基于物联网技术的固定资产及仓储管理系统

摘要：提出了一种基于物联网技术的固定资产及仓储管理系统的设计方法。本系统运用射频识别技术来解决资产盘点中由于信息失真和滞后引起的实物与账目不符、资产闲置浪费等问题；可依据实际情况，采用快速折旧算法来完成固定资产的折旧计算工作，确保计算结果的准确性。系统在软件设计方面，采用了C／S、B／S相互结合的设计方式，十分方便系统的查新和维护。
关键词：射频识别；物联网技术；平均折旧法；加速折旧法

0 引言
    固定资产是企业赖以生存的物质基础，是企业产生效益的源泉，关系到企业的运营与发展。企业科学管理和核算固定资产，有利于促进企业正确评估固定资产的整体情况，提高资产使用效率，保护固定资产的安全完整，增强企业的综合竞争实力。目前，固定资产及仓储管理存在的问题主要在于：资产变动过程中信息的失真和滞后引起的实物与财务账目不符；折旧计算工作繁琐费时；存在大量的重复购置与闲置浪费等情况。物联网技术作为信息通信领域的又一次技术革命浪潮，在充分融合互联网技术与移动通信技术的基础之上让所有物品能够在物联网范围内进行连接与通信，从而提升以物联网技术为核心的相关系统在物品自动识别、实时定位、质量追踪和监控管理等方面的优势。
    本系统主要采用射频识别技术(RFID)来完成资产管理，RFID是一种利用射频信号自动识别目标对象并获取相关信息的技术。这种融合了物联网技术的固定资产与仓储管理系统能够提高资产的管理和使用效率，取得良好的经济效益，促进企业单位健康发展。

1 技术背景
    RFID是无线电方面的自动识别技术的具体应用与发展，该技术的主要目的是在移动、静置或恶劣环境下对各类物品或设备等进行自动识别和管理，方便相关人员的管理。经过十几年的发展，RFID技术已在各行各业得到了广泛的不同程度的应用。
    依据发送射频信号方式的区别，RFID标签可以分为主动式(有源)和被动式(无源)两种。主动式电子标签可主动向读写器发送射频信号，通常由内置电池供电，又称为有源电子标签；被动式标签不带电池，又称为无源电子标签，其发射电波及内部处理器运行所需能量均来自阅读器产生的电磁波。
    RFID系统根据工作频率的不同，可以分为高频和低频系统。高频系统一般指工作频率大于400 MHz的系统，高频系统主要应用于读写距离较长、读写速度较高的场合，如停车场管理系统或人员实时定位系统，其基本特点是存储的数据量较大、读写距离长等；低频系统一般指其工作频率小于30 MHz的系统，低频系统多用于距离短、成本低的应用中，如门禁控制、货物跟踪、物品监管等，其基本特点是系统成本低，射频卡外形多样(卡状、环状、钮扣状、笔状)、对阅读天线的方向性要求不高，但其不足之处在于标签内保存的数据量较少、阅读距离较短(典型阅读距离为10 cm)。
    本系统采用433 MHz高频主动式(有源)标签。

2 系统结构设计
    基于物联网技术的固定资产及仓储管理系统由读写器和RFID标签组成。读写器接收RFID标签发出的数据，通过网络上传到软件平台，同时也可以根据软件平台的要求改写RFID标签中数据的内容；RFID标签发出数据信息，包括资产设备的必要信息等。一个读写器可以接收多个标签的数据；每个RFID标签发出的数据可以被多个读写器接收，两者形成MESH网络。其系统设备组网示意图如图1所示。

    本系统主要包括RFID标签、数据读写器和软件平台。其中，RFID标签选用433 MHz高频有源标签，可以发送和接收数据；数据读写器可接收临近的RFID标签的数据，并通过GPRS／4G／3G等无线方式上传至软件平台，也可以接收软件平台的命令，下发命令到RFID标签；软件平台主要是对标签所传的数据进行处理、去除冗余、存储等操作，供用户查询，或下发命令。

    RFID标签主要包括处理器模块(MCU／CPU)、CC1101无线模块、电源模块等，其内部结构如图2所示。电源模块向处理器模块、无线模块供电；当标签接收信息时，无线模块首先接收数据信息并传递给MCU／CPU，MCU／CPU修改E2PROM中的数据信息，以达到数据修改的目的；数据发送时，无线模块发送的内容也由MCU／CPU中的E2PROM得到。

3 系统软件设计
3．1 软件结构
    整个软件系统可基于OSGi架构开发。OSGi技术是面向Java的动态模型系统，OSGi服务平台向Java提供服务，这些服务使Java成为软件集成和软件开发的首选环境。Java可提供在多个平台支持产品的可移植性。OSGi技术提供允许应用程序使用精炼、可重用和可协作的组件构建的标准化原语。这些组件能够组装进一个应用和部署中。图3所示为本系统的软件结构图。

    该软件基于OSGi框架，整个软件系统可分为数据接收和发送模块、数据转换模块、数据存储和处理模块、应用层模块等四个模块，各个模块间可通过异步或同步事件机制关联起来。
    数据接收和发送模块：负责接收读写器上传的数据，或向读写器发送标签生成／修改命令。
    数据转换模块：将接收到的数据按照数据包的协议进行解析，得到具体的资产信息；或将需要下发的数据进行编码，使其符合下行数据的要求。
    数据存储和处理模块：存储接收的数据；对数据进行处理，删去错误、重复的冗余数据；依据实际情况，采用不同的折旧算法计算资产的折旧费用等。
    应用层模块：包括资产添加／报废管理、资产查询(实时／历史)、折旧情况计算、异常情况报警、标签生成／修改。
3．2 折旧算法
    资产折旧的方法有平均折旧法和加速折旧法。平均折旧法主要包括年限平均法和工作量(产量)法。年限平均法又称直线法，是最简单且常用的一种方法。这种方法是将固定资产的原价与预计净残值间的差值，除以预计使用年限，求得每年的折旧费用。固定资产转移到产品成本中的价值在所有使用年限中都是相等的，折旧的累计额成直线上升的趋势。工作量(产量)法实际上也是一种直线法，只是改用工作量(产量)作为计算每期折旧费用的基础而已。加速折旧法是指固定资产计提的折旧费用，前期多提，随后递减。这是使固定资产的成本在使用年限中尽快得以补偿的一种折旧计算方法。
    本系统根据实际情况，选取不同的折旧算法，确保计算的准确性。对于使用或存储时间长、在使用周期内磨损比较平均的情况，选取以时间为分摊基础的平均折旧算法。对于加速折旧算法在固定资产使用的初期多提折旧，后期则少提折旧，可以使固定资产成本在估计耐用期限内加快得到补偿。对于企业计提的折旧费不需要以货币形式支付，却以货币的形式回收；或者使固定资产的使用成本平均，从而不致引起产品成本大幅度波动的情况都应该采取加速折旧算法。

4 系统优势分析
    目前，市场上的固定资产管理系统的支撑技术主要有条码技术、磁卡技术、RFID技术等，表1所列是对其优劣性进行的比较。其中，条码和磁卡的使用已经有很多年的历史，并且应用广泛。其不足主要在于使用寿命短，容易磨损；读取时需要手动扫描，耗费人力；存储的内容一般不可改变，不利于回收；安全性较低。

    RFID标签的特点在于其使用寿命长；不怕油污、灰尘等恶略环境；可远距离读取，节省人力；可重复存储，能够回收利用；安全性高。  RFID标签的不足在于成本相对较高，但随着该项技术的不断成熟和推广使用，其应用成本已在逐渐下降，部分管理领域已开始接受这样的成本，相对于价值不菲的固定资产而言，电子标签的成本还是可以接受的。

5 结论
    本系统建设了统一的数据标准、软件和硬件，采用成熟、可靠技术，以整体性、实用性为主，兼顾先进性和可扩充性，在现有系统基础上实现系统的完善建设，具有良好的性能价格比。
    (1)实用性与可行性：根据系统需求出发，最大限度满足业务上的各项功能要求，确保实用性。管理、维护和维修具有简易性。对不同场合、不同物品的大小、不同产品组合有较强的适应性、针对性、可行性设计。
    (2)安全性：相关设备、标签和软件针对安全性有专门的设计和规划，设备和天线固定防变更、防破坏等措施。
    (3)高效性：系统数据的采集、传输和使用具有快速、高效的运作效率。
    (4)开放性：相关设备和标签要符合ISO／EPC等相关国际规范标准并符合国家无线电管理论证，提供开放的二次开发接口，支持主流RFID中间件产品。
    (5)可扩充性：在系统设计方面，应具有良好的可扩充能力，可以根据信息需要对系统进行必要的调整、扩充，系统设备可根据业务需求扩展数量，而整体技术方案结构无需大的更改。
    (6)可靠性和容错性：电子标签相关设备和标签应用充分考虑使用环境、环境干扰、箱体大小变化、设备有效性、标签有效性等不稳定因素，提供针对性的应对方案。