RFID个人日常或办公物品管理系统

杭州紫钺科技有限公司 RFID 个人日常或办公物品管理系统 RFID 技术是一种非接触式自动识别技术 由电子标签及读写器组成 具有信息容量大 保密性高 无需人工干预 识别效率高等优点 其与上层应用软件及后台数据库相结合 可实现物品管理 物品防伪 物品定位 身份识别等功能 被广泛使用于物流管理 交通运输 工业自动化等领域 在智能家居中 RFID 主要用于门禁系统 人员定位等 智能家居 Smart Home 是以住宅为平台 兼 备建筑 网络通信 信息家电 设备自动化等功能 集系统 结构 服务 管理为一体的 体现高效 舒 适 安全 便利 环保的居住环境 智能家居的核心功能是安防报警与智能控制 当前市场上的智能家居 系统主要有基于楼宇对讲技术的智能家居系统 基于现场总线技术的家庭自动化系统和基于智能手机的智 能家居系统三大类 主要的产品有 智能锁 监控设备 各类环境传感器 智能电动窗帘系统 家电控制 等 国内智能家居行业起步较晚 智能家居产品存在系统复杂 价格昂贵 不切实际等问题 智能家居企 业所销售的并不是产品 而是为特定的某部分人量身定做的一套完整的个性化服务 价格昂贵 是面向富 人群体的消费 且系统设计复杂 产品也不够多元化 这将不利于智能家居的长期发展 因此 在当前客户个性化需求强烈的市场状况下 开发适合大众消费 操作方便的智能家居产品具有 重要意义 本文基于便携式 RFID 与 Android 智能终端 是一款适用人群较广 操作方便的智能物品清点 的移动应用系统 用于实现家庭式仓储管理 杭州紫钺科技有限公司 1 1 相关技术相关技术 1 1 RFID 技术 无线电射频识别 RFID Radio Frequency Identification 是一种利用无线电的自动识别技术 典型 的 RFID 系统通常由电子标签 读写器 RFID 中间件和应用系统软件组成 电子标签及读写器通过无线电 天线进行通信 可读取标签中的物品 ID 信息 实现非接触识别 并能同时识别多个标签 电子标签具有 一定的存储容量 能唯一标识物品 具有使用寿命长 可重复使用等优点 RFID 中间件是读写器与应用 系统软件的中介 管理着读写器及其读取的数据 并将数据交付给上层的应用软件 如数据库 带无线通 信功能 如蓝牙 WiFi 的 RFID 读写器将无线通信模块嵌入读写器中 上层软件通过无线通信信号获取电 子标签信息 使得用户可以随时随地获取 RFID 标签信息 解决有线读写器不可移动的限制 RFID 系统按其使用的无线电频率可分为低频 RFID 系统 高频 RFID 系统及超高频 RFID 系统 被广泛 应用于门禁系统 身份识别 产品管理 集装箱管理 生产线自动化管理等领域 在识别距离方面 读写 器的可识别范围与其制作工艺有关 比如天线设计 读写器功率设计等 一般的 低高频系统读写距离较 小 在 10 cm 左右 高频标准 ISO15693 在降低传输速率 加大天线设计与读写功率的情况下 识别距离 可达 1 m 超高频在较大工作范围 能做到较快的传输速率 工作距离可达 3 m 10 m 但是超高频电波受 环境影响大 不能穿透许多材料 比如水 灰尘等 在实际应用中 需要考虑价格 读写距离 安全特性 存储信息量等因素 用于确定合适的频段及方案 1 2 蓝牙技术 蓝牙是一种低功耗 中短距离的无线通信技术 为移动设备之间提供快速 方便的无线通信连接 被 广泛应用于手机中 其中蓝牙耳机是一个典型的应用 蓝牙通信规范是全球统一的 工作频段为全球统一 开放的 2 4 GHz 频段 该频段的使用无需向各国的无线电资源管理部门申请许可证 不同的蓝牙设备通信 时 可以建立临时性的实时对等连接 皮网 Piconet 是蓝牙最基本的一种网络形式 通常由一个主设备 即主动发起连接请求的蓝牙设备 和几个从设备组成 能同时实现一对多的通信 蓝牙技术的优点是 可 以方便地建立无线连接 移植性强 适用面广 安全性较高 设备功耗低 成本较低 开发设计较简单 1 3 安卓系统蓝牙编程 蓝牙技术的开发核心是根据蓝牙标准所实现的蓝牙协议栈 该协议栈包含了众多协议 主要有逻辑链 路控制和适配协议 L2CAP 服务发现协议 SDP 串口模拟协议 RFCOMM 等 其中 SDP 协议是一个基于 C S 结构的协议 是蓝牙协议栈中的核心协议 在蓝牙系统中 用户依靠 SDP 获取建立蓝牙连接所需的设 备信息 服务信息及服务特征 Android SDK 从 2 0 版本开始支持蓝牙功能 应用程序必须在 AndroidManifest xml 文件中加入一定 的权限才能使用蓝牙服务 android permission BLUETOOTH 权限允许用户连接蓝牙设备 杭州紫钺科技有限公司 android permission BLUETOOTH ADMIN 权限允许用户管理蓝牙硬件及使用相关服务 包括开启或关闭蓝 牙硬件 扫描可连接蓝牙设备 传送数据等 相关的蓝牙 API 在 android bluetooth 包中进行定义 包含 以下几个主要类 1 BluetoothAdapter 类代表设备上的蓝牙硬件 2 BluetoothDevice 类定义远程蓝牙设备 3 BluetoothServerSocket 类用来打开监听到达连接的套接字 并且在连接后提供一个 BluetoothSocket 对象 4 BluetoothSocket 类用来建立同远程设备的连接 获取输入输出流 通过蓝牙进行数据传输的过程包括 1 检查可用的蓝牙硬件 并不是所有 Android 终端都具有蓝牙功能 因此使用前需确定是否有可用 的蓝牙硬件 2 开启蓝牙 3 查询已配对设备 4 搜索设备 5 建立设备间的连接 6 数据交互 7 关闭蓝牙硬件 当两个设备连接后 各自拥有一个 BluetoothSocket 对象 并获得用来读取信息的 InputStream 对象 和发送信息的 OutputStream 对象 1 4 Android 平台数据存储方式 基于 Android 平台的数据存储方式分外部存储和内部存储两类 外部存储方式指 内容提供器和网络 数据库 内部存储方式有 系统配置 文件存储 SQLite 数据库 在实际应用开发中主要使用内部存储 方式 系统配置方式指通过 Android 平台提供的 SharedPreferences 类 保存应用程序的一些简单的配置 信息的机制 文件存储方式使用 Java 中的 IO 类实现对内部存储器或 SD 卡等外部存储设备中的文件的读 杭州紫钺科技有限公司 写与解析 该方式实现数据插入与修改操作较复杂 每次操作都需读取整个文件 效率较低 SQLite 是 一款超轻量级的嵌入式数据库 支持 SQL 语句 能实现查询 插入 删除 修改等操作 具有小 安全 免费等特点 本文提到的系统所选择的数据存储方式便是 SQLite 数据库 对数据进行操作简单而快速 2 2 系统概述系统概述 在日常生活中 当家庭里物品被闲置一段时间后 会出现被遗忘的状况 而得不到再次使用 在外出 需要携带较多物品时 常常在清点过后 依然会出现遗漏东西的状况 本系统的功能是帮助人们记录物品 信息 能自动识别对物品进行清点 并显示清点结果 该步操作类似于仓库管理中的出库 对照出库清单 清点出库物品是否有遗漏 其系统结构如图 1 所示 首先根据物品的不同特性 准备好合适的 RFID 电子标签 贴或挂在物品上 使用带蓝牙通信功能的手 机和便携式 RFID 读写器 当系统工作时 由读写器读取标签上的 ID 信息 通过蓝牙传给手机应用程序端 在 应用程序上填写与标签 ID 对应的物品名称 并保存于本地的 SQLite 数据库中 登记完标签信息后 用户 可根据每次不同需求 选中要清点的物品名称 通过 RFID 读写器的扫描后 便可完成对一定空间内的物 品的清点 3 3 软硬件设计及系统评价软硬件设计及系统评价 3 1 软件设计 软件开发所涉及模块有 物品 RFID 标签信息添加 物品信息删除 物品信息修改 物品选择 物品 RFID 标签清点扫描等 应用程序的工作流程如图 2 所示 应用程序在实现物品 RFID 标签信息添加及物品 RFID 标签清点扫描前 应首先打开蓝牙连接 搜索附 近的蓝牙设备 然后选择与便携 RFID 读写器建立连接 在进行添加操作时 应用程序向读写器发送单标 杭州紫钺科技有限公司 签扫描的命令 读写器返回标签的 ID 用户输入物品名称后 应用程序将其录入数据库中并标注为未选 中状态 在列出所有物品界面中 用户可对需要清点的物品进行选中或取消选中 当用户选中物品后 物品的 状态属性 THING STATUS 值为 1 表示该物品将要被清点 否则为 0 表示该物品已在数据库中登 记 但暂时不需要清点 应用程序清点扫描物品时 向读写器发送防冲突识别 多标签识别 命令 读写器不断返回带标签 ID 信息的数据流 应用程序从数据流中提取出标签 ID 并在数据库中查询其状态 若为 1 则在已扫描 列表中以系统默认字体颜色 灰色 显示其物品名称 若为 0 则以其他非系统默认字体颜色 深灰色 显 示物品名称 扫描个数是在扫描过程中实时显示已被读写器扫描到的 并进行登记过的标签个数 当识别完一定空间内的物品后 用户按下读写器上的停止识别按钮 读写器向应用程序发送停止识 别的响应 应用程序接收后 在未扫描列表中输出已被选中未被扫描到的物品名称 扫描结果显示界面如 图 3 所示 3 2 硬件选择 现如今 蓝牙通信在智能手机中是一种十分常见的功能 本系统开发选用 Android 2 3 版本系统的触 屏手机 有蓝牙硬件模块 具备蓝牙通信功能 且自带 SQLite 数据库 无需用户安装 RFID 读写器的选 择要考虑读写距离不能太短 否则识别效率较低 容易扫描不全 价格应较适合大众消费 为了便于使用及 携带 外形应小巧 因此选择带蓝牙通信功能的超高频读写器 读写距离 20 cm 左右 体积小 易于携带 如图 4 所示 当按下图中所示的扇形按钮 R 时 读写器开始或停止识别标签 杭州紫钺科技有限公司 3 3 系统评价 目前该系统是一个独立的系统 能实现文中提到的功能 受读写器读写距离限制 进行清点扫描过程 中需来回在电子标签中移动 以确保扫描结果的准确度 系统在未部署智能家居系统的场所中亦能使用 用户只需拥有具备蓝牙通信功能的 Android 终端及便携 RFID 读写器 即可实现物品清点工作 移动性强 所使用的电子标签 可贴或挂于物品上 使用方便 适用于家庭式仓储管理 外出或旅行的物品清点等个 人日常或办公物品管理 当下