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軍隊、公安、警衛(wèi)和保安機構(gòu)槍械庫、軍事物資應用電子標簽實現(xiàn)信息化管理建議方案
摘要：RFID（Radio Frequency Identification，即射頻識別）技術(shù)是從20 世紀80 年代走向成熟的一項自動識別技術(shù)，比傳統(tǒng)的條形碼等其他識別技術(shù)有許多優(yōu)勢，它存儲信息量更大，存儲內(nèi)容可動態(tài)改變、讀取目標距離更遠、可同時識別多個目標，其自動的、實時的識別能力尤其適合部隊對人員、車輛和軍械、物資進出的軍事化管理要求。
第一章 項目提出的可行性
信息化建設(shè)作為未來軍隊的努力方向，不論分屬那個軍兵種，以信息資源的開發(fā)利用為核心的信息化建設(shè)工作，已納入軍隊建設(shè)的日程。
以信息技術(shù)為核心的新軍事革命正在引起軍事領(lǐng)域的深刻變革，這場變革的實質(zhì)是工業(yè)社會的機械化軍事形態(tài)向信息社會的信息化軍事形態(tài)轉(zhuǎn)變。伴隨這一歷史性轉(zhuǎn)變，軍隊信息化成為加速實現(xiàn)軍隊現(xiàn)代化的重要手段，同時也成為軍隊現(xiàn)代化建設(shè)的重要內(nèi)容。
RFID（Radio Frequency Identification，即射頻識別）技術(shù)是從20 世紀80 年代走向成熟的一項自動識別技術(shù)，比傳統(tǒng)的條形碼等其他識別技術(shù)有許多優(yōu)勢，它存儲信息量更大，存儲內(nèi)容可動態(tài)改變、讀取目標距離更遠、可同時識別多個目標，其自動的、實時的識別能力尤其適合部隊對人員、車輛和軍械、物資進出的軍事化管理要求。
目前外軍對RFID 技術(shù)應用最具代表性的是美軍。美國國防部對RFID技術(shù)的應用源于現(xiàn)代戰(zhàn)爭的需要：1991 年海灣戰(zhàn)爭中，美國向中東運送了約4 萬個集裝箱，但由于標識不清，其中2 萬多個集裝箱不得不重新打開、登記、封裝并再次投入運輸系統(tǒng)。戰(zhàn)爭結(jié)束后，還有8000 多個打開的集裝箱未能加以利用。后來美軍估計，如果當時采用了RFID 技術(shù)來追蹤后勤物資的去向并獲得集裝箱的內(nèi)容清單，將可能為國防部節(jié)省大約20 億美元的支出。海灣戰(zhàn)爭后，美軍為解決物資在請領(lǐng)、運輸、分發(fā)等環(huán)節(jié)中存在的嚴重現(xiàn)實問題，給作戰(zhàn)部隊提供快速、準確的后勤保障，提出了資產(chǎn)可視化管理計劃，目的是實現(xiàn)后勤保障中資產(chǎn)的高度透明化。而 RFID 技術(shù)的應用使美軍實現(xiàn)后勤物資透明化成為可能，為自動獲取在儲、在途、在用物資可視化信息提供了方便靈活的解決方案。
RFID 技術(shù)已經(jīng)被美軍廣泛應用于軍事物流保障領(lǐng)域，如特定物品查尋系統(tǒng)、途中物資可視化管理系統(tǒng)、單兵電子病歷卡、軍械軍備物資出入庫管理等，極大的改革了傳統(tǒng)物流跟蹤方式。通過采用RFID 技術(shù)，使美軍的平均后勤補給時間大大縮短。
軍械等軍備物資的信息化管理恰恰是我軍整體信息化建設(shè)的薄弱環(huán)節(jié)，大部分倉庫管理主要依賴人工操作，無法很好的適應未來戰(zhàn)爭對于快速準確保障的要求，所以充分利用RFID 技術(shù)實現(xiàn)軍械軍備物資的自動化管理是我軍在物流信息化領(lǐng)域的關(guān)鍵實踐，也是未來實現(xiàn)物資保障全過程可視化，建立“精確型”戰(zhàn)場物資保障系統(tǒng)，實現(xiàn)物資保障決策的科學化和快速化的基礎(chǔ)。
案例：2003 年伊拉克戰(zhàn)爭 ，為美軍省下幾十億美元
在2003這次伊拉克戰(zhàn)爭中，美英聯(lián)軍利用RFID技術(shù)建置的可視化后勤化網(wǎng)絡，使美軍的后勤補給能力變得前所未有的強大，美軍可以輕松掌握所有后勤補給的實時信息；英軍也利用這個網(wǎng)絡，讓高達90％的后勤物資能夠有效率地運抵前線。這和1990年波灣戰(zhàn)爭時的情況相比，可謂天壤之別。
美軍在此次的海灣爭中，在沙特阿拉伯、科威特、土耳其、阿拉伯聯(lián)合大公國、卡達及也門的集結(jié)點，以所裝置的射頻識別標簽來實時獲取后勤物資到位情況。在作戰(zhàn)時，美軍的后勤補給線也以移動的射頻識別讀取器來確保運往前線的補給可以準時到達，并且利用自動識別的技術(shù)，縮短在交接物資過程與盤點中的時間，將后勤補給的效益充分發(fā)揮。
圖1 美英聯(lián)軍所使用的射頻識別設(shè)備（固定和手持式讀寫器）
圖2 美軍的集裝箱在各港口、機場、鐵道、物流中心皆裝有射頻識別讀取裝置來收集后勤補給的動態(tài)數(shù)
圖3 美軍在由物資集結(jié)點往前線運送補給的過程中，沿線設(shè)置了移動式射頻識別讀取裝置
圖4 在戰(zhàn)場上正在讀取貨柜信息的士兵
圖5 直升機上安裝的射頻識別標簽
圖6 直升機運輸
圖7 碼頭上的讀取器
美國國防部持續(xù)采用射頻識別科技，在軍事后勤上產(chǎn)成極大的效用，并幫助美軍完成了以下任務：
- 透過自動化增加生產(chǎn)力并限制人工干涉，避免人為錯誤
- 達成供應鏈的完全可視化
- 消除超額庫存（多余補給品的申請）
- 獲得快速的后勤管理，取得實時的供應鏈動態(tài)數(shù)據(jù)
- 加速后勤物資由工廠到散兵坑的運送并改善對運送的掌握
- 減少多余的數(shù)據(jù)錄入并且提高數(shù)據(jù)的正確性
遠距離射頻自動識別系統(tǒng)是利用射頻信號通過空間耦合實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息實現(xiàn)物品在不同狀態(tài)（移動、靜止）下的自動識別，從而實現(xiàn)目標的自動化管理。
系統(tǒng)可根據(jù)不同的管理要求進行網(wǎng)絡管理，實現(xiàn)遠距離射頻識別的網(wǎng)絡化應用。該系統(tǒng)的識讀設(shè)備采用超高頻短波頻率(發(fā)射、接收頻率902-928MHz)實現(xiàn)可靠的全雙工無線數(shù)據(jù)通信。
電子標簽采用嵌入式微處理器，并在嵌入式軟件的控制下，實現(xiàn)睡眠、喚醒、解碼、編碼、通信及信息碰撞處理等功能，識讀設(shè)備可同時識別多個目標；系統(tǒng)能可靠識別100km/h 的快速移動目標，識別距離不小于5 米，識別無盲區(qū)，無微波輻射對人體的傷害，信號繞射穿透力強，信息安全和保密性能高，操作使用方便，可適應多種不同的應用環(huán)境。
RFID管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)的基本原理
用RFID管理槍械庫和軍事物資、管理數(shù)據(jù)的基本應用模型和硬件設(shè)備
槍械庫應用模型：
第三章 系統(tǒng)簡介
本系統(tǒng)是為部隊槍械庫和軍事物資的管理自動化、信息化而設(shè)計的，主要用于軍隊槍械出入庫自動識別管理。
系統(tǒng)利用現(xiàn)代計算機技術(shù)、RFID 技術(shù)實現(xiàn)軍隊槍械自動識別和信息化管理，本系統(tǒng)能有效、準確、智能地對進出庫房的槍械進行信息自動識別、采集、記錄、上傳，以及對槍械的維護信息進行快速的查詢、統(tǒng)計，從而建立起軍隊軍用物資管理的數(shù)字化信息管理系統(tǒng)。
部隊槍械自動識別管理系統(tǒng)主要包括射頻自動識別設(shè)備、槍械自動識別電子標簽、后臺管理系統(tǒng)三部分組成。后臺管理系統(tǒng)由槍械電子標簽發(fā)放管理模塊、槍械出入庫自動識別模塊、用戶及用戶權(quán)限管理模塊、系統(tǒng)管理模塊以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計查詢模塊等幾部份組成。
系統(tǒng)功能如下：
?? 在槍械出入庫時自動識別、登記槍械信息，如槍械名稱、槍械型號、槍械編號、出入時間、經(jīng)手人、批準人等；并掌握槍械流向；
?? 系統(tǒng)會進行領(lǐng)用人身份及權(quán)限的驗證，出現(xiàn)不符時，系統(tǒng)會自動報警；
?? 提供查詢、分析統(tǒng)計、打印等功能，提高信息化管理水平；
第四章 系統(tǒng)流程
第四章 系統(tǒng)流程
?? 由于軍隊的性質(zhì)比較特殊，緊急任務很多，加上日常的槍械維護等等，具體情況千差萬別，很難做到槍械和指戰(zhàn)員的一一對應，因此在槍械管理方面應考慮建立連排長負責制，即取槍和還槍以連排為單位，每個連排長配發(fā)一個身份識別卡，在取槍或者還槍時出示并將卡號記錄入系統(tǒng)，并以此卡與所取走或歸還的槍械裝備建立關(guān)聯(lián)，以便于管理。（注，每次操作時不必連排長親自到場，可指派其他指戰(zhàn)員持卡操作即可。）
?? 操作時首先由槍械管理員登錄系統(tǒng)，此登錄身份可作為“批準人”。
?? 進行取還槍操作的指戰(zhàn)員出示連排長身份識別卡，其身份信息自動登記（如果身份識別不通過，比如卡片過期等等，可拒絕其請求）。
?? 身份登記識別之后，人員可以進入槍械庫，取槍流程中，在人員取好槍出槍械庫門時，由系統(tǒng)對槍械裝備進行自動掃描識別；還槍流程中，在人員攜槍械裝備入槍械庫門時，由系統(tǒng)對槍械裝備自動進行掃描識別。所識別槍械信息與先前的人員身份進行關(guān)聯(lián)，并進行權(quán)限判別，判別正確記錄到數(shù)據(jù)庫，另外取槍流程中，系統(tǒng)對槍械裝備自動識別后，由槍械庫管理員選取事由類型或輸入備注等其他信息與識別信息一同保存到數(shù)據(jù)庫中。
?? 根據(jù)系統(tǒng)掃描識別的信息，如果發(fā)現(xiàn)不規(guī)范操作，比如錯取其他連排隊伍所屬的槍械裝備等等情況出現(xiàn)時，系統(tǒng)將會報警。
第五章 系統(tǒng)產(chǎn)品組成
該系統(tǒng)產(chǎn)品由軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)組成，其中軟件系統(tǒng)主要指應用軟件，如果采用手持式數(shù)據(jù)采集設(shè)備，軟件系統(tǒng)還要包括嵌入式軟件部分，其主要用于完成信息采集、處理及其傳輸。硬件系統(tǒng)由電子標簽、天線、讀寫器和PC組成，用于完成信息采集、識別以及運行應用軟件。
其中：
-
電子標簽：附著在被識別物體上，用來標識物體。
-
天線：用于發(fā)射、接收無線電信號；
-
讀寫器：用來采集標簽信息。
-
PC機：運行應用軟件。
5.1 電子標簽
電子標簽選擇的主要考慮因素有：
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客戶的實際應用方式和環(huán)境；
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標簽的讀寫距離；
-
傳輸速率；
-
讀寫速度；
-
工作頻率；
-
內(nèi)存和封裝形式。
依據(jù)用戶需求同時參考上述因素，為了即實現(xiàn)準確識讀、又防止串讀，我們選擇被動式單頻電子標簽。
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標簽的工作頻率為UHF 頻段，915M；
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標簽的內(nèi)存，采用EPC CLASS 1 Gen2 標準；
-
針對監(jiān)控物品的復雜情況，應用特殊材質(zhì)封裝，適用于金屬物品表面。
標簽的粘貼方式可參照如下：
-
對于機槍、沖鋒槍，可以把標簽封裝在槍的背帶上。
-
對于手槍，可以把標簽封裝在掛件中或封裝到手槍的接繩上。
-
對于子彈，可以把標簽封裝到子彈袋上或黏貼在彈匣上。
5.2 讀寫器
讀寫器在RFID 系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用，讀寫器的頻率決定了射頻識別系統(tǒng)的工作頻段，讀寫器的功率直接影響到射頻識別的距離。通常來講，高頻率的標簽有更大的讀取距離，但是它需要識讀器輸出的電磁波能量更大。一個高頻標簽可以在3 到8 米的距離內(nèi)被讀取。
讀寫器的選擇原則如下：
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高識讀率、高穩(wěn)定性；
-
讀寫器的射頻模塊和控制軟件部分具有高度的一致性；
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符合多種協(xié)議，能讀取多種類型標簽；
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讀寫器軟件可以根據(jù)EPC 等多標準的發(fā)展平滑升級；
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具有豐富的接口；
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能夠在讀寫區(qū)內(nèi)實現(xiàn)多標簽同時識讀，具備防沖撞功能；
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校驗讀寫過程中的錯誤信息；
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支持TCP/IP 協(xié)議，便于通過網(wǎng)絡配置和管理。
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配套天線線圈的電流足夠大；
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天線功率匹配；
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天線足夠的帶寬，保證載波信號的傳輸。
固定式讀寫器
根據(jù)用戶描述的要求，可選擇美國專業(yè)RFID 產(chǎn)品制造廠商的高性能四端口
此款讀寫器符合EPC class 0 、class 0+、class 1、class 1 Gen 2、ISO
18000-6A/B、EM 多種協(xié)議，能夠讀寫符合這些協(xié)議的多種標簽。此款讀寫器可
以通過網(wǎng)絡升級，確保滿足用戶將來更換不同協(xié)議標簽的需求。
MPR-3014 讀寫器配有4 個球型極化天線，用戶無需再購買配套天線。
手持式讀寫器
也可選擇手持式讀寫設(shè)備：
讀寫協(xié)議： UHF Gen 2。
讀卡距離： 0－1.0 米
第六章 系統(tǒng)特點
?? 高可靠性的槍械數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng) ，運用RFID 射頻自動識別技術(shù)進行槍械數(shù)據(jù)自動采集，系統(tǒng)識別精度高達99.99%，固定式識讀設(shè)備識別距離可達3-8 米，手持式識讀設(shè)備識讀距離可達1米，識別速度小于30毫秒。電子標簽采用無源芯片技術(shù)，壽命可達10 年以上，免維護。
?? 全天侯、24 小時、全面的槍械出入庫自動監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)最大優(yōu)點在于自動完成槍械出入庫數(shù)據(jù)的自動采集工作，實現(xiàn)了槍械數(shù)據(jù)采集的實時性、準確性、客觀性。達到全面監(jiān)管的目的，系統(tǒng)使用靈活、設(shè)備性能穩(wěn)定可靠。
?? 完善的槍械發(fā)放管理記錄，系統(tǒng)可以形成完善的槍械發(fā)放管理記錄，掌握槍械的流向及分配情況，供領(lǐng)導查詢及決策時使用。
?? 完善的槍械維護保養(yǎng)管理記錄 ，系統(tǒng)可以生成完善的槍械使用及維護履歷，供領(lǐng)導查詢及決策時使用。
?? 數(shù)據(jù)采集與應用一體化 ，通過槍械在發(fā)放、使用、維護時自動采集到的數(shù)據(jù)，還可以上傳到軍用物資管理數(shù)據(jù)庫，能夠被軍用物資管理系統(tǒng)所使用。
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