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基于RFID技術的廢舊家電回收信息管理系統的研究與開發

作者:邴旭 趙鵬
來源:家電科技 中國家用電器研究院
日期:2008-12-01 10:40:29
摘要:廢舊家電的信息化管理研究得到了廣泛的關注。本文根據我國廢舊家電管理工作流程,利用 RFID 技術設計開發了一種適合我國廢舊家電管理工作的信息管理系統。該系統可以對市場上的每一件家電單品進行安全追蹤和追溯管理,為相關管理部門提供決策支持。系統的設計方法和結構框架對其他信息監管系統的研發也具有借鑒的意義。

引言  
     目前,中國家電業已經是一個產值超過6000億元人民幣的成熟產業,中國已經成為全球家電的生產、消費和出口大國。但是,由于過去較少考慮產品的回收、處理及再利用,現在就凸現出大量有毒有害的電子垃圾,引發了嚴重的環境問題。預計到2010年,中國廢舊家電的處理量將達到1億件。有關廢舊家電污染研究的歷史表明,對廢舊家電產品的回收、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境的主要途徑。發達國家從上世紀80年代起就對危險廢物的交換和集中處理進行了規范化管理,管理流程也隨著信息系統的發展而不斷得到完善,建立了廢物產生數據庫、危險廢物物化特性數據庫等一系列系統,最終實現了系統的整合和對決策管理的支持,這些系統在危險廢物管理工作中發揮了越來越大的作用 。
  
    盡管我國家電產品廢物管理工作起步較晚,但我國對環保和營造可持續發展社會的重視程度卻得到了空前提高,正在建立的規模化與產業化的家電回收體系和即將出臺的(《廢舊家電及電子產品回收處理管理條例》就是很好的佐證。
 
2、系統目標與功能
 
2.1系統目標  
     廢舊家電回收信息管理系統(以下簡稱系統),是采用RFID技術、結合網絡通訊技術和信息存儲技術建立的家電產品信息管理服務平臺,將對家電產品生命周期----- 就是從加工制造成產品,流通給消費者使用到產品報廢后經拆卸、回收和再循環將資源重新利用的整個過程進行安全跟蹤管理。系統的建立,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的廢舊家電進行有效的回收處理和循環利用,同時也將為相關部門提供更多的決策支持。
 
2.2系統功能  
     RFID技術,即無線射頻識別技術,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據,識別工作無須人工干預,可工作于各種惡劣環境。RFID技術可識別運動物體并可同時識別多個標簽,操作快捷方便。
  
     在本系統中,計劃將RFID標簽附著在家電產品上,應用于產品的整個生命周期,RFID編碼將成為產品的唯一“身份”標識。在各主要環節,應用系統通過非接觸的方式自動采集家電產品信息(如圖1所示),記錄每件產品的當前狀態。



圖1 RFID電子標簽應用模型 

    系統在RFID技術的支持下,實現了對廢舊家電管理的科學化、現代化和規范化,它的主要功能包括注冊信息的數據錄入;RFID標簽的編碼初始化;家電產品生產、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;統計分析;數據以文本、表格、圖片的格式輸出;設備認證、數據信息加密、危險 、廢物管理輔助決策等。系統結構功能如圖2所示。


   

圖2:廢舊家電回收信息管理系統

3、系統設計 

3.1系統的設計原則 

①尊重現有的管理制度和信息系統; 
②強調實用性,兼顧先進性; 
③界面友好,可操作性強; 
④數據庫的建立力求標準化和規范化,便于其他常用格式轉換,實現數據共享; 
⑤開發與維護并重; 

3.2系統劃分以及工作流程 

     系統的設計是在對我國家電產品、流通、使用、回收和處理處置過程進行深入調研的基礎上,結合家電回首管理工作流程及未來發展提出的,在系統應用中集成RFID技術來增強系統的復雜性,同時使系統的可重復利用性更高、更強,有利于以后的發展。根據實際情況與需要,系統主要分為管理中心子系統、生產企業子系統、銷售商場子系統、購買者子系統和回收處理子系統,簡略的業務流程如圖3所示。 


圖3:廢舊家電回收管理系統業務流程圖

3.3管理中心子系統  

     管理中心子系統可以對整個回收系統的基礎信息和基本操作進行管理,基本信息包括企業信息、產品信息、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、產品追蹤、數據匯總統計、數據分析等。該子系統是其他子系統運行的基礎,可以為其他子系統提供標準的數據信息。
  
     如圖4所示,在實際運營過程中,各個企業或機構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機構、產品的代碼數據庫,以便對各個企業機構提供權限限定的數據查詢服務及家電產品的動態跟蹤。

圖4:管理中心業務流程圖

管理中心子系統還具備以下功能:
 
①查詢管理:企業或機構可以登錄服務平臺,在一定的許可范圍內對企業信息、產品信息、產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 數據匯總統計:可以實現家電回收的按區域匯總統計和按種類匯總統計,是指導家電回收管理工作的重要依據; 
③ 數據分析:能夠對跟蹤數據庫中的產品跟蹤數據進行統計分析,生成相應的統計表和分析圖; 
④ 權限管理:用于給用戶配置信息存取權限。
 
3.4家電生產企業子系統
 
家電生產企業子系統是供家電生產廠商使用的,具有下列功能: 
① 具有對RFID識讀設備的驗證和對網絡服務器的認證能力; 
② 能夠通過RFID識讀器讀取RFID標簽內的家電產品信息; 
③ 能夠將產品的生產信息和出廠信息保存到本地數據庫,以便本地管理,并能夠通過網絡將數據定期報送給管理中心,從而實現產品的有效跟蹤; 
④ 能夠實時監控產品下線情況、產品入庫情況、產品出廠情況。
 
3.5銷售商場子系統 

銷售商場子系統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識讀設備的驗證和對網絡服務器的認證能力; 
② 能夠通過RFID識讀器讀取RFID標簽內的家電產品信息; 
③ 家電分銷商能夠將產品的發往地、發貨時間等信息保存到本地數據庫,并能夠通過網絡將數據定期報送給管理中心; 
④ 家電零售商能夠將家電產品購買者登記的用戶信息和產品購買信息保存到 
本地數據庫,并能夠通過網絡將數據定期報送給管理中心。
 
3.6購買者子系統

    購買者子系統是供家電產品購買者使用的,具有下列功能: 

① 通過商場POS機查詢家電產品的基本信息,如:生產企業、生產日期、產地、產品外觀、性能等; 
② 通過手機短信驗證產品真偽、查詢產品的基本信息; 
③ 通過網絡查詢產品的基本信息和維修信息。 

3.7回收處理機構子系統 

    回收處理機構子系統是供家電回收處理機構使用的,具有下列功能:
 
① 具有對RFID識讀設備的驗證和對網絡服務器的認證能力; 
② 具有RFID標簽的讀取功能,能夠通過RFID識讀器將標簽內的產品ID讀出,并依據產品ID對廢舊產品分類,以便做不同處理; 
③ 顯示家電產品的生產、使用信息和回收處理工藝要求,記錄產品的回收處理結果; 
④ 將廢舊家電產品的處理處置信息保存到本地數據庫,并能夠通過網絡將數據定期報送給管理中心。 
 
4、系統開發 

4.1系統結構與開發工具  

     廢舊家電回收信息管理系統采用客戶端/服務器(C/S)和瀏覽器/服務器(B/S)相結合體系結構,結合RFID相關技術,使用C++、J2EE等編程語言進行開發,數據庫采用Oracle9i數據庫。B/S結構主要采用J2EE架構開發,體系結構如圖5所示。C/S結構系統采用c++開發,用來實現生產、銷售、回收等環節對RFID標簽的信息采集功能。數據采集系統根據用戶權限進行分級管理,根據用戶所屬的角色類別,顯示用戶可以看到的功能界面。數據采集系統共有生產下線數據采集、生產入庫信息采集、生產出庫信息采集、銷售進貨信息采集、銷售信息采集、銷售監控、商品防偽、商品關注度、回收信息采集、處理信息采集、數據處理、權限配 置l2個模塊組成。

圖5系統B/S體系結構示意圖

4.2數據庫建設 
     根據需要,系統數據庫分為代碼數據庫和追蹤數據庫,是由26個二維表組成。

5、結論 

     本文所給出的系統的設計與開發,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平臺,提高廢舊家電管理工作的效率和科技含量。系統開發是一個長期的過程。本系統自提出后,先后多次召開技術方案行業論證會,根據反饋意見不斷對其進行完善和新的開發,以使系統更具有實用價值。在系統開發過程中,力求將其開發為通用商業化的系統軟件,功能模塊獨立,程序維護開發接口完善。本系統不僅可以應用于家電行業,只要更換代碼數據庫、系統的安全追蹤、溯源管理和決策支持等功能就可以為不同行業的管理部門使用。今后危險廢物的信息化管理研究重點應放在對危險廢物的產生、貯存、運輸和處理處置的全過程進行有效的監控,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,解決危險廢物對環境污染問題的主要途徑。