RFID 技術在計量設備管理中的應用研究

黃錦彬

（廣東省清遠市質量計量監督檢測所，廣東 清遠 511518）

計量設備的準確性和穩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生實質變化，重復性和穩定性不符合要求，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、數據交互系統與信息管理系統等幾個部分，當解讀器對RFID 標簽進行有效識別后，解讀器發出的射頻信號，獲取其中的數據信息，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，經過管理系統的逐層比對處理，使得處理后的計量設備標簽與上層信息管理之間的聯系，最終實現對計量設備器具的現狀的監測與控制。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，該系統結構比較簡單，能夠快速完成電子標簽內的信息獲取。在整個系統中，計量用電子標簽通過射頻技術進行現場采集交互，將標簽信息通過讀寫器解碼后，對計量設備的相關數據信息進行處理，然后通過通信網絡或者設備同步將RFID 信息上傳至信息管理系統，通過管理系統與電子標簽的數據信息進行比對處理，將復合系統管理要求的數據進行處理，并將RFID 的信息狀態定義與信息識別轉化為已閱讀狀態，實現信息交互網絡與通信層面的互聯。

圖1 RFID 技術在計量設備管理系統傳導系統結構圖

在這個系統里，射頻電子標簽充當承上啟下的作用，它內部承載著計量設備、資產設備的信息，采用的是非接觸式物品識別技術的數據載體，在標簽經過RFID 識別區時，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制信號并返回響應，從而實現快速的信息交互網絡與通信層面的互聯。由于RFID 技術在計量設備管理系統上的應用具有一定的創新性，能夠借鑒利用現有的資產管理系統功能，相應地增加構建該系統所需要的儀器設備，在不增加檢定機構經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，進一步實現計量設備的數字化、信息化，一體化等集中進行監管，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

根據固定資產的管理要求，需要定期對計量標準等固定資產進行盤點，從而實現實時對掌握計量標準等固定資產的數量與使用的狀態的掌控，提前將資產管理系統數據庫的計量設備詳細數據導出，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，而且數據容量也比較大，可以進行動態操作與處理，識別效率高等優勢，在對固定資產的狀態進行查詢時，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，對電子標簽內的信息進行讀取，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，將已經通過移動智能終端盤點好的盤點設備信息數據，上傳到計量設備資產管理系統，由系統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，數據存儲的容量比較大，還可以根據用戶的需求，快速對容量進行擴充10K 以上，遠遠高于二維碼條形2725 個數字的容量，從而能滿足大容量計量設備、資產盤點的需求。而且利用RFID 標簽可動態對計量設備、資產盤點信息進行處理，當粘貼有RFID 標簽的實體設備經過RFID 設備的解讀器時，工作人員就可以利用程序對RFID 內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、資產登記信息的管理，也便于設備管理者了解設備的使用狀態，大大減少了資產設備的浪費，也有利于對整個資產設備的生命周期、狀態等進行實時監控與跟蹤。

3 RFID 技術在計量設備資產管理中的具體應用分析

在計量設備與資產統計管理的過程中，一般都是采用計量設備出入庫時進行統計與處理，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、資產設備等信息進行統一的編碼，并將其存儲在標簽上，即標簽的初始化信息。在系統力中錄入相關計量標準等相關資產的內容及信息，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，而不需要對其他數據信息進行隨意更改。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據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、資產設備信息數據錄入到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 經過初始化處理之后，就需要認真按照計量標準設備、資產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，這就需要根據設備的形態要求，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、資產設備的信息傳輸的安全性、穩定性和精準性，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部信息。

3.3 RFID 電子標簽信息的批量識別

計量設備、資產管理的信息數據是豐富多樣的，在具體掃描處理的過程中，需要通過現場交互數據處理，通過本地網絡或者設備交互來完成電子標簽數據的處理與傳遞，并通過定位系統或者讀寫終端，RFID電子標簽的內部數據傳輸到信息管理系統中進行識別與判斷。而資產管理設備的種類比較多，傳輸數據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的數據庫中，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，組成一個相對穩定的接收信號的區域，以便于信息管理系統能夠同時接收大量的移動終端發來的計量設計、資產管理設備的數據信息，在移動終端與管理系統的傳輸接口之間還需具備批量數據的實時傳輸與處理能力，而這樣才能提高RFID 的數據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，進行點對點的數據處理，以實現對計量設備、資產管理的信息數據采集。因此，在采用RFID 數據處理的過程中，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，這樣才能保證資產設備數據信息傳輸的穩定性、準確性與及時性。

3.4 RFID 數據處理的流程

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 的電子標簽數據進行獲取，根據信息交互應用程序，將設備與信息管理系統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 電子標簽數據的處理

RFID 信息閱讀器發送指令信號，對計量設備的數據進行處理，經過射頻編碼加載在載波信號上，信息管理系統通過外接系統、天線接收數據信息。

3.4.3 電子標簽數據的讀取

移動終端在對電子標簽掃描時，經過信號區域的射頻電流掃描時，從而激活電子標簽內部芯片存儲的數據，讀寫器開始讀取數據，并對數據進行處理。

3.4.4 電子標簽的數據發送

在經過掃描后，讀寫器讀取存儲芯片內的數據，在經過加密處理后，將計量設備的數據信息上傳至載波信號上，然后通過射頻天線發送該信號，并將其傳輸至管理系統數據庫。

3.4.5 數據解密

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

3.4.6 計量設備、資產管理的數據處理方式

在RFID 數據信息交互應用程序獲取臺賬信息編碼，在經過加密、解碼處理之后，對信息管理系統的數據進行一一比對分析，最終實現臺賬信息數據的讀取和處理，以達到對資產管理數據的信息處理。

4 結束語

總之，在計量設備、資產管理中，采用信息技術與RFID 技術的結合，對提高資產設備的管理效率具有十分重要的作用，隨著RFID 技術的不斷發展和完善，在國民經濟的各個領域的中作用顯得越來越重要，特別是在資產管理系統中得到了廣泛的應用。將 RFID技術有效應用到計量設備資產管理工作中去，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、數字化、一體化、集中化的管理模式轉變，而且RFID 技術還采用數字加密技術，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據傳輸的穩定性、安全性與精確性，為促進法定計量檢定機構的長期穩定發展添磚加瓦。