原创《基于RFID的实验室样品管理系统设计》
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摘 要：此文介绍了一种基于RFID技术的实验室检测样品的识别系统,简述了该系统的构成和工作原理.在试验基础上论证了射频技术在检则样品识别中应用的可行性,适用于样品的检测与管理.
关键字：射频识别技术；样品管理；物联网
RFID射频识别技术(Radio Frequency ldentiflcation)是20世纪90年代兴起的—项自动识别技术,是利用射频信号通过空间耦合（电磁感应或电磁传播）实现无接触信息传递,并通过其传递的信息i圭到识别目的的技术.
1 问题提出
样品管理是对检则样品的管理,包括样品信息的登记分类、样品信息管理、样品的前处理、样品领用及样品出入库的管理工作.
样品由样品库转入检测室到样品退还客户的各环节,包括样品进入实验室、检测人员对样品的检测、检测完毕后出具报告、样品转入样品库、样品库分类管理、客户取回样品.奠流程图如图1所示. 近年来,随着产品检测领域业务的拓展,检测业务量逐年成倍增加,使得传统的样品管理方法已完全不能满足现在的数据管理和应用的要求.因此,设计—套高效管理样品信息的自动化管理及样品数据采集系统已成大势所趋.
2 RFID的发展及应用现状
2.1 RFID的发展历史
从信息传递的基本原理来看,射频识别技术是在低频段基于变压器耦合模型（初级与次级之间实现能量传递及信号传递）,在高频段基于雷达探测目标的空间耦合模型（雷达发射电磁波信号遇到目标后,获取目标信息返回雷达接收机）.1948年哈里斯托克曼发表的“利用反射功率的通信”奠定了射频识别技术的理论基础.
近几年,射频识别技术的理论和实践得到不断丰富和完善.单芯片RFID和多RFID识读、无线可读可写、无源RFID的远距离识别、适应高速移动物体的射频识别技术与产品正在成为现实并走向应用.
RFID技术的基本原理就是通过阅读器和黏贴在物体上的射频标签之间的电磁耦合或电感耦合来进行数据通信,以达到对标签物品的自动识别.
2.2 RFID的工作原理及组成
2.2.1 工作原理
RFID的工作原理是：标签进入磁场后,接收到阅读器发出的特殊射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（Passive Tag,无源标签或被动标签）,或者主动发送某一频率的信号（Active Tag,有源标签或者主动标签）,阅读器读取信息并成功解码后,送至信息系统进行相关数据处理.
2.2.2 RFID系统的组成
信号发射机：在RFID系统中,为了不同的应用目的,信号发射机会以不同的形式存在,典型的形式是标签(TAG).标签相当于条码技术中的条码符号,用来存储需识别传输的信息.与条码不同的是,标签可以自动或在外力的作用下,把存储的信息主动发射出去.
信号接收机：在RFID系统中,信号接收机通常叫做阅读器.基本的功能就是提供与标签进行数据传输的途径.另外,阅读器还提供比较复杂的信号状态控制、奇偶错误校验与更正等功能.标签中除了存储需要传输的信息外,还应合有一定的附加信息,如错误校验信息等.识别数据信息和附加信息按照规定的结构编制在一起,以特定的顺序向外发送.阅读器通过接收到的附加信息来控制数据流的发送.到达阅读器的信息被正确地接收和译解后,阅读器通过特定的算法决定是否需要发射机对发送的信号重发一次,或者发射器停止发信号,这就是“命令响应协议”.使用这种协议方式,即便在很短的时间、很小的空间阅读了多个标签,也可以有效地防止“欺骗问题”的产生.如图2所示.
编程器：只有可读可写标签系统才需要编程器.编程器是向标签写入相关数据的装置.编程器写入数据通常是离线( OFF-LINE)完成的,预先在标签中写入数据,等到应用时直接把标签黏附在被标识项目上.也有一些RFID应用系统,写数据是在线( ON-LINE)完成的,特别是在生产环境中作为交互式便携数据文件来处理时.
天线：天线是标签和阅读器间传输数据的发射、接收装置.在实际应用中,除了系统功率影响,天线的形状和相对位置也会影响数据的发射和接收,这就需要专业人员对系统的天线进行设计、安装.
3 RFID在实验室样品管理中的应用
样品管理应用RFID的目的,是使实验室样品管理全过程能够实现统一、合理、科学的管理,有效地提高工作效率、减少差错、明确责任.
在接收样品时,收样人员对客户委托书内容进行信息采集并输入计算机：
(l)委托单位的基本信息,包括委托单位名称、报告单位名称、委托单位地址、联系人、、邮编、所属行业、委托经办人等.
(2)样品信息,包括样品名称、规格型号、检验标准、相关参数、样品编号、用途等.
(3)样品检测性质,包括委托检验、型式试验、监督抽查等.
(4)初步查明的样品状况信息,包括配件描述、样品是否完好等.
(5)客户委托的其他特殊要求信息.
在登记待入库样品的合适位置贴上RFIDRFID,就可以在今后用读写器得到样品的检测信息以便跟踪查询.如图3及图4所示.
通过应用RFID系统管理,样品由样品库转入检测室到样品退还客户的各环节,包括样品进入实验室、检测人员对样品的检测、检测完毕后出具报告、样品转入样品库、样品库分类管理、客户取回样品.其间的全部过程、各个环节,均可通过RFID的识别器自动识别样品状态.自动对应列表打印清单,利用RFID系统自动完成交接及发放.
RFID的识别应用具有以下优点：(l)样品交接清楚,职责分明,责任到位.(2)样品各环节的交接速度快、效率高、可靠性强.配合检验报告和原始记录的使用,配合实验室信息管理系统,交接时样品、证书、原始记录一一对应,打印清单,完成交接更方便快捷.
4 RFID在检测实验室的扩展应用
可以利用RFID读写器和管理系统的配合,检测配套设备、固定资产、有效技术文件、合同、委托协议书、证书报告等,可实现自动识别、采集、统计的高效率管理.
对于检测设备的管理可利用RFID进行以下信息的有效管理设备名称、型号规格、准确度等级、设备编号、检定日期、有效到期、检定单位、检定人、上级传递修正值、不确定度、管理编号、使用部门、使用人、使用环境、使用记录、对应考核证书、配套设备等.
对于检测报告等其他技术性文件,也可以利用RFID电子标签的方法进行管理.尤其是检测报告和合同协议,可以把RFID标签植入证书报告内进行防伪设置,保护单位利益不受侵犯.
随着RFID技术的广泛应用和标准化,相信射频设备及标签成本会大大降低,通过其拥有的保密性和远距离识别性,将使实验室管理水平提高到一个新的高度.
参考文献
[l]李兴鹤基于RFID的室内人员跟踪及药品防伪与管理的研究[D]山东大学,2006
[2]李国昌,石静,李飞射频识别技术在计量器具管理中的应用[J）中国电子商情(RFID技术与应用),2007(04):4345
[3]洪兵,陶煜电子标签在检定／校准实验室样品管理中的应用[J]中国计量,201 1(08):4950.
系统设计论文参考资料：
小结:此文为一篇大学硕士与系统设计本科系统设计毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料，关于免费教你怎么写管理系统和RFID和样品方面论文范文。
