基于RFID技術(shù)的廢舊家電回收信息管理系統(tǒng)的研究與開發(fā)
引言
目前,中國家電業(yè)已經(jīng)是一個產(chǎn)值超過6000億元人民幣的成熟產(chǎn)業(yè),中國已經(jīng)成為全球家電的生產(chǎn)、消費和出口大國。但是,由于過去較少考慮產(chǎn)品的回收、處理及再利用,現(xiàn)在就凸現(xiàn)出大量有毒有害的電子垃圾,引發(fā)了嚴重的環(huán)境問題。預(yù)計到2010年,中國廢舊家電的處理量將達到1億件。有關(guān)廢舊家電污染研究的歷史表明,對廢舊家電產(chǎn)品的回收、貯存、運輸和處理的全過程進行有效的管理是解決廢舊家電污染環(huán)境的主要途徑。發(fā)達國家從上世紀80年代起就對危險廢物的交換和集中處理進行了規(guī)范化管理,管理流程也隨著信息系統(tǒng)的發(fā)展而不斷得到完善,建立了廢物產(chǎn)生數(shù)據(jù)庫、危險廢物物化特性數(shù)據(jù)庫等一系列系統(tǒng),最終實現(xiàn)了系統(tǒng)的整合和對決策管理的支持,這些系統(tǒng)在危險廢物管理工作中發(fā)揮了越來越大的作用 。
盡管我國家電產(chǎn)品廢物管理工作起步較晚,但我國對環(huán)保和營造可持續(xù)發(fā)展社會的重視程度卻得到了空前提高,正在建立的規(guī)模化與產(chǎn)業(yè)化的家電回收體系和即將出臺的(《廢舊家電及電子產(chǎn)品回收處理管理條例》就是很好的佐證。
2、系統(tǒng)目標與功能
2.1系統(tǒng)目標
廢舊家電回收信息管理系統(tǒng)(以下簡稱系統(tǒng)),是采用RFID技術(shù)、結(jié)合網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和信息存儲技術(shù)建立的家電產(chǎn)品信息管理服務(wù)平臺,將對家電產(chǎn)品生命周期----- 就是從加工制造成產(chǎn)品,流通給消費者使用到產(chǎn)品報廢后經(jīng)拆卸、回收和再循環(huán)將資源重新利用的整個過程進行安全跟蹤管理。系統(tǒng)的建立,將對市場上的每一件家電單品(尤其是帶有污染物的家電產(chǎn)品)進行安全追蹤和溯源管理,及時匯總最新信息。這不僅有利于對國內(nèi)的廢舊家電進行有效的回收處理和循環(huán)利用,同時也將為相關(guān)部門提供更多的決策支持。
2.2系統(tǒng)功能
RFID技術(shù),即無線射頻識別技術(shù),是一種非接觸式的自動識別技術(shù),它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù),識別工作無須人工干預(yù),可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識別運動物體并可同時識別多個標簽,操作快捷方便。
在本系統(tǒng)中,計劃將RFID標簽附著在家電產(chǎn)品上,應(yīng)用于產(chǎn)品的整個生命周期,RFID編碼將成為產(chǎn)品的唯一“身份”標識。在各主要環(huán)節(jié),應(yīng)用系統(tǒng)通過非接觸的方式自動采集家電產(chǎn)品信息(如圖1所示),記錄每件產(chǎn)品的當前狀態(tài)。
圖1 RFID電子標簽應(yīng)用模型
系統(tǒng)在RFID技術(shù)的支持下,實現(xiàn)了對廢舊家電管理的科學(xué)化、現(xiàn)代化和規(guī)范化,它的主要功能包括注冊信息的數(shù)據(jù)錄入;RFID標簽的編碼初始化;家電產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售、使用、回收、處理信息的采集;廢舊家電各類信息信息查詢和檢索;統(tǒng)計分析;數(shù)據(jù)以文本、表格、圖片的格式輸出;設(shè)備認證、數(shù)據(jù)信息加密、危險 、廢物管理輔助決策等。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能如圖2所示。
圖2:廢舊家電回收信息管理系統(tǒng)
3、系統(tǒng)設(shè)計
3.1系統(tǒng)的設(shè)計原則
①尊重現(xiàn)有的管理制度和信息系統(tǒng);
②強調(diào)實用性,兼顧先進性;
③界面友好,可操作性強;
④數(shù)據(jù)庫的建立力求標準化和規(guī)范化,便于其他常用格式轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享;
⑤開發(fā)與維護并重;
3.2系統(tǒng)劃分以及工作流程
系統(tǒng)的設(shè)計是在對我國家電產(chǎn)品、流通、使用、回收和處理處置過程進行深入調(diào)研的基礎(chǔ)上,結(jié)合家電回首管理工作流程及未來發(fā)展提出的,在系統(tǒng)應(yīng)用中集成RFID技術(shù)來增強系統(tǒng)的復(fù)雜性,同時使系統(tǒng)的可重復(fù)利用性更高、更強,有利于以后的發(fā)展。根據(jù)實際情況與需要,系統(tǒng)主要分為管理中心子系統(tǒng)、生產(chǎn)企業(yè)子系統(tǒng)、銷售商場子系統(tǒng)、購買者子系統(tǒng)和回收處理子系統(tǒng),簡略的業(yè)務(wù)流程如圖3所示。
圖3:廢舊家電回收管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程圖
3.3管理中心子系統(tǒng)
管理中心子系統(tǒng)可以對整個回收系統(tǒng)的基礎(chǔ)信息和基本操作進行管理,基本信息包括企業(yè)信息、產(chǎn)品信息、RFID代碼信息、用戶信息、回收工藝信息、危險廢棄物信息等,基本操作有注冊審批、RFID標簽申購審批、RFID代碼初始化、產(chǎn)品追蹤、數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計、數(shù)據(jù)分析等。該子系統(tǒng)是其他子系統(tǒng)運行的基礎(chǔ),可以為其他子系統(tǒng)提供標準的數(shù)據(jù)信息。
如圖4所示,在實際運營過程中,各個企業(yè)或機構(gòu)定期向管理中心提交家電的跟蹤信息。管理中心管理、維護家電跟蹤信息和企業(yè)機構(gòu)、產(chǎn)品的代碼數(shù)據(jù)庫,以便對各個企業(yè)機構(gòu)提供權(quán)限限定的數(shù)據(jù)查詢服務(wù)及家電產(chǎn)品的動態(tài)跟蹤。
圖4:管理中心業(yè)務(wù)流程圖
管理中心子系統(tǒng)還具備以下功能:
①查詢管理:企業(yè)或機構(gòu)可以登錄服務(wù)平臺,在一定的許可范圍內(nèi)對企業(yè)信息、產(chǎn)品信息、產(chǎn)品跟蹤信息進行分類查詢、組合查詢或者模糊查詢,打印報表;
② 數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計:可以實現(xiàn)家電回收的按區(qū)域匯總統(tǒng)計和按種類匯總統(tǒng)計,是指導(dǎo)家電回收管理工作的重要依據(jù);
③ 數(shù)據(jù)分析:能夠?qū)Ω檾?shù)據(jù)庫中的產(chǎn)品跟蹤數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,生成相應(yīng)的統(tǒng)計表和分析圖;
④ 權(quán)限管理:用于給用戶配置信息存取權(quán)限。
3.4家電生產(chǎn)企業(yè)子系統(tǒng)
家電生產(chǎn)企業(yè)子系統(tǒng)是供家電生產(chǎn)廠商使用的,具有下列功能:
① 具有對RFID識讀設(shè)備的驗證和對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的認證能力;
② 能夠通過RFID識讀器讀取RFID標簽內(nèi)的家電產(chǎn)品信息;
③ 能夠?qū)a(chǎn)品的生產(chǎn)信息和出廠信息保存到本地數(shù)據(jù)庫,以便本地管理,并能夠通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)定期報送給管理中心,從而實現(xiàn)產(chǎn)品的有效跟蹤;
④ 能夠?qū)崟r監(jiān)控產(chǎn)品下線情況、產(chǎn)品入庫情況、產(chǎn)品出廠情況。
3.5銷售商場子系統(tǒng)
銷售商場子系統(tǒng)是供家電分銷商和家電零售商使用的,具有下列功能:
① 具有對RFID識讀設(shè)備的驗證和對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的認證能力;
② 能夠通過RFID識讀器讀取RFID標簽內(nèi)的家電產(chǎn)品信息;
③ 家電分銷商能夠?qū)a(chǎn)品的發(fā)往地、發(fā)貨時間等信息保存到本地數(shù)據(jù)庫,并能夠通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)定期報送給管理中心;
④ 家電零售商能夠?qū)⒓译姰a(chǎn)品購買者登記的用戶信息和產(chǎn)品購買信息保存到
本地數(shù)據(jù)庫,并能夠通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)定期報送給管理中心。
3.6購買者子系統(tǒng)
購買者子系統(tǒng)是供家電產(chǎn)品購買者使用的,具有下列功能:
① 通過商場POS機查詢家電產(chǎn)品的基本信息,如:生產(chǎn)企業(yè)、生產(chǎn)日期、產(chǎn)地、產(chǎn)品外觀、性能等;
② 通過手機短信驗證產(chǎn)品真?zhèn)?、查詢產(chǎn)品的基本信息;
③ 通過網(wǎng)絡(luò)查詢產(chǎn)品的基本信息和維修信息。
3.7回收處理機構(gòu)子系統(tǒng)
回收處理機構(gòu)子系統(tǒng)是供家電回收處理機構(gòu)使用的,具有下列功能:
① 具有對RFID識讀設(shè)備的驗證和對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的認證能力;
② 具有RFID標簽的讀取功能,能夠通過RFID識讀器將標簽內(nèi)的產(chǎn)品ID讀出,并依據(jù)產(chǎn)品ID對廢舊產(chǎn)品分類,以便做不同處理;
③ 顯示家電產(chǎn)品的生產(chǎn)、使用信息和回收處理工藝要求,記錄產(chǎn)品的回收處理結(jié)果;
④ 將廢舊家電產(chǎn)品的處理處置信息保存到本地數(shù)據(jù)庫,并能夠通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)定期報送給管理中心。
4、系統(tǒng)開發(fā)
4.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與開發(fā)工具
廢舊家電回收信息管理系統(tǒng)采用客戶端/服務(wù)器(C/S)和瀏覽器/服務(wù)器(B/S)相結(jié)合體系結(jié)構(gòu),結(jié)合RFID相關(guān)技術(shù),使用C++、J2EE等編程語言進行開發(fā),數(shù)據(jù)庫采用Oracle9i數(shù)據(jù)庫。B/S結(jié)構(gòu)主要采用J2EE架構(gòu)開發(fā),體系結(jié)構(gòu)如圖5所示。C/S結(jié)構(gòu)系統(tǒng)采用c++開發(fā),用來實現(xiàn)生產(chǎn)、銷售、回收等環(huán)節(jié)對RFID標簽的信息采集功能。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)根據(jù)用戶權(quán)限進行分級管理,根據(jù)用戶所屬的角色類別,顯示用戶可以看到的功能界面。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)共有生產(chǎn)下線數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)入庫信息采集、生產(chǎn)出庫信息采集、銷售進貨信息采集、銷售信息采集、銷售監(jiān)控、商品防偽、商品關(guān)注度、回收信息采集、處理信息采集、數(shù)據(jù)處理、權(quán)限配 置l2個模塊組成。
圖5系統(tǒng)B/S體系結(jié)構(gòu)示意圖
4.2數(shù)據(jù)庫建設(shè)
根據(jù)需要,系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫分為代碼數(shù)據(jù)庫和追蹤數(shù)據(jù)庫,是由26個二維表組成。
5、結(jié)論
本文所給出的系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā),其流程包括了我國目前家電管理工作中的基本流程,并提出利用RFID技術(shù)作為信息采集手段,極大地減少了信息采集工作量, 將為管理部門提供一個實用化的服務(wù)平臺,提高廢舊家電管理工作的效率和科技含量。系統(tǒng)開發(fā)是一個長期的過程。本系統(tǒng)自提出后,先后多次召開技術(shù)方案行業(yè)論證會,根據(jù)反饋意見不斷對其進行完善和新的開發(fā),以使系統(tǒng)更具有實用價值。在系統(tǒng)開發(fā)過程中,力求將其開發(fā)為通用商業(yè)化的系統(tǒng)軟件,功能模塊獨立,程序維護開發(fā)接口完善。本系統(tǒng)不僅可以應(yīng)用于家電行業(yè),只要更換代碼數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)的安全追蹤、溯源管理和決策支持等功能就可以為不同行業(yè)的管理部門使用。今后危險廢物的信息化管理研究重點應(yīng)放在對危險廢物的產(chǎn)生、貯存、運輸和處理處置的全過程進行有效的監(jiān)控,對危險廢物管理工作提供決策支持上來,這才是對危險廢物進行信息化管理,解決危險廢物對環(huán)境污染問題的主要途徑。