RFID在实验设备库存管理中的应用研究

王 艳, 孟 勤, 刘 昕, 王 睿

（吉林大学 药学院 药学实验中心, 吉林 长春 130012）

RFID在实验设备库存管理中的应用研究

王 艳, 孟 勤, 刘 昕, 王 睿

（吉林大学 药学院 药学实验中心, 吉林 长春 130012）

为了提高实验设备库存管理的工作效率和资源的合理化配置水平,对射频识别技术（RFID）在实验设备库存管理中的应用进行了研究。首先,对基于RFID的实验设备库存管理业务流程进行了分析与优化,接着,设计了基于B/S与C/S分层混合结构的RFID实验设备库存管理系统总体架构,然后,提出了RFID系统与现有实验设备库存管理系统的集成方案,最后,采用多读头单工作站网络系统模型完成对RFID数据采集系统的实施部署,并成功地应用于吉林大学实验设备管理中心。实践结果表明,RFID系统的应用极大地提高了管理效率和设备资源的利用率。

射频识别； 实验设备； 库存管理

目前,大部分高校实验室采取手工记录单据再录入系统的方式对实验设备进行管理[1]。随着仪器设备数量和型号的逐年增加,仪器设备管理工作的规模日益扩大,随之而来的问题是如何提高仪器设备管理的工作效率和实验设备资源的合理化配置水平[2-3]。采用传统的管理模式和方式不但容易造成仪器设备丢失损坏,而且整个业务处理过程较为繁琐复杂,无法保障仪器设备监管的实时性和设备资源的使用效率与共享利用率[4-5]。

为了解决上述问题,本文通过对射频识别（radio frequency identification,RFID）在实验设备库存管理中的应用研究,提出了基于RFID的实验设备管理系统设计方案，并成功地应用于吉林大学实验设备管理中心，提高了管理效率和设备资源的使用效率。

1 RFID设备管理业务流程优化

基于RFID的实验设备管理流程主要包括:设备入库管理、设备在库管理和设备出库管理3个过程与环节[6]。

1.1 设备入库业务流程

设备入库业务环节,首先,要完成入库贴标,这是设备入库之前对设备粘贴RFID标签、创建RFID应用的库存管理接口。然后,入库时RFID阅读器再次采集核对设备信息,并将入库信息传递到基于RFID的实验设备管理系统中,系统根据RFID系统传来的信息自动生成入库单据,确认入库。最后,入库后对设备进行堆摆处理,更新并上传库位信息,系统自动更新库存。设备入库业务流程如图1所示。

图1 基于RFID的设备入库流程

1.2 设备库存盘点业务流程

库存盘点业务环节,首先通过系统设置要盘点的库区、库位、设备等信息,制订盘点计划；然后利用移动式的RFID阅读器根据盘点计划进行实地盘点,并通过无线网络将盘点数据传送到管理系统；最后,管理系统自动进行盘点处理,计算出盘点仓库的设备数量,自动生成盘点表。库存盘点业务流程如图2所示。

图2 基于RFID的库存盘点流程

1.3 设备出库业务流程

设备出库业务环节,首先,设备管理人员根据设备使用预约订单申请,制定设备出库计划；然后,根据设备的出库计划,到指定的位置提出设备,并组织设备出库。设备出库业务流程如图3所示。

图3 基于RFID的设备出库流程

上述3个过程的业务流程的实现主要通过现有的仪器设备管理软件、RFID标签识别和信号采集装置三方集成、协同工作共同完成的。RFID电子标签作为数据采集终端可实现设备信息的自动识别与采集,并可以为库存管理入库、库存盘点和出库3个业务流程提供数据支持,保证了系统数据处理的实时性。仪器设备管理系统保障了业务流程的申请、下达和执行。信号采集装置保证了设备数据的实时性更新。

2 RFID设备管理系统总体架构

2.1 系统层次结构设计

RFID实验设备库存管理系统层次结构分为物理层、中间件与设备管理软件层,如图4所示。

图4 RFID实验设备管理系统层次结构

在图4中：设备管理层用于完成用户交互、业务处理和数据维护等；中间件用于完成RFID数据采集系统与库存管理系统的集成；物理层用于完成将RFID阅读器、电子标签等的部署与实施,实现数据采集和对相关设备的驱动控制等[7]。

2.2 系统网络访问模式

系统采用B/S与C/S混合结构的网络访问模式,如图5所示。

图5 C/S与B/S混合结构的网络访问模式

在C/S模式下,局域网数据传输速率较快,用于完成RFID数据采集系统和射频标签数据的传输,便于系统能够快速验收识别标签信息,在B/S模式下用于完成客户端业务逻辑处理,包括实验设计的入库操作、库存盘点和出库操作等[8]。

3 RFID设备管理系统集成设计

3.1 系统集成框架设计

中间件的作用是用于完成RFID数据采集系统与库存管理系统的集成[9]。本文采用将RFID采集到的数据通过DBLINK链接方式,对RFID服务器和仓储管理服务器的数据进行采集。RFID系统与实验设备库存管理系统的集成模式如图6所示。

图6 RFID系统与设备管理系统集成框架

3.2 系统集成功能设计>

RFID系统与实现设备库存管理系统的集成是根据RFID阅读器提供的应用程序API接口。

由于实验设备管理系统基于微软公司推出 .NET Framework 开发框架,为了提升系统的兼容性RFID系统采用了微软公司推出的BizTalk RFID中间件产品,基于框架可以分为如图6所示的设备服务接口中层、运转引擎层、BizTalk RFID基础框架OM/API层、设计工具和适配器层[10]。

（1） 设备服务接口中层负责为硬件设备供应商提供可任意扩展的设备驱动API集合；

（2） BizTalk RFID基础框架OM/API层提供了对象模型和应用程序开发接口；

（3） 设计工具和适配器层提供用于开发调度的软件工具,包括RFID Manager管理控制台和Rule Composer业务规则设计工具；

（4） 运转引擎层通过业务规则和事件处理程序组成事件处理机制,对RFID事件进行过滤并转换为业务系统可以识别的信息,主要包括事件处理引擎和事件处理器2个核心部分[11]。

4 RFID设备管理系统实施方案

4.1 运行环境和接口

本文设计的RFID设备管理系统具有较好的集成性与可扩展性,其应用程序可以运行于Windows XP、Windows 7等计算机平台系统,另外也可运行于Android、iOS等移动平台系统。另外,阅读器和应用系统之间的数据传输采用的接口包括RS232、RS485、Wiegand、WLAN802.11、蓝牙和USB等。

4.2 系统实施与部署

RFID数据采集系统在C/S模式的局域网络采用多读头单工作站网络系统模型完成RFID阅读器数据采集[12]。多读头多工作站部署方案是将多个识别点的信息利用一台计算机完成数据的采集与处理,这就需要在不同的识别点安装多台读头,然后利用多读头网络系统将来自所有读头的信号传输到后台计算机中,进行数据处理[13]。

5 结束语

本文就目前高校实验室设备库存管理存在的问题进行了分析,对RFID技术在实验设备库存管理中的应用进行了研究与实践,提出了RFID系统与现有实验设备管理系统的集成方案,并成功地应用于吉林大学实验设备管理中心。实践表明,系统的应用提高了管理效率和设备资源的使用效率。

（

）

[1] 刘昕,孟琳,张超. 当前高校大型仪器管理共享平台发展思考与实践[J]. 实验技术与管理,2015,32（4）:266-269.

[2] 潘坚扬,邵青. 科研实验室大型仪器管理与共享服务的探索与实践[J]. 实验技术与管理,2014,31（12）:264-267.

[3] 李盛,刘朝晖. 高校大型仪器设备资源共享平台建设与管理[J]. 实验科学与技术,2015,13（1）:198-212.

[4] 梁宏. 大型仪器设备共享平台建设实践[J]. 实验技术与管理,2015,32（1）:5-8.

[5] 刘婷婷,曹萍,张孝良. 大型仪器设备开放共享管理平台建设的探索[J]. 实验室研究与探索,2014,33（11）:283-286.

[6] 吴珏珩,张选红,蓝秀健，等. 基于RFID的贵重仪器共享管理系统的功能与实现[J]. 实验技术与管理,2011,28（11）:300-303.

[7] 何畔,王益民,孟庆楠，等. 基于RFID技术的高校仪器设备管理与应用[J]. 实验室科学,2013,16（6）:146-148.

[8] 王一宾,涂兵兵. 应用B/S模式设计实验设备管理系统[J]. 安庆师范学院学报：自然科学版,2014,20（3）:61-65.

[9] 倪洁. 基于RFID的实验室设备管理系统的研究[D].北京：北京邮电大学,2014.

[10] 郭鹏,张海燕,刘振永,等. 基于RFID的实验设备管理系统设计[J]. 实验技术与管理,2015,32（3）:255-258.

[11] 孙红,厉彦刚,陈世平. RFID中间件数据处理研究[J]. 上海理工大学学报,2014,36（3）:234-238.

[12] 王声革,郭建宏. RFID技术在高校实验设备资产管理中的应用[J]. 实验技术与管理,2013,30（1）:218-221.

[13] 刘举平,余为清,何柏林. RFID技术在实现高校设备管理系统中的设计与开发[J]. 计算机应用与软件,2014,31（3）:331-333.

Application of RFID in inventory management about experimental equipment

Wang Yan, Meng Qin, Liu Xin, Wang Rui

（Pharmacy Experimental Center, College of Pharmacy,Jilin University,Changchun 130012, China）

In order to improve the efficiency of inventory management about the experimental equipment,the application of radio frequency identification （RFID） technology in inventory management is researched. First,the business process of the inventory management is analyzed and optimized based on RFID. Then,the overall architecture of layered hybrid structures about RFID inventory management system is designed based on C/S and B/S .Then the integration scheme is proposed about the RFID system and the inventory management system. Last,the network system model of multi read head and single workstation is adopted to implement the RFID data acquisition system,and the RFID system is successfully applied by the Experimental Equipment Management Center of Jilin University. The practice shows that the application of RFID system has improved the efficiency of management and utilization ratio of the experimental equipment.

radio frequency identification; experimental equipment; inventory management

2015- 04- 21 修改日期：2015- 06- 28

吉林省科技发展计划资助项目（YYZX201123-4）

王艳（1979—），女，吉林长春，硕士，工程师，主要从事实验室建设与管理方面的研究工作.

E-mail：shenmary@163.com

TP391

A

1002-4956（2015）11- 0276- 04