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0前言

计量器具样品在计量技术检定机构的检定、校准周期内，存在着从前台—库房—实验室—库房—前台等这样的计量器具样品流转过程。每个工作日都有大量的计量器具在机构内不同的地点流转，计量器具在流转过程中如何便捷、准确、安全地监管则成了非常重要的问题。

传统的使用条码标签，通过人工方式实现样品的简单监管的缺陷很明显：条码管理，易复制、不防污、不防潮而且只能近距离、可视范围内读取信息;人工录入，工作繁琐，数据量大而易出错，增加人工成本;手工盘点工作量大，盘点周期长，缺失或者偷盗还不能及时发现。这样的监管方式已经不能满足现行的计量器具流转管理的需要，需要一个先进的技术方案来解决这样的缺陷。

随着科技的进步，电子技术、计算机技术、通讯技术不断地向各种领域渗透。其中射频识别技术（RFID：Radio Frequency Identification）是一种非接触式自动识别技术，它通过射频信号智能识别目标标签，并取得标签相关信息，整个识别过程无需人工干预，环境适应性强。RFID技术越来越广泛地应用于定位跟踪、监控和管理管理领域。

1设计方案

基于RFID技术的计量器具样品流转管理系统是集计算机软、硬件、信息采集、数据传输、网络通讯等技术综合应用为一体的高性能的自动识别技术，是实现计量器具信息化和自动化管理的重要技术手段。

1.1硬件部分

在计量器具样品流转过程中的数据采集一般由如下及部分组成，即电子标签、激活器、读写器以及定位服务器。硬件系统结构图如下：

1.1.1、电子标签

本方案中采用双频有源电子标签（125KHz和2.4GHz），激活器通过激活天线主动近距离发射125KHz的低频信号，处于信号范围内的双频电子标签被该低频号激活并获取到激活天线的编号及场强，双频电子标签随后将标签ID、标签状态值、激活天线的编号和RSSI场强通过2.4GHz发射出去。

1.1.2、低频激活器

低频激活器主动发射连续的125KHz低频脉冲信号（载波数据中含该激活器编号）;配套的标签持续打开低频接收功能，当收到某激活器的激活信号时，该标签的低频芯片将实时解析出该激活器编号，同时检测出该低频信号的RSSI场强值，然后唤醒并传入MCU单片机，接着打开板载的2.4GHz无线射频芯片进行一次强信号发射（无线发射的数据包中含标签ID和激活器编号以及低频场强RSSI值）。

1.1.3、读写器

读写器默认处于接收状态，实时接收有源电子标签发出的信号，并将接收到的数据通过RJ45或RS485传送到定位服务器。

1.1.4、定位服务器

定位服务器对读写器上传的数据进行分析，通过定位算法计算出每个电子标签的位置，并将数据写入到数据库中，为样品流转管理提供数据支撑。

1.2.软件部分

软件部分主要包括定位算法和管理软件。在实际应用中，电子标签附着在待识别的计量器具样品上，定位算法用来计算电子标签的精确位置即计量器具样品的位置，管理软件根据定位算法提供的计量器具样品位置对计量器具在流转过程进行准确的监管。

1.2.1定位算法

由于现场环境情况不一，同一张电子标签可能处于多个激活天线覆盖范围，因此需要对读写器上传的数据进行分析，通过定位算法获取到电子标签的准确位置。本方案定位算法采用距离估计法，利用三角形的特点来估计待定位体的位置的算法。如图2 所示，三角测量法通过测量不少于两个参考点所接收信号的到达角度，形成角度的两条直线的交点即是所估计的位置。如图3 所示，三边测量法通过测量待定位点到至少3 个参考点的距离来估计待定位点的位置。这种测量技术利用接收信号接度（RSSI） 、信号到达时间（ Time Of Arrival） 、信号到达时间差（TDOA ） 和接收信号相位（RSP） 等方法。

1.2.2管理软件

管理软件对计量器具样品从前台—库房—实验室—库房—前台等这样的计量器具样品流转过程进行便捷、准确、安全地监管。

主要具备如下功能：

（1）每一件（批）样品的相关数据可由计量检定机构工作人员自己设定并通过标签与样品绑定。

（2）标签与样品绑定后标签将样品在整个检测过程中所有位置轨迹都应及时被接收并传递，可以实时提供样品的位置。需要时，软件应能以直观的方式提供任意标签的行程轨迹图。

（3）每件计量器具样品流程信息保留时间可以按需要定制。

（4）在客户取样时前台能通过输入总单号或唯一性编号提示库房的取样信息。

（5）库房人员在接收到取样信息后应能快速并准确的知道样品在库房众多货架的某个位置，并在系统中有一定直观的提醒（也可在相应的货架上安装指示灯光，提示库房人员）。

（6）在软件中维护好的被检计量器具样品应进哪个实验室，当样品被送错房间后应有提示;当带标签的样品未经授权离开指定区域时应有预警。

（7）报表统计：需要时可通过组合检索条件进行统计。比如：送检日期，入库时间，标签号、数量、已检未检统计等。

管理软件可以提供独立版本或提供接口接入到客户ERP系统。

工作人员通过管理软件实现了对计量器具样品的远距离自动身份识别与定位，无需原先那样工作人员人工通过近距离方能识别计量器具身份;实现了计量器具流转信息的动态化管理，能够实时查看计量器具的流转轨迹，准确度高，并且还节约了人工成本、提高了工作效率;智能化的定位与跟踪有效地防止了计量器具的丢失，避免了因送检器具的丢失而与客户产生纠纷。

2.结束语

计量器具样品流转管理中引入了RFID技术后，降低了成本，节省了人力和物力，还可以避免在管理的过程中由于人员疏忽而造成的错误，大大提高了原有工作的质量和效率。随着RFID技术的不断发展，必将在计量检测机构中得到更广泛的应用。