大规模设备管理中RFID技术的应用与设计

摘要：文章首先对RFID技术及其应用情况进行简要的介绍；然后，讨论RFID技术在大规模设备管理中应用需要注意的技术细节，给出具体设计方案。最后，是文章的总结。


0 前言

RFID（Radio Frequency Identification）是一种自动无线识别和数据获取技术，随着与传统网络的结合，RFID技术展现出巨大的市场应用潜力，被称为"物联网"和"第二代Internet"它利用无线射频方式在读写器和电子标签之间进行非接触双向数据传输，以达到目标识别和数据交换的目的。在国内外，RFID技术被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理、资产管理等众多领域。时至今日，RFID技术的新应用仍然层出不穷。

资产管理是RFID技术应用较早也是较为普遍的行业，相较传统的二维码，RFID电子标签的非接触、读取速度快等特性，在提高工作效率和准确性方面带来的好处显而易见。IT设备作为资产有其管理上的特殊性，其主要存放的机房环境、设备运行的要求，以及设备表面的金属特性均使得RFID技术在IT设备管理方面的应用受到较大的限制。本文就是在这方面的一个尝试。

1 RFID技术特点

1.1 什么是RFID技术

RFID是一种非接触的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别。最基本的RFID系统由三部分组成：1）标签（Tag），是由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；2）读写器（Reader），是读取或者写入标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；3）天线（Antenna），用于在标签和读写器间传递射频信号。

根据供电方式的不同，电子标签可以分为有源电子标签（Activetag）、无源电子标签（Passivetag）和半无源电子标（Semi-passivetag），有源电子标签内装有电池，无源射频标签没有内装电池，半无源电子标签部分依靠电池工作。依据工作频率的不同可分为低频电子标签、高频电子标签、超高频电子标签和微波电子标签。依据封装形式的不同可分为信用卡标签、线形标签、纸状标签、玻璃管标签、圆形标签及特殊用途的异形标签等。

读写器通过天线与电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。典型的读写器包含有高频模块（发送器和接收器）、控制单元以及读写器天线。

1.2 RFID技术特点

与条形码识别系统相比，RFID技术具有很多优势特点：（1）通过射频信号自动识别目标对象，无需可见光源，具有穿透性，可以透过外部材料直接读取数据，保护外部包装，节省识别时间；（2）由于不需要物理接触，标签无机械磨损，寿命长，且可以在恶劣环境下工作，对环境要求低；（3）无需与目标接触就可以得到数据，读取距离支持范围广，一般从几厘米到十几米的距离；（4）支持写入数据功能，无需重新制作新的标签；（5）使用防冲突技术，能够同时处理多个射频标签，适用于批量识别场合；（6）可以对RFID标签所附着的物体进行追踪定位，提供位置信息。

此外，由于RFID芯片的小型化和高性能芯片的实用化，射频识别标签不仅帮助不同领域的管理者追踪物品的位置和搬运情况，还可以实时报告标签上附带的其他信息，比如设备的运行数据等。

2 RFID在设备管理中的应用

2.1 设备管理现状

随着计算机应用的普及，信息化程度的提高，数据中心设备的规模不断扩大，设备管理的要求也越来越高。传统的非自动化手工设备管理方式已经无法适应大规模设备管理的要求，逐渐被采用计算机数据系统管理方式所取代。但数据采集仍然依赖先纸张记录，再手工输入计算机的方式。这不仅造成大量的人力资源浪费，而且由于人为的因素，数据录入速度慢、准确率低。随着设备规模的持续发展，目前设备管理中的数据采集方式已难以满足设备管理快速、准确的要求。

我们在实际工作中还遇到了设备信息采集与设备运行维护矛盾的问题，限制了设备管理工作的开展，主要表现在以下几个方面：（1）标签粘贴与查看。一般来说，数据中心的设备上粘贴有两种标签，一种是设备出厂时设备厂家粘贴的设备条码标签，这类标签往往粘贴在设备后部边缘处，本身不方便查看，粘贴的角度也不适合条码设备扫描。而且设备上架运行后，设备后部往往连接各类线缆，查看设备条码时会对设备运行安全带来隐患。另一种是设备转固以后，设备上粘贴的资产标签。这类标签在粘贴位置的选择上存在问题。为了查看或扫描方便，标签需要粘贴在方便查看的设备前表面，而网络设备和服务器设备的前表面一方面凹凸不平、粘贴不牢靠，另一方面标签粘贴也容易遮挡设备的警示灯，设备部件接口等。针对上述问题，设备管理部门做过大量实验，结果均无法令人满意。

（2）设备更换流程复杂。设备维护部门在进行设备维修更换时，需要通知设备管理部门同时更改设备标签和设备管理系统中的设备信息，以保证设备信息准确有效。设备管理人员往往跟在系统维护人员后面疲于粘贴标签，并手工修改系统内的设备信息。当设备量巨大、设备更换频繁时，设备更换及核查工作更多依赖于设备管理人员的工作责任心和工作细致程度。然而，工作中的疏漏在所难免，设备信息出现差错时，则难以追查历史信息。而RFID标签的非接触自动读取方式，能很好地解决上述问题。因此，引入RFID技术，利用RFID标签替代资产标签和设备条码标签，利用RFID阅读器自动读取方式，代替维护人员用眼查看或条码扫描仪扫描的方式。

2.2 RFID系统设计