RFID在卫星地球站装备管理中的应用方案设计

刘雷，张永秀，景新攀

（北京空间信息中继传输技术研究中心，北京，100094）

0 引言

随着我国航天事业的快速发展，卫星地球站的建设数量也越来越多。由于航天领域对系统高可靠性的要求，每个卫星地球站均需要备份大量的备品备件装备和测试仪器仪表。目前我国卫星地球站设备、仪器仪表及备品备件的库房管理主要采用人工台帐记录方式，不仅耗费人力物力，且时效性不高，并且在装备管理过程中还容易产生对装备位置和装备数量混淆的情况。航天事业持续发展，各卫星地球站地理位置分布越广，装备统一管理的困难程度也进一步加剧。因此，探索新的卫星地球站装备管理技术和管理模式，对于促进我国航天事业的发展意义重大。

1 RFID技术和装备管理

■1.1 RFID技术介绍

RFID（Radio Frequency Identi fi cation）射频识别技术，是一种非接触式的自动识别技术，目前在物流、仓储、医疗等领域已有较多应用。RFID技术是物联网概念的核心技术之一。该技术通过使用射频电子设备发送射频信号，然后通过空间耦合来自动识别目标对象并获取相关数据，并将新的信息写入目标对象的标识设备。一个典型的RFID识别系统主要包括电子标签、阅读器以及天线。

阅读器通过天线发送出特定频率的射频信号，当电子标签进入磁场范围后，可接收到该射频信号，并凭借感应电流所获得的能量发送出预先存储在芯片中的信息(Passive Tag，无源标签)或主动发送某一特定频率的信号(Active Tag，有源标签)。阅读器读取信息并解码，再送至信息系统进行相关数据处理。

■1.2 RFID在装备管理中的应用优势

RFID应用到地球站的库房装备管理中，将地球站设备、仪器及备品备件等装备与计算机网络连接，可以完成装备出入库的自动化、批量化和信息化管理，确保装备管理各个环节数据输入的快速性和准确性。通过科学编码，方便地对装备的批次进行管理，利用系统的地图定位管理功能，及时掌握所有装备位置，提高地球站的装备管理效能。RFID电子标签技术应用于装备管理中的优点主要包括：无接触操作、读写距离长、具有穿透性和无屏碍阅读、同时快速处理多个标签、大数据量处理、耐磨损抗污染、体积小、安全性高。

2 装备管理系统方案设计

■2.1 方案设计原则

RFID技术应用于卫星地球站库房装备管理中时，应遵循以下几项设计原则。

表1 RFID技术在地球站装备管理中的设计应用原则

■2.2 系统架构和硬件设计方案

图1 系统框架图

根据卫星地球站一般的装备库房分布情况和实际应用需求，本方案设计使用以太网连接各个库房的RFID读写数据、库房管理服务器、远程管理客户端。硬件架构的系统框架图如图1所示，包含RFID标签和读写器的装备信息感知层通过WIFI接入到库房管理局域网，从而实现库房信息的实时传输和共享。应用层包含布设装备资产管理系统的应用客户端，并部署装备信息数据库，在服务器和远程管理终端上实现库房管理业务。

图2 库房管理系统硬件拓扑图

库房管理系统的硬件拓扑图如图2所示。库房内需要进行管理的装备安装RFID芯片，库房内布设WIFI和固定读写器，并依据需求布设库房管理PC、发卡器、手持读写器和网络打印机。所有装备信息经以太网络可由远程客户端管理软件统一管理。

■2.3 系统软件设计及主要功能实现

2.3.1 软件架构设计

管理软件负责完成装备信息数据的存储、业务处理、系统参数配置、数据浏览、查询等功能，实现上述功能需要数据服务器和管理计算机的支持。

库房管理数据库是库房库存的数字化映像，是整个管理系统的核心，主要包含备品备件信息数据库、仪器仪表信息数据库、图纸文档信息数据库和其他库存装备信息数据库，在硬件RFID读写系统的支持下实现物理库存对数字库存的实时更新。库房管理数据库对管理计算机提供业务数据支持。

管理计算机安装库房装备管理软件，主要实现以下功能：日常业务、档案数据管理、信息查询、统计报表、系统设置。

2.3.2 库房管理数据库设计

库房管理上数据库包含以下数据库：备品备件数据库、仪器仪表数据库、图纸资料数据库、其他库存装备数据库、日常业务数据库、系统配置数据库、库空间数据库。上述数据库中的具体数据表格设计依据为库存装备属性和主要业务使用数据类型。

主要软件功能：

2.3.2.1 入库业务

入库时管理人员需要扫描登记装备属性信息并自动生成入库单，然后通过查询库房空间数据为新入库装备安排放置空间。

2.3.2.2 库存查询

库存查询是日常工作中了解库存情况的窗口，可根据装备、属性查询其库存数量、使用期限、检测计划等，仪器仪表的在库情况和状态等信息。管理员可以通过查询功能查寻具体装备存放位置信息以方便库房管理。

2.3.2.3 出库业务

所有离开库房的库存装备都需要办理出库业务并形成出库单。办理出库业务是装备离开在数据层面的反映，出库的装备可以是消耗和外借。

2.3.2.4 盘库

超高频识别技术支持远距离读写，盘库时库房管理人员只需携带移动射频读写设备对库存装备逐个进行扫描即可完成盘库的绝大部分工作。

■2.4 系统可扩展功能

基于RFID的库房装备管理系统除实现上述软件系统功能外，结合目前的卫星地球站装备管理现状，还应具备以下可扩展功能：

(1)结合门禁系统和视频监控系统可实现装备的自助出入库管理；

(2)录入在使用系统信息，构筑在使用系统状态清单，可实现备品备件使用情况跟踪和设备维护的信息化管理；

(3)结合安防系统实现非法出库装备的监视和自动报警，降低库存装备丢失可能。

3 结束语

RFID技术的应用符合现代资产管理对效率、信息流和灵活性等方面的要求。将RFID技术应用于卫星地球站库房装备管理中，可以提高装备管理的自动化程度，大大缩短装备管理各环节的时间，提高整个卫星地面站库房的操作效率。应用RFID技术进行卫星地球站装备管理优势明显，可有效促进我国卫星通信事业的发展。