一、背景

　　不可否認，物聯(lián)網(wǎng)將會成為世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，打破了以往物物間孤立無聯(lián)系的瓶頸，讓人與人、物與物、人與物之間自此建立起了更加緊密的聯(lián)系。站在物聯(lián)網(wǎng)的視野下，通過采用創(chuàng)新性的行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)整體解決方案，將會實現(xiàn)人與物的完美交互，促進人與物質(zhì)世界的融和，讓一切變的更加智能、高效與便捷。

　　航天企業(yè)是中國航天事業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，航天系統(tǒng)是現(xiàn)代典型的復(fù)雜工程大系統(tǒng)，具有規(guī)模龐大、系統(tǒng)復(fù)雜、技術(shù)密集、綜合性強，以及投資大、周期長、風(fēng)險大、應(yīng)用廣泛和社會經(jīng)濟效益十分可觀等特點，是國家級的大型工程系統(tǒng)。因此，航天企業(yè)的設(shè)備資產(chǎn)繁多復(fù)雜，許多設(shè)備具有價值高、流動性強、安全管理難等特點，而管理者為了清查或清點資產(chǎn)的實時狀況，跟蹤資產(chǎn)的流向，需要浪費大量寶貴的時間和人力物力。傳統(tǒng)的資產(chǎn)管理方式一般依賴于以紙張文件為基礎(chǔ)的非自動化方式來記錄、追蹤管理，效率低下。隨著設(shè)備數(shù)量的增加，設(shè)備管理人員的負擔(dān)越來越重。人工清點時也容易遺漏或重復(fù)，實物很難與賬面相符，同時也增加了資產(chǎn)管理的難度，常常造成數(shù)據(jù)不及時，出錯率高等問題。

　　北京慧感嘉聯(lián)科技有限公司致力于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的行業(yè)應(yīng)用，立志成為物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的領(lǐng)跑者和物聯(lián)網(wǎng)方案解決專家，慧感嘉聯(lián)所提供的基于RFID 的設(shè)備管理方案方案，充分考慮到設(shè)備管理的實際需求，秉承安全、高效、便捷的理念，采用了獨有的Sense-ID 感知識別RFID 核心技術(shù)，實現(xiàn)了“感知”與“識別”的完美融合，通過高效靈活的組建方式，讓設(shè)備管理用戶自此跨入了物聯(lián)網(wǎng)時代。

二、物聯(lián)網(wǎng)與RFID技術(shù)簡介

　　物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。其英文名稱是“The Internet of things”。顧名思義，“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸擴展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。因此，物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

　　射頻技術(shù)（RFID）是一種世界上較為領(lǐng)先的自動識別技術(shù)，RFID 射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID 技術(shù)可識別高速運動物體并可同時識別多個標(biāo)簽， 操作快捷方便。RFID 是一種突破性的技術(shù)："第一，可以識別單個的非常具體的物體；第二，其采用無線電射頻，可以透過外部材料讀取數(shù)據(jù)；第三，可以同時對多個物體進行識讀。此外，儲存的信息量也非常大。目前該技術(shù)廣范應(yīng)用于以下領(lǐng)域，如身份識別、防偽、大型設(shè)備固定資產(chǎn)管理、藥品物流識別、檔案、車輛管理等諸多領(lǐng)域。

　　最基本的RFID 系統(tǒng)由三部分組成：

　　A、標(biāo)簽（有、無源）：由耦合元件及芯片組成，每個標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識目標(biāo)對象；

　　B、讀寫器：讀取(可以寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備；

　　C、天線：在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號。

三、方案說明

　　3.1基本需求

　　1、所有的設(shè)備均配備有唯一標(biāo)識的RFID 標(biāo)簽。通過固定讀寫器和天線可以實現(xiàn)對貨架上的所有設(shè)備進行進行實施的狀態(tài)跟蹤。

　　2、可通過手持機隨時獲取設(shè)備編碼并查詢設(shè)備相關(guān)信息。

　　3、可使用手持機在一定距離內(nèi)對貨架上的設(shè)備進行定位。

　　3、系統(tǒng)中配備發(fā)卡器，可以隨時向新增設(shè)備配發(fā)標(biāo)簽

　　4、可以通過管理系統(tǒng)提供設(shè)備外借歸還功能。

　　5、管理系統(tǒng)可以提供查詢功能，可隨時獲知各設(shè)備的狀態(tài)。

　　6、設(shè)備庫房出入口配備有固定讀寫裝置，當(dāng)帶有標(biāo)簽的設(shè)備在到達出入?yún)^(qū)域時，該設(shè)備的信息和進入時間將會被7、對于未辦理外借手續(xù)的設(shè)備到達出入?yún)^(qū)域時，系統(tǒng)將會發(fā)出報警并記錄。

　　8、系統(tǒng)配備有盤點功能，利用PDA 可以實現(xiàn)對設(shè)備的快速盤點并生成盤點文件。

　　RFID設(shè)備管理系統(tǒng)的功能如下：

　　?? 信息采集：設(shè)備管理系統(tǒng)具有信息快速采集功能，利用固定在貨架上的固定式讀寫器和天線陣對貨架上在架設(shè)備進行實時的數(shù)據(jù)采集并匯報至應(yīng)用程序端。也可以利用系統(tǒng)中的PDA 實時采集設(shè)備的具體信息包括但不限于設(shè)備

　　名稱、所屬貨架、管理人等內(nèi)容。同時管理員也可以利用PDA 對設(shè)備的信息進行在線修改。

　　?? 狀態(tài)跟蹤：利用資產(chǎn)應(yīng)用程序或者PDA，可以實現(xiàn)對資產(chǎn)設(shè)備進行狀態(tài)跟蹤。即可以快速的獲知該設(shè)備的狀態(tài)比如是使用中、已外借、已歸還還是已報廢等。

　　?? 設(shè)備定位：可以利用PDA 在一定范圍內(nèi)對貨架上的設(shè)備進行定位，即可以在大量的設(shè)備或設(shè)備中尋找特定的設(shè)備，當(dāng)PDA 發(fā)現(xiàn)該設(shè)備時，將會發(fā)出提示。

　　?? 外借歸還管理：管理系統(tǒng)可以對設(shè)備的外借或歸還進行管理，借用人在外借某設(shè)備時，需要在管理系統(tǒng)出進行申請，管理系統(tǒng)將會對相關(guān)操作予以記錄，當(dāng)設(shè)備逾期未還時，系統(tǒng)將會予以提示，管理員還可以通過系統(tǒng)的查詢功能對在借設(shè)備進行查詢。

　　?? 進出入管理：系統(tǒng)在庫房門口安裝有固定式讀寫器、天線以及紅外感應(yīng)裝置，當(dāng)帶有標(biāo)簽的設(shè)備到達進出區(qū)域時，該設(shè)備的信息將會被管理系統(tǒng)記錄，對于沒有辦理外借手續(xù)的設(shè)備，系統(tǒng)將會發(fā)出報警。

　　?? 利用PDA 可以實現(xiàn)設(shè)備的快速盤點，并能一鍵生成相關(guān)的盤點記錄，省卻傳統(tǒng)利用紙筆進行盤點記錄的繁瑣與低效。

　　3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)定義和設(shè)備資產(chǎn)管理領(lǐng)域的實際情況，智能貨架管理方案將根據(jù)功能劃分為三層，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，具體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：

　　如圖2 所示，貨架上各個設(shè)備均安裝的RFID 無源抗金屬標(biāo)簽、貨架上安裝的固定讀寫器和天線組、PDA 手持機、位于出入口的固定讀寫器及天線以及資產(chǎn)借還器組成了RFID 智能貨架管理系統(tǒng)，其工作原理和流程如下：

　　1、發(fā)標(biāo)簽：當(dāng)有新的設(shè)備進入時，應(yīng)首先為設(shè)備配發(fā)標(biāo)簽，利用管理客戶端的發(fā)卡程序和資產(chǎn)借還器，可以給設(shè)備配發(fā)標(biāo)簽，標(biāo)簽內(nèi)存儲著該設(shè)備的編號，同時該設(shè)備的信息將會寫入后臺的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中。

　　2、安裝標(biāo)簽：利用3M 背膠或其它固定方式將已寫入編碼的標(biāo)簽粘貼在設(shè)備表面。隨后設(shè)備可放置在相應(yīng)的貨架上。

　　3、信息采集：貨架上的所有設(shè)備都會通過貨架上的固定式讀寫器和天線組實現(xiàn)實時監(jiān)控。當(dāng)設(shè)備離開該貨架時，系統(tǒng)將會予以記錄，當(dāng)設(shè)備放置在錯誤的貨架上時，系統(tǒng)也會予以提示。將PDA 移至待讀取設(shè)備的標(biāo)簽附近，PDA 也會顯示出相關(guān)的設(shè)備信息。

　　4、設(shè)備定位：利用PDA 可以在一定距離內(nèi)對設(shè)備進行定位，在PDA 中輸入想要查找的設(shè)備的編號或者名稱，隨后在貨架周圍搜尋該設(shè)備，當(dāng)PDA 發(fā)現(xiàn)與待查詢設(shè)備匹配的設(shè)備時，會發(fā)出相應(yīng)提示。

　　5、外借歸還管理：當(dāng)設(shè)備需要外借時，可以利用在管理客戶端處辦理相關(guān)手續(xù)，在辦理相關(guān)手續(xù)之后，設(shè)備的狀態(tài)將會更改為已外借，并會將相應(yīng)的外界人信息、外借時間與歸還時間等內(nèi)容更新至后臺，在到達歸還時間時，系統(tǒng)將會發(fā)出提示。在設(shè)備歸還后，相關(guān)內(nèi)容會予以更新。

　　6、防盜管理：當(dāng)人員在持有未辦理外借手續(xù)的設(shè)備經(jīng)過門口的進出區(qū)域時，安裝在門口的天線和固定式讀寫器將會捕獲到該設(shè)備的信息并發(fā)出報警提示。所有進入該區(qū)域的設(shè)備都會在系統(tǒng)里進行記錄。

　　7、快速盤點：利用PDA 可以進行設(shè)備的快速盤點，只需要掃描貨架上的所有在線設(shè)備，PDA 將會自動進行盤點，并生成相應(yīng)的盤點報告。

　　3.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　方案將由三層組成，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層

　　?? 感知層：感知層主要實現(xiàn)信息的采集與感應(yīng)，感知層設(shè)備包括無源標(biāo)簽、RFID固定式讀寫器、RFID PDA、資產(chǎn)借還器。主要使用ISO18000-6C 協(xié)議進行通信。

　　?? 網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層主要負責(zé)數(shù)據(jù)的收集與存儲，換言之，網(wǎng)絡(luò)層的主要功能是實現(xiàn)應(yīng)用層與感知層的通信，在本方案中， 利用TCP/IP 協(xié)議實現(xiàn)固定式讀寫器與管理端的通信，使用USB 接口連接資產(chǎn)借還器和管理客戶端，而PDA則可利用USB 與客戶端同步。

　　?? 應(yīng)用層：應(yīng)用層主要是貨架管理的客戶端，是用于人機交互的應(yīng)用程序。

　　3.4 硬件組成

　　本節(jié)對智能貨架設(shè)備管理系統(tǒng)的硬件組成進行詳細說明，表1 列出了詳細的設(shè)備清單：

四、產(chǎn)品說明

　　4.1 標(biāo)簽

　　方案中使用的標(biāo)簽為北京慧感嘉聯(lián)自主研發(fā)的Mtag-05 和Mtag-02 型UHF 抗金屬標(biāo)簽，Mtag-05 具有超薄、讀取距離遠、抗金屬材質(zhì)的優(yōu)點，非常適合固定在較大的設(shè)備上使用：Mtag-01 體積較小，適合用于管理小型設(shè)備

　　規(guī)格參數(shù):

　　?? 讀取距離（1W 輸出6dBi 圓極化天線）： >3m

　　?? 尺寸（mm）： 20(L)*10(W)*1(T)

　　?? 重量（g）： 10

　　?? 頻率范圍（：MHz） 860-928

　　?? 芯片型號： Monza 4E（或用戶指定）

　　?? 用戶數(shù)據(jù)區(qū)： 128bits

　　?? EPC 數(shù)據(jù)區(qū)：496bits

　　?? 工作溫度： –40 to +85 °C

　　?? 安裝方式： 背膠或機械固定（可定制）

　　規(guī)格參數(shù):

　　?? 讀取距離（1W 輸出6dBi 圓極化天線） >8m

　　?? 尺寸（mm） 100(L)*30(W)*3(T)

　　?? 重量（g） 25

　　?? 頻率范圍（MHz） 860-928

　　?? 芯片型號Monza 4E（或用戶指定）

　　?? 用戶數(shù)據(jù)區(qū)128bits

　　?? EPC 數(shù)據(jù)區(qū)496bits

　　?? 工作溫度–40 to +85 °C

　　4.2 固定式讀寫器
系統(tǒng)中使用的固定式讀寫器的型號為Sread-01 型無源UHF 讀寫器，其具有極高的靈敏度，可敏銳的捕捉到帶有標(biāo)簽的設(shè)備。該設(shè)備將會安裝到貨架上和出入?yún)^(qū)域以進行貨架管理和物品防盜管理

規(guī)格參數(shù)：

頻率                                                中國大陸920-925MHz;
                                                    OPEN'(Custom) 860-960MHz

天線                                                外置式，雙天線

天線接頭形式                                        SMA 陰頭

輸出功率                                            最大功率30dBm;+/-1.0dBM 可調(diào)有效讀取距離（標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽及測試環(huán)境）                   >6m

標(biāo)簽識別率                                          大于170 個/秒

尺寸                                                150X110X47(mm)

網(wǎng)口                                                RJ45TCP/IP 10 100M 自適應(yīng)

供電                                                DC 5V

供電電流                                            <2A

儲存溫度：                                         -40～+85℃

工作溫度：                                         -20～+65℃

濕度                                               90%非凝結(jié)

　　4.3 PDA

　　PDA 為手持設(shè)備，其型號為Sread-03，采用windows CE 操作系統(tǒng)，帶有數(shù)字鍵盤及觸屏輸入，內(nèi)置有應(yīng)用程序，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備定位和快速盤點功能。應(yīng)用程序會根據(jù)客戶實際需求進行開發(fā)并提供升級服務(wù)。

　　4.4 資產(chǎn)借還器

　　桌面式發(fā)卡器使用慧感嘉聯(lián)科技自主研發(fā)的Sread-02 型發(fā)卡器，發(fā)卡速度快，體積小，不占空間，性能極其穩(wěn)定。

規(guī)格參數(shù)：

支持頻段                                                中國大陸920-925MHz;
                                                        OPEN'(Custom) 860-960MHz

天線                                                    內(nèi)置式，單天線

輸出功率                                                最大功率20dBm;+/-1.0dBm 可調(diào)有效讀取距離（標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽及測試環(huán)境）                                       >1m

尺寸                                                    110X80X26(mm)

接口                                                    USB

供電                                                    USB 自供電

供電電流                                                <600mA

儲存溫度：                                              -40～+85℃

　　4.5智能貨架原理

　　所謂智能貨架是采用了RFID 高性能的資產(chǎn)定位管理設(shè)備進行資產(chǎn)管理的貨架，其支持ISO18000-6C 協(xié)議標(biāo)簽識別，支持單節(jié)貨架最大寬度10m，并支持多節(jié)貨架并列應(yīng)用，通過貨架分層標(biāo)簽掃描，可完成物品清點、查詢、錯架統(tǒng)計等功能。

　　智能貨架的性能包括：

　　采用先進的防沖突算法，具有強大的標(biāo)簽檢測功能

　　低功耗設(shè)計，輸出功率可調(diào)性能穩(wěn)定、抗干擾能力強，單次檢測成功率大于99.5%，高于國際同類產(chǎn)品，實現(xiàn)一臺讀寫器分層貨架控制，降低應(yīng)用成本。

　　4.6 設(shè)備管理程序

　　管理程序基于Java 開發(fā)，運行穩(wěn)定，對計算機硬件配置要求較低低，可在客戶現(xiàn)有的計算機上安裝使用，而不會對其它應(yīng)用造成影響，可支持Windows XP SP2及以上的操作系統(tǒng)，后臺數(shù)據(jù)庫采用Mysql 5.0 版本，在管理資產(chǎn)較多時，建議使用專門的服務(wù)器。具體的運行環(huán)境要求如下所述：

　　? 操作系統(tǒng)：Window XP SP2+及以上

　　? CPU：主頻1.5GHz 及以上

 　　? 內(nèi)存：512M 及以上

　　? 硬盤：20G 及以上

　　管理程序會根據(jù)用戶的具體要求進行開發(fā)，并會視使用效果和用戶反饋提供升級更新服務(wù)。

四、費用預(yù)算

　　4.1 產(chǎn)品報價

　　本著一切為了客戶的原則，慧感嘉聯(lián)結(jié)合以往的成功應(yīng)用經(jīng)驗，對設(shè)備管理系統(tǒng)進行了性價比的最大優(yōu)化，并對產(chǎn)品進行了有效的成本控制，將系統(tǒng)整體費用最低程度的降低。

　　4.2 其它服務(wù)

　　貨架管理系統(tǒng)的質(zhì)保期為系統(tǒng)交付使用之日起的12 個日歷月，在質(zhì)保期內(nèi)，所有的產(chǎn)品將會享受慧感嘉聯(lián)提供的免費質(zhì)保服務(wù)，對于非人為因素所造成的產(chǎn)品損毀，慧感嘉聯(lián)將會在7 日內(nèi)完成更換或維修工作。慧感嘉聯(lián)將會在質(zhì)保期內(nèi)向用戶免費提供兩次生產(chǎn)設(shè)備管理系統(tǒng)的培訓(xùn)，并提供全程的技術(shù)支持服務(wù)。除此以外，在質(zhì)保期內(nèi)，慧感嘉聯(lián)會可根據(jù)用戶要求免費提供兩次軟件的更新升級服務(wù)。