远距离RFID技术在高校实验室设备管理中的应用

1 基于远距离RFID技术的高校实验室设备管理系统

1.1 管理系统的总体设计 (图1)

管理系统的总体结构如图1所示, 远距离高频系统[3~4]以电子标签作为信息载体, 当RFID处于开启状态下, 就可以对电子标签的信息进行读和写, 信息被读取或更改后将会保存在后台的数据库中, 信息一旦有更改, 会及时在Internet上发布, 可以实现实时信息的最大化共享。

对于远距离高频系统, 阅读器的阅读范围典型情况为4m~6m, 最大可达10m, 可以实现对实验设备的批量读取。将读写器固定的安放在实验室的入口处, 并且在每台设备上放置一个高频电子标签, 主要用来对仪器的入库、出库和维护信息及设备的使用时间的记录。若在设备没有允许出库的情况下, 发现被非法搬出, 系统将会启动自动报警功能。

1.2 远距离RFID系统的工作原理 (图2)

远距离RFID系统的工作过程可以用图2说明, 具体流程如下。

首先读写器将无线电载波信号经过发射天线向外发射;当电子标签进入发射天线的工作区时, 电子标签被激活, 将自身信息经天线以电磁波的形式发射出去;读写器的接收天线接收到电子标签发出的信号, 经调节器传送给读写器;然后读写器对接收到的信号进行处理, 送往电脑后台, 电脑根据逻辑运算判断标签的合法性, 若标签合法则针对不同的设定做出相应的处理;最后将各个监控点通过计算机通信网络构成总控信息平台, 可以根据不同的软件及硬件设备来完成要实现的功能。

远距离R FID系统采用高频 (UHF) 91 5MH z的射频识别产品:XC AF-1 2L型天线、XCRT-804读写器、电子标签、50Ω的读写器负载和RS-232串口连接, 符合ISO18000-6协议。电子标签具有10万次的重复擦写功能, 所以标签中的信息可以修改, 实现多次重复利用。电子标签中存储的信息包括:设备的名称、型号、保修期、购置日期、使用期限、生产厂家、隶属的实验室、维修次数等。

1.3 系统的软件设计

实验室管理系统的软件部分主要包括应用程序的开发, 以及数据库的建立和维护两个方面, 对于应用程序要求具有功能完备、操作简便, 友好的人机对话界面等特点, 而对于数据库则要求建立一个完整而安全性强的数据库。数据库在实验室管理系统的支持下完成信息的搜集、存储、整理、统计、更新、检索、加工和发布等功能。设计数据库主要是根据用户的信息需求、运行环境以及处理要求的特性, 设计出合理的数据存储模式, 确定数据库类型, 做好数据库的共享机制和安全保密措施。

2 RFID系统在实验室管理系统中应用的优越性

实验式的管理中利用远距离的RFID (UHF频段) 自动识别技术[5~6]的优点, 实现实验室的无人职守并保障实验室的仪器设备安全, 提高实验室管理效率和智能化管理水平。RFID系统在实验室管理系统中的优越性主要体现在以下几个方面。

2.1 作用距离更远

为加快进出速度, 在实验室出入口安放读写器, 设备进出时不需要停止或者等待即可以被快速准确地读到数据, 计算机根据接收到的数据, 访问数据库, 并进行数据记录。

2.2 较高的智能性和加密功能

在某些对安全性要求较高的应用环境, 需要对数据进行严格的加密, 并对通信过程实现加密, RFID在这方面经具有更强的实用性。

2.3 存储容量大

R FID标签中的信息有8 KB的容量, 满足实验室设备管理中信息资料存储对容量的需求。

2.4 体积小型化、封装多样化

RFID不受尺寸大小、材质以及封装形式的限制, 可以用纸标签、塑料标签、玻璃标签不同的材质, 以及线形标签、盘形标签、自粘标签、片上线圈等不同的封装形式以适应各种不同实验设备形状。

3 结语

在实验室的管理中, 引进远距离RFID自动识别技术, 把分散的、不同类型的实验设备和实验室进行集中管理, 对仪器设备进行循环记录, 达到实验设备信息实时、准确、快捷、完整, 降低了设备管理员的工作量和工作强度, 提高了管理效率, 降低了管理成本, 也提高设备的使用效率, 使实验室的管理走向科学化、自动化。使高校的实验设备能最大限度地发挥作用, 以达到提高实验教学质量、鼓励大学生科研创新的目的。

摘要：介绍了远距离RFID技术在高校实验室设备管理上的应用, 系统采用射频识别技术以及915MHz超高频段, 以电子标签为载体, 以计算机网络为依托, 实现实验室的准确和高效的管理。

关键词：远距离RFID,设备管理,实验室

参考文献

[1] 焦玉国, 马映君.改革实验室管理体制加强实验室建设[J].实验室研究与探索, 2009, 28 (3) :267～269.

[2] 夏定元, 徐华中, 李琦, 等.探索实验室管理模式提高大学生创新能力[J].实验室研究与探索, 2010, 29 (3) :88～90.