資產(chǎn)管理是一個(gè)古老的行當(dāng),從原始人的繩結(jié)記賬,到后來店鋪的書面賬本,再后來會(huì)計(jì)電算化中的進(jìn)銷存系統(tǒng),到目前的RFID標(biāo)簽,資產(chǎn)管理的形式和手段也隨著技術(shù)的發(fā)展不斷演進(jìn)。
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傳統(tǒng)的人工盤點(diǎn)資產(chǎn)設(shè)備的方式存在著工作量大、信息更新不實(shí)時(shí)、容易出錯(cuò)等問題,隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,RFID技術(shù)為資產(chǎn)管理提供了全新的思路。
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RFID根據(jù)工作原理可分為無(wú)源RFID和有源RFID兩種,無(wú)源RFID由于低成本、不需要電源等優(yōu)點(diǎn)更獲得突飛猛進(jìn)的發(fā)展,但由于沒有電源因而工作距離一般不超過10厘米,無(wú)源RFID必須要拿到離讀頭10厘米以內(nèi)的地方才能識(shí)別,一般用于低價(jià)值物品的管理,由于其無(wú)源特性,更多用于各種卡、本、票、證等應(yīng)用。
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有源RFID中增加了供電電源,發(fā)射信號(hào)功率要大的多,因而識(shí)別距離可以達(dá)到50-100米,早期的有源RFID與無(wú)源RFID一樣都是國(guó)外進(jìn)口,價(jià)格高達(dá)1000多元一個(gè),一般用于大宗、高價(jià)物品管理,典型應(yīng)用如安裝在貨運(yùn)列車車皮外,當(dāng)列車經(jīng)過時(shí)對(duì)車皮進(jìn)行計(jì)數(shù)、統(tǒng)計(jì)。
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隨著技術(shù)的進(jìn)步,為了降低成本,國(guó)內(nèi)資產(chǎn)管理行業(yè)由使用進(jìn)口標(biāo)簽轉(zhuǎn)而采用射頻芯片自行開發(fā)、生產(chǎn)有源RFID標(biāo)簽,如臺(tái)灣笙科公司的A7139系列、Nordic公司的Nrf24l01系列等,標(biāo)簽成本降到百元以內(nèi),國(guó)內(nèi)大量用于電動(dòng)自行車的追蹤、防盜管理等。
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目前,以中科微為代表的國(guó)產(chǎn)芯片公司,以Nordic公司的2.4G收發(fā)芯片Nrf24l01為藍(lán)本,把所有有源標(biāo)簽所需要的功能集成為一顆SOC,推出了Si24R系列有源電子標(biāo)簽專用單片芯片,更是進(jìn)一步將有源標(biāo)簽的成本降低到20-30元水平。其他公司也相繼推出了了能記錄溫度、濕度、電池電壓等各種功能的有源電子標(biāo)簽專用芯片。
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與此同時(shí),以GPS、北斗為代表的衛(wèi)星定位技術(shù)也異軍突起,基于衛(wèi)星定位技術(shù)的位置服務(wù)也被用于資產(chǎn)管理,并帶來了普通RFID技術(shù)不具備的位置屬性,除了資產(chǎn)管理外,對(duì)寵物、牛羊以及人員的管理也漸漸興起。
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傳統(tǒng)資產(chǎn)管理技術(shù)平臺(tái)
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RFID有源電子標(biāo)簽的特點(diǎn)是:
使用方便,標(biāo)簽直接粘貼于代管物資表面即可,里面的一次電池可以待機(jī)3-10年;
價(jià)格便宜;
接收距離可達(dá)50-100米;
沒有定位功能,只能做簽到、點(diǎn)數(shù)處理,位置精度取決于標(biāo)簽的接收距離;
標(biāo)簽多時(shí)會(huì)發(fā)生信號(hào)碰撞,標(biāo)簽的使用數(shù)量受限制。
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衛(wèi)星定位有源電子標(biāo)簽的特點(diǎn)是:
具有定位功能,可用于全球范圍室外、精度10米的定位,用于跨國(guó)軍用、警用敏感設(shè)備的定點(diǎn)使用監(jiān)督;
標(biāo)簽容量不受限制;
需要地面通信網(wǎng)支持,向移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商繳納月租;
有雙向通信功能,用于租賃資產(chǎn)的使用監(jiān)控,典型應(yīng)用如挖掘機(jī)的租賃監(jiān)控,系統(tǒng)直連挖掘機(jī)主控板,租期到后一個(gè)命令下去,挖掘機(jī)高舉大臂只能行走不能挖掘;
耗電比有源RFID定位標(biāo)簽要大;
只能室外定位,精度也只有10米;
衛(wèi)星定位有源電子標(biāo)簽最典型的應(yīng)用就是車貸,被銀行大量采用對(duì)貸款車輛進(jìn)行監(jiān)管,標(biāo)簽完全獨(dú)立采用電池供電不需要接車輛電源,體積很小安裝隱蔽難以發(fā)現(xiàn)、拆除。標(biāo)簽一個(gè)星期向平臺(tái)報(bào)到一次接收監(jiān)控命令,可以待機(jī)10年以上。當(dāng)銀行意識(shí)到某輛車有問題時(shí),可以在下次標(biāo)簽報(bào)到時(shí)向標(biāo)簽發(fā)送命令開啟GPS追蹤模式,追蹤模式開啟后根據(jù)定位間隔不同可以保持追蹤幾個(gè)小時(shí)乃至數(shù)天。
因此,廣義說,不論是采用RFID還是衛(wèi)星定位電子標(biāo)簽,資產(chǎn)管理都可以看做是位置服務(wù)的一個(gè)特定的應(yīng)用場(chǎng)景,RFID采用的是位置服務(wù)中的0維定位技術(shù),收到標(biāo)簽信號(hào)后即把物品位置定位到讀頭所在位置,精度就是讀頭的接收范圍,或者說,RFID有源電子標(biāo)簽只能進(jìn)行點(diǎn)數(shù)、簽到、盤點(diǎn),沒有定位屬性。衛(wèi)星定位資產(chǎn)管理能在全世界范圍進(jìn)行定位,缺點(diǎn)一是不能在室內(nèi)使用,二是定位精度只有10米。
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基于UWB的資產(chǎn)科學(xué)化管理
UWB定位資產(chǎn)管理方案采用UWB超寬帶定位技術(shù)。根據(jù)定位區(qū)域房間、走廊和樓梯的實(shí)際情況,部署一定數(shù)量的UWB定位基站,在資產(chǎn)設(shè)備上固定好UWB定位標(biāo)簽,可以精確地定位貴重資產(chǎn)的實(shí)時(shí)位置,從而清晰顯示所有貴重設(shè)備的具體位置。
為了能夠進(jìn)行定位,UWB需要布設(shè)若干個(gè)基站,根據(jù)信號(hào)流向,定位方式有上行TDOA和下行TDOA兩種。
上行TDOA:
工作模式與RFID一樣,標(biāo)簽只是按一定間隔單純發(fā)射定位信標(biāo),周圍基站收到信號(hào)后聯(lián)合解算出標(biāo)簽的位置、ID號(hào),得到資產(chǎn)管理所需的信息。這種工作模式突出優(yōu)點(diǎn)是省電,一個(gè)紐扣電池就可工作數(shù)年。
此工作方式下所有標(biāo)簽都是各自獨(dú)立互相無(wú)法同步,每個(gè)標(biāo)簽只能按照自己的節(jié)拍發(fā)送信標(biāo),也會(huì)遇到RFID一樣的信號(hào)碰撞問題,因此總的標(biāo)簽容量是有限的,標(biāo)簽容量與發(fā)送頻率的乘積是一個(gè)固定值。
上行TDOA方式工作原理與RFID幾乎一模一樣,是最容易理解的一種資產(chǎn)管理方案。
下行TDOA:
工作模式與GPS相同,周圍基站發(fā)送定位信息,標(biāo)簽單向接收基站信息,并解算出自己的位置。
這種工作模式的最大長(zhǎng)處就是標(biāo)簽容量無(wú)限大,但是需要另外的通信鏈路把算出的位置信息發(fā)送出去,一般可以采用WIFI、4G等方式。
這種模式適用于大范圍、大規(guī)模的資產(chǎn)、人員管理,比如動(dòng)輒幾萬(wàn)幾十萬(wàn)管理目標(biāo)且分布于幾十平方公里范圍的大型倉(cāng)儲(chǔ)/物流企業(yè)、學(xué)校學(xué)生、公司/廠礦員工,這些應(yīng)用的特點(diǎn)是,平均數(shù)不高,但是突發(fā)、集中、扎堆數(shù)量龐大,比如學(xué)生集體做操等等情況,按照平均數(shù)設(shè)計(jì)的RFID或上行TDOA系統(tǒng)此時(shí)將無(wú)法應(yīng)對(duì)。
由于增加了通信環(huán)節(jié),下行TDOA標(biāo)簽成本要高,而且耗電也比上行TDOA要大,多用于貴重資產(chǎn)管理、本身需帶電源工作的資產(chǎn)管理如文物、汽車、機(jī)場(chǎng)行李車(帶廣告屏)、商場(chǎng)購(gòu)物車(帶導(dǎo)購(gòu)屏)等等。
與傳統(tǒng)RFID方式資產(chǎn)管理方案相比,UWB資產(chǎn)管理突出的亮點(diǎn)就是它的位置屬性,實(shí)際上RFID資產(chǎn)管理也不是沒有位置,只是位置精度與作用范圍、讀頭數(shù)量始終存在牽扯。
RFID實(shí)際上相當(dāng)于0維定位,其讀頭就像一盞燈,標(biāo)簽進(jìn)入讀頭作用范圍即被照亮、發(fā)現(xiàn),因此其定位精度就是燈能照亮的范圍,燈越亮能夠照亮的范圍越大,但是分辨標(biāo)簽移動(dòng)的距離也即分辨力就越弱,反過來燈越暗,距離分辨力會(huì)越高,但是為了增加作用范圍,就必須增加讀頭的分布數(shù)量,因此,RFID始終存在定位精度與作用范圍的矛盾。
實(shí)際上,資產(chǎn)管理行業(yè)最重要的需求其實(shí)還是位置,因此出現(xiàn)了GPS定位器、藍(lán)牙Beacon等各種基于位置的資產(chǎn)管理方案,但是在UWB出現(xiàn)以前,沒有一種技術(shù)能夠?qū)こ虒?shí)踐中的成本、精度、容量等各種需求進(jìn)行均衡的解決。藍(lán)牙Beacon作用距離有限、GPS成本太高且只能用于室外,只有RFID,在成本、精度、可用性等各方面表現(xiàn)均比較優(yōu)秀從而最終勝出,最大的遺憾就是沒有位置。
因此可以說,有源RFID資產(chǎn)管理,是一種沒有辦法的辦法。
隨著UWB技術(shù)逐漸成熟,尤其是伴隨國(guó)產(chǎn)芯片登場(chǎng)成本大幅度下降,UWB資產(chǎn)管理平臺(tái)可望從根本上解決這一問題。厘米級(jí)分辨力的室內(nèi)、室外高精度位置,從此將成為資產(chǎn)管理應(yīng)用的標(biāo)配。
UWB定位資產(chǎn)管理方案助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)固定資產(chǎn)精細(xì)化管理,精確管控貴重資產(chǎn)設(shè)備,從而提高資產(chǎn)管理的效率。
(1)與貴重資產(chǎn)綁定的UWB定位標(biāo)簽,能夠發(fā)射UWB信號(hào)來確定位置;
(2)覆蓋定位區(qū)域、且位置固定的UWB定位基站,能夠接收并計(jì)算從UWB標(biāo)簽發(fā)送過來的信號(hào);
(3)地圖與實(shí)時(shí)位置顯示管理平臺(tái),獲取、分析并傳輸信息給資產(chǎn)管理人員;
(4)PC端、移動(dòng)端應(yīng)用軟件和地圖服務(wù)器。
在UWB基站信號(hào)覆蓋的地方,和固定資產(chǎn)綁定的UWB定位標(biāo)簽周期性地發(fā)出信號(hào),UWB定位基站在接收到UWB標(biāo)簽的信號(hào)后,經(jīng)過計(jì)算,將數(shù)據(jù)傳送給定位服務(wù)器。
定位服務(wù)器根據(jù)信號(hào)到達(dá)不同的UWB基站的時(shí)間差來判斷出貴重資產(chǎn)設(shè)備的實(shí)時(shí)位置,定位引擎軟件顯示出固定資產(chǎn)的實(shí)時(shí)位置,并通過電子地圖顯示出來。
對(duì)于更高級(jí)的應(yīng)用,采用下行TDOA方式,標(biāo)簽通過接收各基站廣播的定位信息解算出自己的位置,并據(jù)此進(jìn)行自主導(dǎo)航,完成更復(fù)雜、強(qiáng)大的功能,比如機(jī)場(chǎng)的行李車根據(jù)位置播放廣告、機(jī)場(chǎng)通知,商場(chǎng)超市的購(gòu)物車導(dǎo)購(gòu)、自動(dòng)結(jié)算收款。位置屬性的加入,使得資產(chǎn)管理的函蓋范圍更加寬廣、功能更為強(qiáng)大。
UWB資產(chǎn)管理定位系統(tǒng)應(yīng)用功能及前景
(1)實(shí)時(shí)定位固定資產(chǎn)的位置,實(shí)時(shí)監(jiān)控,實(shí)時(shí)追蹤;
(2)定位精度高。在靜態(tài)定位情況下,定位精度小于等于0.3米;動(dòng)態(tài)定位時(shí),定位精度一般也不會(huì)超過0.5米;
(3)電子圍欄,安全區(qū)域報(bào)警:可輕松設(shè)定特殊區(qū)域電子圍欄,進(jìn)出此劃定區(qū)域會(huì)觸發(fā)報(bào)警;
(4)歷史移動(dòng)軌跡回放:服務(wù)器可以存儲(chǔ)很長(zhǎng)時(shí)間的歷史位置數(shù)據(jù),可回訪查詢關(guān)鍵設(shè)備的歷史位置信息、歷史移動(dòng)路徑;
(5)資產(chǎn)位置異常報(bào)警;
(6)入庫(kù)出庫(kù)狀態(tài)精準(zhǔn);
(7)人員信息管理,出入記錄查詢。
(8)UWB自帶通信,可以向平臺(tái)傳輸溫度、濕度、設(shè)備狀態(tài)等信息而不需要額外開銷。
根據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì),各個(gè)功能子系統(tǒng)間的銜接、數(shù)據(jù)交互、業(yè)務(wù)處理等,統(tǒng)一由接口子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和管理,主要有以下接口:
(1)定位引擎數(shù)據(jù)API接口
(2)與監(jiān)控視頻的接口
(3)與監(jiān)控顯示屏的對(duì)接
(4)與預(yù)警/告警子系統(tǒng)對(duì)接
(5)與聲光報(bào)警器對(duì)接
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UWB提供的室內(nèi)室外通吃的高精度三維位置信息,是資產(chǎn)管理應(yīng)用的基本元素,有了精細(xì)位置系統(tǒng)的支持,資產(chǎn)管理將不再是簡(jiǎn)單的點(diǎn)數(shù)、盤點(diǎn),而是可以與ERP系統(tǒng)、配備了UWB的叉車、機(jī)器人、機(jī)械臂、無(wú)人車、無(wú)人機(jī)聯(lián)動(dòng),實(shí)現(xiàn)從原材料入庫(kù)到生產(chǎn)到成品出庫(kù)全過程的無(wú)人操作,無(wú)人工廠、無(wú)人倉(cāng)庫(kù)將成為普遍現(xiàn)序而不再是先進(jìn)生產(chǎn)力的代名詞,整個(gè)社會(huì)的生產(chǎn)力水平將會(huì)有一個(gè)質(zhì)的提升。
隨著UWB芯片及系統(tǒng)成本的降低,UWB資產(chǎn)管理將步入快車道,資產(chǎn)管理將成為UWB應(yīng)用的一個(gè)重要方向。
作者介紹:王守業(yè)? 易百德公司創(chuàng)始人
微信:y18820191722
資深無(wú)線電發(fā)燒友,西安電子科技大學(xué)電子工程系本科、碩士,專業(yè)方向?yàn)槔走_(dá)信號(hào)處理。中國(guó)衛(wèi)星定位監(jiān)控領(lǐng)域及中國(guó)位置服務(wù)行業(yè)領(lǐng)域先驅(qū)者,從事中國(guó)位置服務(wù)行業(yè)20年。為尋求室內(nèi)位置服務(wù)終極方案,創(chuàng)立易百德公司。
評(píng)論
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