淺析RFID技術在實驗室設備管理中的應用

◆朱萍

作者：朱萍，上海中醫藥大學設備處實驗室管理科助理工程師，從事實驗室管理工作（201203）。

1 引言

伴隨我國教育事業的快速發展，國家和地方政府不斷擴大對高校建設的投入。為了滿足教學與科研的需要，加大投入實驗室建設，實驗室儀器設備日益增多，如此規模的實驗室設備，也增加了實驗室資產管理的運作負荷，而以往傳統的管理方法逐漸不能適應目前的情況。隨著RFID技術更加成熟，價格更為實惠，利用RFID技術作為儀器設備基礎數據采集的最新技術手段[1]已成為可能，不但能夠減輕管理人員負擔，而且能提高實驗室信息化管理水平和效率。

2 實驗室設備管理存在的問題

資產管理困難，資產盤查不清 長期以來，實驗室大多還是采用傳統手工管理儀器設備的方式，基本上通過手工書寫入庫、發貨單等信息卡片，手寫編碼在紙質標簽上或者采用機打條形碼標簽，在資產清查時均需要一一對應核實或掃描，效率低下且容易出錯，難以對實驗室的設備資產做到賬物核實，存在學校固有資產流失現象。

實驗室之間缺乏交流，實驗設備無法共享 目前，許多高校中相關實驗室之間缺少可以供實驗設備的引進、管理、維護、運作創新等方面進行交流的平臺，各高校間更是缺少這樣的信息共享平臺，導致實驗設備重復購置、空閑[2]現象嚴重，無法做到利用率最大化。

管理方式過時，統計分析數據困難 傳統的管理方式不便將設備信息上傳互聯網進行信息共享和動態管理，無法及時有效讀取、統計、分析實驗室儀器設備的相關數據及分析結果，完成各級教育管理部門的數據上報工作困難。顯然這種傳統紙質記錄的管理方式已經不能滿足現代實驗室的要求。

3 關于RFID技術的簡介

RFID的基本信息 RFID（Radio Frequency Identification的縮寫），俗稱電子標簽，是一種通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據[3]的射頻識別技術。常有低頻（125～134.2 K）、高頻（13.56 MHz）、超高頻（902～928 MHz）、無源等技術。

一套完整的RFID系統主要包括硬件和管理信息系統軟件兩部分。其中，硬件主要由標簽（Tag）、閱讀器（Reader）以及天線（Antenna）[4]三部分組成。RFID標簽進入磁場后，接收閱讀器發出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息，標簽內芯片中的有關電路對此信號進行調制、解碼、解密，然后對命令請求、密碼、權限等進行判斷，根據判斷結果進行相應處理；判斷其對應的密碼和權限不符，則返回出錯信息[5]。閱讀器讀取信息并解碼后，送至中央管理信息系統服務器進行有關數據的處理。

RFID的功能及特點 RFID電子標簽與傳統的條形碼相比，RFID電子標簽隱蔽性好、耐磨損壽命長，可工作在各種惡劣環境，當標簽表面受到污染、破損，不影響系統對它的識別，標簽使用8～10年之久；具有非接觸性，無需讀卡器與標簽一一對應，識別距離遠，對已設定區域范圍內的所有標簽對象可實現全部信息讀取，有讀取方便快捷、識別速度快、數據容量大和標簽數據可動態更改的特點。

此外，RFID系統具有資產定位功能，通過查詢系統可以明確得知資產的狀態、當前位置、移動軌跡等各類信息。與門禁系統、安防系統配合，可以實現抓拍非法資產遷移、防盜報警的功能。

表1所示為傳統條形碼和RFID電子標簽的區別。

表1 傳統條形碼和RFID電子標簽的區別

4 實驗室設備管理流程及系統架構

實驗設備管理主要包括屬于固定資產的儀器設備和低值儀器的設備申購、使用到報廢的整個管理過程，主要包括入庫登記、定位、變動調撥、盤點查詢以及維修[6]報廢等功能。

新購置的儀器設備到貨后，管理人員需要將基礎信息錄入管理系統中，包括儀器設備的型號、單價、購置日期、設備編號、使用地點、生產廠家等各類信息，通過標簽打印機將打印出帶有設備編號的標簽紙，將此標簽與帶有芯片的電子標簽黏貼到一起形成一張完整的設備標簽。此標簽通過桌面讀寫終端讀取并存儲管理信息系統中的信息，最后將這樣一張被存儲過信息的電子標簽黏貼在每一臺儀器設備上。利用手持盤點終端對設備上的標簽進行第一次自動數據采集，將采集到的信息傳送至管理系統，經過后臺應用軟件的職能決策，快速實現對資產的管理（圖1）。

圖1 設備管理模塊結構圖

當設備資產因調撥、維修、報廢等管理信息發生變化時，管理部門只需要通過管理信息系統對固定閱讀器發出指令，由固定閱讀器對標簽芯片中的信息改寫，遠程即可完成儀器電子標簽的更新，簡便又高效地實現對儀器設備的跟蹤管理[7]，時刻保證賬物相符。

為避免手持盤點終端上的數據變動過大，導致整個數據庫中的數據混亂，管理信息系統服務器上的數據單向同步更新至手持盤點終端上，管理部門通過手持盤點終端進入某一實驗室，可快速、批量盤點資產，輕松核實該實驗室內的儀器設備是否與手持終端上的信息相符，若有不符則終端會自動報警顯示異常，對重要資產的位置、移動狀況、實時狀態等信息進行實時和定時監控與統計分析，顯著提高管理者資產清查的效率和精度，大大降低管理者的勞動強度。圖2為系統功能模塊圖。

圖2 軟件系統的功能模塊圖

管理信息系統軟件與電子標簽、閱讀器等硬件組成一套完整的RFID系統，可以有效實現信息化資產管理。同時管理信息系統有良好的擴展性，提供開放性接口，方便與其他網絡應用系統互通，與教育部資產管理系統對接則可以快速將RFID系統內的數據導入，高效完成數據上報工作。RFID系統不僅可以實現實驗室設備的資產管理功能，也可通過RFID技術實現人員考勤管理功能[8]、信息管理功能以及儀器共享管理功能、環境監測功能，建立完整的實驗室信息管理平臺，而融入RFID技術的實驗室設備管理是最基礎也是最必需的一項工程。

5 結語

RFID系統是一項智能化的系統，它的引進，大幅度提升了實驗室設備信息化管理水平，同時減輕了實驗室管理人員日常重復的人工勞動，將有更充裕的時間和精力去研究不同類型的服務對象的需求，根據需求，提高更高層次的服務。然而RFID系統對于這類可移動資產（如筆記本電腦、移動硬盤等）的定位以及變動報警等功能無法設定，仍需管理部門加強管理。

此外，實驗室設備管理的信息化對實驗室管理隊伍的綜合素質提出更高的要求，實驗室設備管理人員要加強學習，了解主流的網絡技術的發展方向，不斷滿足高校實驗室管理信息化的發展需要?！?/p>

[1]湯志軍.融合RFID技術的高校實驗室設備管理系統應用研究[J].軟件,2012,33(9):63-64.

[2]張藝萌.基于RFID的高校實驗室管理技術[J].陜西廣播電視大學學報,2013,15(2):61-63.

[3]王瑾.基于物聯網的實驗室管理技術[J].電腦知識與技術,2010(21):5741-5742.

[4]游戰清,李蘇劍.無線射頻識別技術（RFID）理論與應用[M].北京:北京電子工業出版社,2004.

[5]米紅波.RFID技術在某高校開放實驗室管理中的應用淺析[J].中國科技信息,2012(2):66.

[6]劉兵,王強.基于RFID技術的實驗室智能管理系統設計研究[J].黑龍江科技信息,2010(29):111.

[7]王聲革,郭建宏.RFID技術在高校實驗設備資產管理中的應用[J].實驗技術與管理,2013,30(1):219-221.

[8]鄭志武,丁霞軍,趙迪虹,等.基于物聯網的高校實驗室管理平臺設計與實現[J].物聯網技術,2014(1):73-74.