隨著高等學(xué)校規(guī)模的擴大，實驗設(shè)備的日益增加，傳統(tǒng)的管理方法已經(jīng)不能適應(yīng)上級管理部門、實驗室管理人員對實驗室設(shè)備管理提出的要求。比如：傳統(tǒng)的實驗設(shè)備管理方式一般依賴于一個非自動化的，以紙張文件為基礎(chǔ)的系統(tǒng)來記錄、追蹤進出的設(shè)備，它完全由人工實施實驗室內(nèi)部的設(shè)備管理，效率極其低下，隨著設(shè)備的增加，極大地加重了實驗室設(shè)備管理人員的負(fù)擔(dān)，人力資源嚴(yán)重浪費，同時也增加設(shè)備管理的難度，常常造成數(shù)據(jù)不及時、出錯率高等問題。

　　本文引入物流管理的思想，探討RFID物流技術(shù)在實驗室設(shè)備自動化管理系統(tǒng)中的應(yīng)用，以滿足實驗室建設(shè)管理過程中對設(shè)備的實時追蹤記錄、統(tǒng)計和核對，減少操作人員的工作量，加強實驗室規(guī)范化管理，提升高校的綜合管理水平，加快學(xué)校的信息化、數(shù)字化建設(shè)。

　　1 RFID基本工作原理及其優(yōu)點

　　無線射頻識別技術(shù)(radio frequency identification，RFID)是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，是自動識別技術(shù)的一種高級形式[2]。該技術(shù)利用射頻信號通過空間耦合交變磁場來實現(xiàn)無接觸信息傳遞，并通過所傳遞的信息達(dá)到識別目的。RFID系統(tǒng)包含2個基本組成部分，電子標(biāo)簽(tag)和閱讀器(reader)E引。其中，電子標(biāo)簽常附著在物體上，屬于耗材，由低成本的標(biāo)簽天線和射頻芯片組成，用于存儲相應(yīng)的識別信息供閱讀器讀寫。閱讀器包括讀頭和天線，有些閱讀器已將讀頭和天線集成在一個設(shè)備單元中，用來讀寫電子標(biāo)簽。有些系統(tǒng)還通過閱讀器的通信接口與外部計算機(上位機主系統(tǒng))連接，進行數(shù)據(jù)交換。

　　當(dāng)RFID進入磁場區(qū)域后，接收到讀取器發(fā)出的信號，隨即憑借感應(yīng)電流所獲得的能量將存儲在RFID芯片(Passive Tag，即無電源電子標(biāo)簽或稱被動電子標(biāo)簽)中的相關(guān)信息發(fā)送出去(若為Active Tag，即有電源電子標(biāo)簽或稱主動電子標(biāo)簽，則是主動發(fā)送某一頻率的信號)；讀取器在讀取信息并譯碼后，即送至主機的中央信息系統(tǒng)進行相關(guān)處理，從而實現(xiàn)自動識別物體或自動收集物體標(biāo)志信息的功能。無線射頻識別與條形碼相比，它不需要看見目標(biāo)，射頻標(biāo)簽只要在讀寫器的作用范圍內(nèi)就可以被讀取。讀寫器可以識別高速運動的物體，在極短時間內(nèi)同時識別和讀寫數(shù)個射頻標(biāo)簽，操作快捷方便，某些長距離射頻產(chǎn)品識別距離達(dá)幾十米。

　　一維條形碼的容量是50字節(jié)，二維條形碼最大的容量可存儲2～3000字符。條形碼只能識別生產(chǎn)者和產(chǎn)品，并不能辨認(rèn)具體的商品。同種產(chǎn)品條形碼都一樣。RFID的最大容量有數(shù)百萬字節(jié)，數(shù)據(jù)的記憶容量大，可存儲的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)大于條形碼，同時標(biāo)簽數(shù)據(jù)還可以更新，它不僅可以幫助企業(yè)大幅提高貨物、信息管理的效率，還可以讓銷售企業(yè)和制造企業(yè)互聯(lián)，從而更加準(zhǔn)確地接收反饋信息，控制需求信息，優(yōu)化整個供應(yīng)鏈。本文利用RFID物流技術(shù)，以滿足對實驗室設(shè)備的信息化管理，提高管理水平和效率，同時能讓上級管理部門及時了解設(shè)備情況，優(yōu)化實驗配置，提高設(shè)備利用率。

　　2 基于RFID的實驗設(shè)備管理系統(tǒng)方案

　　2．1 系統(tǒng)組成

　　RFID實驗室設(shè)備管理系統(tǒng)的主要功能包括：實現(xiàn)設(shè)備出入實驗室控制管理，設(shè)備存放位置及數(shù)量統(tǒng)計，信息查詢過程的自動化，方便實驗室管理人員進行統(tǒng)計、掌握物品的流動去向情況，同時接入局域網(wǎng)，方便上級部門的在線查詢。

　　管理系統(tǒng)的硬件主要包括EAS電子物品監(jiān)控系統(tǒng)(electronic article surveillance)、位置讀寫器、便攜式讀寫器等，其系統(tǒng)的整體方案結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中主機安裝了管理軟件，并與所有的位置讀寫器連接并對它們進行讀寫控制，如讀取記錄、統(tǒng)計查詢等。電子標(biāo)簽存儲設(shè)備的名稱、廠家、型號、生產(chǎn)日期、產(chǎn)品標(biāo)號等信息。

圖1 RFID實驗室設(shè)備管理系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

　　讀寫器放在每個實驗室門口，當(dāng)帶有電子標(biāo)簽的設(shè)備進出門口時，讀寫器記錄該設(shè)備，并通過邏輯電路判斷物品進出方向。如圖2所示，主機接收記錄及進出標(biāo)識，對數(shù)據(jù)庫進行更新。如果物品進入該實驗室，則在數(shù)據(jù)庫中將記錄添加到該實驗室區(qū)域，反之則刪除記錄。這就實現(xiàn)了設(shè)備的進出管理，使設(shè)備的實際位置與主機數(shù)據(jù)庫內(nèi)的信息一一對應(yīng)，便于管理人員的查詢、點驗。兩個紅外線接收器用來判斷進出操作。

圖2 位置讀寫器框圖

　　EAS電子物品監(jiān)控系統(tǒng)放在實驗樓入口，實現(xiàn)對實驗樓所有設(shè)備的進出監(jiān)控，避免設(shè)備被盜。其工作原理是：發(fā)射器與接收器安裝在出入口處，形成一定的監(jiān)視空間。在監(jiān)視區(qū)內(nèi)，發(fā)射器以一定的頻率向接收器發(fā)射信號。當(dāng)具有特殊特征的RFID進入該區(qū)域時，會對發(fā)射器發(fā)出的信號產(chǎn)生干擾。這種干擾信號隨即被接收器接收，再經(jīng)過微處理器的分析判斷，就會控制警報器的鳴響。應(yīng)用EAS技術(shù)，實驗設(shè)備可以在實驗樓內(nèi)自由移動而無需擔(dān)心被盜。該系統(tǒng)也可以安裝在學(xué)校門口，實現(xiàn)對整個學(xué)校的設(shè)備監(jiān)控。

　　便攜式讀寫器實際上是使用帶有RFID閱讀器的手持式數(shù)據(jù)采集器，它可以采集RFID電子標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)。這種系統(tǒng)具有比較大的靈活性，用于對實驗樓內(nèi)不同位置的設(shè)備信息進行讀寫，并可以在讀取數(shù)據(jù)的同時，通過無線方式向主計算機系統(tǒng)實時傳輸數(shù)據(jù)。也可以暫時將數(shù)據(jù)存儲在閱讀器中，以有線方式向主計算機系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)，這為查找實驗設(shè)備提供了方便。

　　上級管理部門通過網(wǎng)絡(luò)，可以了解實驗室的設(shè)備情況，了解設(shè)備的使用率，對安排學(xué)生實驗及設(shè)備采購提供參考。

　　2．2 工作流程

　　本系統(tǒng)的工作流程主要包括：

　　(1)出入實驗室管理。對出入實驗室的設(shè)備進行實時記錄，物品出入與數(shù)據(jù)庫的添加刪除同步，并最終生成報表，大大減少了管理人員的工作量。

　　(2)物品清點。在設(shè)備管理中，定期進行盤點是必不可少的工作。通過手持讀寫器，工作人員手持它在實驗樓內(nèi)巡視一周即可迅速完成清點任務(wù)。

　　3 結(jié)語與展望

　　現(xiàn)代物流的特點是實現(xiàn)物流過程的自動化、信息化、智能化管理和作業(yè)，引入RFID物流技術(shù)，充分利用RFID技術(shù)可以幫助高校更加迅速、準(zhǔn)確地進行實驗設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和管理，提高效率，優(yōu)化實驗配置，最終提高教學(xué)質(zhì)量。