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摘要：目前维保作业中工具记录和管理主要采用人工清点、手动录入等方式。为保证维保工作的安全、有序和高效性，本文结合物联网思想和RFID技术，对工具管理APP进行了研发。将各种工具电子标签化后，在移动手持端使用该软件即可完成所有工具的信息查询修改、出入库清点等管理和数据处理工作，对轨道交通行业安全有序开展维保工作有重要意义。同时该思想和相关技术可拓展应用到其他场景中，为后续应用开发指明了方向。
关键词：物联网；RFID；智能移动
1引言
随着轨道交通行业不断发展，维保作业种类及内容不断增多，工具种类和数量不断增加，工具管理统计难度不断增大。目前维保工作中的工具管理和统计主要是人工清点，效率低、易出错漏，甚至可能引发安全事件，存在很大的安全隐患。同时受制于纸质记录方式，信息归档困难、保存不方便。故本文将研发一种基于无线射频技术（RFID）的工具管理APP，使用该APP手持终端，可快速识别、查询工具信息，实时管理，提高维保工作安全和高效性。
图3-1软件工作图
2物联网及RFID简介
物联网（Internet of things）具有很强的整合性，在相关协议的支持下，物体之间互为连通，借助各种信息传感设备和技术，在互联网上实现物体之间的自动识别、追踪、定位、监控以及信息的共享，可以在智能交通、公共安全、文化教育等多个领域发挥重要作用。
RFID技术是物联网应用最广泛的技术，结合传感器技术可以将传感器感应到的信息传递到阅读器，之后结合后台数据（网络）来进行信息处理。
一个完整的RFID系统由读写器、电子标签和应用软件系统组成。其工作原理为：读写器发送出特定频率的无线电波能量给电子标签，电子标签接收到电波后，主动将芯片信息以某一特定频率的信号发送给读写器，读写器接收到反馈信号后送至应用软件系统进行处理。
3移动手持APP
为解决工作中工具管理中存在的归档难、易错漏、效率低等问题，本文对工具管理系统手持软件App进行研发。只需对各种工具粘贴电子标签，通过该APP扫描电子标签，即可迅速识别、记录工具信息，实现各种工具的数据化管理、清点等。
该APP由一体化读写模块、电子标签和系统软件组成，基于物联网思想，采用超高频RFID技术。使用手持开发板、蓝牙或有线传感器，实现对各工具电子标签的信息采集、数据读写、数据传递、归档管理等功能，同时能实现工具标签数据信息的远程非接触式自动感应，其工作原理如图3-1所示。
本文涉及的读写模块将天线、模块和芯片集成于一体，同时设计了两种连接方式：有线方式或者蓝牙方式。手持台通过App软件读取电子标签数据，实现对工具电子标签的数据读取、写入、修改、查询、定位、统计、归档等数据交互功能。研发中的重难点部分是读写模块与移动手持台的连接通信实现，以下对本文设计的两种读写连接的方式进行详述。
3.1有线连接方式
该方式中，读写模块通过串口转USB线与移动手持台连接，如图3-1中的标号（1）所示，读写模块由移动手持台供电，数据通信采用标准串口协议。App通过有线连接方式与读写模块相连，再通过读写模块的陶瓷天线，利用射频实现对工具电子标签数据的读取，并转换为相应的文字信息，从而完成工具标签内容查看，实现移动化作业和信息集中管理功能。
首先在移动手持台上点击“通过外置方式连接”，进入后点击“出库”，循环读取电子标签，每读到一个标签，移动设备会发出声音，同时屏幕上会出现相应数据，点击“上道”按钮，当再次读取到标签后，条目将由红变绿，如图3-2；作业完成后可点击“同步数据”按钮，将操作记录等信息上传至服务器或下载至本地，实现数据的双向通信。
图3-2 标签数据读取结果
3.2蓝牙连接方式
该方式中，读写模块通过蓝牙协议与移动手持台连接，如图3-1中的标号（2）所示。具体是通过使用集成化的蓝牙读写器来实现。App通过蓝牙读写器中的无线通信连接模块与读写模块相连，通过天线利用射频实现对工具电子标签数据的读取，并转换为相应的文字信息，从而完成工具标签内容查看，实现移动化作业和信息集中管理功能。操作方式除了第一步中选取连接方式不同，其余操作与之前都一致。
3.3两种连接方式的比较
有线连接方式，连接稳定性高、读取数据快且准确，但空间利用性差，通用性待改进。蓝牙连接方式，连接简单便捷，但容易受到干扰、读取灵敏性不高。两种方式各有利弊，实际应用中需根据实际情况合理选用，具体如表3-1所示。
4APP在公司业务中的延伸应用
本APP结合当前的工器具管理、防遗留业务需求展开设计开发，为其他类似业务需求或应用场景的拓展研发有借鉴意义，如在物资管理中进行物资跟踪、快速查询等应用拓展，在车辆调度中进行自动识别、调度管理等方面的拓展研发。通过拓展开发，可与本设计集成规整于同一系统中，细化功能，深入研究，实现轨道交通行业智能化、移动化、统一化的信息管理。
5结语
通过基于RFID的工具管理App自主研发设计，可以实现工具更加快捷智能的管理，有助于维保工作前后工具的快速清点，杜绝清点错漏。同时在此基础上，通过服务器数据交互，实现各种工具的信息查询、记录上传及其他通用管理软件功能，提高了维修人员作业效率，为工具管理系统的数据化、信息化、智能化发展提供助力。
表3-1 两种连接方式的比较
图4-1软件延伸应用
参考文献：
[1] Hervé Chabanne、Pascal Urien、Jean-Ferdinand Susini.RFID与物联网.清华大学出版社，2016：50-208.
[2] 付丽华.RFID技术及产品设计.电子工业出版社，2017：190-248.
论文作者:张罗来,徐忠迎,罗艳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/30
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