浅析RFID技术在实验室设备管理中的应用

伴随高等教育事业的快速发展，高校实验室所拥有的设备越来越多，传统条形码技术已无法很好地满足高校实验室设备的管理需求。RFID技术是一种兴起于上世纪90年代的非接触式自动识别技术，可经无线电讯号对特目标进行识别，并读写其相关数据，在图书馆、门禁系统、供应链等的管理当中发挥着非常重要的作用，同时在仪器、设备等固定资产的管理当中也得到了广泛应用。

1  RFID技术的工作原理与优势

1.1  RFID技术的工作原理

RFID，全称“Radio Frequency Identification”，学名“无线射频识别”，是一种非接触式的自动识别技术，其利用射频信号经空间耦合交变磁场以实现非接触式的信息传递，同时利用所传递的信息进行识别。RFID系统主要包括电子标签与阅读器两部分，其中电子标签是贴于物体上的，其主要由标签天线与射频芯片共同组成，用于存储物体的识别信息；阅读器由读头与天线共同组成，部分阅读器是将读头与天线共同集成于同一设备单元当中的，用于对电子标签上的信息进行读写。部分系统还可将阅读器的通信接口与计算机相互连接，以实现数据交换。

RFID技术的基本工作原理为：阅读器经射频天线发送出具一定频率的射频信号，电子标签在进入此射频信号范围后即会产生感应电流，在获取能量后会被激活，电子标签会将自身编码信息经标签天线发送出去，随后射频天线会接收此信息，经天线调节器传输至阅读器，阅读器实施解调、解码等操作后将其送至后台主系统进行处理，主系统依逻辑运算对此标签的合法性进行判断，并作出相应处理与控制，发出相应指令来对执行机构的动作进行控制。

1.2  RFID技术的优势

据相关研究表明，将RFID技术应用于制造企业，并与企业的管理软件相互结合，可有效提高企业的生产效率，生产周期可缩短近35%，数据输入时间可节省36%左右，在制品可减少32%，文书工作可节省90%，有效缩短了企业的交货期，降低了企业的产品不合格率，促进了企业的可持续发展。相比于传统的条形码技术，RFID技术具明显优势：第一，RFID技术是利用无线电波来实现信息的接收与发送的，且这种无线电波的发射是连续不间断的，只要此电波进入阅读器的可接收范围内，系统就可“感知”并进行处理。无线电波具强穿透力，其无需与阅读器或是物体进行接触即可扫描到相关信息。第二，RFID技术扫描速度明显更高，其只需接收到无线电波即可自动“感知”物体，因此，其扫描速度极快。第三，RFID标签可进行读写和修改。传统条形码标签多为入库时所打印的，若设备在被使用时发生了信息的变化，此条形码标签是无法进行修改的，而需重新打印。但RFID标签则需此操作，利用系统的中枢处理单元，可直接对设备的变化信息进行更改，避免将原标签进行作废处理。同时，RFID标签的安全性较高，使用寿命较长，且对环境的要求较低，极适用于实验室各类大型及小型设备的管理。

2  当前实验室设备管理所存在的问题

2.1  管理困难，盘查不清

一直以来，高校多是采取传统手工方式对实验室设备进行管理，包括手工录入设备信息、手工书写发货单等，对于实验室设备管理所采取的方式相对落后，无法满足当前高校的发展需求。同时，对于实验室设备的资产进行清查时也多是通过扫描手写编码或是条形码标签的方式进行核实，这样的盘查效率极低，且极易出现错误，很难实现实验室设备的账物核实，加大了实验室设备流失的风险。

2.2  各实验室之间缺乏交流，无法实现设备共享

当前多数高校均缺乏实验室设备各方面信息的交流平台，包括设备的引进、管理、维护与运作等，这不仅仅存在于各高校之间，而且也存在于高校的各实验室之间，致高校出现设备重复购买、严重闲置的情况，不仅造成了高校的资金浪费，而且也占用了高校的实验室空间，设备的利用率较低，这非常不利高校的进一步发展。

3  RFID技术在实验室设备管理中的应用

3.1  设备的日常管理

伴随高校的不断发展，现高校实验室中的设备不断增多，不管是种类或是数量，其都在不断增加与持续优化当中，这非常有利高校实验课程的开展，有助于培养学生的实践操作能力，但这也使得设备的日常管理难度不断加大，尤其是设备的录入与借出。由于设备种类与数量的增多，传统的人工录入方式已无法满足实验室设备管理的需求。而RFID技术可通过于设备或其小部件上贴上电子标签的方式将设备的名称、类型、型号、生产日期、生产商、所处实验室等信息均录入RFID系统当中，管理员借助读写器即可一次性全部扫描录入，且录入后的数据会自动传输至数据库管理系统当中，有效减轻了管理人员的录入工作量，同时通过检索可迅速了解实验室设备情况，避免同类或相似设备的再次购入，减少资金浪费。另，利用RFID系统还可实现各实验室设备信息的相互共享，以了解实验室设备的使用情况。在设备被借出时，利用读写器进行扫描，即可于后台数据库当中及时更新设备的相关信息，表明此设备处借出状态，从而有效控制实验室中设备的借出。

3.2  设备的实时监测

现多数高校的实验室是24h对校内学生与教师开放的，这虽然有利充分发挥高校实验室的职能，但同时也会产生一些问题，如设备损坏、设备丢失等。而引入RFID技术可有效解决这一问题。实验室中的每一件设备都拥有一个唯一的识别号，此识别号可保存于RFID标签当中，于实验室出入口设置阅读器之后，若此设备被带离实验室，系统即会发出警报，可有效避免设备的丢失。

3.3  设备的清查与处理

伴随高校规模的不断扩大，高校实验室中的设备越来越多，部分高校实验室的资产设备价值甚至达千万，在进行资产清查时，常会因无法准确定位资产而导致清查难度加大，不仅费时费力，而且效率也不高。而使用RFID技术可利用手持式的RFID阅读器对一定范围内的多个资产实施快速查找，并准确定位，大大节省了工作人员查找资产设备的时间，提高了资产清查的速度。同时，资产设备的相关数据还可经无线通信传输至服务器进行处理，有效减轻了资产设备管理人员的工作负担。在对资产进行清查和统计后，将相关信息上报至学校管理层，在等待管理层发出处理指示的过程当中，若有问题出现，利用RFID系统也可进行追踪锁定，这非常有利实验室设备的优质管理。

3.4  设备的使用管理

伴随科学技术的发展，部分高校的实验室管理系统当中添加了学生与管理人员的交互功能，利用实验室预订模块，学生可事先查询实验室及其设备的使用情况，并提前进行预订，包括使用时间、实验主题、所需设备等，学生的这些预订数据会自动录入系统的数据库当中，随后管理人员即可利用RFID技术对进入实验室的人员进行登记，采取刷卡上机的方式，有效控制设备的使用情况。此外，利用RFID技术，还可对学生的实验考勤与考试成绩进行统计，并供学生进行查询，以实现对学生的统一管理。

3.5  设备的维护

设备的维护与调配是实验室设备管理当中的重要环节。若发生损坏的设备为同类设备，且数据超出常规，那么设备的维护将是一项非常艰巨的工作。而处于RFID系统当中的设备却不同，不管是同类或是不同类的设备，实验室中每一件设备均有其唯一的电子标签，即使发生损坏的设备为同类设备，只要其对其电子标签进行扫描，即可了解此设备的具体信息，这非常便于设备的维护。

3.6  设备的调配

在实际使用过程当中，依学院的安排与使用需求，实验室中的设备不可避免地会发生相互调配的情况，部分实验室甚至会发生设备小部件调配的情况，这虽然提高了设备的利用率，但却无形中加大了后期设备清查与整理的工作难度。而在RFID系统当中，不管是不同实验室中的设备，还是同一实验室中的不同或相同设备，甚至是同一实验室中设备的小部件，其都可通过贴上电子标签来进行区别，管理人员也可通过电子标签来了解设备的具体信息。若有不同实验室中的设备或是小部件发生了调配，系统即可迅速更新相关信息，从而实现对设备的实时跟踪。

4  结语

总而言之，伴随互联网与物联网的发展，RFID技术不断成熟，其应用范围也不断扩大。在进行实验室设备管理的过程当中引入RFID技术，是实施实验室设备现代化、信息化管理的最直接体现，不但提高了实验室设备的管理水平，而且也提高了实验室的整体运作效率，实现了实验室设备的自动化、标准化和规范化管理，有利促进实验室的进一步发展。