基于RFID技術(shù)的廢舊家電回收信息管理系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)

引言  
     目前，中國(guó)家電業(yè)已經(jīng)是一個(gè)產(chǎn)值超過(guò)6000億元人民幣的成熟產(chǎn)業(yè)，中國(guó)已經(jīng)成為全球家電的生產(chǎn)、消費(fèi)和出口大國(guó)。但是，由于過(guò)去較少考慮產(chǎn)品的回收、處理及再利用，現(xiàn)在就凸現(xiàn)出大量有毒有害的電子垃圾，引發(fā)了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。預(yù)計(jì)到2010年，中國(guó)廢舊家電的處理量將達(dá)到1億件。有關(guān)廢舊家電污染研究的歷史表明，對(duì)廢舊家電產(chǎn)品的回收、貯存、運(yùn)輸和處理的全過(guò)程進(jìn)行有效的管理是解決廢舊家電污染環(huán)境的主要途徑。發(fā)達(dá)國(guó)家從上世紀(jì)80年代起就對(duì)危險(xiǎn)廢物的交換和集中處理進(jìn)行了規(guī)范化管理，管理流程也隨著信息系統(tǒng)的發(fā)展而不斷得到完善，建立了廢物產(chǎn)生數(shù)據(jù)庫(kù)、危險(xiǎn)廢物物化特性數(shù)據(jù)庫(kù)等一系列系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的整合和對(duì)決策管理的支持，這些系統(tǒng)在危險(xiǎn)廢物管理工作中發(fā)揮了越來(lái)越大的作用 。
  
    盡管我國(guó)家電產(chǎn)品廢物管理工作起步較晚，但我國(guó)對(duì)環(huán)保和營(yíng)造可持續(xù)發(fā)展社會(huì)的重視程度卻得到了空前提高，正在建立的規(guī)?；c產(chǎn)業(yè)化的家電回收體系和即將出臺(tái)的(《廢舊家電及電子產(chǎn)品回收處理管理?xiàng)l例》就是很好的佐證。
 
2、系統(tǒng)目標(biāo)與功能
 
2．1系統(tǒng)目標(biāo)  
     廢舊家電回收信息管理系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱系統(tǒng))，是采用RFID技術(shù)、結(jié)合網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和信息存儲(chǔ)技術(shù)建立的家電產(chǎn)品信息管理服務(wù)平臺(tái)，將對(duì)家電產(chǎn)品生命周期----- 就是從加工制造成產(chǎn)品，流通給消費(fèi)者使用到產(chǎn)品報(bào)廢后經(jīng)拆卸、回收和再循環(huán)將資源重新利用的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行安全跟蹤管理。系統(tǒng)的建立，將對(duì)市場(chǎng)上的每一件家電單品(尤其是帶有污染物的家電產(chǎn)品)進(jìn)行安全追蹤和溯源管理，及時(shí)匯總最新信息。這不僅有利于對(duì)國(guó)內(nèi)的廢舊家電進(jìn)行有效的回收處理和循環(huán)利用，同時(shí)也將為相關(guān)部門提供更多的決策支持。
 
2．2系統(tǒng)功能  
     RFID技術(shù)，即無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)，是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)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(wú)須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識(shí)別運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。
  
     在本系統(tǒng)中，計(jì)劃將RFID標(biāo)簽附著在家電產(chǎn)品上，應(yīng)用于產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，RFID編碼將成為產(chǎn)品的唯一“身份”標(biāo)識(shí)。在各主要環(huán)節(jié)，應(yīng)用系統(tǒng)通過(guò)非接觸的方式自動(dòng)采集家電產(chǎn)品信息(如圖1所示)，記錄每件產(chǎn)品的當(dāng)前狀態(tài)。

圖1 RFID電子標(biāo)簽應(yīng)用模型 

    系統(tǒng)在RFID技術(shù)的支持下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)廢舊家電管理的科學(xué)化、現(xiàn)代化和規(guī)范化，它的主要功能包括注冊(cè)信息的數(shù)據(jù)錄入；RFID標(biāo)簽的編碼初始化；家電產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售、使用、回收、處理信息的采集；廢舊家電各類信息信息查詢和檢索；統(tǒng)計(jì)分析；數(shù)據(jù)以文本、表格、圖片的格式輸出；設(shè)備認(rèn)證、數(shù)據(jù)信息加密、危險(xiǎn) 、廢物管理輔助決策等。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能如圖2所示。

圖2：廢舊家電回收信息管理系統(tǒng)

3、系統(tǒng)設(shè)計(jì) 

3．1系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 

①尊重現(xiàn)有的管理制度和信息系統(tǒng)； 
②強(qiáng)調(diào)實(shí)用性，兼顧先進(jìn)性； 
③界面友好，可操作性強(qiáng)； 
④數(shù)據(jù)庫(kù)的建立力求標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，便于其他常用格式轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享； 
⑤開(kāi)發(fā)與維護(hù)并重； 

3．2系統(tǒng)劃分以及工作流程 

     系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是在對(duì)我國(guó)家電產(chǎn)品、流通、使用、回收和處理處置過(guò)程進(jìn)行深入調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合家電回首管理工作流程及未來(lái)發(fā)展提出的，在系統(tǒng)應(yīng)用中集成RFID技術(shù)來(lái)增強(qiáng)系統(tǒng)的復(fù)雜性，同時(shí)使系統(tǒng)的可重復(fù)利用性更高、更強(qiáng)，有利于以后的發(fā)展。根據(jù)實(shí)際情況與需要，系統(tǒng)主要分為管理中心子系統(tǒng)、生產(chǎn)企業(yè)子系統(tǒng)、銷售商場(chǎng)子系統(tǒng)、購(gòu)買者子系統(tǒng)和回收處理子系統(tǒng)，簡(jiǎn)略的業(yè)務(wù)流程如圖3所示。 

圖3：廢舊家電回收管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程圖

3．3管理中心子系統(tǒng)  

     管理中心子系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)回收系統(tǒng)的基礎(chǔ)信息和基本操作進(jìn)行管理，基本信息包括企業(yè)信息、產(chǎn)品信息、RFID代碼信息、用戶信息、回收工藝信息、危險(xiǎn)廢棄物信息等，基本操作有注冊(cè)審批、RFID標(biāo)簽申購(gòu)審批、RFID代碼初始化、產(chǎn)品追蹤、數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)分析等。該子系統(tǒng)是其他子系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，可以為其他子系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息。
  
     如圖4所示，在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，各個(gè)企業(yè)或機(jī)構(gòu)定期向管理中心提交家電的跟蹤信息。管理中心管理、維護(hù)家電跟蹤信息和企業(yè)機(jī)構(gòu)、產(chǎn)品的代碼數(shù)據(jù)庫(kù)，以便對(duì)各個(gè)企業(yè)機(jī)構(gòu)提供權(quán)限限定的數(shù)據(jù)查詢服務(wù)及家電產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)跟蹤。

圖4：管理中心業(yè)務(wù)流程圖

管理中心子系統(tǒng)還具備以下功能：
 
①查詢管理：企業(yè)或機(jī)構(gòu)可以登錄服務(wù)平臺(tái)，在一定的許可范圍內(nèi)對(duì)企業(yè)信息、產(chǎn)品信息、產(chǎn)品跟蹤信息進(jìn)行分類查詢、組合查詢或者模糊查詢，打印報(bào)表； 
② 數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計(jì)：可以實(shí)現(xiàn)家電回收的按區(qū)域匯總統(tǒng)計(jì)和按種類匯總統(tǒng)計(jì)，是指導(dǎo)家電回收管理工作的重要依據(jù)； 
③ 數(shù)據(jù)分析：能夠?qū)Ω檾?shù)據(jù)庫(kù)中的產(chǎn)品跟蹤數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，生成相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)表和分析圖； 
④ 權(quán)限管理：用于給用戶配置信息存取權(quán)限。
 
3．4家電生產(chǎn)企業(yè)子系統(tǒng)
 
家電生產(chǎn)企業(yè)子系統(tǒng)是供家電生產(chǎn)廠商使用的，具有下列功能： 
① 具有對(duì)RFID識(shí)讀設(shè)備的驗(yàn)證和對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的認(rèn)證能力； 
② 能夠通過(guò)RFID識(shí)讀器讀取RFID標(biāo)簽內(nèi)的家電產(chǎn)品信息； 
③ 能夠?qū)a(chǎn)品的生產(chǎn)信息和出廠信息保存到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，以便本地管理，并能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)定期報(bào)送給管理中心，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的有效跟蹤； 
④ 能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控產(chǎn)品下線情況、產(chǎn)品入庫(kù)情況、產(chǎn)品出廠情況。
 
3．5銷售商場(chǎng)子系統(tǒng) 

銷售商場(chǎng)子系統(tǒng)是供家電分銷商和家電零售商使用的，具有下列功能：
 
① 具有對(duì)RFID識(shí)讀設(shè)備的驗(yàn)證和對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的認(rèn)證能力； 
② 能夠通過(guò)RFID識(shí)讀器讀取RFID標(biāo)簽內(nèi)的家電產(chǎn)品信息； 
③ 家電分銷商能夠?qū)a(chǎn)品的發(fā)往地、發(fā)貨時(shí)間等信息保存到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，并能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)定期報(bào)送給管理中心； 
④ 家電零售商能夠?qū)⒓译姰a(chǎn)品購(gòu)買者登記的用戶信息和產(chǎn)品購(gòu)買信息保存到 
本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，并能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)定期報(bào)送給管理中心。
 
3．6購(gòu)買者子系統(tǒng)

    購(gòu)買者子系統(tǒng)是供家電產(chǎn)品購(gòu)買者使用的，具有下列功能： 

① 通過(guò)商場(chǎng)POS機(jī)查詢家電產(chǎn)品的基本信息，如：生產(chǎn)企業(yè)、生產(chǎn)日期、產(chǎn)地、產(chǎn)品外觀、性能等； 
② 通過(guò)手機(jī)短信驗(yàn)證產(chǎn)品真?zhèn)?、查詢產(chǎn)品的基本信息； 
③ 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查詢產(chǎn)品的基本信息和維修信息。 

3．7回收處理機(jī)構(gòu)子系統(tǒng) 

    回收處理機(jī)構(gòu)子系統(tǒng)是供家電回收處理機(jī)構(gòu)使用的，具有下列功能：
 
① 具有對(duì)RFID識(shí)讀設(shè)備的驗(yàn)證和對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的認(rèn)證能力； 
② 具有RFID標(biāo)簽的讀取功能，能夠通過(guò)RFID識(shí)讀器將標(biāo)簽內(nèi)的產(chǎn)品ID讀出，并依據(jù)產(chǎn)品ID對(duì)廢舊產(chǎn)品分類，以便做不同處理； 
③ 顯示家電產(chǎn)品的生產(chǎn)、使用信息和回收處理工藝要求，記錄產(chǎn)品的回收處理結(jié)果； 
④ 將廢舊家電產(chǎn)品的處理處置信息保存到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，并能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)定期報(bào)送給管理中心。 
 
4、系統(tǒng)開(kāi)發(fā) 

4．1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與開(kāi)發(fā)工具  

     廢舊家電回收信息管理系統(tǒng)采用客戶端／服務(wù)器(C／S)和瀏覽器／服務(wù)器(B／S)相結(jié)合體系結(jié)構(gòu)，結(jié)合RFID相關(guān)技術(shù)，使用C++、J2EE等編程語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用Oracle9i數(shù)據(jù)庫(kù)。B／S結(jié)構(gòu)主要采用J2EE架構(gòu)開(kāi)發(fā)，體系結(jié)構(gòu)如圖5所示。C／S結(jié)構(gòu)系統(tǒng)采用c++開(kāi)發(fā)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、銷售、回收等環(huán)節(jié)對(duì)RFID標(biāo)簽的信息采集功能。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)根據(jù)用戶權(quán)限進(jìn)行分級(jí)管理，根據(jù)用戶所屬的角色類別，顯示用戶可以看到的功能界面。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)共有生產(chǎn)下線數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)入庫(kù)信息采集、生產(chǎn)出庫(kù)信息采集、銷售進(jìn)貨信息采集、銷售信息采集、銷售監(jiān)控、商品防偽、商品關(guān)注度、回收信息采集、處理信息采集、數(shù)據(jù)處理、權(quán)限配 置l2個(gè)模塊組成。

圖5系統(tǒng)B／S體系結(jié)構(gòu)示意圖

4．2數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè) 
     根據(jù)需要，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)分為代碼數(shù)據(jù)庫(kù)和追蹤數(shù)據(jù)庫(kù)，是由26個(gè)二維表組成。

5、結(jié)論 

     本文所給出的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，其流程包括了我國(guó)目前家電管理工作中的基本流程，并提出利用RFID技術(shù)作為信息采集手段，極大地減少了信息采集工作量， 將為管理部門提供一個(gè)實(shí)用化的服務(wù)平臺(tái)，提高廢舊家電管理工作的效率和科技含量。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程。本系統(tǒng)自提出后，先后多次召開(kāi)技術(shù)方案行業(yè)論證會(huì)，根據(jù)反饋意見(jiàn)不斷對(duì)其進(jìn)行完善和新的開(kāi)發(fā)，以使系統(tǒng)更具有實(shí)用價(jià)值。在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，力求將其開(kāi)發(fā)為通用商業(yè)化的系統(tǒng)軟件，功能模塊獨(dú)立，程序維護(hù)開(kāi)發(fā)接口完善。本系統(tǒng)不僅可以應(yīng)用于家電行業(yè)，只要更換代碼數(shù)據(jù)庫(kù)、系統(tǒng)的安全追蹤、溯源管理和決策支持等功能就可以為不同行業(yè)的管理部門使用。今后危險(xiǎn)廢物的信息化管理研究重點(diǎn)應(yīng)放在對(duì)危險(xiǎn)廢物的產(chǎn)生、貯存、運(yùn)輸和處理處置的全過(guò)程進(jìn)行有效的監(jiān)控，對(duì)危險(xiǎn)廢物管理工作提供決策支持上來(lái)，這才是對(duì)危險(xiǎn)廢物進(jìn)行信息化管理，解決危險(xiǎn)廢物對(duì)環(huán)境污染問(wèn)題的主要途徑。