1.概述

　　為提高電能計量資產管理效率，本公司設計開發應用的UHF-RFID射頻電能計量資產管理系統，是利用電子標簽這一新科技產品，通過射頻信號使RFID讀寫設備與電子標簽之間進行自動識別掃描，能遠距離、大范圍、成批量地獲取電能計量資產的種類、品名、規格、批號、數量、生產日期、有效期、入庫時間、出庫時間，并存入電能計量資產管理計算機，自動記錄生成賬單。這些電表信息在專門的電表管理計算機上可以聯網查詢，要查看哪一種電表的詳細信息和出入庫時間，從電能計量資產管理計算機上查詢就一目了然，因而實現了對表庫電表管理的智能化。同時，UHF-RFID射頻電表管理系統還包含了電能計量資產管理人員指紋識別安全防盜報警和庫區視頻監控防盜報警，大大提高了電能計量資產的安全性。

　　2.設計方案

　　2.1.系統設計依據

　　1)GTB856：軟件工程國家標準

　　2)《國際綜合布線標準》ISO/IEC11801

　　3)視頻安防監視系統技術要求GA 367-2001

　　4)防盜報警控制器通用技術條件GB 12663-2001

　　5)電氣裝置安裝工程施工及驗收規范GBJ232-90,92

　　2.2.系統工作流程

圖1： 系統流程圖

　　2.3.系統組成

　　我公司設計的射頻電能計量資產管理系統，主要由：RFID讀寫設備、電子標簽、指紋識別儀、識別監控單元以及計算機軟件五部分組成。

　　圖2：UHF-RFID射頻電表管理系統識別示意圖

　　如圖3： 系統軟件界面

　　2.3.1電子標簽

　　電子標簽選擇的主要考慮因素有：

　　A.客戶的實際應用方式和環境;

　　B.標簽的讀寫距離;

　　C.傳輸速率;

　　D.讀寫速度;

　　E.工作頻率;

　　F.內存和封裝形式。

　　依據用戶需求同時參考上述因素，為了既實現準確識讀、又防止串讀，我們選擇無源單頻電子標簽。該標簽的工作頻率為UHF 頻段，915M;標簽的內存，采用EPC CLASS 1 Gen2 標準;針對監控物品的復雜情況，應用特殊材質封裝，適用于金屬物品表面。

圖4 電子標簽

　　2.3.2讀寫器

　　讀寫器在RFID 系統中起著舉足輕重的作用，讀寫器的頻率決定了射頻識別系統的工作頻段，讀寫器的功率直接影響到射頻識別的距離。通常來講，高頻率的標簽有更大的讀取距離，但是它需要識讀器輸出的電磁波能量更大。一個高頻標簽可以在3 到8 米的距離內被讀取。

　　2.3.3天線：

　　天線是標簽與閱讀器之間傳輸數據的發射、接收裝置。在實際應用中，除了系統功率、天線的形狀和相對位置也會影響數據的發射和接收，需要專業人員對系統的天線進行設計、安裝。

　　2.3.4系統軟件

　　系統軟件是我公司應用以上硬件，針對不同用戶開發設計的計算機應用系統。以電能計量資產為管理主體，基于電子標簽的管理模式，靈活方便。對企業信息系統(MIS)數據開放，與原有MIS系統、營銷管理系統無縫結合，也可以作為計量器具管理系統單獨運行。

　　本系統采用指紋識別儀來對出入庫人員進行身份識別，以達到防盜報警的效果。

　　2.3.6視頻監控

　　視頻監控采用高配置大容量硬盤錄像機以及高速云臺一體攝像機。

　　(由于此部分較為簡單，系統工作原理此處不贅述)

　　2.3.7實現方式

　　1.在每個庫區出入口安裝RFID射頻識別設備，形成一個天線覆蓋區域;任何安裝有RFID標簽的資產設備在通過該天線覆蓋區域時都將被讀到。

　　2.在每個庫區出入口安裝指紋識別儀器及門禁裝置，出入庫人員必須經過指紋身份合法性驗證與出入控制功能。

　　3.監控單元將實現畫面抓拍以及非法出入報警功能。

　　4.系統平臺對各個地區庫房進行統一智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理等功能。

　　2.4系統工作原理

　　RFID技術是一種無接觸自動識別技術，其基本原理是利用射頻信號及其空間耦合、傳輸特性，實現對靜止的或移動中的待識別物品的自動機器識別。應用中，電子標簽附著在待識別的電能計量資產上，當附著電子標簽的待識別電能計量資產通過讀寫范圍時，閱讀器自動以無接觸的方式遠距離將電子標簽中的約定識別信息取出(閱讀器可同時讀取50個或者以上的標簽的數據)，從而實現自動識別物品或自動收集物品標識信息的功能。

　　RFID技術的精髓就是無線交換數據，這個數據交換過程需要兩種設備來進行，一個能讀/寫射頻數據的設備，與它配套、用于存儲編寫數據、含天線的芯片。數據能自動進行交換，不需要任何操作人員的參與便可啟動RFID的數據讀取程序。相比其他數據采集形式，RFID具備以下優點：

　　RFID標簽不需要像條碼標簽那樣瞄準讀取，只要被置于讀取設備形成的電磁場內就可以準確讀到，更加適合與各種自動化的處理設備配合使用，同時減少甚至排除因人工干預數據采集而帶來的人力資源、效率降低和產生差錯以及糾錯的成本。

　　RFID每秒鐘可進行上千次的讀取，同時處理許多標簽，高效且高度準確。從而使企業能夠在既不降低(甚至提高)作業效率，又不增加(甚至減少)管理成本的前提下，大幅度提高管理精細度，讓整個作業過程實時透明，創造巨大的經濟效益。

　　RFID標簽上的數據可反復修改，既可以用來記錄、傳遞一些關鍵數據，也使得RFID標簽能夠在企業內部進行循環地重復使用，將一次性成本轉化為長期攤銷的成本，進一步節約企業運行成本的同時，降低企業采用RFID技術的風險成本。

　　RFID標簽的識讀，不需要以目視可見為前提，因為它不依賴于可見光。因而可以在那些條碼技術無法適應的惡劣環境，例如高粉塵污染、野外等環境下使用，進一步擴大自動識別技術的應用范圍

　　RFID技術能與條碼技術混合使用，分別用于同一系統中各自適合的環節，在加之以移動計算技術，并將無線局域和廣域網絡作為企業有線網絡系統的延伸擴展，才能真正讓整個企業的所有現場作業流程與各種企業管理信息系統之間實現無縫連接，讓作業現場的每一步操作都處在計算機管理信息系統的管理、監督和控制之下，從而使企業花費巨資興建的管理信息系統的能力得以充分施展，實現整個投資效益的大化。

　　此外，電能計量資產管理系統引入LED數據顯示屏與液晶導航屏，從而使電能計量資產的校驗和運行與信息流程保持同步，大程度地控制電能計量資產流失現象，完全實現閉環管理;也實現了庫房環境規范化、自動化，動態觸摸與滾動顯示人性化，智能控制系統性運行穩定化，數據庫信息管理和服務集中化等功能。

　　通常情況下，RFID閱讀器發送的頻率稱為RFID系統的工作頻率或載波頻率。射頻標簽的工作頻率不僅決定著射頻識別系統工作原理(電感耦合還是電磁耦合)、識別距離，還決定著射頻標簽及閱讀器實現的難易程度和設備成本。按照工作頻率的不同，RFID標簽可以分為低頻(LF)、高頻(HF)、超高頻(UHF)和微波等不同種類，每一種頻率都有它的特點，被用在不同的領域，因此要正確使用就要先選擇合適的頻率。超高頻電子標簽具有很高的數據傳輸速率，其次批量讀取和防沖突能力也較強。超高頻電子標簽通過電場來傳輸能量，由于電場的能量下降的不是很快，因此讀取距離比較遠，超高頻無源標簽讀取距離可達10m左右。

　　2.4.1系統優勢

　　l有效管理電表狀況，實時掌握電表去向。

　　l實現電表智能化、無人化管理，采集電表信息收集自動化。

　　l實現電表稽核，核查檢驗時無需破壞電表的包裝形式，實現無接觸管理。

　　l支持批量高速管理，RFID辨識器可同時辨識讀取數個RFID標簽，提高工作效率。

　　l實現重復循環利用，RFID標簽則可以重復地新增、修改、刪除RFID卷標內儲存的數據，方便信息的更新。

　　l在被覆蓋的情況下，UHF電磁波能夠穿透紙張、木材和塑料等非金屬或非透明的材質，并能夠進行穿透性通信。

　　l由于RFID承載的是電子式信息，其數據內容可經由密碼保護，使其內容不易被偽造及變造。

　　2.4.2系統關鍵技術

　　1.無源電子標簽的抗金屬性、微型化、高靈敏度沒計技術

　　2.微型電子標簽的鑲嵌技術

　　3.具有整合性的RFID系統中間軟件技術

　　4.不同環境下RFID系統的信息安全管理技術