RFID技術(shù)在中小學(xué)實(shí)驗(yàn)室管理中的應(yīng)用

1、硬件系統(tǒng)

• 電子標(biāo)簽由射頻接口、邏輯控制單元和天線三部分組成。其中，邏輯控制單元是電子標(biāo)簽的核心組成部分，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)信息和收發(fā)信號(hào) 。
• 當(dāng)閱讀器發(fā)出能量或者查詢信號(hào)且電子標(biāo)簽收到信號(hào)時(shí)，天線一方面負(fù)責(zé)從電磁波中吸收部分能量并整流為直流電以驅(qū)動(dòng)標(biāo)簽電路工作，另一方面產(chǎn)生返回信號(hào) 。調(diào)制解調(diào)單元對(duì)包含有效信息的電磁波進(jìn)行解調(diào)、解碼。邏輯控制單元對(duì)閱讀器傳送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行解碼，并且按照閱讀器的要求回傳數(shù)據(jù)給閱讀器。存儲(chǔ)單元負(fù)責(zé)存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和識(shí)別數(shù)據(jù)。
• 電子標(biāo)簽其實(shí)就是1只特殊的收發(fā)信機(jī)。隨著電子產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，目前電子標(biāo)簽普遍體積小型化，形狀多樣化，數(shù)據(jù)容量大，安全性高，能夠?qū)崿F(xiàn)快速掃描、重復(fù)使用。中小學(xué)實(shí)驗(yàn)室采用最多的是超高頻柔性抗金屬電子標(biāo)簽，其結(jié)構(gòu)如圖所示。

柔性電子標(biāo)簽結(jié)構(gòu)

• RFID中小學(xué)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)包含客戶端軟件設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，它在普通中小學(xué)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改變了數(shù)據(jù)讀寫(xiě)的方式，同時(shí)兼容手工錄入模式和條形碼、二維碼錄入模式。
• RFID中小學(xué)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)選擇B/S架構(gòu)進(jìn)行開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)，客戶端利用計(jì)算機(jī)、平板、手機(jī)等工具連接互聯(lián)網(wǎng)并通過(guò)瀏覽器遠(yuǎn)程訪問(wèn)服務(wù)器，進(jìn)行系統(tǒng)管理和數(shù)據(jù)交換。

• RFID 中小學(xué)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)包含資產(chǎn)管理、用戶管理、實(shí)驗(yàn)管理、教學(xué)管理和安全管理五個(gè)模塊。

1、盤(pán)點(diǎn)庫(kù)存

利用RFID技術(shù)對(duì)儀器室所屬儀器設(shè)備的盤(pán)點(diǎn)清查是RFID技術(shù)最重要、最成功的一項(xiàng)應(yīng)用。

在利用手持閱讀器盤(pán)點(diǎn)時(shí)，以手持閱讀器為半徑的6 m以內(nèi)的儀器設(shè)備電子標(biāo)簽就能實(shí)現(xiàn)秒級(jí)的批量識(shí)別，無(wú)須人工錄入或者掃描，從而快速、精準(zhǔn)、自動(dòng)地識(shí)別整間房間的儀器設(shè)備。

將識(shí)別結(jié)果與系統(tǒng)庫(kù)存比對(duì)，導(dǎo)出盤(pán)點(diǎn)報(bào)告。相比人工盤(pán)點(diǎn)、條形碼（二維碼）一一掃碼識(shí)別，縮短了盤(pán)點(diǎn)時(shí)間，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了盤(pán)點(diǎn)效率，減少了差錯(cuò)率，實(shí)現(xiàn)了盤(pán)點(diǎn)庫(kù)存的智能化、自動(dòng)化，徹底解決了資產(chǎn)管理中賬賬不符、賬物不符、物卡不符等問(wèn)題。

2、貴重資產(chǎn)管理

（1）可移動(dòng)貴重資產(chǎn)（如計(jì)算機(jī)、照相機(jī)等）經(jīng)過(guò)門(mén)禁式固定閱讀器時(shí)，閱讀器能夠100%識(shí)別并讀取設(shè)備標(biāo)簽信息，同時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)記錄貴重資產(chǎn)進(jìn)出信息。（2）當(dāng)貴重資產(chǎn)為異常進(jìn)出時(shí)，門(mén)禁點(diǎn)聲光報(bào)警、電子標(biāo)簽聲光報(bào)警，后臺(tái)記錄異常進(jìn)出記錄，視頻監(jiān)控系統(tǒng)啟用緊急錄像。

（3）貴重資產(chǎn)電子標(biāo)簽還具有抗金屬、防拆報(bào)警功能，能夠進(jìn)一步防止貴重資產(chǎn)的丟失。

3、實(shí)驗(yàn)管理

（1）學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室做分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，佩戴有RFID電子標(biāo)簽的校牌立刻被門(mén)禁閱讀器識(shí)別，實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)自動(dòng)采集學(xué)生姓名、班級(jí)、實(shí)驗(yàn)分組等信息，并自動(dòng)生成考勤記錄。

（2）實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，教師利用手持式閱讀器，快速識(shí)別實(shí)驗(yàn)室內(nèi)儀器設(shè)備，能迅速了解實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的使用情況。

4、儀器出借

在借用儀器設(shè)備時(shí)，教師或者學(xué)生可在手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)設(shè)備上填寫(xiě)并上傳儀器借用清單。

在拿取儀器設(shè)備后，利用閱讀器迅速識(shí)別出借的所有儀器設(shè)備的信息，自動(dòng)錄入借用數(shù)據(jù)。

在退還時(shí)，同樣利用閱讀器讀取退還設(shè)備信息，無(wú)須實(shí)驗(yàn)室管理員手工清點(diǎn)、錄入、檢查。

5、管理決策

目前，一部分中小學(xué)實(shí)驗(yàn)室管理處于原始的手工模式，表現(xiàn)為：一是儀器設(shè)備擺放無(wú)序、分類不清、賬物不符。二是實(shí)驗(yàn)開(kāi)得不齊不全，開(kāi)出率不高，分組實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)的使用情況由人工進(jìn)行記錄、統(tǒng)計(jì)，甚至出現(xiàn)為了應(yīng)付上級(jí)檢查，沒(méi)有做實(shí)驗(yàn)而偽造實(shí)驗(yàn)報(bào)告等弄虛作假行為，不能真實(shí)、準(zhǔn)確地反映儀器設(shè)備的使用率。三是在購(gòu)置、補(bǔ)充儀器設(shè)備時(shí)統(tǒng)計(jì)不準(zhǔn)，對(duì)低使用率問(wèn)題不重視，缺少深度分析，出現(xiàn)儀器設(shè)備重復(fù)購(gòu)置、購(gòu)置數(shù)量不精準(zhǔn)等問(wèn)題。

中小學(xué)智能實(shí)驗(yàn)室示意圖

針對(duì)以上問(wèn)題，基于RFID技術(shù)的中小學(xué)智能實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)能夠自動(dòng)給出儀器設(shè)備配備和使用的詳細(xì)數(shù)據(jù)，按需生成各類報(bào)表、圖表，清晰地反映出問(wèn)題的癥結(jié)，從而為教育主管部門(mén)和學(xué)校在儀器設(shè)備配置、實(shí)驗(yàn)室管理和實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理等方面提供科學(xué)依據(jù)。