基于RFID技術(shù)的信息采集模式研究

王輝 楊樂

摘要：隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展和廣泛應用，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成為各個領(lǐng)域主要使用的信息化技術(shù)，尤其是RFID技術(shù)，給信息采集、設(shè)備管理等方面帶來極大益處。基于此，為更好應用RFID技術(shù)，充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，該文對RFID技術(shù)進行調(diào)查，重點研究以RFID技術(shù)為基礎(chǔ)的信息采集模式，探索其設(shè)計構(gòu)建路徑，以期為相關(guān)工作提供參考性建議。

關(guān)鍵詞：信息采集模式 ?RFID技術(shù) ?標簽 ?閱讀器

中圖分類號：TP399文獻標識碼：A ? 文章編號：1672-3791（2021）12（a）-0000-00

Research on Information Collection Mode Based on RFID Technology

WANG Hui YANG Le

（Henan Zhongyan Gold Leaf Production and Manufacturing Center， Zhengzhou， Henan Province， 451150China）

Abstract： With the rapid development and wide application of information technology， Internet of things technology has become the main information technology used in various fields， especially RFID technology， which brings great benefits to information collection， equipment management and so on. Based on this， in order to better apply RFID technology and give full play to its technical advantages， this paper investigates RFID technology， focuses on the information collection mode based on RFID technology， and explores its design and construction path， in order to provide reference suggestions for relevant work.

Key Words： Information collection mode; RFID technology; Label; Reader

在當前大數(shù)據(jù)時代背景下，信息數(shù)據(jù)價值不斷被開發(fā)、挖掘，這給信息采集工作提出了更高要求。RFID技術(shù)目前應用特別廣泛，比如生產(chǎn)線自動化、物料管理以及門禁管制等，這些都要求其識別并分析所采集的信息，因此，以該技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)建信息采集模式是可行的。為更好生產(chǎn)發(fā)展，研究該信息采集模式是十分必要的。

1RFID技術(shù)相關(guān)概述

所謂RFID技術(shù)，主要是指射頻識別技術(shù)，技術(shù)原理是利用標簽和閱讀器進行非接觸式的數(shù)據(jù)通信，從而對目標信息進行精準識別。作為一種自動識別技術(shù)，目前主要使用無線射頻的方式讀寫射頻卡和電子標簽這類媒體，依托于非接觸雙向數(shù)據(jù)通信的方式實現(xiàn)目標識別與數(shù)據(jù)交換的目的[1]。

2研究以RFID技術(shù)為基礎(chǔ)的信息采集模式設(shè)計構(gòu)建

2.1以RFID技術(shù)為基礎(chǔ)信息采集方案

作為一種底層硬件基礎(chǔ)，在使用該技術(shù)設(shè)計構(gòu)建信息采集模式時，應根據(jù)多閱讀器單工作站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和多閱讀器多工作站遠程網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行不同采集方案的設(shè)計，從而滿足多種情況下的信息采集需求。

針對多閱讀器單工作站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，應結(jié)合信息采集工作的實際應用。就RFID技術(shù)應用發(fā)展現(xiàn)狀來看，在社會不斷發(fā)展的背景下，識別點的數(shù)量不斷增加，而處理這些識別點的計算機往往只有一臺，在該情況下，為保證信息數(shù)據(jù)采集的準確性和全面性，需要安裝多臺閱讀器，保證閱讀器與識別點的一一對應，進而打造出多閱讀器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)進行閱讀器信號數(shù)據(jù)的采集、傳輸，使后臺計算機接收到完整信息并對其進行處理。但是，在該信息采集與處理路徑下，計算機處理系統(tǒng)需要開展一系列處理要求與工作，比如：按照具體指令對閱讀器的信息進行截取，或者對不同閱讀器所采集的信息進行準確區(qū)分等。因此，多閱讀器單工作站信息處理系統(tǒng)主要由多個閱讀器、多種協(xié)議、中間件、外部網(wǎng)絡(luò)和PC端構(gòu)成，其中，中間件是前端硬件模塊，負責從標簽對閱讀器的資料搜集，整個流程為自動化過程，而后端數(shù)據(jù)庫和計算機應用軟件則負責程序管理、時間管理、信息資料過濾與匯集、網(wǎng)絡(luò)管理以及信息安全管理等服務(wù)，比如ERP系統(tǒng)、WMS系統(tǒng)等。通過落實多閱讀器單工作站信息處理系統(tǒng)這一信息采集結(jié)構(gòu)與方案，能夠?qū)崿F(xiàn)對閱讀器所采集信息的集成，且不受閱讀器品牌差異的影響，通過對信息數(shù)據(jù)進行初級處理，將處理后的信息傳輸給PC終端。在落實該信息采集方案時，可以直接使用專用硬件作為中間件，也可以使用多串口卡等通用的多端口并接器和軟用軟件進行處理。其中，最好使用專用的中間件作為信息處理軟件內(nèi)置時，這是因為該中間件不會涉及復雜的設(shè)計目的，所以能夠以較快的速度對采集的信息數(shù)據(jù)進行處理，無論是設(shè)備安裝還是后期調(diào)試使用，都更為簡便[2]。在實際使用中間件時，可以根據(jù)實際使用需求進行多個閱讀器的設(shè)置，比如4個、8個甚至是32個，最后，將后臺PC端或者網(wǎng)絡(luò)以TCP/IP協(xié)議的方式與中間件進行通信連接，實現(xiàn)信息采集信息數(shù)據(jù)的妥善傳輸。

針對多閱讀器多工作站遠程網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由PC端、集線器、服務(wù)器、外部網(wǎng)絡(luò)、中間件以及閱讀器構(gòu)成。通過一臺遠程服務(wù)器以及多臺客戶機終端和閱讀器的結(jié)構(gòu)，可以讓每臺計算機實現(xiàn)對多閱讀器多工作站系統(tǒng)的控制。

2.2以FRID技術(shù)為基礎(chǔ)的信息系統(tǒng)集成

通過使用RFID技術(shù)開展信息采集模式的構(gòu)建，可以實現(xiàn)各項信息和業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的無縫集成，比如：若是將以RFID技術(shù)為基礎(chǔ)的信息采集模式應用于供應鏈中，就可以實現(xiàn)信息流與物流的無縫集成，并通過互聯(lián)網(wǎng)數(shù)平臺準確且完整地實現(xiàn)供應鏈信息的共享。在集成該信息系統(tǒng)時，具體步驟如下。

第一，在標簽上進行唯一代碼的寫入，代碼包含目標對象的各項信息，以設(shè)備為例，那么標簽信息包括產(chǎn)品規(guī)格、生產(chǎn)日期、使用年限、各項參數(shù)等，進而通過對其進行無接觸掃描，能夠直接獲得所需信息。第二，使用閱讀器對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行掃描，即多閱讀器多工作站系統(tǒng)以及多閱讀器單工作站系統(tǒng)，每個閱讀器所采集的信息都是該物品在互聯(lián)網(wǎng)上所擁有的唯一信息區(qū)域，類似于網(wǎng)址或者域名。第三，將EPC看作一個指針，提供“ONS”服務(wù)，即提供某類對象相關(guān)的唯一信息區(qū)域。第四，使用物理標識語言對目標對象的相關(guān)信息進行描述，即“PML”。第五，由于EPC代碼，尤其是96位的EPC代碼可以為所有物品進行唯一信息的存儲，所以在面對客戶時，可以通過互聯(lián)網(wǎng)得到此類信息，從而落實萬物互聯(lián)[3]。

2.3基于RFID技術(shù)的信息采集系統(tǒng)模式總體設(shè)計

2.3.1系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計

為更好滿足信息數(shù)據(jù)采集、處理以及共享應用需要，在構(gòu)建該系統(tǒng)模式時，應以RFID技術(shù)為基礎(chǔ)，獲取動態(tài)信息，并根據(jù)各個環(huán)節(jié)與階段生成各類BOM，以此為相關(guān)工作提供信息支持。同時，落實信息收集與存儲的數(shù)據(jù)平臺，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對多余信息進行分級過濾，逐漸打造多部門的協(xié)同運作與發(fā)展模式，最后，將ERP系統(tǒng)與已有系統(tǒng)進行對接，比如管理系統(tǒng)等，增強信息采集模式的擴展性。在該模式運作需求下，系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)的設(shè)計主要分為四部分，分別為電子標簽、信息數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫以及信息數(shù)據(jù)應用。對于電子標簽層，主要是系統(tǒng)的基礎(chǔ)層，基本信息編碼是主要內(nèi)容，在實際系統(tǒng)模式運作過程下，電子標簽就是在該層次形成，并嵌入到目標對象上，在之后生產(chǎn)管理過程中被RFID閱讀器讀取。而數(shù)據(jù)采集層則是通過科學部署RFID設(shè)備，進而采集各項信息，以PC構(gòu)件廠為例，那么主要采集的信息有工作人員狀態(tài)、相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的運行狀態(tài)、生產(chǎn)物料使用情況、構(gòu)件生產(chǎn)進度以及質(zhì)量等，并以實時的狀態(tài)向系統(tǒng)傳輸動態(tài)信息數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫層則是所采集的信息數(shù)據(jù)的集聚處，主要用于信息數(shù)據(jù)的存儲與傳輸，面向的傳輸對象為應用層，為后續(xù)數(shù)據(jù)應用奠定良好基礎(chǔ)。應用層結(jié)構(gòu)為B/S，通過將采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與實際應用進行有機結(jié)合，能夠很好滿足相關(guān)部門和業(yè)務(wù)的信息應用需求[4-5]。

2.3.2設(shè)計系統(tǒng)模式功能模塊

以RFID技術(shù)為基礎(chǔ)的信息采集，可以按照系統(tǒng)模式的使用需求進行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)管理、信息查詢以及系統(tǒng)管理四個功能模塊的劃分。其中，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理功能模塊主要負責信息的分類與存儲，而生產(chǎn)管理則是整個系統(tǒng)模式的核心，主要開展目標對象的管理，比如設(shè)備信息的采集、生成與應用等，信息查詢主要提供輔助功能，一般應用于信息檢索中，系統(tǒng)管理包括該系統(tǒng)模式的用戶管理、數(shù)據(jù)備份與恢復以及系統(tǒng)平臺日志等。其中，在對生產(chǎn)管理模塊進行設(shè)計時，由于其決定著信息數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，且設(shè)計多個應用部門，需要進行基礎(chǔ)信息的管理，包括目標對象（設(shè)備、構(gòu)件等）、相關(guān)人員等信息，并將信息細化，保證標簽信息的完整性與精準性。此外，若是涉及具體生產(chǎn)信息，還需要進行生產(chǎn)計算管理、生產(chǎn)執(zhí)行管理、生產(chǎn)物料管理以及BOM數(shù)據(jù)管理等內(nèi)容，明確各類信息數(shù)據(jù)生成的過程圖，進一步優(yōu)化信息采集質(zhì)量。另外，在對信息查詢功能模塊進行設(shè)計時，信息采集的主要目的就是信息數(shù)據(jù)應用，而為了提高信息利用率，為相關(guān)工作人員的使用提供方便，還需要進行信息查詢功能模塊的設(shè)計。具體信息包括計算信息的進度查詢、庫存查詢、目標對象出入信息查詢等[6]。

2.3.3RFID技術(shù)模塊與采集結(jié)構(gòu)設(shè)計

在對RFID技術(shù)下的信息采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，主要部件包括無線信息采集終端、管理和現(xiàn)場客戶端、無線控制器、服務(wù)器等，手持式信息采集終端、射頻卡和固定式信息采集終端構(gòu)成無線信息采集終端。在整個結(jié)構(gòu)中，服務(wù)器為主要終端，之后是管理客戶端和核心交換機，之后根據(jù)具體信息采集需求進行無線控制器的布設(shè)，最終通過固定式和手持式無線終端進行信息數(shù)據(jù)的采集與應用。

在該模式中，RFID技術(shù)模塊包括無線信息采集終端和射頻卡，前者包括固定式信息采集終端和手持式信息采集終端，涵蓋輸入、顯示、控制單元以及信息數(shù)據(jù)存儲器，兩種信息采集終端采用的供電方式存在差異，手持式則以鋰電池為基礎(chǔ)，而固定式則是9V直流電。其中，輸入單元主要是指射頻卡檢測器和控制指令的輸入，進而實現(xiàn)對各項信息數(shù)據(jù)的有效采集、監(jiān)控與統(tǒng)計，而控制指令主要應用于外部控制指令的輸入，在獲取信息后，射頻卡檢測器對射頻卡相關(guān)信息進行讀取，通過將控制單元與輸入單元相連接，能夠?qū)嵭兄噶钆c信息數(shù)據(jù)向控制單元的發(fā)送。另外，為給后續(xù)信息應用提供科學有效支持，生產(chǎn)作業(yè)任務(wù)管理軟件安裝于控制單元內(nèi)部，該軟件包括開工和完工處理模塊，通過對相關(guān)信息和指令的接受，能夠靈活地調(diào)動處理模塊，從而實現(xiàn)對任何設(shè)備與業(yè)務(wù)信息的監(jiān)控，并實時存儲于存儲器，及時更新信息內(nèi)容。最后，設(shè)計信息追溯系統(tǒng)流程。為最大化挖掘信息數(shù)據(jù)的價值，為相關(guān)工作提供參考性建議，提高信息數(shù)據(jù)的利用率，還需要將采集到的信息進行合理解析，將其對應給作業(yè)任務(wù)，比如生產(chǎn)零件，則解析為一一對應的零件卡信息，并將生產(chǎn)的信息更新至空白零件卡，在對應關(guān)系下，信息的應用以及生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程也有序排列。

3結(jié)語

綜上所述，RFID技術(shù)作為當前時代下重要的標簽識別技術(shù)，廣泛應用于生產(chǎn)業(yè)務(wù)等領(lǐng)域。因此，應深入研究該技術(shù)，并以此為基礎(chǔ)進行信息采集模式的設(shè)計與構(gòu)建，獲取動態(tài)信息數(shù)據(jù)，增強信息追溯性，獲取信息價值，以此為相關(guān)工作提供信息基礎(chǔ)。

參考文獻

[1]張峰.基于RFID的航標器材信息化管理系統(tǒng)研發(fā)[D].廈門：集美大學，2021.

[2]王淑嬙，高偉康，王彬，等.基于RFID技術(shù)的PC構(gòu)件廠數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計[J].湖北工業(yè)大學學報，2021，36（2）：70-75.

[3]鄧傳加，劉華軍，呂占位.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在裝備質(zhì)量管理信息采集中的應用[J].科技創(chuàng)新與應用，2018（2）：141-142.

[4]王尊，王玉國，唐佳，等.基于射頻技術(shù)的模具車間信息采集系統(tǒng)設(shè)計[J].科技與創(chuàng)新，2020（4）：64-65，67.

[5]賀凱旋，羅朝暉，董鵬.基于RFID技術(shù)的XX部隊倉庫管理信息系統(tǒng)改造項目研究[J].項目管理技術(shù)，2018，16（7）：90-94.

[6]孟妮.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的車輛信息采集系統(tǒng)構(gòu)建[J].小型內(nèi)燃機與車輛技術(shù)，2018，47（3）：46-50.