基于RFID技术的设备资产管理系统设计

李飞

摘  要： 传统的管理系统无法满足南方企业设备资产管理的可视化需求，且存在管理效率低、耗时长的问题，为此借助RFID技术，设计一种新的设备资产管理系统。系统的硬件部分主要由RFID读写器、永久记忆性存储器等元件组成，通过硬件的协调工作为管理功能的实现提供支持。系统的软件部分分为RFID标签关联模块、数据库模块和管理功能模块。RFID标签关联模块实现设备资产的数字化管理;数据库模块存储设备资产的基本数据;管理功能模块包括日常使用管理、设备使用管理、资产变更管理等。设计系统测试实验结果表明，与传统管理系统相比，该设备资产管理系统的平均管理耗时节省了0.39 s，管理功能的平均通过率提升了3.24%，达到了提升管理效率的目的。

关键词： RFID技术; 设备资产; 资产管理; 管理系统; 管理效率; 精准度

中圖分类号： TN99?34; TP391                      文献标识码： A                    文章编号： 1004?373X（2020）23?0130?04

Abstract： The traditional management system fails to meet the visual requirements of equipment asset management of southern enterprises， and has deficiencies of inefficiency and time?consuming in the management. Therefore， a new equipment asset management system is designed with the assistance of RFID technology. The system hardware is mainly composed of RFID reader and permanent memory. The coordination of hardware provides support for the management function. The system software is composed of RFID tag association module， database module and management function module. The RFID tag association module is used to realize digital management of equipment assets， the database module is used to store basic data of equipment assets， and the management function module serves the daily use management， equipment use management and asset change management. The system test experiment was designed. The results show that， in comparison with the traditional management system， the average management time of the equipment asset management system was shortened by 0.39 s， the average success rate of management function was increased by 3.24%. Therefore， the designed system improves the management efficiency.

Keywords： RFID technology; equipment asset; asset management; management system; management efficiency; accuracy

0  引  言

由于南方企业数量庞大，规模较大，所使用的设备资产多种多样，功能各异，设备资产的覆盖范围较广，因此众多南方企业在进行设备资产管理的过程中存在管理不及时的问题，因而给一些企业设备运行带来了安全风险[1]。

传统的设备资产管理方式一般依赖非自动化的形式，以纸张文件作为管理系统的数据资料，对于一些重要的设备会用到条形码，实现资产的识别与管理，但管理效率较低，管理数据出错率较高。

近年来随着南方企业进入全面建设智能化的关键时期，将网络化、智能化的手段与技术应用到设备资产的管理与运营工作当中，由此衍生出了一系列的设备资产管理系统[2]。传统的管理系统包括：基于Web技术的资产管理系统、基于B/S架构的管理系统以及基于NET技术的资产管理系统。上述三种管理系统应用不同的互联网技术，实现了设备资产的数字化管理，然而传统的管理系统存在一个普遍现象就是管理精度低、出错率高。为此引入RFID技术对设备资产管理系统进行设计[3]。RFID技术也就是射频识别技术，属于一种通信技术，该技术的应用可以通过无线电信号识别的方式，读取特定目标对应的数据信息。将该技术应用到设备资产管理系统当中，可以不接触设备而实现设备的管理，在不影响管理效率的同时，最大程度地降低了设备资产管理的危险性，同时对设备本身不会产生任何负面影响。

1  设备资产管理硬件系统设计

1.1  RFID读写器

RFID技术的实现基础为RFID读写器，该硬件设备主要由RFID阅读器、电子标签和天线三个元件组成。其具体的组成结构如图1所示。

图1中，RFID阅读器的作用是读取电子标签中的信息，在RFID阅读器的内部包括1个微处理器和1个RFID基站芯片，电路方面包含高频电路、复位电路、通信电路、驱动电路等。而电子标签部分也被称为射频卡，射频卡由芯片和耦合元件共同组成，部分电子标签当中会包含内嵌的天线，实现RFID的读写通信。一般情况下设计的RFID读写器可以实现低频、高频、超高频和微波4个层次上的工作，从而提高RFID读写器的精度[4]。由于RFID读写器需要与设备资产管理系统相连，因此在设计过程中需要在RFID读写器上设置接口，使用OCX空间作为中间层负责连接硬件之间的通信。在实际的管理系统运行过程当中，RFID读写器通过内嵌的天线发送固定频率的射频信号，当电子标签进入内嵌天线的工作区后，在RFID读写器内部产生感应电流。将自身编码信息通过内嵌天线发送出去，并通过接收天线接收传输到RFID阅读器当中，阅读器对采集的信号进行解调处理，针对不同的设定做出相应的处理和控制操作。

1.2  永久记忆性存储器

设备资产管理系统是建立在大量的设备资产数据之上运行的，因此需要在硬件系统中安装存储容量较大的存储器。一般的存储器分为非永久记忆性存储器和永久记忆性存储器，二者的区别为断电后能够继续保存信息[5]。设备资产管理系统中的数据会随着运行时间的变化而产生变化，且每一个更新都是在前一个数据版本的基础上进行更新的，因此在管理硬件系统中选用永久记忆性存储器。另外，要求存储器的存储容量在20 GB以上，将选择的存储器以内嵌的方式安装在设备资产管理硬件系统中。

2  设备资产管理软件系统设计

在硬件设备搭建完成后，对设备资产管理的软件系统进行设计，软件系统主要分为三个部分，分别为RFID标签关联、数据库和系统管理功能[6]。其中RFID标签关联模块实现的目的就是将设备转换成为编码的形式，充分利用RFID技术，从而实现设备资产的数字化管理[7]。而系统数据库用来存储设备资产的基本信息以及在管理过程中产生的数据信息。而系统的管理功能就是对设备资产在日常使用过程中产生的状态变换进行记录与管理，实现资产的可视化，从而提高管理效率。

2.1  RFID标签关联

设备RFID技术管理的资产包括室外设备、室内设备以及工具设备等，由于作业的环境不同，对RFID标签的强度与设置参数的要求也不同。设置室内与室外设备的RFID标签分别为XCTF?5041和XCTF?5042，而工具设备的RFID标签用XCTF?5043来表示[8]。通过RFID标签的读写技术将实际设备与对应的数字化编码关联在一起，RFID的具体读写流程如图2所示。

除了基本的设备资产外，还需要将设备的数量、厂家、型号等信息写入到RFID读写器内。当设备出现问题时，可以直接从数字化编码中确定资产的重要属性，并快速通过RFID读写器定位并发现对应的资产。

2.2  数据库设计

设备资产管理软件系统的数据库采用MySQL作为数据搭建平台，数据库中存储基础的设备资产信息和管理缓存信息[9]。其中设备资产信息包括：设备RFID编号、设备名称、设备型号、设备类别、设备使用状态等信息。具体的数据库逻辑信息如表1所示。

按照表1中的格式将设备资产管理过程中的所有设备参数输入到数据库中，在数据支持的基础上对管理功能进行设计。

2.3  管理功能设计

在RFID技术下，设备资产管理功能包括设备使用、日常维护管理、设备添加、报废等，具体的系统管理功能如图3所示。

2.3.1  设备生命周期管理

设备的正常使用生命周期分为五个阶段，分别为设备购入或添加，设备使用、设备试验或工作、设备故障与报废。在正常使用状态下，从购入开始可以计算设备的生命阶段维持的周期时间，不同设备的生命周期运行的长短不同。以发电机设备为例，一台新的发电机从购入到使用与实验阶段的时间较长，使用阶段中存在的借用、租赁等行为不会对设备的生命周期产生任何影响。

设备的故障时间可以用下式计算：

式中：[α]表示发电机的使用磨损系数;[N]为使用次数;[t]为使用的总时间。通过设备生命周期时间的计算，可以有针对性地对设备资源进行检测，当设备处于故障或报废状态时，需要对其进行维护或回收处理。

2.3.2  設备使用管理

由于设备的类型不同，因此对于使用的定义也不同，一级设备处于时刻工作状态，但一级中存在备用设备和工作设备，通过两个设备交替工作的方式可以保证运行稳定[10]。而二级设备的使用包括借用、领用、调拨、租用、归还等管理任务。以设备借用管理为例，借用人员需要通过系统向服务器发送借用请求，由各级领导审批后管理员回复借用批准信息[11]。借用人员到指定的位置借用对应的设备，系统从设备出库时刻开始计时，当借用人员借用的时间超过48 h，系统会向借用人员发送归还提醒，若借用时间超过1周，则需要重新提交借用申请。

2.3.3  资产变更

设备在使用过程中会出现设备变更的情况，设备资产变更管理功能的实现需要经过多个步骤完成，基本的变更流程如图4所示。

按照图4中表示的资产变更管理流程，首先需要利用RFID读写器读取待变更的设备，将变更信息再次编辑写入。利用网络将资产的变更信息传输发送到资产变更责任人进行变更确认[12]，经过确认后，变更信息立即生效，同时数据库中的信息发生改变。若变更审批未通过，则通过RFID读写器按照原始路径将信息以原本的形式传输到系统存储器中。

3  系统测试实验

为了检验设计的基于RFID技术的设备资产管理系统性能，设计系统测试实验。测试实验中需要准备发卡器、串口连接的PC机、打印机等多个硬件设备，用来搭建系统测试实验的实验环境。调用南方某区域内的数据信息作为系统测试的管理数据，管理数据中需要包含设备的所有基本设置信息。在测试实验中设置传统的管理系统作为测试实验的对比系统，两个管理系统同时对相同的设备信息进行管理。发布多条管理任务，计算两个系统的管理效率并进行对比，对比结果如表2所示。

从表2中的数据可以看出，管理系统在执行不同的管理任务时所消耗的时间不同，综合所有管理任务的执行情况，传统管理系统执行一次管理任务的平均耗时为1.68 s，管理功能的平均通过率为94.23%。而基于RFID技术的设备资产管理系统的平均耗时和管理功能平均通过率分别为1.29 s和97.47%。对比而言，基于RFID技术的设备资产管理系统的管理效率高于传统的管理系统。

4  结  语

本文采用RFID技术构建设备资产管理系统，实现精确的设备资产管理，代替了人工管理，提高了数据的精准度。通过基于RFID技术的设备资产管理系统的应用，大大提高了南方设备的管理效率，同时，解决了管理过程中存在的问题。然而在此次系统的设计研究工作中，未对系统的承载性能与抗干扰性能进行设计研究，在未来的研究工作中需要针对这一方面进行具体研究。

参考文献

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