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RFID劳动工具管理解决方案

作者：上海芯仪信息科技有限公司

日期：2020-07-08 16:14:00

摘要：对任何行业的操作者来说，工具是一项重要不可或缺的资产。无论是在生产车间还是在建筑工地，无论是监狱劳动场所还是在飞机制造车间，工作人员每天与工具打交道，如何快捷方便的领用、归还，查找和维护这些工具，对企业管理来说是非常重要的工作。RFID劳动工具管理应用的出现实现了工具管理的高效和智能，通过加装RFID读写器的特殊定制的工具柜和安装超高频无源抗金属标签，可以大幅提高工具管理的准确性和高效性，并实现跨组织跨部门之间的信息共享。

关键词：RFID劳动工具管理劳动工具管理

1. 系统背景

对任何行业的操作者来说，工具是一项重要不可或缺的资产。无论是在生产车间还是在建筑工地，无论是监狱劳动场所还是在飞机制造车间，工作人员每天与工具打交道，如何快捷方便的领用、归还，查找和维护这些工具，对企业管理来说是非常重要的工作。RFID劳动工具管理应用的出现实现了工具管理的高效和智能，通过加装RFID读写器的特殊定制的工具柜和安装超高频无源抗金属标签，可以大幅提高工具管理的准确性和高效性，并实现跨组织跨部门之间的信息共享。

2. 系统功能

2.1 有效预防和减少工具丢失和被盗；

2.2 简化工具进出库的登记流程；

2.3 避免因人工管理而发生错误，避免库存缺失或管理疏忽；

2.4 追踪和定位遗失的工具；

2.5 通过降低工具更换成本，管理的时间成本以及效率的提高而达到适当的投资回报。

针对不同的行业，RFID工具管理有着不同的要求和实现方式，下面就列举一些常见的应用场合：

l 铁路线路维护工具管理，铁路线路维护的工具种类多，规格相差大，使用场合分散，一直是管理的难点，在每个工具安装RFID电子标签后，可以在库房的门口安装RFID超高频读写器识别进出的工具以及进行授权管理，也可以在施工车辆上安装超高频读写器，实时监控车辆上的工具，做到带出去多少带回来多少，以及在工具被落下的时候实时提醒。

l 飞机维修工具管理，飞机维修的工具和零件种类繁多并且价格高昂，实现更智能化的管理一直是航空公司所希望的，在零部件和工具上装上RFID电子标签，放在装有RFID读写器的箱子中，箱子中的读写器采用蓄电池供电，数据通过无线方式实时与云端对接，工作人员可以通过APP申请领用工具箱，维修工作完成后可以在APP上查看该放回的工具是否放回，所有工具以及工具箱都可以在后台管理软件查询到实际位置，带出人，内装工具情况。

l 高铁等大型设备生产工具管理，高铁，船舶，大型设备生产时候，一个工作人员要带很多工具到各个工段施工，给工具管理带来了很大的困难，应用上加装了RFID读写器和计算机的工具管理车后，工具管理就变得简单了，工具车中安装了超高频读写器实时监控车上的工具，车上的显示屏可以实时显示工具种类和数量，工作人员只要刷卡就可以打开工具车抽屉取放工具，防止工具落下节约工作人员工具管理的时间。

l 监狱劳动场所工具管理，监狱劳动场合作为特殊场合，工具这种有危险性质的物资是要严格管理的，丢失一件就会带来非常大的安全隐患，这就是需要在关键节点和劳动场所安装RFID读写器，实时监控工具的位置以及使用情况。

3. 相关硬件产品

无源 RFID标签参数

项目	纸标签		托盘标签
制造厂商/芯片	ALIEN H3/NXP UCODE 7/IMPINJ M5
天线尺寸	50X30mm		95253.2mm
基材材质	PET		FR4
制程方式	铝蚀刻		铝蚀刻
符合标准	EPC Class 1 Gen 2, ISO 18 000-6C
芯片存储	EPC	128 bits
	TID	96 bits
	User	0 bits
载波频率	Global 860–960 MHz
读取距离	1-3米（不同环境不同功率读取距离不一样）
工作模式	无源
使用寿命	50年数据保存50年
芯片防静电性能	±2kV 人体模型

图5.1 RFID纸标签示意图

图5.2 RFID托盘标签示意图

无源RFID发卡器参数

项目	参数
工作频率	美标（902～928MHz），国标（920～925MHz），欧标（865～867MHz），自选频率
适用协议	ISO18000-6B/6C,EPC G2
射频功率	0～31dBm可调
读卡灵敏度	-80dBm(3 dBi天线读卡距离大于3米）
读卡速度	单标签2000次/分钟，多标签200张/秒
处理器	ARM CORTEX M3 100M主频
存储器	16KB标签数据内存和32KB铁电存储区
外观尺寸	154.6 mm X 106.5 mm X 26.5 mm
数据接口	100M以太网接口
	RS232/RS485接口
	二组输入和二组输出（TTL)，一组继电器
供电	直流+9V～+15V
工作温度	-20～60℃

RFID发卡器示意图

RFID手持机参数

型号	XRSC720
整机尺寸	164.2mm x 80.0mm x 24.3mm
整机重量	654克（含标配电池）
显示屏	6.2寸显示屏，IPS FHD 1920x1080分辨率，康宁大猩猩玻璃，支持多点触控，支持手套或湿手操作
电池容量	可充电锂聚合物电池8000mAh 待机时间>500小时工作时间>12小时（取决于使用情况和网络环境）充电时间3-4小时（使用标配电源适配器和数据线）
扩展插槽	1个SIM卡槽，一个卡槽SIM或TF二选一
音频	扬声器，2个麦克风
通讯接口	USB 2.0 Type-C, OTG
传感器	重力传感器，光线传感器，距离传感器
C P U	Cortex-A53 1.3GHz 四核
RAM	2GB RAM
ROM	标配16GB Flash储存，MicroSD (TF)卡槽（可支持32GB容量扩展）
操作系统	Android 6.0
SDK	终端软件开发工具包
开发语言	Java
开发工具	Eclipse
操作温度	-10℃至50℃
储存温度	-40℃至70℃
环境湿度	5%RH-95%RH（无凝露）
滚动测试	滚动连续1000次0.5米，6个接触面滚动后依然稳定运行，达到IEC滚动规格
防护等级	IP64；1.2M高度跌落至混凝土地面无障碍
静电放电	15KV空气放电，8KV传导放电
WIFI	支持 IEEE802.11b/g/n协议
GSM / 3G	GPRS （EDGE，850/900/1800/1900MHz）WCDMA （HSDPA/HSPA+/850/2100MHz）
蓝牙	Bluetooth specification v2.1+EDR Bluetooth specification v3.0+HS compliance Bluetooth v4.0 Low Energy (LE)
二维CMOS扫描引擎	Symbol SE4500
支持二维条码类型	PDF417, MicroPDF417, Composite, RSS, TLC-39, Datamatrix, QR code, Micro QR code, Aztec, Postal Codes: US PostNet, US Planet, UK Japan Postal Dutch Postal (KIX) 等Postal,
工作频率	(840～960MHz按需要定制频段)
协议标准	EPC C1 GEN2/ISO18000－6C
天线参数	圆极化天线（4dBi）
功率	1W（+10dBm～+30dBm）

RFID手持机示意图

RFID打印机参数

项目	参数
分辨率	300dpi(11.8点/毫米)
打印方式	热敏/热转印
打印速度	8ips (203.2mm/s)
打印宽度	<=4.17″(106mm)
打印长度	<=79″(2000mm)
条形码类型	一维码：Code 39，Code 93，Code 128/subset A,B,C, Codabar，Interleave 2 of 5，UPC A/E 2 and 5 add-on，EAN-13/8/128，UCC-128等；二维码：MaxiCode，PDF417，Data matrix，QR Code等
字体/ 字符集	西文点阵字库（可下载矢量字库，文点阵字库可选）
通信接口	RS-232串口，10/100M-bit网络接口，Centronics并口，USB DEVICE 2.0接口，USB HOST接
存储	内存16MB，闪存8MB
介质传感器	上下反射式/穿透式（均可移动）

RFID打印机示意图

RFID门禁参数

项目	参数
工作频率	美标（902～928MHz），国标（920～925MHz），欧标（865～867MHz），自选频率
适用协议	ISO18000-6B/6C,EPC G2
射频功率	0～31dBm可调
读卡灵敏度	-80dBm(3 dBi天线读卡距离大于3米）
读卡速度	单标签2000次/分钟，多标签200张/秒
处理器	ARM CORTEX M3 100M主频
存储器	16KB标签数据内存和32KB铁电存储区
外观尺寸	275mm × 225mm × 83mm
数据接口	100M以太网接口
	RS232/RS485接口
	二组输入和二组输出（TTL)，一组继电器
供电	直流+9V～+15V
工作温度	-20～60℃

RFID门禁示意图

软件参数

项目	参数
服务器
主机配置	CPUE54核，内存8G，硬盘500G
网卡	100M
操作系统	64位，Windows Server2008 R2 及以上
数据库	Mysql5.6
应用服务器	IIS7.5以上
系统框架	.Net Framework4.0
客户端
操作系统	32或者64位Win7/Win10
浏览器	支持HTML5的浏览器，如Chrome，FireFox，Safari，360极速等
USB口	2个