一、引言

　　射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification，縮寫RFID)俗稱電子標(biāo)簽，廣泛用于工器具、資產(chǎn)、人員及供應(yīng)鏈管理等領(lǐng)域。射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。超高頻RFID技術(shù)可遠(yuǎn)距離識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體，且可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成：標(biāo)簽(Tag)：由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象;閱讀器(Reader)：讀取(有時(shí)還可以寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式;天線(Antenna)：在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào)?；镜腞FID系統(tǒng)組成如圖1。

圖1、RFID系統(tǒng)組成圖

　　將射頻識(shí)別技術(shù)與條碼(Barcode)技術(shù)相互比較，射頻識(shí)別擁有許多優(yōu)點(diǎn)，如識(shí)別距離遠(yuǎn)、識(shí)別時(shí)不需要標(biāo)簽視覺可見、能夠在惡劣環(huán)境中使用、內(nèi)容可以更新、能夠批量讀取多個(gè)標(biāo)簽、可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物品、信息量大、不容易仿制等。

　　射頻識(shí)別技術(shù)被認(rèn)為是21世紀(jì)最有發(fā)展前途的信息技術(shù)之一，就目前的技術(shù)發(fā)展來看，RFID領(lǐng)域處于物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的最前端，也是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù)之一。

　　二、項(xiàng)目背景

　　目前，超高頻RFID技術(shù)高速發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛、自動(dòng)化程度高。隨著國際化、普及化風(fēng)暴席卷全球，其所帶來的產(chǎn)業(yè)增長不可估量。在對(duì)于目標(biāo)市場(chǎng)，其應(yīng)用相當(dāng)廣泛，如在工器具管理、資產(chǎn)管理、交通監(jiān)控管理、人員出入管理、涉密介質(zhì)管理、貨物追蹤管理等等。其本質(zhì)，即是通過人為標(biāo)識(shí)的方式——附加RFID標(biāo)簽，使無論是人員、工器具、IT資產(chǎn)、車輛、涉密介質(zhì)還是貨物等成為可被系統(tǒng)識(shí)別的目標(biāo)，通過對(duì)目標(biāo)和與其相關(guān)的信息進(jìn)行管理，達(dá)到有效、高效、科學(xué)管理的目的。

　　“電力安全工器具”系指為防止觸電、灼傷、墜落、摔跌等事故，保障工作人員人身安全的各種專用工具和器具;安全生產(chǎn)是電力企業(yè)永恒的主題，而安全工器具的好壞，將直接影響到電力企業(yè)在生產(chǎn)過程中的人身和設(shè)備安全。傳統(tǒng)的電力安全工器具管理模式無論從質(zhì)量上還是效率上，都難以適應(yīng)電力安全工器具管理新形式的需要。因此，尋找一種簡(jiǎn)便、高效的管理手段成為必然。 當(dāng)前安全工器具管理主要采用人工管理與和/或條碼管理相結(jié)合的方式。人工管理方式效率低、錯(cuò)誤率高，條碼技術(shù)管理方式本身存在一定的局限性，如易損毀及環(huán)境限制嚴(yán)格等，當(dāng)前的安全工器具存在如下共性問題：a、安全工器具定期試驗(yàn)的意識(shí)較為淡薄，b、每月1次的外觀檢查流于形式，c、安全工器具在選型和采購時(shí)存在著問題，d、安全工器具使用不規(guī)范并缺乏保養(yǎng)和維護(hù)，e、一些單位安全工器具設(shè)備的配置不合理;而RFID技術(shù)可以有效地規(guī)范管理，將RFID電子標(biāo)簽貼在固定資產(chǎn)表面或內(nèi)部，標(biāo)簽內(nèi)記錄了安全工器具相關(guān)信息并與數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)。同時(shí)，在主要通道處及區(qū)域不同位置安裝的固定式讀寫器將自動(dòng)對(duì)標(biāo)簽內(nèi)的信息進(jìn)行讀取和記錄，工作人員也可以通過手持讀寫器對(duì)安全工器具進(jìn)行定期或不定期的盤點(diǎn)。在固定資產(chǎn)管理中應(yīng)用RFID技術(shù)可以達(dá)到以下效果：以安全工器具生命周期為管理基礎(chǔ)，以最大化利用資源為原則，幫助企事業(yè)單位提高安全工器具管理質(zhì)量和效率，降低安全事故發(fā)生率。

　　電力安全工器具管理是RFID技術(shù)應(yīng)用增長較快的領(lǐng)域之一，本RFID應(yīng)用解決方案主要是利用超高頻RFID非接觸無線自動(dòng)識(shí)別技術(shù)這一特性，對(duì)不同質(zhì)材的工器具安裝不同的電子標(biāo)簽，并將每一物件的使用信息寫入電子標(biāo)簽。在對(duì)資產(chǎn)進(jìn)行盤查時(shí)，通過移動(dòng)讀寫設(shè)備讀取電子標(biāo)簽信息，并與中心資產(chǎn)管理系統(tǒng)結(jié)合，對(duì)電力安全工器具的購置、驗(yàn)收、試驗(yàn)、使用、保管、報(bào)廢等環(huán)節(jié)的信息進(jìn)行自動(dòng)、實(shí)時(shí)地識(shí)別，實(shí)現(xiàn)高效、準(zhǔn)確的安全工器具使用情況管理，從而提高安全工器具使用效率和安全性，減少安全事故，降低成本。

　　本方案根據(jù)電力行業(yè)對(duì)工器具管理的具體需求，采用RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)開放式安全工器具和人員(可選)的綜合管理，主要用于安全工器具(如安全帽、登高板絕緣手套、)和其使用者(即接觸、使用、保管工器具的人)的管理。將目標(biāo)與管理、過程與行為有機(jī)組合，構(gòu)成完整的管理鏈，除此外還能實(shí)現(xiàn)所有貼標(biāo)電力安全工器具的全生命周期管理。

　　三、解決方案介紹

　　3.1、管理對(duì)象

　　電力安全工器具管理系統(tǒng)前期管理的對(duì)象為電力安全工器具，對(duì)安全生產(chǎn)有影響的工器具都應(yīng)屬于安全工器具，一般可分為4類：

　　1、防護(hù)性安全工器具，例如：安全帽、標(biāo)示牌、臨時(shí)遮欄、安全圍欄等;

　　2、電氣絕緣安全工器具，例如：驗(yàn)電筆、絕緣桿、絕緣手套、絕緣靴(鞋)、絕緣墊、接地線等;

　　3、登高安全工器具，例如：登高板、腳扣、安全帶、軟梯等;

　　4、起重工器具，例如：各種葫蘆、扒桿、滑輪、絞磨、卡線器、鋼絲繩、雙鉤、卸扣、鋼絲繩連接器等。，后期管理對(duì)象擴(kuò)展到整個(gè)研發(fā)中心的所有資產(chǎn)。

　　后期可以擴(kuò)展人員管理功能，將使用安全工器具和使用人員進(jìn)行統(tǒng)一管理能更好地減少安全事故，提高投資效益。

　　3.2、功能、特點(diǎn)及實(shí)施效益

　　電力安全工器具管理示意圖如圖2。

　　圖2、電力安全工器具管理示意圖

　　電力安全工器具管理包括工器具的購置、驗(yàn)收、試驗(yàn)、使用、保管、報(bào)廢等管理環(huán)節(jié)，它包含了工器具從購置、投入使用到報(bào)廢的全過程。工器具投入使用前加裝電子標(biāo)簽，標(biāo)簽內(nèi)寫入工器具的信息，每次進(jìn)行工器具管理操作時(shí)，讀寫器都會(huì)讀到工器具上的電子標(biāo)簽并將信息發(fā)送到工器具管理系統(tǒng)服務(wù)器進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)工器具的全生命周期跟蹤管理和安全報(bào)警。

　　功能：

　　由相關(guān)管理部門對(duì)安全工器具進(jìn)行登記(初始化)，對(duì)貼標(biāo)的安全工器具進(jìn)行全生命周期跟蹤管理;

　　由相關(guān)管理部門對(duì)操作人員進(jìn)行登記(初始化)，對(duì)人員進(jìn)出進(jìn)行合理有效的管理;(可選)

　　自動(dòng)記錄人員及工器具何時(shí)通過關(guān)鍵進(jìn)出口，對(duì)工器具信息進(jìn)行安全等信息判別，對(duì)損壞、報(bào)廢的工器具帶出使用進(jìn)行報(bào)警，如果系統(tǒng)對(duì)人員進(jìn)行了管理的話，將對(duì)工器具和人員進(jìn)行識(shí)別對(duì)比，防止工器具流失、未經(jīng)培訓(xùn)的人員領(lǐng)出安全工器具等現(xiàn)象;

　　可定期或不定期對(duì)安全工器具庫房進(jìn)行盤點(diǎn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不符合安全標(biāo)準(zhǔn)的工器具被投入使用，如損壞、未按規(guī)定檢修等情況，同時(shí)也可及時(shí)發(fā)現(xiàn)庫存缺貨等現(xiàn)象;可以實(shí)現(xiàn)安全工器具的快速查找;

　　特點(diǎn)：

　　可實(shí)現(xiàn)對(duì)電力安全工器具的遠(yuǎn)距離多目標(biāo)快速識(shí)別，可靠性和安全性高;

　　對(duì)各種電力安全工器具建立檔案，通過RFID技術(shù)加強(qiáng)對(duì)電力安全工器具監(jiān)管，合理調(diào)配資源，減少資源浪費(fèi)，防止安全事故發(fā)生;

　　建立基于RFID技術(shù)的智能化電力安全工器具管理平臺(tái)，使企業(yè)對(duì)內(nèi)部電力安全工器具實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理的能力得到極大提高;

　　能有效、準(zhǔn)確的對(duì)裝有電子標(biāo)簽的電力安全工器具的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息識(shí)別、采集、記錄、跟蹤，保證資產(chǎn)的合理利用;

　　采集的電子標(biāo)簽實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及時(shí)傳送到后臺(tái)的電力安全工器具管理系統(tǒng)，電力安全工器具的調(diào)撥和使用情況可一目了然;

　　可實(shí)現(xiàn)電力安全工器具從購置到報(bào)廢的全生命周期的透明化單品級(jí)管理;

　　將對(duì)工器具和其使用人員進(jìn)行識(shí)別對(duì)比，防止工器具流失、未經(jīng)培訓(xùn)的使用人員領(lǐng)出安全工器具等現(xiàn)象;(可選)

　　可在現(xiàn)有的電力安全工器具管理系統(tǒng)中方便地?cái)U(kuò)展其他RFID管理對(duì)象，充分保護(hù)企業(yè)的現(xiàn)有投資。

　　實(shí)施效益：

　　完整的電力安全工器具全生命周期管理功能，提高管理效率和信息化管理水平;

　　電力安全工器具進(jìn)出監(jiān)管，有效防止不合格電力安全工器具被投入使用，減少安全事故;

　　自動(dòng)管理，人性化，避免沖突，且具有獨(dú)特的報(bào)警功能;

　　管理實(shí)時(shí)，操作快捷，記錄詳盡，實(shí)現(xiàn)完整的管理鏈路。

　　四、解決方案系統(tǒng)架構(gòu)及主要設(shè)備性能

　　4.1、系統(tǒng)架構(gòu)

　　RFID應(yīng)用解決方案系統(tǒng)架構(gòu)如圖3，包含對(duì)象層、采集層和應(yīng)用層;對(duì)象層主要是貼標(biāo)的受控電力安全工器具和其使用人員(可選);采集層主要包括固定式RFID數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和手持式RFID數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，固定式RFID數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)安裝在庫房出入口，識(shí)別的數(shù)據(jù)通過局域網(wǎng)與應(yīng)用層進(jìn)行通訊，手持式RFID數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可用來對(duì)電力安全工器具或人員進(jìn)行稽查和盤點(diǎn)等，通過WIFI、GPRS或USB與應(yīng)用層進(jìn)行通訊;應(yīng)用層通過與采集層的數(shù)據(jù)通訊實(shí)現(xiàn)各種管理功能。

　　圖3、RFID應(yīng)用解決方案系統(tǒng)架構(gòu)

　　4.2、主要設(shè)備型號(hào)及性能

　　方案使用的主要設(shè)備型號(hào)及性能如下。

　　4.2.1、超高頻RFID固定式讀寫器

　　采用我司自主研發(fā)的睿馳系列SR-2414型固定式讀寫器作為電力安全工器具管理系統(tǒng)庫房出入口數(shù)據(jù)采集器，如圖4。

　　圖4、固定式讀寫器

　　4.2.2、超高頻自動(dòng)識(shí)別通道

　　采用我司自主研發(fā)的RFID自動(dòng)識(shí)別通道，內(nèi)置一個(gè)SR-2414固定式讀寫器使用，可以在出入口達(dá)到良好的數(shù)據(jù)采集效果， 很好的實(shí)現(xiàn)安全工器具的進(jìn)出管理，實(shí)現(xiàn)極佳的準(zhǔn)確性和可靠性，如圖5。

　　圖5、RFID門禁天線

　　也可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況不使用自動(dòng)識(shí)別通道，將天線和讀寫器直接固定于安全工器具庫房門邊上。

　　4.2.3、超高頻桌面式讀寫器

　　采用我司自主研發(fā)的SR-3200型桌面式讀寫器作為電力安全工器具管理系統(tǒng)初始化標(biāo)簽(發(fā)卡)和近距離識(shí)別使用，如圖6。

　　圖6、桌面式讀寫器

　　4.2.4、超高頻RFID手持式讀寫器

　　采用手持式讀寫器作為電力安全工器具管理系統(tǒng)盤點(diǎn)、查找、稽查使用，如圖7。

　　4.2.5、抗金屬電子標(biāo)簽

　　采用抗金屬標(biāo)簽?zāi)芎芎玫倪m應(yīng)金屬材質(zhì)的安全工器具，如圖8，這種擁有迷你尺寸且表現(xiàn)性能超強(qiáng)的超高頻抗金屬電子標(biāo)簽適合安全工器具管理的貼標(biāo)要求。

　　圖8、抗金屬電子標(biāo)簽

　　針對(duì)各種不同大小和材質(zhì)的安全工器具，可能一種標(biāo)簽難以應(yīng)付所有的情況，有多種規(guī)格的標(biāo)簽可供使用，如圖9，具體可根據(jù)測(cè)試效果和貼標(biāo)方式來進(jìn)行選擇。

　　圖9、其他抗金屬電子標(biāo)簽

　　4.2.6、紙質(zhì)電子標(biāo)簽

　　該標(biāo)簽可以使用在出金屬和液體外的大部分場(chǎng)合，如圖10。

　　圖10、紙質(zhì)電子標(biāo)簽

　　4.2.7、人員電子標(biāo)簽

　　該款人員標(biāo)簽對(duì)人體有很強(qiáng)的適應(yīng)性，能達(dá)到很好的識(shí)別率，如圖11。

　　圖11、人員電子標(biāo)簽