RFID技术在中小学实验室管理中的应用

1、硬件系统

• 电子标签由射频接口、逻辑控制单元和天线三部分组成。其中，逻辑控制单元是电子标签的核心组成部分，负责存储信息和收发信号 。
• 当阅读器发出能量或者查询信号且电子标签收到信号时，天线一方面负责从电磁波中吸收部分能量并整流为直流电以驱动标签电路工作，另一方面产生返回信号 。调制解调单元对包含有效信息的电磁波进行解调、解码。逻辑控制单元对阅读器传送来的信号进行解码，并且按照阅读器的要求回传数据给阅读器。存储单元负责存储系统运行时产生的数据和识别数据。
• 电子标签其实就是1只特殊的收发信机。随着电子产业的迅速发展，目前电子标签普遍体积小型化，形状多样化，数据容量大，安全性高，能够实现快速扫描、重复使用。中小学实验室采用最多的是超高频柔性抗金属电子标签，其结构如图所示。

柔性电子标签结构

• RFID中小学实验室管理系统开发包含客户端软件设计和数据库设计，它在普通中小学实验室管理系统的基础上改变了数据读写的方式，同时兼容手工录入模式和条形码、二维码录入模式。
• RFID中小学实验室管理系统选择B/S架构进行开发与设计，客户端利用计算机、平板、手机等工具连接互联网并通过浏览器远程访问服务器，进行系统管理和数据交换。

• RFID 中小学实验室管理系统包含资产管理、用户管理、实验管理、教学管理和安全管理五个模块。

1、盘点库存

利用RFID技术对仪器室所属仪器设备的盘点清查是RFID技术最重要、最成功的一项应用。

在利用手持阅读器盘点时，以手持阅读器为半径的6 m以内的仪器设备电子标签就能实现秒级的批量识别，无须人工录入或者扫描，从而快速、精准、自动地识别整间房间的仪器设备。

将识别结果与系统库存比对，导出盘点报告。相比人工盘点、条形码（二维码）一一扫码识别，缩短了盘点时间，减轻了劳动强度，提高了盘点效率，减少了差错率，实现了盘点库存的智能化、自动化，彻底解决了资产管理中账账不符、账物不符、物卡不符等问题。

2、贵重资产管理

（1）可移动贵重资产（如计算机、照相机等）经过门禁式固定阅读器时，阅读器能够100%识别并读取设备标签信息，同时系统自动记录贵重资产进出信息。（2）当贵重资产为异常进出时，门禁点声光报警、电子标签声光报警，后台记录异常进出记录，视频监控系统启用紧急录像。

（3）贵重资产电子标签还具有抗金属、防拆报警功能，能够进一步防止贵重资产的丢失。

3、实验管理

（1）学生进入实验室做分组实验时，佩戴有RFID电子标签的校牌立刻被门禁阅读器识别，实验管理系统自动采集学生姓名、班级、实验分组等信息，并自动生成考勤记录。

（2）实验进行时，教师利用手持式阅读器，快速识别实验室内仪器设备，能迅速了解实验室仪器设备的使用情况。

4、仪器出借

在借用仪器设备时，教师或者学生可在手机、平板电脑等移动设备上填写并上传仪器借用清单。

在拿取仪器设备后，利用阅读器迅速识别出借的所有仪器设备的信息，自动录入借用数据。

在退还时，同样利用阅读器读取退还设备信息，无须实验室管理员手工清点、录入、检查。

5、管理决策

目前，一部分中小学实验室管理处于原始的手工模式，表现为：一是仪器设备摆放无序、分类不清、账物不符。二是实验开得不齐不全，开出率不高，分组实验、演示实验的使用情况由人工进行记录、统计，甚至出现为了应付上级检查，没有做实验而伪造实验报告等弄虚作假行为，不能真实、准确地反映仪器设备的使用率。三是在购置、补充仪器设备时统计不准，对低使用率问题不重视，缺少深度分析，出现仪器设备重复购置、购置数量不精准等问题。

中小学智能实验室示意图

针对以上问题，基于RFID技术的中小学智能实验室管理系统能够自动给出仪器设备配备和使用的详细数据，按需生成各类报表、图表，清晰地反映出问题的症结，从而为教育主管部门和学校在仪器设备配置、实验室管理和实验教学管理等方面提供科学依据。