基于RFID的智能枪械管理系统设计与实现

摘要：针对某部队武器装备动用数量大、出入库频繁、安全管理任务重、库房管理人员少等特点，将RFID技术、现代网络信息技术、软件开发技术、数据库技术引入到枪械管理系统之中，通过对枪械的动态、静态信息自动识别获取，实现了对枪械的实时自动管理，提高了枪械安全管理水平。该系统已经成功运用于某部队的枪械日常管理中。
关键词：RFID；枪械管理；自动识别；电子标签；EPC编码

    某部队对枪械的管理仍处于人工管理状态，传统的枪械管理系统对枪械出入库及使用情况采用传统的记录及查询方式，效率低且不方便对枪械的入库、出库、枪械维修送检、报废等整个枪械的生命周期中的管理、进行实时信息查询、跟踪、追溯、统计和分析。传统的枪械管理系统已经不能适应现代枪械管理的信息化和自动化要求。为了弥补传统的枪械管理系统的不足，本文在原有枪械管理系统的功能基础上引入了射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术。RFID技术是一种非接触的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。整个识别过程无须人工干预，可以广泛应用于制造业、物流、仓储等领域。RFID技术允许利用无线电波对多个电子标签成批阅读和进行远程阅读，其意义远远超过条形码。其抗干扰性、快速识别性、智能鉴别性和安全防盗性会给枪械管理提供一个全新的解决方案。基于RFID的智能枪械管理系统就是在此背景下设计开发的。

1 RFID技术简介
    RFID系统利用射频标签承载信息，射频标签和阅读器间通过感应无线电波或微波能量进行非接触双向通信，达到自动识别的目的。
1．1 RFID系统构成
    一个典型的RFID识别系统主要由电子标签、阅读器以及天线组成。
    (1)电子标签(Tag)：电子标签是射频识别系统的数据载体。每个电子标签具有惟一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。
    (2)读写器(Reader)：读写器是可以读或写标签信息的设备，可分为手持式或固定式。
    (3)天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号。
1．2 RFID系统的工作原理
    阅读器通过天线发送出一定频率的射频信号，当电子标签进入磁场后，接收阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的信息(Passive Tag，无源标签)或主动发送某一频率的信号(Active Tag，有源标签)。阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

2 基于RFID的智能枪械管理系统设计与实现
2．1 系统需求分析
2．1．1 入库流程
    枪械设备配送到军械仓库后，首先将电子标签挂在枪支的手柄上或粘贴在弹药箱的表面，然后用读写器读取电子标签存储的EPC编码，成功读取EPC编码后，再把EPC编码与枪械设备的属性(包括枪械编号，枪械名称，枪弹痕迹，管理状态，负责人姓名，枪械质量，单位编号，所属系统等)数据信息存储到数据库枪械表中的一条记录中。在军械仓库的门口安装两部读写器，用以识别和侦测枪械设备。当带有电子标签的枪械进入读写器的工作区域时，电子标签自动激活并将存储器中的EPC编码传送给与读写器接口连接的计算机，计算机进行信息的收集，经过检验无误后，按要求对数据进行处理。入库流程如图1所示。

2．1．2 出库流程
    在军械仓库出口处安装两部读写器，当装有电子标签的枪械离开库房需要出库时，读写器读到枪械表面电子标签的EPC编码，并将信息传给枪械管理系统，该系统通过EPC编码查询数据库。成功查询后，系统会自动显示该EPC编码所对应枪械的基本信息，并判断要出库的枪械是否经由正规的出库手续，如果是，允许出库，否则系统自动报警。在枪械出库的同时，系统会自动记录下该枪械出库的具体时间，负责人的姓名等信息。出库流程如图2所示。

2．2 系统的架构
    基于RFID的智能枪械管理系统由1台计算机(装有枪械管理系统软件)、1台打印机和3台固定读写器组成，系统拓扑结构如图3所示。控制中心的1台固定读写器主要作用是录入枪械的基本信息，使枪械的基本信息与RFID电子标签的EPC编码信息存储在数据库枪械表中的一条记录中。枪械库房里的两台固定读写器主要功能是用来获取枪械的RFID信息，这两台读写器采用防冲撞技术协调工作，只要有一台读写器检测到电子标签的EPC编码信息后，则通过RS 232接口将电子标签的EPC编码信息送到控制中心的计算机。系统会自动弹出该EPC编码对应的枪械在数据库中的信息，以方便枪械管理员对枪械出入库的管理。

2．3 设计实现
    基于RFID的智能枪械管理系统主要由前台管理界面和后台数据库两部分组成。本系统采用VisualBasic 6．0作为前台开发语言，Access作为后台数据库，数据库访问方式为ADODC。系统软件以前、后台的方式运行，前台可进行信息录入、信息删除、信息统计、信息显示、打印等操作；后台进行数据通信，是一种实时多任务的管理系统软件。枪械管理系统主要由管理法规模块、基本信息模块、查询与统计模块、电子标签操作模块、电子标签检测模块组成。
    各模块基本功能：管理法规模块主要是显示国家对枪械的管理法规；基本信息模块主要包括枪械基本信息、持枪人员信息、单位信息的录入与删除；查询与统计模块包括枪械的出入库记录、各支队枪械信息汇总、在库枪械的库存信息的查询与统计；电子标签操作模块包括电子标签的注册、注销；电子标签检测模块是系统的核心模块之一，系统主要运用该模块功能检测枪械的出入情况。系统工作时，当带有电子标签的枪械进入读写器射频信息工作区域内，电子标签被自动激活并将电子标签的EPC编码传回读写器，并送入计算机终端进行处理。管理系统会把接收到电子标签的EPC编码与数据库中每条数据的EPC进行匹配，如果数据库中没有该电子标签的信息，系统会自动提示此电子标签信息没有入库；如果数据库中有该电子标签的信息，系统会自动弹出该电子标签EPC编码对应的数据库中的枪械信息，通过此模块可以完成枪械的自动出入库操作。系统效果图如图4所示。

3 结论
    基于RFID的智能枪械管理系统将无线射频识别技术、网络通信技术、软件开发技术和数据库技术等应用于枪支、弹药等日常管理使用的每个关键环节，采用先进的系统架构设计与开发方法，使用数据库管理技术，能够实现对枪械自动识别、枪械信息自动采集、枪位状态实时侦听、枪械信息自动化搜索、枪械出入库信息的自动化检测及记录、枪械智能防盗等功能。系统避免了人工登记台帐，实现枪械的档案全自动化管理。该系统具有全自动化、智能化、快速、安全地存取枪械及操作记录信息输出过程无须人工参与等特点，是将枪械等装备的出入库管理、使用维护管理，防盗等功能集于一体的智能化、数字化枪械管理系统。该系统可以为枪械的监测、控制和跟踪管理、维修统计以及质量跟踪等方面提供有效的科技支撑，必将有力地推动部队枪械管理的智能化、自动化发展。