形成一個良性的物聯網發展環境。

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