1. 系統(tǒng)概述

　　1.1. 系統(tǒng)背景

　　資產，是國家和企業(yè)的重要經濟資源。

　　對企業(yè)而言，一方面資產是給企業(yè)創(chuàng)造收入的基石，另一方面資產也是產生成本費用的大戶，如何在有效控制成本費用的同時讓資產產生更多的收益則是每一個企業(yè)都深切關注。對行政事業(yè)單位而言，資產是各級政權建設和國家機器正常運轉的物質基礎，也是社會管理和事業(yè)發(fā)展的重要保障。行政事業(yè)單位所占用的資產主要是由國家財政投入形成，是國有資產的典型代表，其資產運營管理的優(yōu)劣，將直接關系到行政事業(yè)單位的運轉和穩(wěn)定。

　　固定資產管理是企業(yè)和事業(yè)單位管理中的一個重要組成部分，固定資產具有價值高，使用周期長、使用地點分散、管理難度大等特點。

　　1.2. 現(xiàn)狀分析

　　固定資產使用地點往往很分散，類別多樣，配合現(xiàn)有管理系統(tǒng)，采用手工制作或用普通打印機打印標簽、填寫或打印、粘貼、資產狀態(tài)的跟蹤，盤點等工作的性質和工作量并沒有得到很好改善，且存在很多人為因數(shù)導致資產現(xiàn)狀不明、資產遺失等現(xiàn)象。其主要具有以下幾個問題：

　　 資產折舊數(shù)據(jù)不準確；

　　帳面價值統(tǒng)計不準確，如資產流失等；

　　繁重的盤點工作，耗時耗力 ----信息反映不及時，影響了企業(yè)的運營效率，導致資產重復購置；

　　無法判斷資產運行狀態(tài)；

　　無法判斷資產是否可正常運行；

　　無法判斷資產所處環(huán)境狀態(tài)，且不可估計外圍因數(shù)對資產的影響等；

　　無法準確獲取資產所處位置。

　　1.3. 用戶需求及分析

　　1.3.1. 用戶需求

　　結合現(xiàn)有資產管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀及弊端，用戶會提出以下幾點需求：

　　資產管理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集實時化，資產各狀態(tài)的記錄保持時間上的一致性；

　　資產運行狀態(tài)及資產環(huán)境的數(shù)據(jù)采集實時化；

　　資產位置定位實現(xiàn)；

　　數(shù)據(jù)采集的無人操作，保證其可靠穩(wěn)定、數(shù)據(jù)準確，數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn)無線方式；

　　資產數(shù)據(jù)報表由人工整理匯總轉為計算機完成；

　　提高數(shù)據(jù)管理的效率，及時登記各類資產明細帳，達到帳帳相符，帳物相符、帳卡相符；

　　系統(tǒng)靈活，具有擴展功能；

　　系統(tǒng)實用、易操作，針對職業(yè)素質層次不同的用戶。

　　1.3.2. 需求分析

　　根據(jù)用戶需求，可提出以下3大類：

　　1） 技術需求分析

　　數(shù)據(jù)要求實現(xiàn)遠距離自動化采集和數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)?，本系統(tǒng)建議采用RFID和WSN相融合的技術來實現(xiàn)。

　　2） 管理需求分析

　　通過RFID和WSN實現(xiàn)資產自動化管理，其分為采集層、傳輸層及執(zhí)行表現(xiàn)層三個部分：

　　采集層

　　采集層分為RFID采集和WSN數(shù)據(jù)采集。采用RFID對資產信息、操作人員信息、設備信息、資產流向信息等進行采集，采用WSN對資產環(huán)境信息、資產運行狀態(tài)信息等的數(shù)據(jù)采集。

　　傳輸層

　　通過WSN實現(xiàn)對采集層信息的無線傳輸。

　　執(zhí)行表現(xiàn)層

　　將傳輸層傳輸?shù)男畔⑦M行處理，記錄及控制前端采集層工作模式，同時對系統(tǒng)所有信息進行分析和報表。

　　3）系統(tǒng)實現(xiàn)目標

　　本系統(tǒng)采用RFID和WSN融合技術對資產進行智能化管理，企業(yè)和事業(yè)單位在無人監(jiān)控無人工參與的情況下實時了解資產流向、資產工作狀態(tài)、資產所處環(huán)境狀態(tài)等，大大提高企業(yè)效益、提高政府管理水平等等。根據(jù)資料統(tǒng)計， RFID與WSN相結合的資產管理系統(tǒng)具有以下部分直接優(yōu)勢：

　　1）降低20%重復采購成本；

　　2）減少75%的審計成本；

　　3）增加50%的保修申請；

　　4）降低40%的備件庫存

　　5）減少45%的設備“失蹤”

　　5）提高30%的資產使用率

　　5）延長10%的設備運行壽命

　　6）減少50%的設備停機率

2. 技術介紹

　　2.1. RFID技術

　　RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)，識別工作無需人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。RFID系統(tǒng)主要由讀寫器、天線和標簽三部分組成，其具有以下幾個特點：

　　1）非接觸性識別；

　　2）物體標識性：標簽具有唯一的ID號，實現(xiàn)物體唯一標識性；

　　3）識別距離遠：采用不同的RFID頻段技術，可實現(xiàn)0~1000m不同的距離要求，適用于不同的場合；

　　4）防沖突性：一次性可識別大量標簽；

　　5）抗干擾能力強：RFID無線識別可用于惡劣的環(huán)境下，且可正常工作。

　　2.2. WSN技術

　　WSN即無線傳感器網絡，是通過部署在特定區(qū)域內的大量的微型傳感器，利用其組織構成的無線網絡，實時地監(jiān)測、感知和采集節(jié)點部署區(qū)的觀察者感興趣的感知對象的各種信息（如光強、溫度、濕度、噪音和有害氣體濃度等物理現(xiàn)象），并對些信息進行處理后以無線方式發(fā)送給后臺系統(tǒng)。

　　WSN具有以下特性：

　　1）數(shù)據(jù)采集性：通過傳感器采集資產運行或環(huán)境狀態(tài)信息等；

　　2）自組織網絡：節(jié)點具有自動組網的功能，節(jié)點間能夠相互通信，協(xié)調工作；

　　3）網絡建立時間短、網絡自組織、網絡自恢復等功能；

　　4）成本低，采用無線網絡可減少布線及人工成本；

　　5）通信距離遠；

　　6）功耗低，節(jié)點可直接采用紐扣電池供電。

　　2.3. RFID和WSN融合

　　RFID實現(xiàn)對物的標識及物的信息采集，WSN實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集及傳輸，將RFID與WSN的兩者融合后便可巧妙地實現(xiàn)物的標識、物信息的采集及傳輸。

3. 系統(tǒng)介紹

　　3.1. 系統(tǒng)原理

　　信息采集

　　首先將RFID標簽或終端采集節(jié)點固定或嵌入資產上，標簽的唯一ID號或用戶寫入數(shù)據(jù)可作為資產的標識碼，其數(shù)據(jù)用于便記錄資產名稱、購入時間、所屬部門、工作特性等信息。當安裝在各個通道的讀寫器識別到標簽時便可獲取資產的所有信息。

　　數(shù)據(jù)傳輸

　　RFID標簽、終端采集節(jié)點、終端傳輸節(jié)點和讀寫器形成一個無線網絡，系統(tǒng)可將資產的ID號、狀態(tài)信息、環(huán)境信息等通過無線網絡傳至后臺數(shù)據(jù)中心進行處理和分析。

　　資產定位

　　系統(tǒng)可將中繼傳輸節(jié)點和通道管理中讀寫器作為定位信標，另結合RFID及終端采集節(jié)點的RSSI功能實現(xiàn)資產的區(qū)域定位功能。另還可后臺數(shù)據(jù)庫中登記固定資產的位置信息，通過讀取資產標簽信息便可知道資產的具體位置，從而實現(xiàn)資產定位功能。

　　3.2. 系統(tǒng)拓撲圖

圖2： 系統(tǒng)結構圖

　　3.3. 系統(tǒng)功能模塊

圖3：系統(tǒng)功能圖

　　3.4. 系統(tǒng)功能介紹

　　資產管理包括資產的新增、調撥、閑置、報廢、維修和盤點等操作，它包含了設備從購入、投入使用到報廢的全過程。設備購入時加裝RFID標簽或者終端采集節(jié)點，其內部寫入資產的信息，每次進行資產管理操作時，讀寫器或數(shù)據(jù)中心都會讀到資產上的標簽并將信息發(fā)送到服務器進行處理，從而實現(xiàn)資產的跟蹤管理。對于涉密物資，可以指定操作人員，未被授權的操作人員和行為，會觸發(fā)報警。

圖4：資產流向圖

　　所有的RFID標簽、終端采集節(jié)點、讀寫器、數(shù)據(jù)中心形成一個無線網絡，資產信息通過節(jié)點及讀寫器采用無線方式發(fā)送至后臺系統(tǒng)進行處理和分析

圖5：無線信息傳輸

　　3.4.1. 資產信息初始化

　　對于所有新入資產，都需要對其信息進行初始化，即將RFID標簽或終端采集節(jié)點寫入資產信息并保存至后臺數(shù)據(jù)中。

　　3.4.2. 資產新增操作

　　在資產信息初始化后，將資產帶入庫房或者工作室中，被安裝在入庫的讀寫器識別并記錄后臺中，表示該設備為新增設備。若要采集資產的運行狀態(tài)時還需安裝相應的傳感器用于采集相關信息。

　　3.4.3. 操作人員

　　對資產進行移動、調撥、返修或報廢時需有特定人員執(zhí)行。對于特性人員需配發(fā)一張RFID標簽，所配發(fā)的RFID標簽具有不同權限，讀寫器識別資產標簽的同時還需要識別執(zhí)行人員所持標簽。當只識別資產標簽而未識別執(zhí)行人員標簽時則系統(tǒng)報警；當識別到的執(zhí)行標簽不符合權限范圍內時系統(tǒng)將自動報警。

　　3.4.4. 資產調撥操作

　　要進行調撥的資產，通過門禁或進出通道時，會被安裝在通道旁的讀寫器所識別，讀寫器記錄當前標簽信息、信息，并發(fā)送至后臺中心。后臺中心根據(jù)數(shù)據(jù)判斷其為入庫、出庫還是調撥等。

　　3.4.5. 資產維修操作

　　當安裝在進入維修區(qū)的讀寫器識別到標簽時，讀寫器將通過無線網絡將信息發(fā)送至后臺中心進行記錄和處理。當安裝在出維修區(qū)的讀寫器識別到標簽時，讀寫器將通過無線網絡將信息發(fā)送至后臺中心進行資產完成維修操作的記錄。

　　3.4.6. 資產報廢操作

　　首先將報廢設備帶出工作室時被讀寫器所識別，讀寫器記錄并發(fā)送后臺中心，然后再將設備帶入報廢區(qū)時被讀寫器所識別，讀寫器將信息發(fā)送后后臺中心進行記錄和處理，即視資產為報廢品。

　　3.4.7. 資產盤點操作

　　操作人員可拿手持機讀取資產數(shù)據(jù)，并上傳到后臺服務器，啟動盤點程序。

圖6：資產盤點

　　3.4.8. 資產流向控制

　　在每一個進出口安裝讀寫器，根據(jù)讀寫器識別標簽的信息狀態(tài)系統(tǒng)可判斷資產的流向；同時某些固定資產可能需要限制流動，通過在需要控制的辦公室門口安裝RFID讀寫器，來對資產的流動進行控制，未授權的資產流動行為將會觸發(fā)報警。

　　3.4.9. 涉密物資控制

　　對某些涉密物資，如筆記本、精密儀器、檔案、U盤等，未經允許，是不能離開辦公地點的。我們可以對這些物資設置操作人員，并給操作人員配發(fā)操作卡。未被授權的操作人員和未被授權的涉密資產進出行為將會觸發(fā)報警。合法的進出行為將被自動記錄進入系統(tǒng)備查。

　　3.4.10. 資產運行狀態(tài)控制

　　在需要監(jiān)測的資產上安裝傳感器，傳感器將采集的信息傳感給RFID標簽或終端采集節(jié)點然后發(fā)送至后臺中心，后臺中心根據(jù)采集信息來判斷資產的運行狀態(tài)是否良好等，當出現(xiàn)異常則提示或報警，管理人員將第一時間進行處理。比如在大樓內，每一個消防栓和煤氣閥都需要管理，可在消防栓和煤氣閥上安裝傳感器，當消防栓異常打開或煤氣閥漏氣時，后臺根據(jù)無線傳感網發(fā)送的數(shù)據(jù)進行處理判斷和分析，便可馬上進行處理。

　　3.4.11. 資產運行環(huán)境監(jiān)測

　　在資產運行的環(huán)境中安裝相關帶有環(huán)境監(jiān)測傳感器的終端采集節(jié)點，后臺可根據(jù)無線傳感網發(fā)送的信息進行判斷和分析當前環(huán)境狀態(tài)，若環(huán)境對資產產生影響時則馬上進行處理。比如博物館的資產對溫濕度空氣污染物具有嚴格的要求，便可在博物館的資產上及各個角落安裝帶有相應傳感器的采集節(jié)點，以便實
時采集環(huán)境狀態(tài)，避免不必要的損失，確保展覽物受環(huán)境的影響而損壞。

圖7：資產及資產環(huán)境監(jiān)測

　　3.4.12. 資產定位

　　系統(tǒng)可將中繼傳輸節(jié)點和通道管理中讀寫器作為定位信標，另結合RFID及終端采集節(jié)點的RSSI功能實現(xiàn)資產的區(qū)域定位功能。

　　資產定位有兩種方式，1）在資產標簽內寫入其位置信息，通過讀取資產標簽信息便可知道資產的具體位置；2）WSN本身形成一個無線網絡，網絡中可將中繼傳輸節(jié)點、終端采集節(jié)點及通道管理中讀寫器作為定位信標，另結合RFID及終端采集節(jié)點的RSSI功能實現(xiàn)資產的區(qū)域定位功能。

圖8：資產定位示意圖

　　3.4.13. 系統(tǒng)與其他子系統(tǒng)融合

　　在資產管理系統(tǒng)中，和還有其他子系統(tǒng)模塊：如視頻監(jiān)控系統(tǒng)、相關人員權限系統(tǒng)等等。各系統(tǒng)之間可通過后臺數(shù)據(jù)庫等進行數(shù)據(jù)銜接和匹配等，從而形成一個完整的系統(tǒng)。

　　3.5. 系統(tǒng)特點

　　基于WSN和RFID的資產管理系統(tǒng)，相對傳統(tǒng)資產管理系統(tǒng)來說，具有以下獨有的優(yōu)勢：

　　資產全生命周期管理

　　實現(xiàn)對資產全生命周期(新增、調撥、閑置、報廢、維修等)過程的智能化動態(tài)實時跟蹤集中監(jiān)控管理，整個管理過程高度智能化，人工干預少。

　　資產管理中人、地、時、 物同步管理

　　實現(xiàn)對資產日常操作流程中涉及到的任務、地點、實物、時間等信息進行記錄，并引入短信提示告警功能，由系統(tǒng)實現(xiàn)對日常工作的有效監(jiān)管，減輕了資產日常管理的壓力，節(jié)約了每年投入大量人力物力進行資產盤點和調撥的成本，避免了因各種因素造成的資產流失，提高了企業(yè)管理效益。

　　資產管理工作無紙化

　　系統(tǒng)可采用公網IP訪問地址，用戶可隨時隨地通過IE瀏覽器訪問系統(tǒng)。

　　杜絕資產的流失

　　預防未經授權的資產流動，實現(xiàn)資產的保值、增值。

　　資產運行狀態(tài)自動監(jiān)測

　　實時監(jiān)控資產的運行狀態(tài)，保證資產的有效工作，避免資產不工作帶來的損失。

　　資產運行環(huán)境自動監(jiān)測

　　實時監(jiān)控資產當前環(huán)境，避免環(huán)境異常、環(huán)境變化給資產帶來的損失。

4. 技術實現(xiàn)路線

　　4.1. RFID技術實現(xiàn)路線

　　當資產放置位置比較分散、要求距離遠、且對成本不是很敏感時，可選用433MHz和2.45GHz RFID，其主要具有以下優(yōu)勢：

　　識別距離遠，在常溫及空曠的環(huán)境下，2.45GHz可達200m以上，433MHz可達1000m；

　　防沖突能力強，2.45GHz和433MHz的讀寫器可同時識別500張以上的標簽；

　　穿透性能力：433MHz相比2.45GHz來說，其穿透能力更強，適用于建筑物密集或者樓層與樓層之間的資產管理。

　　4.2. WSN技術實現(xiàn)路線

　　我司的433MHz和2.45GHz頻段的RFID產品亦可組成WSN無線傳感網，我司WSN無線傳感網具有如下特點：

　　1)自主開發(fā)協(xié)議，可擴展性強，可對不同的用戶、不同的應用進行針對性開發(fā)；

　　2)成本較低：相對目前行業(yè)內所常用的Zigbee來說，其整體成本較低；

　　3)低功耗：終端采集節(jié)點和中繼傳輸節(jié)點均可采用電池供電，其待機電流為0.8uA，工作電流為35mA，若按照1分鐘發(fā)送一次數(shù)據(jù)來計算，1100mAh的紐扣電池可用5年；

　　4)網絡智能化管理：所有設備具有自組網功能、可自動選擇最優(yōu)網絡路徑、具有網絡自恢復功能、網絡建立時間短(該時間用戶可設定)。

　　5)與RFID 設備兼容：當RFID讀寫器采用433MHz或2.45GHz時，其使用的讀寫器和標簽可作為WSN的數(shù)據(jù)中心、終端采集節(jié)點和中繼傳輸節(jié)點使用。

5. 其他應用領域

　　路燈智能化管理；

　　圖書館環(huán)境智能監(jiān)控及圖書館資產管理

　　礦井環(huán)境監(jiān)測、礦井資產及礦工定位管理

　　智慧街道智能化管理

　　煤氣管道智能管理系統(tǒng)

　　糧倉、基站等信息智能化采集

　　樓宇自動化、安防、機房設備無線監(jiān)控等；

　　移動設備智能化管理；

　　油井及水情測報，生物信號采集、水文氣象監(jiān)控等。

　　農業(yè)大棚管理及大棚內環(huán)境監(jiān)測等等。

6. 硬件設備選型