0 引言
目前國(guó)內(nèi)的大多事業(yè)單位和大型企業(yè)對(duì)內(nèi)部的核心物品管理,，如檔案局對(duì)重要檔案的管理,，公安局對(duì)涉案物品的管理，大型企業(yè)對(duì)重要文件的管理等,，由于這些物品存在著高度重要性和較大的流通性,，往往采用二維條碼來(lái)記錄物品信息和人工記錄的方式進(jìn)行管理，但這種管理方式嚴(yán)重影響了核心物品的管理效率,，并且無(wú)法做到對(duì)核心物件的實(shí)時(shí)監(jiān)控和物品流通過(guò)程的追蹤,。
RFID（射頻識(shí)別）技術(shù)是興起于20世紀(jì)90年代的一種非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它利用射頻信號(hào)和空間耦合傳輸特性實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別。相對(duì)于其他識(shí)別技術(shù)RFID在數(shù)據(jù)處理,、安全認(rèn)證等方面具有讀寫(xiě)速度快,、操作簡(jiǎn)便，高可靠和耐用,，可復(fù)用,，強(qiáng)穿透，安全加密性,，記憶容量大,、一卡多用，體積小,，隱蔽性好等優(yōu)點(diǎn),。
因此RFID技術(shù)為我們?cè)O(shè)計(jì)一種可行的，高效的物品實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)提供了基本條件,。
1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
核心物品監(jiān)控管理系統(tǒng)框圖如下圖1所示。
圖1 核心物品監(jiān)控管理系統(tǒng)框圖
系統(tǒng)特點(diǎn)：
?。?）使用靈活且不可去除和損毀的RFID標(biāo)簽,。核心物品實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)采用不同封裝形式的無(wú)源RFID卡或軟標(biāo)簽，可分別采用背膠,、掛環(huán)或內(nèi)插的物理方式附著于重要物品,，保證不可去除、損毀或撕毀即損毀,，成為物品的有機(jī)部分,。
（2）多功能的目標(biāo)識(shí)別和管理,。核心物品實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)的無(wú)源RFID讀寫(xiě)器,，通過(guò)讀取核心物品上的標(biāo)簽，讀取核心物品的各種信息,，比如卡號(hào),、物品名稱(chēng)、物品描述,、責(zé)任人,，是否外出，是否需要報(bào)警等,。
?。?）提供Ethernet接口。核心物品實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)提供Ethernet接口,，物品柜采集到的重要數(shù)據(jù)通過(guò)Ethernet傳輸?shù)缴衔粰C(jī),，用戶(hù)可根據(jù)自己的需求開(kāi)發(fā)所需要的上層軟件對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行最高效率的管理。
?。?）完全確保100%的識(shí)別率,。核心物品實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)的無(wú)源RFID讀寫(xiě)器可同時(shí)識(shí)別在物品柜中高達(dá)200個(gè)的標(biāo)簽識(shí)別,，柜體尺寸可在1.5m×0.8m×0.6m的范圍左右。
?。?）對(duì)不在監(jiān)控內(nèi)和非法搬移的物品報(bào)警,。對(duì)本來(lái)應(yīng)該在物品柜中而監(jiān)測(cè)不到，或物品非法外出的情況及時(shí)通過(guò)軟件和硬件報(bào)警,。
?。?）可以將密碼和指紋模塊等與物品柜有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)使用人和物品的全面定位和跟蹤,。
2 系統(tǒng)硬件
系統(tǒng)硬件主要包括如下：
?。?）RFID文件柜：RFID物品柜是該系統(tǒng)的硬件核心部分，RFID讀寫(xiě)器,，天線(xiàn)以及系統(tǒng)中控模塊都裝配于柜體中,，其基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖2 RFID物品柜基本結(jié)構(gòu)
?。?）電子標(biāo)簽：標(biāo)簽與每個(gè)物品一一對(duì)應(yīng),，并根據(jù)實(shí)際情況，固定在物品表面或物品中,，并確保不被撕下等,。
（3）RFID讀寫(xiě)器及天線(xiàn)：主要是針對(duì)重要的門(mén)禁和地方設(shè)置物品的動(dòng)態(tài)流動(dòng)的采集數(shù)據(jù),，讀取物品的ID號(hào),，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)連接數(shù)據(jù)傳輸。確保物品的實(shí)時(shí)和動(dòng)態(tài)跟蹤,。
?。?）中控模塊：用于對(duì)物品柜信息和物品信息的采集及傳輸控制。嵌入于柜體中,，主要包括電源管理模塊,、數(shù)據(jù)采集板、工控板及相關(guān)外圍模塊,。
?。?）其它硬件部分：服務(wù)器、上位PC機(jī)等,。
3 中控模塊設(shè)計(jì)
中控模塊是整個(gè)系統(tǒng)硬件的核心部分,，其結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。
圖3 中控模塊
3.1 電源管理模塊
將交流220V電源轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)內(nèi)部所需的直流3.3V及直流5V電源,，并直接對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊和工控板的電源進(jìn)行管理,。由于如出現(xiàn)斷電這種突發(fā)事件時(shí)，我們需要聲光報(bào)警模塊繼續(xù)工作，因此在電源模塊中加入電池模塊并對(duì)其管理,，如圖4所示,。
圖4 電源管理模塊
通過(guò)電源管理模塊，我們能有效地對(duì)數(shù)據(jù)采集板和工控板的電源供應(yīng)進(jìn)行管理,，并且能在突發(fā)事件發(fā)生時(shí),，通過(guò)電池模塊繼續(xù)保持系統(tǒng)的正常運(yùn)作，滿(mǎn)足用戶(hù)的使用要求,。
3.2 數(shù)據(jù)采集板
對(duì)文件柜內(nèi)部及外部環(huán)境進(jìn)行檢測(cè),，并將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過(guò)串口發(fā)送給工控板,。同時(shí)接受工控板發(fā)送的命令對(duì)文件柜門(mén)的開(kāi)關(guān),、聲光報(bào)警和散熱風(fēng)扇進(jìn)行控制。數(shù)據(jù)采集板控制芯片我們選用MSP430F123,，便能完全達(dá)到我們需要的性能,，硬件設(shè)計(jì)圖如圖5所示。
圖5 數(shù)據(jù)采集板
其包括的外圍模塊有：1）聲光報(bào)警模塊：當(dāng)有特殊事件發(fā)生時(shí),，系統(tǒng)控制聲光報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警,；2）散熱風(fēng)扇：當(dāng)柜體內(nèi)溫度超過(guò)設(shè)定范圍時(shí)啟動(dòng)，達(dá)到控制柜體內(nèi)溫度的作用,；3）溫度和振動(dòng)傳感器：對(duì)物品柜的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；4）光耦模塊：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)文件柜門(mén)的開(kāi)關(guān)狀態(tài),；5）電磁鎖：系統(tǒng)通過(guò)對(duì)電磁鎖的上電斷電來(lái)控制文件柜門(mén)的開(kāi)關(guān),；6）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊：對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。
通過(guò)數(shù)據(jù)采集板,，系統(tǒng)可對(duì)文件柜周?chē)h(huán)境進(jìn)行全面實(shí)時(shí)有效的監(jiān)測(cè),。
3.3 工控板
對(duì)用戶(hù)認(rèn)證輸入模塊輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，用戶(hù)可以根據(jù)自身情況進(jìn)行選擇認(rèn)證模塊,，如：數(shù)字按鍵,、讀卡器、指紋模塊,、攝像頭等認(rèn)證方式,。同時(shí)可通過(guò)視頻音頻輸出模塊，將反饋信息通過(guò)視頻和音頻的形式輸出,。
工控板接收數(shù)據(jù)采集板以及RFID讀卡器所讀到的數(shù)據(jù),，然后將數(shù)據(jù)處理后通過(guò)Ethernet發(fā)送到服務(wù)器。
4 結(jié)束語(yǔ)
本文針對(duì)現(xiàn)國(guó)內(nèi)各事業(yè)單位和大型企業(yè),，對(duì)核心物品管理缺乏效率以及無(wú)法實(shí)施監(jiān)控追蹤的缺點(diǎn),，基于RFID技術(shù)提出了一種有可行性和實(shí)用性的監(jiān)控管理系統(tǒng)。
中控模塊的設(shè)計(jì)使整個(gè)系統(tǒng)具有了極高的安全性和擴(kuò)展性，提供的Ethernet接口使用戶(hù)能夠?qū)崟r(shí)地遠(yuǎn)程跟蹤所關(guān)注的物品,，整個(gè)系統(tǒng)為RFID技術(shù)和嵌入式技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用在國(guó)內(nèi)做出了一個(gè)典范,。