基于RFID技术的信息采集模式研究

王辉 杨乐

摘要：随着信息技术的高速发展和广泛应用，物联网技术成为各个领域主要使用的信息化技术，尤其是RFID技术，给信息采集、设备管理等方面带来极大益处。基于此，为更好应用RFID技术，充分发挥技术优势，该文对RFID技术进行调查，重点研究以RFID技术为基础的信息采集模式，探索其设计构建路径，以期为相关工作提供参考性建议。

关键词：信息采集模式  RFID技术  标签  阅读器

中图分类号：TP399文献标识码：A   文章编号：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

在當前大数据时代背景下，信息数据价值不断被开发、挖掘，这给信息采集工作提出了更高要求。RFID技术目前应用特别广泛，比如生产线自动化、物料管理以及门禁管制等，这些都要求其识别并分析所采集的信息，因此，以该技术为基础构建信息采集模式是可行的。为更好生产发展，研究该信息采集模式是十分必要的。

1RFID技术相关概述

所谓RFID技术，主要是指射频识别技术，技术原理是利用标签和阅读器进行非接触式的数据通信，从而对目标信息进行精准识别。作为一种自动识别技术，目前主要使用无线射频的方式读写射频卡和电子标签这类媒体，依托于非接触双向数据通信的方式实现目标识别与数据交换的目的[1]。

2研究以RFID技术为基础的信息采集模式设计构建

2.1以RFID技术为基础信息采集方案

作为一种底层硬件基础，在使用该技术设计构建信息采集模式时，应根据多阅读器单工作站网络系统结构和多阅读器多工作站远程网络系统结构进行不同采集方案的设计，从而满足多种情况下的信息采集需求。

针对多阅读器单工作站网络系统结构，应结合信息采集工作的实际应用。就RFID技术应用发展现状来看，在社会不断发展的背景下，识别点的数量不断增加，而处理这些识别点的计算机往往只有一台，在该情况下，为保证信息数据采集的准确性和全面性，需要安装多台阅读器，保证阅读器与识别点的一一对应，进而打造出多阅读器网络系统，利用该系统进行阅读器信号数据的采集、传输，使后台计算机接收到完整信息并对其进行处理。但是，在该信息采集与处理路径下，计算机处理系统需要开展一系列处理要求与工作，比如：按照具体指令对阅读器的信息进行截取，或者对不同阅读器所采集的信息进行准确区分等。因此，多阅读器单工作站信息处理系统主要由多个阅读器、多种协议、中间件、外部网络和PC端构成，其中，中间件是前端硬件模块，负责从标签对阅读器的资料搜集，整个流程为自动化过程，而后端数据库和计算机应用软件则负责程序管理、时间管理、信息资料过滤与汇集、网络管理以及信息安全管理等服务，比如ERP系统、WMS系统等。通过落实多阅读器单工作站信息处理系统这一信息采集结构与方案，能够实现对阅读器所采集信息的集成，且不受阅读器品牌差异的影响，通过对信息数据进行初级处理，将处理后的信息传输给PC终端。在落实该信息采集方案时，可以直接使用专用硬件作为中间件，也可以使用多串口卡等通用的多端口并接器和软用软件进行处理。其中，最好使用专用的中间件作为信息处理软件内置时，这是因为该中间件不会涉及复杂的设计目的，所以能够以较快的速度对采集的信息数据进行处理，无论是设备安装还是后期调试使用，都更为简便[2]。在实际使用中间件时，可以根据实际使用需求进行多个阅读器的设置，比如4个、8个甚至是32个，最后，将后台PC端或者网络以TCP/IP协议的方式与中间件进行通信连接，实现信息采集信息数据的妥善传输。

针对多阅读器多工作站远程网络系统结构，其网络结构由PC端、集线器、服务器、外部网络、中间件以及阅读器构成。通过一台远程服务器以及多台客户机终端和阅读器的结构，可以让每台计算机实现对多阅读器多工作站系统的控制。

2.2以FRID技术为基础的信息系统集成

通过使用RFID技术开展信息采集模式的构建，可以实现各项信息和业务环节的无缝集成，比如：若是将以RFID技术为基础的信息采集模式应用于供应链中，就可以实现信息流与物流的无缝集成，并通过互联网数平台准确且完整地实现供应链信息的共享。在集成该信息系统时，具体步骤如下。

第一，在标签上进行唯一代码的写入，代码包含目标对象的各项信息，以设备为例，那么标签信息包括产品规格、生产日期、使用年限、各项参数等，进而通过对其进行无接触扫描，能够直接获得所需信息。第二，使用阅读器对网络结构进行扫描，即多阅读器多工作站系统以及多阅读器单工作站系统，每个阅读器所采集的信息都是该物品在互联网上所拥有的唯一信息区域，类似于网址或者域名。第三，将EPC看作一个指针，提供“ONS”服务，即提供某类对象相关的唯一信息区域。第四，使用物理标识语言对目标对象的相关信息进行描述，即“PML”。第五，由于EPC代码，尤其是96位的EPC代码可以为所有物品进行唯一信息的存储，所以在面对客户时，可以通过互联网得到此类信息，从而落实万物互联[3]。

2.3基于RFID技术的信息采集系统模式总体设计

2.3.1系统逻辑结构设计

为更好满足信息数据采集、处理以及共享应用需要，在构建该系统模式时，应以RFID技术为基础，获取动态信息，并根据各个环节与阶段生成各类BOM，以此为相关工作提供信息支持。同时，落实信息收集与存储的数据平台，利用大数据技术对多余信息进行分级过滤，逐渐打造多部门的协同运作与发展模式，最后，将ERP系统与已有系统进行对接，比如管理系统等，增强信息采集模式的扩展性。在该模式运作需求下，系统逻辑结构的设计主要分为四部分，分别为电子标签、信息数据采集、数据库以及信息数据应用。对于电子标签层，主要是系统的基础层，基本信息编码是主要内容，在实际系统模式运作过程下，电子标签就是在该层次形成，并嵌入到目标对象上，在之后生产管理过程中被RFID阅读器读取。而数据采集层则是通过科学部署RFID设备，进而采集各项信息，以PC构件厂为例，那么主要采集的信息有工作人员状态、相关生产设备的运行状态、生产物料使用情况、构件生产进度以及质量等，并以实时的状态向系统传输动态信息数据。数据库层则是所采集的信息数据的集聚处，主要用于信息数据的存储与传输，面向的传输对象为应用层，为后续数据应用奠定良好基础。应用层结构为B/S，通过将采集的基础数据与实际应用进行有机结合，能够很好满足相关部门和业务的信息应用需求[4-5]。

2.3.2设计系统模式功能模块

以RFID技术为基础的信息采集，可以按照系统模式的使用需求进行基础数据、生产管理、信息查询以及系统管理四个功能模块的划分。其中，基础数据管理功能模块主要负责信息的分类与存储，而生产管理则是整个系统模式的核心，主要开展目标对象的管理，比如设备信息的采集、生成与应用等，信息查询主要提供辅助功能，一般应用于信息检索中，系统管理包括该系统模式的用户管理、数据备份与恢复以及系统平台日志等。其中，在对生产管理模块进行设计时，由于其决定着信息数据的产生，且设计多个应用部门，需要进行基础信息的管理，包括目标对象（设备、构件等）、相关人员等信息，并将信息细化，保证标签信息的完整性与精准性。此外，若是涉及具体生产信息，还需要进行生产计算管理、生产执行管理、生产物料管理以及BOM数据管理等内容，明确各类信息数据生成的过程图，进一步优化信息采集质量。另外，在对信息查询功能模块进行设计时，信息采集的主要目的就是信息数据应用，而为了提高信息利用率，为相关工作人员的使用提供方便，还需要进行信息查询功能模块的设计。具体信息包括计算信息的进度查询、库存查询、目标对象出入信息查询等[6]。

2.3.3RFID技术模块与采集结构设计

在对RFID技术下的信息采集系统结构进行设计时，主要部件包括无线信息采集终端、管理和现场客户端、无线控制器、服务器等，手持式信息采集终端、射频卡和固定式信息采集终端构成无线信息采集终端。在整个结构中，服务器为主要终端，之后是管理客户端和核心交换机，之后根据具体信息采集需求进行无线控制器的布设，最终通过固定式和手持式无线终端进行信息数据的采集与应用。

在该模式中，RFID技术模块包括无线信息采集终端和射频卡，前者包括固定式信息采集终端和手持式信息采集终端，涵盖输入、显示、控制单元以及信息数据存储器，两种信息采集终端采用的供电方式存在差异，手持式则以锂电池为基础，而固定式则是9V直流电。其中，输入单元主要是指射频卡检测器和控制指令的输入，进而实现对各项信息数据的有效采集、监控与统计，而控制指令主要应用于外部控制指令的输入，在获取信息后，射频卡检测器对射频卡相关信息进行读取，通过将控制单元与输入单元相连接，能够实行指令与信息数据向控制单元的发送。另外，为给后续信息应用提供科学有效支持，生产作业任务管理软件安装于控制单元内部，该软件包括开工和完工处理模块，通过对相关信息和指令的接受，能够灵活地调动处理模块，从而实现对任何设备与業务信息的监控，并实时存储于存储器，及时更新信息内容。最后，设计信息追溯系统流程。为最大化挖掘信息数据的价值，为相关工作提供参考性建议，提高信息数据的利用率，还需要将采集到的信息进行合理解析，将其对应给作业任务，比如生产零件，则解析为一一对应的零件卡信息，并将生产的信息更新至空白零件卡，在对应关系下，信息的应用以及生产业务流程也有序排列。

3结语

综上所述，RFID技术作为当前时代下重要的标签识别技术，广泛应用于生产业务等领域。因此，应深入研究该技术，并以此为基础进行信息采集模式的设计与构建，获取动态信息数据，增强信息追溯性，获取信息价值，以此为相关工作提供信息基础。

参考文献

[1]张峰.基于RFID的航标器材信息化管理系统研发[D].厦门：集美大学，2021.

[2]王淑嫱，高伟康，王彬，等.基于RFID技术的PC构件厂数据采集系统设计[J].湖北工业大学学报，2021，36（2）：70-75.

[3]邓传加，刘华军，吕占位.物联网技术在装备质量管理信息采集中的应用[J].科技创新与应用，2018（2）：141-142.

[4]王尊，王玉国，唐佳，等.基于射频技术的模具车间信息采集系统设计[J].科技与创新，2020（4）：64-65，67.

[5]贺凯旋，罗朝晖，董鹏.基于RFID技术的XX部队仓库管理信息系统改造项目研究[J].项目管理技术，2018，16（7）：90-94.

[6]孟妮.基于物联网技术的车辆信息采集系统构建[J].小型内燃机与车辆技术，2018，47（3）：46-50.