基于RFID技术的资产管理系统的设计与改进

张玉柱　汪正道　杨莉

摘要：分析企业资产管理所面临的诸多困难，设计并实现了一种基于RFID技术的资产管理系统。系统在研究资产生命周期管理的基础上设计了系统功能，采用分层设计思想设计系统的架构，便于系统的维护和扩展；提出一种新的网关设计模式改进系统，解决不同网关下资产管理难、数据不能共享等问题。通过理论与实践，表明该系统可以极大提高资产管理效率，该新模式具有较强的实用性。

关键词：资产管理；生命周期管理；系统功能；系统架构；分布式网关

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）20-0082-04

Design of RFID Technology-Based Asset Management System and Improvement

ZHANG Yu-zhu，WANG Zheng-dao，YANG Li

（Chongqing University of Posts， Electronics and Communication Engineering of Communication Institute， Chongqing 400065， China）

Abstract： The asset management business is facing many difficulties， the design and implementation of asset management system based on RFID technology. System on the basis of research on asset life cycle management system is designed function， an architectural hierarchical design system design， easy system maintenance and expansion； propose a new gateway design patterns to improve the system to address asset management is difficult under different gateways The data can not be shared and so on. Through theory and practice，it shows that the system can greatly improve the efficiency of asset management and the new model has a strong practical.

Key words： asset management； life cycle management； system function； system architecture； distributed gateway

1 概述

资产是企业的重要组成元素，是企业参与生产的必要因素，资产管理占据着企业管理的重要位置，对于企业发展成长有着重要的意义[1-3]。然而，现阶段企业资产管理还主要是通过人工方式，采用条码或者Excel表格进行资产的盘点工作。这种方式不仅耗费大量时间和人员，而且盘点的效率也不高；对于资产无法做到跟踪记录处理，所以无法实时快速查看资产的位置信息，使用信息等等；企业对于资产没有统一的管理，不了解资产的分布情况、使用情况，使得资产的使用效率不高；资产的借出借入无法进行快速的审查，安全性不高，也会出现资产的流失情况。

近几年随着RFID技术的出现与发展[4]，使得从根本上解决企业当前资产管理中遇到的困难成为可能。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，可以通过射频信号来识别目标，而且更有一些突出的优点：读取距离远、数据信息大、可以擦写数据、多个识别，使用周期长，可以在恶劣的环境下工作，穿透性好，处理速度快等等[5]。因此，把RFID技术应用到资产管理中，结合RFID各种优点，搭建一个具有管理全面、数据安全、信息可靠等优点的资产管理系统，可以有效提高企业的工作效率、节省开支，实现资产的快速、高效、全面管理[6-9]。

2 资产生命周期管理的研究

“资产全生命周期管理”（Life Cycle Asset Management，简称“LCAM”）[10]，是指从系统的整体目标出发，以资产作为管理对象，基于其经济生命统筹管理资产的编制预算、购置建设、使用消耗、维护改造、报废更新的全过程。为了实现对资产的全生命周期管理，系统定义资产共分为六个状态：入库态、定点态、移动态、异动态、替换态、出库态。六种状态的资产涵盖了资产生命周期中的各种情况，系统应用域的主要处理逻辑根据这六种状态的转换进行具体实现。图1为资产状态转换图。

图1 资产状态转换

3 系统功能

基于LCAM的研究，结合企业对资产管理的需求，系统设计的业务功能有两大块：资产状态管理和系统管理。前者主要是对资产状态、位置等实时信息监控管理，包括资产出入库管理、资产移动、资产盘点扫描、资产定位、门禁报警等；后者主要是系统的自身维护，有用户管理、权限管理、部门管理等。具体功能结构如图2所示。

图2 系统功能

其中资产入库、资产移动、系统管理等业务处理逻辑简单，所以对资产定位和门禁报警作详细说明，资产盘点扫描是针对多个资产的盘点或者房间资产的扫描，实际是多资产定位，所以处理流程同资产定位。

3.1 资产定位

根据用户输入的资产ID，返回资产当前所处的状态或者位置信息。资产定位流程如图3所示。其中，替换态是指标签更换时的一种临时状态；异动态是指资产非法移动或者移动超时时的一种报警状态；移动态是指资产调拨时的一种状态。资产定位可以实时查询资产实际使用情况以及当前所在房间位置信息，用户在web端输入资产名称或者资产编号，操作简单方便，管理全面高效。

图3 资产定位

3.2 门禁报警

报警功能是针对当资产未经过允许非法通过门禁或者资产在移动接受或归还超时这两种情况，系统可以自动及时产生报警信息提示资产管理员核实资产信息。门禁报警产生的主要有两种情况：越界报警和超时报警，其流程如图4所示。当接受的门禁事件处于报警状态时，系统会再次产生报警；当资产非法移动时系统产生越界报警；当移动设置的接受或归还时间超时系统会产生超时报警。

图4 门禁报警

4 系统架构

为了更好地提高系统的稳定性、可维护性、可扩展性，系统采用分层设计的思想。具体可以分为应用层、中心层和边缘层，加上数据库和底层RFID设备，总体架构如图5所示。其业务流程为：用户由应用层发起业务请求，请求可能是资产的盘点、扫描、移动等等操作，然后经过中心层事件中心响应，找到对应的ALE事件进行等待，再由边缘层将等待的事件取走并做相应的处理，在边缘层中，调用对应的逻辑读卡器打开底层的物理读卡器采集数据，最后再把处理结果反馈给应用层供用户查看。

图5 系统架构

4.1 应用层

应用层处于系统的最上层，是用来直接和用户进行交互的。该层也是系统功能的切入点，如资产的盘点扫描、资产移动、门禁报警等。系统采用的是B/S模式即浏览器/服务器模式，该模式是以web形式呈现给用户的，将大量的计算放在服务器端进行，客户端不需要或者只要少量的计算即可。这种“肥服务器端，瘦客户端”方式真正实现用户的“零安装”，只要有一台可以上网的电脑即可；同时，该模式适合移动办公，系统维护容易等优点。

4.2 中心层

由系统架构图可以看出，中心层是连接应用层和边缘层的纽带，在系统中起到关键作用。中心层一方面设计了事件中心，在事件中心中定义应用层相关业务的ALE事件；另一方面采用Web Service作为服务器；在该系统中，Web Service在应用层与边缘层之间起到通信中介的作用。Web端发起盘点指令时，需要将房间号和事件编号发送给Web Service，然后等待边缘层取走，边缘层取走房间号和事件编号后将对应房间的读卡器设备打开，最后将标签数据和事件编号再放回到事件中心并关闭读卡器，等待Web取走对应事件编号的标签数据。中心层的设计使得当上层业务需求发生变更时，只需要修改应用层业务逻辑，中心层不需要修改或者少量的修改即可，大大提高系统的可维护性可扩展性。

4.3 边缘层

边缘层主要包括设备管理模块、数据处理模块和事件管理模块以及设备自检模块，边缘层结构如图6所示。设备管理模块分为逻辑读卡器管理和物理读卡器管理模块，实现不同硬件选择不同的驱动程序，屏蔽底层硬件的差异性，便于系统的维护扩展；数据处理模块的设计用来过滤冗余的标签数据，防止一个标签在一个事件周期内被多次读到，减轻系统的数据处理压力；事件管理模块用于不间断扫描事件中心中事件编号和房间信息参数并取走，再由设备管理模块打开对应的房间的物理读卡器采集房间数据；设备自检模块的设计是设备的自我维护，主要利用硬件设备的心跳包来检测硬件的工作状态，出现问题可以及时的上报给系统管理员。

图6 边缘层结构图

5 系统改进

随着企业不断地发展，资产的种类和数量也不断的增多，资产的形式不局限于单个器械仪表，而是以整体为单位作为一个资产管理对象。因此，企业对资产的管理提出了新的需求，如异地管理、多地管理等。

传统资产管理系统采用的主要是单一化网关模式来设计的，如图7所示。这种模式只适合企业的单点管理，当企业有多处资产需要管理时，如果采用该模式，则需要在每一个资产管理点安装部署一整套系统，且只能在该点处进行系统功能的操作，点与点之间不能直接交互控制，即用户无法在一个基站控制另一个基站的物理设备进行资产管理，使得企业多地资产管理变得复杂、耗时耗力。

图7 单一化网关

针对上述问题，结合分布式设计思想[11-12]，本文提出一种新的网关设计模式-分布式网关来改进资产管理系统。该模式的设计思想是建设一个总网关，网关连接并控制多个子网关，即构成一个分布式网关如图8所示。其中，网关是建设的总网关，基站1到基站N是子网关所属与网关。该模式的实现是在网关部署一套系统，提供连接协议接口，配置好子网关的设备参数，如逻辑读卡器所属的基站、物理读卡器对应基站的网段作为联接地址及MAC地址；而在每个基站仅安装配置好的物理设备即可。同时，分布式网关也是一个可变的网关，当有新的基站资产需要管理时，只需在网关下增加该基站的连接信息和配置相关的设备参数，系统的维护和扩展简单方便。

图8 分布式网关

分布式网关包含多个基站，每个基站下包含多个逻辑读卡器，每个逻辑读卡器下又包含了多个物理读卡器，它们之间形成对应映射关系，逐层调用。用户在网关处就可以管理所有基站的资产，如盘点基站1的资产，在web端发起盘点操作，生成事件包含事件编号、基站编号等信息，等待边缘层取走，对事件进行解析处理并采集数据，最后再把处理结果反馈给web端，业务流程如图9所示。采用分布式网关，把每一个基站打包成一个资产管理对象，实现企业资产的异地管理、多地管理等，减少企业的开支、提高工作效率，同时系统的性能也得到了提升。

图9 业务流程

6 总结

本文指出企业资产管理传统方式所存在的缺陷，分析RFID技术在资产管理中的优点，给出一套基于RFID技术的资产管理系统方案。该方案中首先对资产的生命周期管理进行研究，给出资产在生命周期中使用情况的六种状态，并在此基础上利用各状态之间的转换关系设计出系统的业务功能；其次给出系统的总体架构并阐述各模块功能；最后，提出一种新的设计模式来解决企业资产管理所遇到的新的困难。目前该系统已经成功应用在某单位的日常资产管理中。实践表明，利用RFID技术可以帮助企业建立起统一的、有效的、实时的资产管理系统，给用户提供简单方便的Web操作界面，并且通过网络集中化管理，实现资产生命周期管理，有效地解决资产盘点难、统计难、账务与实物不符等难题，既可以实现资产的优化配置管理，又可以实现数据实时共享，大大提高了企业的工作效率。

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