發布日期：2022-05-20 點擊率：55
1、引言
危化品(危險化學品)具有易燃、易爆、有毒、放射性等特點，在生產、運輸、銷售、使用和用后處理過程中容易造成人身傷亡、財產損毀或環境污染等問題。解決這些問題，需要依靠安全的危化品存儲容器以及有效的管理監督手段。隨著RFID技術的普及，由于其儲存信息的可靠性，非接觸通信方式的便利性，以及強大的后臺信息系統支持．使其能夠在危化品監管過程中發揮巨大作用 本文將RFID技術、GPRS技術和XML技術應用于危化品管理平臺。增強了危化品管理平臺的高效性、準確性和多系統之間數據的共享性。
2、關鍵技術
2．1 RFID技術
射頻識別(Radio Frequency Identification，簡稱RFID)技術，又稱電子標簽技術，是上世紀9O年代興起的非接觸自動識別技術。RFID系統通常包含電子標簽和讀寫器。電子標簽可以存儲數據，包括所標定物體的ID和其他相關屬性信息。目前，標簽存儲容量可達數兆字節。能滿足大部分應用需要。讀寫器對電子標簽數據進行讀寫，并且與后臺信息系統通信，從而實現對各種標定物體或設備在不同狀態下的自動識別和管理。RFID識別技術，由于具有非接觸、快速、安全、可同時讀取多個標簽等優點。因此有著廣闊的應用領域和良好的應用前景。目前，對RFID技術的研究和應用均進入了一個相當繁榮的時期。文獻[2]、[3]、[4]介紹了RFID技術在危險物品與壓力容器監管方面的應用，文獻[5]、[6]介紹了RFID技術在物流和零售方面的應用，文獻[7]介紹了RFID中間件的構架和實現方法。本文主要研究RFID技術在危化品管理平臺中的應用。
2．2 GPRS無線通訊技術
GPRS是通用分組無線業務(General Packet Radio Service)的簡稱。GPRS技術提供端到端的、廣域的無線IP連接，具有實時在線、按量計費、高速傳輸等優點舊，能滿足危化品管理中實時性要求高與安全性要求高、單個數據量小且不連續的特點。
2．3 XML技術
XML是可擴展標記語言(Extensible Markup Language)的簡稱。它定義了一套語義標記規則，這些標記將文檔分成許多部件并對這些部件加以標識。它也是元標記語言，即定義了用于定義其他與特定領域有關的、語義的、結構化的標記語言的句法語言 。由于其自描述性和簡單的語法結構．XML適合作為異構系統之間的信息通信載體．滿足危化品管理平臺中多系統之間數據交互的要求。
3、傳統危化品管理平臺存在的缺點
經過對傳統危化品管理平臺的調查研究，發現其有如下缺點：
(1)標識易損壞。傳統危化品標識多采用鋁制銘牌或條形碼。這些標識均不能存放很多信息，而且容易磨損，導致后期無法識別。
(2)沒有全面監管。傳統危化品管理集中在倉儲和運輸環節，對于危化品生產和用后處理等過程缺乏有效管理。
(3)實時性差。傳統危化品管理多采用人工外出作業并紙面記錄，返回辦公地點后才錄入系統，致使數據需要一段時問才能反應在管理系統中，增加了數據不一致性的可能。
(4)信息共享不好。危化品從生產到用后處理的整個過程。涉及眾多機構，這些機構之問往往不能有效的共享數據，形成眾多信息孤島。
(5)控制不嚴格。會出現由于人員疏忽、作弊而帶來的問題。例如監管人員擅改標識、數據錄入系統時遺漏或輸錯。基于RFID的危化品管理平臺可以克服傳統危化品管理平臺的這些缺點。RFID標簽有較大存儲容量，可以記錄多達上千字節的數據。同時，現有RFID標簽封裝技術可以實現標簽的即撕即毀，避免了人員擅自篡改標簽的可能。GPRS實時無線連接。使得監管現場的數據能夠同步反應在系統數據庫中，避免了數據不一致的可能。XML允許系統自定義標記，同時這種標記由于其自描述性，可以被外部系統識別，使得數據在系統之間最大程度共享。
4、基于RFID的危化品管理平臺構架
圖1基于RFID的危化品管理平臺構架圖
基于RFID的危化品管理平臺構架如圖l所示，該平臺的應用場景主要分為以下三部分：
4．1現場監管場景
圖2現場監管場景系統構架圖
現場監管場景包括生產過程監管、倉儲過程監管、運輸過程 監管、銷售過程監管、使用過程監管以及用后處理監管等幾個子 場景。每個子場景均由操作人員手持RHD讀寫器，對危化品容 器上的標簽進行識別 通過GPRS無線連接從遠程數據庫服務 器獲取被識別危化品的相關歷史信息．然后判斷被識別危化品 的數量、安全性等特征，并將數據和判斷結果返還遠程數據庫服 務器。同時，必要信息寫回標簽。方便后續子場景監管。現場監管 場景系統構架圖如圖2所示
現場監管場景構架分為三個層次：基礎層、業務層和表示層。基礎層主要為RFID中間件，通過驅動層和不同的讀寫器進行交互，對與標簽交互的數據進行加工和封裝，對讀寫器行為進行控制。業務層主要負責現場監管中流程和邏輯的實現，例如監管計劃的管理、監管人員自身信息的管理等。表示層將業務層的邏輯通過圖形用戶界面的方式展示給操作人員，方便其操作。業務層和基礎層通過GPRS模塊與遠程數據庫服務器進行交互。通過業務層文檔服務，手持端系統根據預先定制的XSL(XML樣式文件)生成用于交互的XML數據。
4．2中心場景
該場景主要由數據庫服務器和平臺控制系統組成，負責響應現場監管場景和其它應用系統的數據獲取要求，對現場監管場景獲取的標簽數據和監管結果進行處理，給出綜合判斷、預警不安全狀態危化品并生成各種報表，中心場景系統構架如圖3所示
圖3中心場景系統構架圖
中心場景系統構架與現場監管場景系統構架類似。也分為三個層次。數據層負責從數據庫服務器、外部系統和現場監管GPRS連接中獲取數據。通過數據層接口屏蔽數據來源的不同。業務層首先將數據層接口中提供的數據轉換成操作邏輯實體一危化品，業務層中涉及的具體業務邏輯對危化品這一實體進行操作。表示層通過圖形用戶界面的方式展示數據，方便用戶控制，并且通過各種報表給出分析結果。另外，中心場景構架中涉及三個公共層。分別是上下文環境部分、日志管理部分和公用基礎部分。上下文環境部分記錄操作人員登陸信息、權限信息等環境變量。日志管理部分記錄各種操作的名稱、參數和操作時間。方便查看和錯誤分析。公用基礎部分提供了其他各層共享的一數據和操作，例如危化品分類對照等。
其它應用場景
該場景只獲取數據庫服務器中的數據，不對數據進行寫回操作。平臺利用XML技術，通過互聯網向其它系統提供自描述結構化的數據，達到跨系統數據共享的目的。例如，上級危化品監管部門可以通過外部系統數據接口(如圖3所示)。獲得平臺提供的XML數據，進而解析出所需危化品的相關歷史信息。
5、平臺工作流程
平臺的工作流程。最主要體現在現場監管場景中。按照流程細節的不同，分為兩部分：
(1)生產過程監管子場景。監管人員手持RFID讀寫器。與遠程數據庫服務器建立GPRS連接。按照危化品類型和容器類型。通過遠程數據庫服務器獲取檢查計劃．檢查危化品和其盛放容器的各項指標。包括危化品名稱、種類、儲存條件以及容器材質、抗受性指標等。并對檢查合格的危化品發放RFID電子標簽。同時，讀寫器將必要信息寫入標簽。并通過GPRS無線連接,將新建標簽信息和檢查結果發送回遠程數據庫服務器存檔。
(2)現場監管其他子場景。監管人員首先通過讀寫器獲取標簽中存放的危化品ID和其基本信息，并通過GPRS從遠程數據庫服務器獲取該危化品的歷史記錄和本次檢查計劃。根據檢查計劃和已經獲得的危化品數據，監管人員可以進一步對危化品當前安全狀態進行分析并得出結論。對于檢查合格的危化品，將必要檢查信息寫回標簽和遠程數據庫服務器。對于不合格的產品，予以回收處理并銷毀標簽禁止其流通，同時將不合格信息寫回遠程數據庫服務器。
圖4為綜合以上兩點的現場監管流程示意圖。
圖4現場監管流程圖
6、結論
本文結合RFID技術、GPRS技術和XML技術，分析并設計了基于RFID的危化品管理平臺。主要設計了現場監管場景和中心場景的系統構架。闡述了相應的工作流程。有別于傳統的危化品管理平臺，該平臺具有監管面完整、實時性高、數據一致性好、流程控制相對嚴格等特點。并且。平臺數據能被其它系統共享，大大改善了危化品監管工作。
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