基于条形码和RFID技术的高校固定资产管理系统设计.doc

文章编号 :1674 - 232 X (2009) 01 - 0056 - 06基于条形码和 RFID 技术的高校固定资产管理系统设计王竹萍( 杭州师范大学 信息科学与工程学院 ,浙江 杭州 310036)摘 要 : 现行高校的规模不断扩大 ,固定资产种类繁多 ,常用的资产管理方式已经很难适应高校的资产管理 . 针对这一现状 ,为了提高资产管理效率 ,保护资产的安全与完整 ,防止资产流失 ,提出基于条形码和 R F ID 技 术的高校固定资产系统的框架并分析其系统功能 ,对读卡器进行硬件设计 ,同时也对整个系统进行软件设计 .关键词 : R F ID ;资产管理 ;读卡器中图分类号 : T P29文献标志码 : A引言0随着信息技术发展和高校信息化建设的不断推进 ,大部分高校的固定资产都实现了一定程度的信息化 ,固定资产部门也都安装有专门的固定资产管理软件 ,这些软件提供了固定资产的存储 、查询 、统计 、分 析等功能 ,基本上满足了固定资产管理部门日常业务的需求 . 但是这些资产管理软件只是实现了资产信息管理的自动化 ,而资产管理中一个重要的清点环节仍然采用手工作业的方式 ,一旦资产数量巨大 ,不仅需 要花费大量的人力 、物力 ,导致工作效率低下 ,而且不可避免会发生误操作 ,不能保证清点结果的正确性. 另外 ,高校固定资产包括很多贵重的教学实验设备 ,现有资产管理系统无法提供相应的跟踪报警功能 ,资 产的流失无法控制 122 .R F ID (无线射频识别 , Ra dio Freque ncy Ide ntifictio n) 技术是从 20 世纪 90 年代起走向成熟的一种非 接触式自动识别技术 ,它可以通过射频信号自动识别目标对象 ,无需可见光源 ,具有穿透性 ,可以透过外部材料直接读取数据 ,读取距离远 ,无需与目标直接接触就可以获取数据 3 . R F ID 技术可识别高速运动物 体并可同时识别多个标签 ,操作快捷方便 . 目前 R F ID 技术已被广泛应用于工业自动化 、商业自动化 、交通 运输控制 、停车场管理 、安全检查 、仓储管理等众多领域 425 .考虑到 R F ID 技术的特点和高校资产管理的需求 ,文章将 R F ID 技术应用于高校固定资产的管理 ,完 成了基于条形码和 R F ID 技术的高校固定资产系统的设计 ,可以显著提高资产管理的工作效率 ,保护资产的安全与完整 ,防止资产流失 ,实现真正意义上的资产管理智能化 . 该系统能够实现资产的自动识别和移 动管理 ,对于资产查询清点等工作不需要进行物品的搬动 ,极大地方便了资产管理人员 ,提高了工作效率. 另外该系统还能实现对特定区域 、特定资产的告警功能 ,一旦这些资产移出某一特定的区域 ,就会自动报收稿日期 :2008209204基金项目 :杭州师范大学科研基金重点资助项目 ( 2007 XN Z04) .作者简介 :王竹萍 ( 1970 ) ,女 ,浙江嵊州人 ,副教授 ,硕士 ,主要从事计算机网络 、R F ID 应用 、大型数据库开发研究.警 . 同时该系统能与现有的资产管理应用软件进行良好的兼容 ,保护用户的投资 .整体方案与功能设计高校固定资产管理系统的整体方案如图 1 所示 ,总体架构在无线网络的基础上 ,对无线网络覆盖到的 区域都能够实现先进的基于 R F ID 的资产管理 . 根据高校建筑物的分布情况 ,部署足够数量的无线 A P 设 备 ,以覆盖到所需要的区域 . 对已经建设了基于条形码的资产管理系统 ,为了保护用户的投资 ,可以保留现 有相关设备 ,如条码扫描器 、条码打印机 、资产上的条码标签等. 为了实现对条形码 、R F ID 标签进行扫描 , 实现移动管理和移动打印等功能 ,需要采用固定和移动的 R F ID 识别器 、无线条码扫描器 、移动打印等设 备 ,并在需要管理的资产上粘贴条形码 、R F ID 标签 ,以便被条码扫描器 、R F ID 识别器扫描.1图 1 设备管理系统整体方案Fig. 1 General scheme of assets management systems完整的资产管理系统包括标签的识别 、识别后设备信息的传输以及资产管理应用系统 3 个方面 ,如图2 所示 . 为了实时掌握设备的分布状况 , 在每个设 备 上 固 定 R F ID 标 签 并 粘 贴 条形码 , 条 码 识 别 用 Symbol M C50 移 动计算终端进 行 条码 扫描 , 有 源 R F ID标签自动发射 无 线射 频信 号 , R F ID 读 卡器接收到信号就能识别 . 在每个需要 进行资产 管理 的 房间 中心 顶 上及 走廊 等公 共 区 域 安 装 R F ID 读 卡 器 , 每 个 RFID 读卡器对应着各自的房间号或相应的公共区域 ,一旦带有 RFID 标签的移动设备进入某一房间或区域 ,立即被房图 2 资产管理流程Fig. 2 Assets management process间或区域内的 RFID 读卡器识别到并把读卡器号码和标签内码通过串口传输给后台服务器 ,服务器根据串口信息就能自动跟踪每一台设备的位置并在需要的时候进行清点.资产管理应用系统在后台应用服务器上实现 ,主要对传统的资产管理软件进行了扩充 ,利用 R F ID 技 术完成资产的清点 、定位信息的显示 、资产信息的详细处理等功能 ,整个资产管理系统的具体功能见图 3 .图 3 资产管理系统功能Fig. 3 The f unction of assets management systems系统硬件设计系统硬件需自主开发的部分是有源标签和读卡器 ,下面以读卡器为例说明硬件的设计方案 .读卡器可以分成手持式和固定式. 根据该系统的实际情况和应用需求 ,采用固定式的 R F ID 读卡器. R F ID 读卡器系统主要由 M CU 、R F 接收和 485 信号输出三部分组成 . M CU 用于控制 R F 芯片工作的模 式和频段 ,同时接收来自 R F 芯片接收到的标签内码 ,并加上读卡器的内码 ,经过处理转变成 485 串行格 式输出. 读卡器原理如图 4 所示.2图 4 RFID 读卡器原理图Fig. 4 Schematic diagra m of RFID readerM CU 部分主要由复位电路 、晶振电路和 M CU 组成 , M CU 采用 M SP430 F123 低功耗产品 , C15 、C14和 R3 组成复位电路 ,C12 、C13 和 Y2 组成晶振电路 ,M CU 的 11 脚 12 脚 13 脚 14 脚 19 脚和 22 脚分别接N R F24L 01 的 123456 脚.射频部分主要由 R F 专用芯片 N R F24L 01 组成 ,该芯片的频段和模式以及数据传输的控制信号位为 :1 脚 C E 、2 脚 CSN 、3 脚 SC K、4 脚 MO SI 、5 脚 M ISO 、6 脚 IRQ 分别连接至 M CU 的相应引脚. 射频信号由CON2 的天线引脚引入 ,经 C5 、L 3 、L 1 耦合至芯片的 A TN1 、A TN2 .485 输出部分主要由 485 芯片 MA X485 组成 ,来自 M CU 的 15 脚的 T XD0 串行信号经过 MA X485转换后从 6 脚 A 和 7 脚 B 平衡输出.系统软件设计系统软件设计包括读卡器和标签的收发程序 、后台服务器设备管理软件和后台数据库的设计 . 读卡器 和标签的收发程序用 C51 (针对单片机设计的 C 语言) 实现 ,主要完成程序初始化 、定义 R F 发送/ 接收的 物理地址 、发送/ 接收的地址长度 、发送/ 接收的频段和速率等参数 . 服务器端软件采用 Visual St dio . net C # 设计实现 ,后台数据库采用 SQL Se r ver 2000 .该系统软件设计的关键在于服务器端软件与硬件串口的通信 ,下面着重介绍这方面的解决方案 .读卡器通过 485 传输到串口的信号为八位的十六进制信息 ,其中前二位为“A A ”前导标志 ,接下来的 二位是读卡器内码 ,后面三位是标签内码 ,最后一位是校验码. 服务器端首先通过 Get Po r t Na me s () 方法打 开每一个串口的接收装置 ,使得服务器端能实时接收到读卡器的传输信号 . serial Po r t 1_Dat a Receive d ( ) 方法实现串口 1 的信息接收 ,其余串口类似 . Set Te xt ( byt e) 方法首先对信号进行校验 ,校验通过后把十六进 制信号转变为字符串 . Set Te xt ( st ri ng) 获取读卡器内码和标签内码并保存到哈希表中备用 ,至此服务器端就完成了串口的信号接收并得到了对应读卡器所读到的标签号 ,接下来只要把读卡器与公共区域对应 ,标 签号与设备对应就能完成设备的清点与跟踪 . 部分代码如下 :3p rivat e voi d Get Po rt Na me s ()/ / 打开每一个串口的接收装置Po r t Na me s = Sy st e m. IO . Po r t s. Serial Po r t . Get Po rt Na me s () ;( Po r t Na me s. L e ngt h 0)iffo reac h ( st ri ng po r t Na me i n Po rt Na me s)if (po r t Na me . To Upp e r () = = CO M1 )se rial Po r t 1 . Po r t Na me = CO M1 ;if ( ! se rial Po rt 1 . IsOp e n)serial Po r t 1 . Op e n () ;p rivat e voi d serial Po r t 1_Dat a Receive d (o bject se nde r , Se rialDat a Receive d Eve nt A r gs e)/ / 串口 1 接收读卡器传输的十六进制信号byt e recDat a = new byt e 8 ;serial Po r t 1 . Rea d ( recDat a , 0 , recDat a . L e ngt h) ;serial Po r t 1 . Di sca r d InB uff e r () ;Set Te xt ( recDat a) ;p rivat e voi d Set Te xt ( byt e recDat a)/ / 把十六进制信号转变为字符串/ / 进行校验if ( ( recData 2 + recData 3 + recData 4 + recData 5 + recData 6 )st ri ng dat a = st ri ng. Emp t y ;fo reac h (B yt e b i n recDat a)st ri ng c = b . To St ri ng ( X ) ;if (c . L e ngt h = = 1)recData 7 )= =c = 0 +c ;dat a + = c ;t hi s. Set Te xt ( dat a) ;p rivat e voi d Set Te xt ( st ri ng t e xt )/ / 过滤无用信号/ / 获取读卡器内码和标签内码( t e xt . Sub st ri ng (0 , 2)= = A A )if/ / 取读卡器内码和标签内码t e xt = t e xt . Su b st ri ng (4 , 10) ;/ / 取读卡器内码st ri ng dkqnm = t e xt . Sub st ri ng (0 , 4) ;st ri ng kqnm = t e xt . Su b st ri ng (4 , 6) ;/ / 保存信号 (卡片号码 + 读卡号) 以便以后定位st ri ng si gnal = kqn m + dkqnm ;结束语该系统开发完成后目前已在杭州某高校二级学4院投入实际使用 (见图 5) ,经过一段时间的运行 ,证明该系统性能稳定 ,能够提高资产管理的工作效率 , 保证贵重设备的安全 ,方便共享设备的跟踪 ,使得高 校固定资产管理井然有序 ,得到了资产管理人员的好评. 可以预见 , 随着 R F ID 技术的进一步发展 , 射频识别技术将在设备管理领域得到更广泛的应用 ,进一步加快各行各业的设备管理智能化进程 .图 5高校资产管理系统主界面Fig. 5 Main interface of university assets management systems参考文献 : 1 沈金东. 关于高校固定资产信息化管理的思考J . 中国管理信息化 ,2007 ,10 ( 5) :65266 . 2 石容新. 高校固定资产管理的现状与对策J . 中国管理信息化 ,2007 ,10 ( 3) : 63264 . 3 蒋皓石 ,张 成 ,林嘉宇. 无线射频识别技术及其应用和发展趋势 J . 电子技术应用 ,2005 ,31 ( 5) :223 . 4 项益民. 基于 R F ID 技术的物流管理系统方案设计 J . 南昌大学学报 :理科版 ,2005 ,29 ( 2) :1882189 . 5 杨 涛. R F ID 在智能交通领域的应用J . 物流技术 ,2006 ,29 ( 3) :25226 .The Design f or Un iversity Fixed Assets Management SystemsBa sed on Bar Code an d RFID TechnologyWA N G Zh u2pi ng( College of Info r matio n Societ y and Engi neeri ng , Ha ngzho u No r mal U ni vercit y , Hangzho u 310036 , Chi na)Abstract : Ma naging fixed a sset s i s f acing great challenge a s univer sities ha s gro w n into lar ge scale a nd t he a sset s a regro wing in va riet y. In o r der to enha nce it s operatio nal eff ectivene ss , p ro tect t he a sset s in securit y and int egrit y , p revent f ro m unlawf ul use and lo se , t hi s p aper p ut s fo rwa r d t he f rame st r uct ure of a univer sit y fixed a sset s ma nagement system ba sed o n Ba r Co de and R F ID technolo gy a nd analyses t he f unctio n of t hi s system. Furt her mo re , t he pap er designs t he ha r dware of R F ID reader a nd t he sof t wa re of t he system.Key words : R F ID ; a sset s management ; R F ID reader(上接第 41 页) 3 Pep e E J , Su S C H , Tur ner S M . Process fo r ma ki ng a sil yli socyanurat e : U S Pat ent , 5218133 P . 199320628 . 4 L ee J I , Pa r k S J . Benzyl ( 62met hyl222p yridi nyl) car ba mo yl chlo ri de : a new usef ul reagent fo r t he di rect e st erificatio n of ca r bo xylic acids a nd selective benzo ylatio n of diol sJ . Bull . Ko rea n . Che m. Soc . ,2000 ,21 :1412145 . 5 Dudic M , L ho t a k P , Sti bo r I , et al . Cali x 4 a rene2po rp hyri n co nj ugat e s a s ver satile molecula r recep to r s fo r a nio ns J . Or g . L et t . ,2003 ( 5) :1492152 . 6 Co t a rca L , Delo gu P , Na r delli A , el al . Bi s ( t richlo ro met hyl) ear bo nat e i n o r ga nic synt he si sJ . 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