RFID軍械倉庫方案

中國創(chuàng)羿RFID軍械倉庫物流管理方案

一、背景

近年來國際局勢和國內形勢復雜多變，對軍隊和干警平時的管理、訓練，以及緊急時的應變有著越來越高的要求。在這種環(huán)境下，我國軍事院校和公安系統(tǒng)也在不斷進行改革和發(fā)展，裝備不斷更新換代，訓練內容更加豐富。為保證訓練和作戰(zhàn)的需要，對武器裝備，尤其是使用率高且不便統(tǒng)計管理的輕武器進行更準確、高效、信息化的監(jiān)管勢在必行。而目前的輕武器在使用和監(jiān)管上具有武器裝備動用數量大，出入庫頻繁，安全管理任務重，庫房管理人員少，工作量大等特點，因此急需提高庫房精確化和正規(guī)化管理水平，滿足對于武器裝備保障質量和武器使用管理安全的要求。

為達到以上目標，應用RFID技術是有效且切實可行的方法。RFID技術利用無線射頻方式進行非接觸式雙向通信交換數據以達到自動識別的目的，具有防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距離大、標簽上數據可加密和修改、數據容量大等優(yōu)點，并可以讀取高速運動中的標簽以及同時讀取多個標簽，適合應用于現代武器管理的自動化、信息化。

應用基于RFID技術的輕武器自動監(jiān)管系統(tǒng)，可以使部隊和軍事院校在槍支等輕武器管理過程中大量減少人工干預，提高工作效率；實現槍支管理的自動化、信息化、精確化、可視化；有效地保障武器的安全管理和安全使用。

二、監(jiān)管系統(tǒng)的目標

建設輕武器自動監(jiān)管系統(tǒng)，將可以實現以下目標。1．實現輕武器管理信息化、網絡化

通過建設輕武器自動監(jiān)管系統(tǒng)，利用在武器上安裝RFID標簽等手段，可以在數據層面對武器進行管理。由于RFID標簽相對條碼等其他識別方式具有ID信息量和數據容量大的優(yōu)勢，可以根據需求根據武器的類別、型號、批次、甚至單體來進行管理。

輕武器自動監(jiān)管系統(tǒng)利用網絡將機關、總庫、分庫、訓練場等地點連接起來，可以方便的對武器進行統(tǒng)計、查詢、追蹤等。

2．庫內管理精確化、智能化

綜合了目前最先進的數字化網絡技術，把圖像識別技術、信息識別及高質量傳輸技術與以往部隊的管理模式相結合，通過人與槍綁定、圖像記錄等方法有效的防止槍支丟失、錯拿錯放、管理混亂、記錄缺失等現象。

3．實現出入庫管理自動化

目前的倉庫管理主要還是采用手工報表等效率低、易出錯的方式。輕武器自動監(jiān)管系統(tǒng)中，倉庫可以自動獲取經過審核的武器出入庫單據，通過RFID技術自動獲取出入庫武器的數量、型號等信息，并將其與單據進行比對，根據比對結果給出各種反饋信息。輕武器自動監(jiān)管系統(tǒng)在各個管理環(huán)節(jié)上可以高效地完成各種業(yè)務操作，增強作業(yè)的準確性和快捷性，同時減少了整個過程中出入庫錯誤、偷竊等造成的損耗。

4．實現過程追溯，提高安全性

輕武器自動監(jiān)管系統(tǒng)的RFID讀寫器安裝在武器流通和使用的各個環(huán)節(jié)，使得監(jiān)管系統(tǒng)可以方便快捷的管理和查詢武器的所在倉庫或所在地、使用單位、用途、預計入庫時間等信息，實現具體到武器單體的管理和追蹤，一旦出現問題可以快速找到關鍵環(huán)節(jié)。通過給使用者佩帶RFID標簽的方法，可以在通過RFID讀寫器讀取范圍時將使用者和槍械進行綁定。

三、系統(tǒng)建設的內容及方案

（一）、系統(tǒng)概要

輕武器自動監(jiān)管系統(tǒng)是針對槍支等輕型武器的監(jiān)管自動化、數字化而設計的，系統(tǒng)應用了當前先進的射頻識別（RFID）技術，由槍支專用電子標簽、固定式電子標簽讀寫器、手持式電子標簽讀寫器、計算機網絡、中間件軟件、應用軟件等部分組成。

輕武器自動監(jiān)管系統(tǒng)通過對槍支加裝專用電子標簽，在電子標簽內部存儲槍支的屬性信息（如：型號、編號等），應用電子標簽讀寫器對電子標簽進行讀寫操作來實現對輕武器的自動識別和信息處理。同時結合計算機網絡和數據庫技術實現槍支的出入庫管理、盤點管理、日志管理、查詢統(tǒng)計的自動化，實現槍支在庫房和運輸過程的安全監(jiān)控。

四、庫內槍柜系統(tǒng)

數字化槍柜管理系統(tǒng)應用在各種類別的軍警倉庫，不但能夠提高工作效率，方便追蹤槍支的走向，更重要的是它優(yōu)異的安全性。系統(tǒng)操作原理非常簡單，槍支根據不同的重要程度，劃分不同組別或級別，加以編程及設定保管員、管理員，便可以追蹤管理員、保管員工作過程。

1、系統(tǒng)的基本組成

數字化槍柜是由保險柜金屬結構箱體、信號服務器、圖像采集系統(tǒng)、感應記憶識別門禁、報警傳感器及應用軟件六大部分組成。其中應用軟件運行于用戶網絡計算機。系統(tǒng)具有最大的四個特征：記憶功能、管理功能、網絡功能、可視功能。

2、系統(tǒng)的記憶功能3、系統(tǒng)的管理功能4、系統(tǒng)的網絡功能5、系統(tǒng)的可視功能

擴展閱讀：RFID應用于軍械倉儲及運輸管理之探討

RFID應用于軍械倉儲及運輸管理之探討

美國防部供應鏈整合副秘書長AlanEstevez表示，導入射頻技術能讓國防部更妥善的支持戰(zhàn)線上的軍人，使軍械倉庫儲藏及運輸管理更佳，各武器系統(tǒng)運作更順暢，以最少的武器庫存，發(fā)揮最大的攻擊火力。執(zhí)行構想

由于國軍(注：臺灣部隊)近年來各部隊因軍品管理不當、少數不肖官兵心懷歹念，致使軍品盜賣及外流事件頻傳，其中又以槍械及彈藥管理不當，以致影響社會治安甚巨。運用現行RFID無線射頻技術，可以有效管理國軍機敏性軍品、人員裝備攜出、歸還、保養(yǎng)修護、物流管理、帳籍清點……等作為。透過先進之信息設備（后端伺服數據庫）逐項紀錄，減少紙本紀錄謄寫、大幅降低人力工時，在現今國軍精進政策方針指導下，實為有效并可推行之管理概念及機制。

本案初期系統(tǒng)規(guī)劃作法，以本校軍械庫儲運管實施驗證，其規(guī)劃執(zhí)行構想內容為：

（一）運用無線射頻卡片有效管理軍械庫管人員、學生之進出管制及開啟軍械庫管系統(tǒng)之憑證與權限。（二）槍枝建置射頻標簽，有效管制其攜出、歸還數量；領用、歸還時間；槍枝保養(yǎng)維修作業(yè)紀錄。（三）使用可程序邏輯控制器（ProgrammerableLogicalController）、極限開關（LimitSwitch）、儲位燈號系統(tǒng)，管制庫儲槍枝儲位、儲位自動清點作業(yè)及燈號導引指示。（四）建置白金溫度感應器，全天候24小時實時監(jiān)控庫儲環(huán)境之溫度。

（五）運用射頻卷標內建內存及后端數據庫數據，推動裝備ｅ化教學（知識管理建立）。（六）系統(tǒng)規(guī)劃建置（如圖1）。

圖1系統(tǒng)規(guī)劃建置

軟、硬件系統(tǒng)設備規(guī)劃（一）讀取器（Reader）

采用可讀取13.56MHz頻段之讀取器。（二）無線射頻標簽（Tag）

采用頻段13.56MHz之Philips研制之Mifarecard。

（三）可程序邏輯控制器（ProgrammerableLogicalController）

早期PLC被發(fā)展的目的是用來取代傳統(tǒng)電回路，隨著機電工業(yè)的進步，PLC的功能越來越強，體積越來越小，現今已不局限于當時取代工業(yè)配線的原始用途。功能朝向多元、高功能和整合化的方向發(fā)展，例如語法的多元化，除了階梯圖（LadderChart）外，也可以使用C語言或程序式流程圖(SequentialFunctionChart)進行程序設計。PLC已成為世界各國所接受的泛用控制器之一，除了小巧與功能強大外，為了迎合各種的應用場合，PLC也發(fā)展出多樣的模塊，例如溫度控制，馬達定位等。演算控制部

即中央處理單元(CPU)由內存部中讀出程序解讀并執(zhí)行的地方，CPU之動作如下圖所示，執(zhí)行后再讀出并執(zhí)行下個步驟，直到程序完成然后重復相同的工作，這里讀出、解讀、執(zhí)行等一連貫作業(yè)稱為周期，處理全程所需的時間稱為周期時間或掃瞄時間，PLC的ScanTime通常也代表其等級，速度越快價格也越高。內存部

貯存程序與數據的地方。由于PLC的動作由韌體階梯圖所決定，因此內存的大小會以可容納的Step來計算，最大容量視PLC所能夠尋址(Address)的Step決定，除了主機內附的內存外，能夠在外掛ROM擴充其容量且外掛ROM亦具有保護功能；內存提供RAM，EEPROM與EPROM三種供使用者選擇，亦可使用韌體決定內存部分區(qū)塊為斷電保持或是非斷電保持。輸入與輸出模塊

連接開關或感應器等控制機器，并處理內部輸入狀態(tài)的地方，輸出埠是連接指示燈或馬達等控制機器，并處理輸出結果的地方。輸入的規(guī)格視不同機型之PLC而不同通常為DC24V；輸出規(guī)格在一般的應用上有繼電器輸出，SSR與晶體管輸出(開集集回路)。電源回路

PLC主機常會包含電源部分，提供主機使用的AC電源，或提供DC24V的直流電源供應端提供DC電源給光電、近接等檢之器使用。特殊模塊

PLC在設計的初始為泛用型取代傳統(tǒng)的電工回路，隨著不同應用場合的出現，開始強調其彈性，因此PLC廠商除了主機之外也會生產各種不同用途之模塊，讓使用者依需要如同積木般的擴充，例如模擬輸入/輸出模塊、溫度模塊，脈波輸出、單軸NC、旋鈕輸入、七段顯示器輸出等特殊模塊。從PLC的應用層面而言，它廣泛應用于生產機械，如小型機械：輸送機、包裝機等；中型機械：自動倉儲、立體停車場；大型系統(tǒng)：鐵路號志、地下鐵等。PLC已成為世界各國所能接受的標準行控制器之一。在階梯圖程序編寫方面除了傳統(tǒng)的書寫器，近年來已逐漸改為由計算機編寫階梯圖，各家PLC廠商都有其對應的階梯圖編寫軟件，如MITSUBISHI公司的FXGP軟件與OMRON公司的CX-P軟件。PLC的生命周期已經有數十年的歷史，穩(wěn)定性與耐用性遠勝過變動快速的PC系統(tǒng)與簡單的單芯片系統(tǒng)，在設計安全性高的系統(tǒng)時，往往將其擺在工作現場的第一線配合外部電路等組成強大的控制核心，PLC可程序邏輯控制機組（如圖2）。

圖2PLC可程序邏輯控制機組

（四）白金溫度感應器

溫度在許多控制系統(tǒng)都是很重要的環(huán)境參數，溫度感測隨著工業(yè)發(fā)展也出現多樣性的量測組件，常用溫度感測方式有熱敏電阻、熱電耦、感溫IC、白金溫度傳感器PT100、石英溫度傳感器等等。依據不同使用場合選用不同感溫組件。以下介紹溫度感測組件為PT100。PT100又稱白金溫度傳感器，是以細白金（Pt）金屬絲纏繞而成。因為金屬導體的電阻與其截面積成反比，與長度成正比，所以白金溫度傳感器內部的材料必須是又細又長這樣電阻才會大，且對溫度敏感度也會增加。白金溫度傳感器之所以稱為PT100是指此白金溫度傳感器在0℃時，所纏繞的細長白金金屬絲雙端電阻值恰好為100Ω，PT100的電阻值會隨著外界溫度增加而增加，稱為具有正溫度系數，亦即當溫度上升時其電阻亦增加，所以可以利用這種特性來感測溫度，PT100內部構造與實體圖（如圖3）。

圖3PT100內部構造示意圖與實體圖

（五）圖型監(jiān)控系統(tǒng)

圖形監(jiān)控系統(tǒng)是指以圖形操作接口達到監(jiān)控機臺之目的。工業(yè)革命初期，人們直接操作機器從事生產，直到自動化生產時期，則改由控制器操作機器。此時期人們面對的是控制器的操作面板。今日電子信息革命結果完全改變生產形式，人們面對的接口已換成計算機。透過計算機與機器溝通，可以看到圖形監(jiān)控在現代自動化中所占有的地位。廣義的人機接口應該是泛指人與機器之間的接口關系與溝通管道。例如操作面板、指示燈、人機接口軟件MMI（Man-MachineInterface）等，都屬人機界面。十之八九的工作成分都是在處理人與控制器之間的關系�，F階段在臺灣市場上較普遍的MMI軟件有Intouch、Lookout、FIX與Genie等。這些PC-based的圖形監(jiān)控規(guī)劃軟件不必撰寫程序語言，規(guī)劃容易，所以能輕易迅速的執(zhí)行。但是在應用上會受制于使用控制器的廠牌與控制場合，且成本高昂，通常是以點數(tagname)論價格。若不限點數的軟件，往往要新臺幣二、三十萬以上。本次研究采用的是自行以BorlandC++Builder(BCB6.0)為發(fā)展MMI工具，以配合實際的應用需要，在整個系統(tǒng)的整合上也較具有彈性。三、后端數據（軟、硬件）系統(tǒng)研發(fā)

本校軍械及庫儲運管先導實驗軟、硬件設計是以本校武器系統(tǒng)課程組針對兵器班隊學生（以一個班隊四十員學生，保修分組實作課程區(qū)分八組，每組五員）為先導驗證對象。其驗證項目區(qū)分如下：人員進出方面

運用RFID無線射頻系統(tǒng)（頻率采13.56MHz），區(qū)分庫管人員進、出之門禁權限，全時紀錄人員登入、注銷紀錄（如圖4）。

圖4人員進出管制系統(tǒng)畫面

軍械槍枝借還方面

運用RFID無線射頻系統(tǒng)、極限開關（LimitSwitch）、PLC可程序邏輯控制器、各式燈號系統(tǒng)，對軍械槍枝借出、歸還紀錄、槍枝庫儲定位、清點，做全時動態(tài)紀錄及數據備份（如圖5）。

圖5槍枝清點、儲位、借還管制系統(tǒng)畫面

庫儲控溫方面

運用白金溫度感應器系統(tǒng)，全時紀錄軍品（彈藥）庫儲環(huán)境之干球溫度、濕球溫度及相對濕度（如圖6）。

圖6全時庫儲溫度控制系統(tǒng)畫面

管理程序系統(tǒng)

運用BorlandC++Builder(BCB6.0)軟件，開發(fā)本系統(tǒng)之人機接口，有效記錄并管制前述（一）、（二）、（三）項所有動作歷程與時間。ｅ化教學方面運用RFID無線射頻系統(tǒng)，射頻卷標（Tag）內部之內存功能、或與后端數據庫數據鏈路，可就各類庫儲軍品之性能、諸元、構造、功用、裝備補保紀錄，進行實時登載與更新（如圖7）。

圖7ｅ化教學系統(tǒng)畫面

系統(tǒng)導入之效益評估人員進出方面

透過RFID無線射頻系統(tǒng)認證、系統(tǒng)登入密碼認證、非法取用槍枝聲光警報……等各項強化管制作為，可有效區(qū)分各級庫管人員進、出庫房門禁之權限、借還槍枝權限、并全時紀錄人員對于該系統(tǒng)注銷、入紀錄。配合國軍現行各項庫管作為及規(guī)定，定可大幅提升各類機敏性軍品庫儲管理之安全性，降低庫管人員填寫管制表簿、各項紙本的困擾。軍械槍枝借還方面

透過PLC可程序邏輯控制器（ProgrammerableLogicalController）、極限開關（LimitSwitch）、各式燈號系統(tǒng)運用，所生之優(yōu)點如后：

可將現行RFID無線射頻系統(tǒng)對金屬環(huán)境或水份所造成及產生的不良影響完全消弭。大幅增加系統(tǒng)對機敏性軍品如軍械槍枝借出、歸還記錄、槍枝庫儲定位、清點的穩(wěn)定性。

以往人員對于軍品借、還作業(yè)會因為不熟知儲位或裝備品項，而產生許多不便及耗費尋找時間。透過本系統(tǒng)燈號指引，可大幅將上述狀況所耗費的時間降低，使得庫儲作業(yè)變得更速捷、更有效率（如圖8）。

圖8PLC控制燈號指引裝備所在儲位以利借還與清點（左圖為立式槍架，右圖為平置式槍柜）計算機全時記錄及計算機實時數據備份，同樣可降低人員每次填寫大量窗體及數據的時間。庫儲控溫方面

臺灣位屬亞熱帶地區(qū)，海島型氣候高溫高濕、沿海鹽害、多臺及豐雨效應，全年平均相對濕度（RelativeHumidity）高達80％；國軍各地區(qū)庫儲環(huán)境也因濕害狀況，對裝備產生諸多不良變化而影響妥善率，如”材料膨脹”、”絕緣特性退化”、”電系導通短路”、”物理強度減弱”、”化學性質改變”、”潤滑油劑污濁卡死”、”金屬氧化腐蝕”、”材質塑性喪失”、”彈藥高溫熱解、潮濕水解、自動催化爆燃”等，使得精密武器功能衰退，妥善率降低、庫儲環(huán)境危安肇生。透過白金溫度感應器系統(tǒng)，全時紀錄軍品（彈藥）庫儲環(huán)境之相對溫、濕度，可有效降低現有人力每天入庫抄寫紀錄溫、濕度數據，并可以最少人力監(jiān)控管制所有庫儲設施溫、濕度。大幅提升機敏軍品（彈藥）庫儲環(huán)境之妥善與安全性、同時亦降低、節(jié)省庫管人員工時。

本案就彈藥庫儲管理部份之探討，因考慮無線射頻所產生頻波恐會對電擊發(fā)之彈體產生電磁幅射危害（HazardsofElectromagneticRadiationtoOrdnance，HERO），故僅研究系統(tǒng)對其庫儲溫度之控管，并未對彈藥本體進行RFID無線射頻標簽外掛測試。另美國國防部于201*年11月間研究報告中述及，RFID無線射頻主動式標簽、讀取器與爆炸品保持至少一距離。但尚未對被動式標簽、讀取器訂定如此距離。由于讀取器須釋出更大能量以啟動被動式標簽，預計讀取器與爆炸品的距離將多于一以上。管理程序系統(tǒng)

使用BorlandC++Builder(BCB6.0)軟件，開發(fā)本系統(tǒng)之人機接口，有效記錄并管制前述（一）、（二）項所有動作歷程與時間。知識管理之建立

透過RFID無線射頻系統(tǒng)，可以就庫儲軍品性能、諸元、構造、功用、裝備補保紀錄進行實時登載與更新。并就各級長官、保養(yǎng)（修）操作者之教學經驗及知識管理進行整合與分享，充份強化國軍裝備重要信息、補保履歷ｅ化管理之可溯性追蹤能力（Traceability）。結語

本案研究RFID無線射頻辨識技術導入軍械庫房管理，大幅節(jié)省庫儲人員裝備清點時間、裝備借還時效及精減人力于表簿謄寫作業(yè)時間。對于庫儲環(huán)境溫、濕度之有效控制，亦減低庫儲裝備免于潮濕、銹（腐）蝕狀況。對于國軍配合組織再造、人員精進所產生的管理暇隙，實為一大助力。

各先進國家對于RFID無線射頻辨識技術之運用，亦快速全面的導入人民日常生活中。它不但將取代條形碼，在物流領域掀起旋風，在智能型商店購物、動物芯片、電子貨幣等各領域都將會看見RFID大規(guī)模革命性的運用。利用RFID技術提升企業(yè)競爭力已成為全球重要產業(yè)主流，國軍亦需對此議題深加研析，擇優(yōu)導入實施驗證。但要如何將此系統(tǒng)，有效導入及運用在國軍管理之各環(huán)節(jié)當中，尚須端賴”人”的用心規(guī)劃、反復驗證測試，實可達到所要求之目標，提升部隊戰(zhàn)力，向科技管理、建軍備戰(zhàn)之目標邁進。

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