融合RFID和人臉識(shí)別技術(shù)的智能工器具管理系統(tǒng)研究

梁嘉文 周龍 李婷婷 王少華 屈志原 王英仁 馬文紋

摘要：現(xiàn)階段，工器具管理模式仍然以人力為主，計(jì)算機(jī)資料為輔，在初入倉(cāng)過程中，工器具全部需要由倉(cāng)管人員逐件進(jìn)行記錄，這一方式需要管理人員核查臺(tái)賬、安排實(shí)驗(yàn)日期，制定工具更新計(jì)劃等工作。基于此，本文將主要針對(duì)如何在智能工器具管理系統(tǒng)當(dāng)中有效融合RFID與人臉識(shí)別技術(shù)展開相關(guān)探討研究。

關(guān)鍵詞：RFID;人臉識(shí)別;工器具管理

引言：工器具管理方法一體機(jī)主要包括RFID信息識(shí)別控制模塊、人臉識(shí)別模塊和一體機(jī)柜，其中RFID信息識(shí)別控制模塊適用于快速準(zhǔn)確地完成電力工程生產(chǎn)制造工具的自動(dòng)識(shí)別;人臉識(shí)別控制模塊根據(jù)超清人臉機(jī)終端設(shè)備識(shí)別人員信息;后臺(tái)管理軟件是關(guān)鍵完成記錄查看、數(shù)據(jù)分析、逾期預(yù)警信息、態(tài)勢(shì)評(píng)估等功能。使用文章中提到的電力工程工具設(shè)備智能管理系統(tǒng)，可以顯著提高工具的管理效率和設(shè)備，改進(jìn)過程管理，從而提高工作能力，提高安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。

1人臉識(shí)別技術(shù)

人臉識(shí)別的技術(shù)性必須基于人臉的特征，才能進(jìn)行真實(shí)的身份識(shí)別，這個(gè)技術(shù)性也是現(xiàn)階段比較優(yōu)秀的生物識(shí)別技術(shù)之一，分析人臉圖像或視頻流以搜索不同的人臉和不同人臉的特征，未來(lái)將融合生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本原理構(gòu)建人臉模板，對(duì)已知人臉進(jìn)行深度比較，從而建立不同人臉?biāo)[含的不同真實(shí)身份。從科學(xué)合理的角度來(lái)看，人臉是獨(dú)一無(wú)二的，無(wú)法復(fù)制。因此，與傳統(tǒng)的工作方式相比，人臉識(shí)別的技術(shù)性更加安全可靠。人臉識(shí)別技術(shù)只能依靠電子信息技術(shù)應(yīng)用，以自動(dòng)化技術(shù)控制為目的，完成監(jiān)督管理手段的整合。人臉識(shí)別的技術(shù)優(yōu)勢(shì)集中在以下幾個(gè)方面：①非接觸式，同時(shí)非接觸式也是人臉識(shí)別技術(shù)融合發(fā)展趨勢(shì)的關(guān)鍵因素之一。無(wú)需與監(jiān)控設(shè)備零距離接觸，即可識(shí)別受檢人員，確保環(huán)境衛(wèi)生。②非強(qiáng)制性和技術(shù)性人臉識(shí)別識(shí)別出的人臉圖像信息，可按正面方法獲取，主觀性強(qiáng)。③高并發(fā)顯著。在一些大型活動(dòng)和場(chǎng)地中，可以同時(shí)識(shí)別和區(qū)分不同的人臉，提高了工作效率。

2 系統(tǒng)主要組成及原理

2.1工器具管理一體機(jī)設(shè)計(jì)

一體機(jī)由RFID信息識(shí)別控制模塊、人臉識(shí)別模塊和一體機(jī)機(jī)箱組成。 RFID信息識(shí)別控制模塊：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)微波射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）是一種非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心技術(shù)，近年來(lái)受到廣泛關(guān)注。其技術(shù)基本原理是利用微波射頻無(wú)線電波的室內(nèi)空間耦合，完成閱讀軟件與帶有rfid標(biāo)簽的整體目標(biāo)物體之間的非接觸式信息傳輸，進(jìn)而完成對(duì)物體的識(shí)別、檢測(cè)和跟蹤目的。RFID控制模塊 它通常由rfid 標(biāo)簽、讀取軟件和軟件系統(tǒng)組成。 RFID rfid標(biāo)簽具有讀寫能力，按輸出功率可分為低頻、高頻和超高頻三類。系統(tǒng)選用高頻rfid標(biāo)簽，采用雙識(shí)別碼（即“編號(hào)名稱”）的信息文件格式，賦予工具儀器唯一標(biāo)識(shí)。標(biāo)記的典型頻率為 13.56 MHz。讀寫能力距離可根據(jù)具體要求進(jìn)行。調(diào)整。該類rfid標(biāo)簽具有傳輸速率快、重量輕、效率高等優(yōu)點(diǎn)，適用于工具設(shè)備智能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。 RFID閱讀軟件適用于加載識(shí)別信息。為了更好的提高一體機(jī)的集成度，系統(tǒng)將RFID讀取軟件放在了集成盒的上側(cè)，RFID信息識(shí)別控制模塊的原理如下：當(dāng)工人按照管理方法將貼有RFID標(biāo)簽的工具和儀器帶到一體機(jī)，進(jìn)入設(shè)定的識(shí)別范圍時(shí)，RFID讀取軟件會(huì)自動(dòng)快速獲取每臺(tái)機(jī)器和設(shè)備的信息，識(shí)別信息并上傳到后臺(tái)管理界面，完成工具儀器的自動(dòng)識(shí)別和歸檔。

2.2人臉識(shí)別模塊

人臉識(shí)別的技術(shù)性是方式識(shí)別行業(yè)的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容，技術(shù)通過軟件獲取人臉特征，并根據(jù)合理的特征信息進(jìn)行身份驗(yàn)證，與指紋識(shí)別等生物特征識(shí)別方法相比，人臉識(shí)別具有非接觸性和自我意識(shí)的優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)將人臉識(shí)別終端設(shè)備置于一體機(jī)的上部，收集工器具應(yīng)用中的工人信息。人臉識(shí)別優(yōu)化算法選用基于粒子群BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人臉識(shí)別優(yōu)化算法，人臉識(shí)別控制模塊的原理是：首先收集團(tuán)隊(duì)中所有相關(guān)人員的人臉信息，開發(fā)人臉圖像數(shù)據(jù)信息的svm算法和模型入庫(kù)，生成人臉特征文檔，整合人員信息存儲(chǔ)在后臺(tái)管理數(shù)據(jù)庫(kù)查詢中;然后，人臉識(shí)別控制模塊根據(jù)監(jiān)控?cái)z像終端設(shè)備采集工具申請(qǐng)人員的人臉信息;最后，利用深度學(xué)習(xí)算法查詢數(shù)據(jù)庫(kù)中已有的人臉特征與信息的快速發(fā)展相匹配的特征。如果匹配成功，則獲取工人的信息，并將RFID加載的工具信息存儲(chǔ)在工人名下;如果匹配失敗，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警聲，提醒管理員注意查詢。

2.3一體機(jī)柜模塊

為了更好地讓各個(gè)程序模塊更高效的協(xié)同運(yùn)作，完成工具識(shí)別和人臉識(shí)別快速同時(shí)識(shí)別，系統(tǒng)創(chuàng)新性地集成了RFID、人臉識(shí)別和電源模塊等，生產(chǎn)出一機(jī)柜。機(jī)柜的關(guān)鍵功能是集成了人臉識(shí)別終端設(shè)備、RFID終端設(shè)備等的支撐點(diǎn)，以及線纜的存儲(chǔ)和布置以及數(shù)據(jù)信息傳輸方式，形成高度集成的柜體式應(yīng)用裝置，柜體采用烤漆木質(zhì)材料制作。

2.4軟件管理系統(tǒng)

工器具后臺(tái)管理軟件管理系統(tǒng)采用Java語(yǔ)言開發(fā)設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)庫(kù)查詢選用SQL2008，開發(fā)設(shè)計(jì)基本功能和高級(jí)功能，其中，基本功能包括：賬戶登錄賬戶管理、員工管理、專用工具管理方法、采購(gòu)、銷售和庫(kù)存管理、工器具和設(shè)備賬戶、工器具和設(shè)備需求識(shí)別、設(shè)備制造商管理方法、數(shù)據(jù)流程圖、自定義查看和導(dǎo)出表單等;先進(jìn)的使用功能包括：使用逾期報(bào)警、超期報(bào)警、LCC項(xiàng)目全生命周期評(píng)估等，可以幫助管理人員科學(xué)合理地評(píng)估工器具的狀況，保證工器具的健康，確保安全生產(chǎn)。

3 RFID智能工器具系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能

3.1實(shí)現(xiàn)工器具管理的信息化

所有工具系統(tǒng)的實(shí)際操作自始至終都在手持終端上進(jìn)行，最后自動(dòng)打印出匹配的業(yè)務(wù)流程表和檢驗(yàn)單，消除了以往規(guī)模不經(jīng)濟(jì)和復(fù)雜的進(jìn)出倉(cāng)庫(kù)、檢驗(yàn)等。紙質(zhì)憑證的管理方式是將各種票據(jù)、記錄、賬務(wù)等信息化的查看和管理方式集中在系統(tǒng)中。

3.2實(shí)現(xiàn)工器具管理的實(shí)時(shí)化

使用實(shí)時(shí)信息登錄控制面板即時(shí)顯示時(shí)間、事件、人員：提醒、實(shí)時(shí)工具和設(shè)備等數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)可旋轉(zhuǎn)顯示，可實(shí)時(shí)顯示;選擇實(shí)時(shí)信息登錄。控制面板可以即時(shí)指示時(shí)間、事件、人員：提醒、實(shí)時(shí)工具和設(shè)備等數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)可以旋轉(zhuǎn)顯示，可以實(shí)時(shí)顯示。不管怎樣，系統(tǒng)都可以查詢業(yè)務(wù)部門各個(gè)工具的實(shí)時(shí)情況，進(jìn)行選擇，逐級(jí)分類，清晰詳細(xì)的查詢，它可以從所有局、整個(gè)辦公室，最后是某個(gè)工具和設(shè)備來(lái)查看，一目了然，這也是以往傳統(tǒng)的管理機(jī)制無(wú)法比擬的。

3.3實(shí)現(xiàn)工器具管理的效率化

傳統(tǒng)的工具設(shè)備管理機(jī)制采用一進(jìn)一出、一記錄的方式，耗時(shí)長(zhǎng)，效率低，極易出錯(cuò)，選擇智能化工設(shè)備系統(tǒng)后，實(shí)際操作人員只要使用單手手持終端即可對(duì)工具設(shè)備庫(kù)進(jìn)行管理，手持終端可以設(shè)置各種鍵盤快捷鍵，數(shù)字化、電子化管理機(jī)制僅需時(shí)間傳統(tǒng)方式的1/10、手持機(jī)設(shè)備的系統(tǒng)選擇簡(jiǎn)單方便的實(shí)際操作方式，既可按觸摸操作，也可按鍵盤快捷鍵一鍵操作與手動(dòng)模式，目的是為了更好地加速業(yè)務(wù)流程的高效性和優(yōu)秀的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)。

結(jié)語(yǔ)：

文章明確提出了一種基于RFID和人臉識(shí)別技術(shù)的智能化工設(shè)備智能管理系統(tǒng)，系統(tǒng)部分硬件配置由RFID識(shí)別控制模塊、人臉識(shí)別模塊和一體機(jī)柜組成，可完成工具和用戶的自動(dòng)識(shí)別和歸檔;部分軟件采用Java開發(fā)設(shè)計(jì)，完成查看工具和工具統(tǒng)計(jì)分析、使用逾期報(bào)警、超檢測(cè)期報(bào)警等應(yīng)用功能。利用智能化工設(shè)備智能化管理系統(tǒng)，完成設(shè)備統(tǒng)計(jì)分析的自動(dòng)化技術(shù)，提高倉(cāng)庫(kù)管理的信息化水平;同時(shí)可以幫助管理人員科學(xué)論證設(shè)備的應(yīng)用，顯著提高設(shè)備的可靠性，促進(jìn)安全生產(chǎn)，該縣具有良好的安全經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]管中華， 戚穎. 基于人臉識(shí)別和RFID技術(shù)的智能車輛管理系統(tǒng)[J]. 科技資訊， 2021， 19（9）：5.

[1]付文鵬， 劉冉， 王姮，等. 融合RFID與激光徑向速度相似性的多目標(biāo)識(shí)別定位[J]. 傳感器與微系統(tǒng)， 2020， 39（5）：4.

[1]孫振楠， 陸楊. 基于RFID定位和人臉識(shí)別技術(shù)的院區(qū)周界系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 智能計(jì)算機(jī)與應(yīng)用， 2021， 11（4）：4.

[1]郭偉潔， 植凱吉， 白瑀皓，等. 基于身份證和人臉雙重識(shí)別技術(shù)的智能門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制， 2021， 29（2）：7.