基于RFID技術的信息采集模式研究

王輝 楊樂

摘要：隨著信息技術的高速發展和廣泛應用，物聯網技術成為各個領域主要使用的信息化技術，尤其是RFID技術，給信息采集、設備管理等方面帶來極大益處?；诖?，為更好應用RFID技術，充分發揮技術優勢，該文對RFID技術進行調查，重點研究以RFID技術為基礎的信息采集模式，探索其設計構建路徑，以期為相關工作提供參考性建議。

關鍵詞：信息采集模式 ?RFID技術 ?標簽 ?閱讀器

中圖分類號：TP399文獻標識碼：A ? 文章編號：1672-3791（2021）12（a）-0000-00

Research on Information Collection Mode Based on RFID Technology

WANG Hui YANG Le

（Henan Zhongyan Gold Leaf Production and Manufacturing Center， Zhengzhou， Henan Province， 451150China）

Abstract： With the rapid development and wide application of information technology， Internet of things technology has become the main information technology used in various fields， especially RFID technology， which brings great benefits to information collection， equipment management and so on. Based on this， in order to better apply RFID technology and give full play to its technical advantages， this paper investigates RFID technology， focuses on the information collection mode based on RFID technology， and explores its design and construction path， in order to provide reference suggestions for relevant work.

Key Words： Information collection mode; RFID technology; Label; Reader

在當前大數據時代背景下，信息數據價值不斷被開發、挖掘，這給信息采集工作提出了更高要求。RFID技術目前應用特別廣泛，比如生產線自動化、物料管理以及門禁管制等，這些都要求其識別并分析所采集的信息，因此，以該技術為基礎構建信息采集模式是可行的。為更好生產發展，研究該信息采集模式是十分必要的。

1RFID技術相關概述

所謂RFID技術，主要是指射頻識別技術，技術原理是利用標簽和閱讀器進行非接觸式的數據通信，從而對目標信息進行精準識別。作為一種自動識別技術，目前主要使用無線射頻的方式讀寫射頻卡和電子標簽這類媒體，依托于非接觸雙向數據通信的方式實現目標識別與數據交換的目的[1]。

2研究以RFID技術為基礎的信息采集模式設計構建

2.1以RFID技術為基礎信息采集方案

作為一種底層硬件基礎，在使用該技術設計構建信息采集模式時，應根據多閱讀器單工作站網絡系統結構和多閱讀器多工作站遠程網絡系統結構進行不同采集方案的設計，從而滿足多種情況下的信息采集需求。

針對多閱讀器單工作站網絡系統結構，應結合信息采集工作的實際應用。就RFID技術應用發展現狀來看，在社會不斷發展的背景下，識別點的數量不斷增加，而處理這些識別點的計算機往往只有一臺，在該情況下，為保證信息數據采集的準確性和全面性，需要安裝多臺閱讀器，保證閱讀器與識別點的一一對應，進而打造出多閱讀器網絡系統，利用該系統進行閱讀器信號數據的采集、傳輸，使后臺計算機接收到完整信息并對其進行處理。但是，在該信息采集與處理路徑下，計算機處理系統需要開展一系列處理要求與工作，比如：按照具體指令對閱讀器的信息進行截取，或者對不同閱讀器所采集的信息進行準確區分等。因此，多閱讀器單工作站信息處理系統主要由多個閱讀器、多種協議、中間件、外部網絡和PC端構成，其中，中間件是前端硬件模塊，負責從標簽對閱讀器的資料搜集，整個流程為自動化過程，而后端數據庫和計算機應用軟件則負責程序管理、時間管理、信息資料過濾與匯集、網絡管理以及信息安全管理等服務，比如ERP系統、WMS系統等。通過落實多閱讀器單工作站信息處理系統這一信息采集結構與方案，能夠實現對閱讀器所采集信息的集成，且不受閱讀器品牌差異的影響，通過對信息數據進行初級處理，將處理后的信息傳輸給PC終端。在落實該信息采集方案時，可以直接使用專用硬件作為中間件，也可以使用多串口卡等通用的多端口并接器和軟用軟件進行處理。其中，最好使用專用的中間件作為信息處理軟件內置時，這是因為該中間件不會涉及復雜的設計目的，所以能夠以較快的速度對采集的信息數據進行處理，無論是設備安裝還是后期調試使用，都更為簡便[2]。在實際使用中間件時，可以根據實際使用需求進行多個閱讀器的設置，比如4個、8個甚至是32個，最后，將后臺PC端或者網絡以TCP/IP協議的方式與中間件進行通信連接，實現信息采集信息數據的妥善傳輸。

針對多閱讀器多工作站遠程網絡系統結構，其網絡結構由PC端、集線器、服務器、外部網絡、中間件以及閱讀器構成。通過一臺遠程服務器以及多臺客戶機終端和閱讀器的結構，可以讓每臺計算機實現對多閱讀器多工作站系統的控制。

2.2以FRID技術為基礎的信息系統集成

通過使用RFID技術開展信息采集模式的構建，可以實現各項信息和業務環節的無縫集成，比如：若是將以RFID技術為基礎的信息采集模式應用于供應鏈中，就可以實現信息流與物流的無縫集成，并通過互聯網數平臺準確且完整地實現供應鏈信息的共享。在集成該信息系統時，具體步驟如下。

第一，在標簽上進行唯一代碼的寫入，代碼包含目標對象的各項信息，以設備為例，那么標簽信息包括產品規格、生產日期、使用年限、各項參數等，進而通過對其進行無接觸掃描，能夠直接獲得所需信息。第二，使用閱讀器對網絡結構進行掃描，即多閱讀器多工作站系統以及多閱讀器單工作站系統，每個閱讀器所采集的信息都是該物品在互聯網上所擁有的唯一信息區域，類似于網址或者域名。第三，將EPC看作一個指針，提供“ONS”服務，即提供某類對象相關的唯一信息區域。第四，使用物理標識語言對目標對象的相關信息進行描述，即“PML”。第五，由于EPC代碼，尤其是96位的EPC代碼可以為所有物品進行唯一信息的存儲，所以在面對客戶時，可以通過互聯網得到此類信息，從而落實萬物互聯[3]。

2.3基于RFID技術的信息采集系統模式總體設計

2.3.1系統邏輯結構設計

為更好滿足信息數據采集、處理以及共享應用需要，在構建該系統模式時，應以RFID技術為基礎，獲取動態信息，并根據各個環節與階段生成各類BOM，以此為相關工作提供信息支持。同時，落實信息收集與存儲的數據平臺，利用大數據技術對多余信息進行分級過濾，逐漸打造多部門的協同運作與發展模式，最后，將ERP系統與已有系統進行對接，比如管理系統等，增強信息采集模式的擴展性。在該模式運作需求下，系統邏輯結構的設計主要分為四部分，分別為電子標簽、信息數據采集、數據庫以及信息數據應用。對于電子標簽層，主要是系統的基礎層，基本信息編碼是主要內容，在實際系統模式運作過程下，電子標簽就是在該層次形成，并嵌入到目標對象上，在之后生產管理過程中被RFID閱讀器讀取。而數據采集層則是通過科學部署RFID設備，進而采集各項信息，以PC構件廠為例，那么主要采集的信息有工作人員狀態、相關生產設備的運行狀態、生產物料使用情況、構件生產進度以及質量等，并以實時的狀態向系統傳輸動態信息數據。數據庫層則是所采集的信息數據的集聚處，主要用于信息數據的存儲與傳輸，面向的傳輸對象為應用層，為后續數據應用奠定良好基礎。應用層結構為B/S，通過將采集的基礎數據與實際應用進行有機結合，能夠很好滿足相關部門和業務的信息應用需求[4-5]。

2.3.2設計系統模式功能模塊

以RFID技術為基礎的信息采集，可以按照系統模式的使用需求進行基礎數據、生產管理、信息查詢以及系統管理四個功能模塊的劃分。其中，基礎數據管理功能模塊主要負責信息的分類與存儲，而生產管理則是整個系統模式的核心，主要開展目標對象的管理，比如設備信息的采集、生成與應用等，信息查詢主要提供輔助功能，一般應用于信息檢索中，系統管理包括該系統模式的用戶管理、數據備份與恢復以及系統平臺日志等。其中，在對生產管理模塊進行設計時，由于其決定著信息數據的產生，且設計多個應用部門，需要進行基礎信息的管理，包括目標對象（設備、構件等）、相關人員等信息，并將信息細化，保證標簽信息的完整性與精準性。此外，若是涉及具體生產信息，還需要進行生產計算管理、生產執行管理、生產物料管理以及BOM數據管理等內容，明確各類信息數據生成的過程圖，進一步優化信息采集質量。另外，在對信息查詢功能模塊進行設計時，信息采集的主要目的就是信息數據應用，而為了提高信息利用率，為相關工作人員的使用提供方便，還需要進行信息查詢功能模塊的設計。具體信息包括計算信息的進度查詢、庫存查詢、目標對象出入信息查詢等[6]。

2.3.3RFID技術模塊與采集結構設計

在對RFID技術下的信息采集系統結構進行設計時，主要部件包括無線信息采集終端、管理和現場客戶端、無線控制器、服務器等，手持式信息采集終端、射頻卡和固定式信息采集終端構成無線信息采集終端。在整個結構中，服務器為主要終端，之后是管理客戶端和核心交換機，之后根據具體信息采集需求進行無線控制器的布設，最終通過固定式和手持式無線終端進行信息數據的采集與應用。

在該模式中，RFID技術模塊包括無線信息采集終端和射頻卡，前者包括固定式信息采集終端和手持式信息采集終端，涵蓋輸入、顯示、控制單元以及信息數據存儲器，兩種信息采集終端采用的供電方式存在差異，手持式則以鋰電池為基礎，而固定式則是9V直流電。其中，輸入單元主要是指射頻卡檢測器和控制指令的輸入，進而實現對各項信息數據的有效采集、監控與統計，而控制指令主要應用于外部控制指令的輸入，在獲取信息后，射頻卡檢測器對射頻卡相關信息進行讀取，通過將控制單元與輸入單元相連接，能夠實行指令與信息數據向控制單元的發送。另外，為給后續信息應用提供科學有效支持，生產作業任務管理軟件安裝于控制單元內部，該軟件包括開工和完工處理模塊，通過對相關信息和指令的接受，能夠靈活地調動處理模塊，從而實現對任何設備與業務信息的監控，并實時存儲于存儲器，及時更新信息內容。最后，設計信息追溯系統流程。為最大化挖掘信息數據的價值，為相關工作提供參考性建議，提高信息數據的利用率，還需要將采集到的信息進行合理解析，將其對應給作業任務，比如生產零件，則解析為一一對應的零件卡信息，并將生產的信息更新至空白零件卡，在對應關系下，信息的應用以及生產業務流程也有序排列。

3結語

綜上所述，RFID技術作為當前時代下重要的標簽識別技術，廣泛應用于生產業務等領域。因此，應深入研究該技術，并以此為基礎進行信息采集模式的設計與構建，獲取動態信息數據，增強信息追溯性，獲取信息價值，以此為相關工作提供信息基礎。

參考文獻

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[2]王淑嬙，高偉康，王彬，等.基于RFID技術的PC構件廠數據采集系統設計[J].湖北工業大學學報，2021，36（2）：70-75.

[3]鄧傳加，劉華軍，呂占位.物聯網技術在裝備質量管理信息采集中的應用[J].科技創新與應用，2018（2）：141-142.

[4]王尊，王玉國，唐佳，等.基于射頻技術的模具車間信息采集系統設計[J].科技與創新，2020（4）：64-65，67.

[5]賀凱旋，羅朝暉，董鵬.基于RFID技術的XX部隊倉庫管理信息系統改造項目研究[J].項目管理技術，2018，16（7）：90-94.

[6]孟妮.基于物聯網技術的車輛信息采集系統構建[J].小型內燃機與車輛技術，2018，47（3）：46-50.