時間：2022-04-11 20:47:24
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇射頻技術論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
無限代的信號通過點測產把數據傳送出去，從概念上來講，類似于條碼掃描，從結構上來看，無線射頻通信技術僅包括兩個基本器件，具有快速掃描、體積小、耐久性強、無屏障閱讀以及數據容量大等的優點。為利用無線射頻通信技術的數據采取，系統的設計需要包括集端和顯示端兩部分，采集端通過相關傳感器采集數據，位于檢測位置，其中傳感器主要是指溫度傳感器、濕度傳感器以及噪音傳感器和粉塵傳感器等，依照日后的需求，在傳感器方面還可以進行增加，傳感器的輸出系統在經過MSP430F169處理后通過發射端輸出信息，在顯示端則是先由nRF905發射端接受來自發射端的顯現信號，再經過MSP430F169單片機的處理處理在顯示器上顯示。
2基于無線射頻通信技術的數據采集系統的硬件設計
無線通信模塊設計中采集數據的傳輸主要是通過無線射頻通信技術，在前文提到通信模塊nRF905，具有單個工作頻段，本系統在設計中為設計簡單，采用的是433MHz頻段，為使nRF905能夠實現數據的高速傳播，在設計中采用了VLSIShockBrust技術，在設計中無需采取單片機處理數據，數據的處理速率也可以依照需要進行設定。芯片在ShockBrust工作模式下可以自動產生導碼和CRC。在本設計中nRF905模塊采用SPI接口通信，這樣的設計一方面簡化了設計同時也能解決成本。nRF905發射端功耗小，在發射功率為-10dBm時，接受電流和發射電流僅僅為12.5mA和11mA，非常節能省電。nRF905整體設計降低了成本，同時也極大地節省了能源。在微處理器模塊設計中，模塊主要是由LCD12864液晶顯示器、DS1302時鐘和MSP430F149單片機構成，實現數據采集顯示和時間同步。設計中采用的是TI公司生產的16位總線的MSP430F169單片機，此單片機內部置有12位AD轉換器，把采集到的模擬信號轉化為數字信號，此單片機最突出的優點是低功耗，方便長期使用。設計系統采用的hiLCD2864液晶顯示器實現計時，具有耗能低性能高的優點，可根據需要實現自動調整。傳感器模塊為實現多項氣象數據的采集，依照高性能、低能耗以及低成本的原則采用了不同類型傳感器，如DS18B20、BMP085以及DHT21等，依照實際的需求也可增減相應的傳感器。DS18B20具有體積小抗干擾的優點，測量溫度范圍在-55℃~125℃，采取單線接口方式，在硬件設計和軟件設計中都十分方便。DHT21是測量濕度變化的傳感器，同樣也是采取單線串行輸出，節省I0口，適合于自然環境濕度的測量。BMP085是一種非常常用的壓力傳感器，內部含有AD，單片機通過IIC總線連接，使用簡單。DSM501A是一個粉塵測量傳感器，能夠檢測1μm以上微塵，在設計中并不能反映出PM2.5的值，但是能夠比較清晰的反映出空氣粉塵含量，滿足日常需要。在設計中，還采用了噪音強度傳感器，模塊中采用了LM386設計的放大電路，輸出的模擬信號通過單片機進行數模轉換。
3軟件設計
本系統軟件程度設計主要分為發送接受程序、數據處理顯示程序和各傳感器測試程序。nRF905發送接收程序包括發送和接受兩部分，需要先設置RF配置寄存器，需要注意兩部分的配置寄存器必須統一，如設置頻段、地址庫研讀、輸出功率以及CRC模式等都需要相同，系統有效數據長度取10字節，發送程序為開始寄存器初始化寫發送數據TRX-CETX-EEN置高發送完成TRX-CE置低結束，接收程序為開始寄存器初始化TRX-CETX-EEN置高數據準備就緒DR為高TRX-CE置低MCU讀數據DR、AM置低結束。本設計系統采用了多種傳感器，在傳感器信息采集中，單片機對傳感器進行掃描控制，把所有數字信號依照順序存取起來，在依照各傳感器的數據進行處理轉化為相應的真實測量數據，具體過程為采集個傳感器原始信號模擬信號AD轉化多組數字信號統一編碼nRF905發送nRF905接受編碼信號轉化為實測數據實測數據液晶顯示。
4測試結果
通過測試，本設計系統能夠實現200m范圍內的無線采集通信，能夠非常精確的測量溫度、濕度、粉塵、大氣壓等的數據變化，系統具有低能耗、壽命長、使用便利的優點。本設計的數據采集系統具有性能高、成本低以及耗能低的優點，結構簡單，能夠非常方便的檢測自身周圍氣象變化，在實際用具有很大的應用價值。
作者：程李司維羅林勇單位：貴州省氣象服務中心貴州省黔南州氣象局
關鍵詞：RFID；標簽天線；遠程寵物管理系統
中圖分類號：TP391.44 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 24-0000-01
一、RFID標簽天線
RFID是無線射頻識別技術，也叫做電子標簽。RFID標簽天線是一種通信的感應天線，能夠利用射頻識別技術自動識別特定的對象[1]。電子標簽目前已經被廣泛應用在現代人們生活的方方面面。本論文通過對遠程寵物管理系統這一項目的介紹，來簡要分析對適用于多種環境的RFID標簽天線的研究。
二、環境對RFID標簽天線的影響
在應用的過程中，都要將RFID標簽放到需要識別的物體上。在設計和使用的過程中，一定要考慮實際情況，因為讀寫器與標簽之間還可能隔著包裝等。
同時我們還應該意識到，天線的性能也會受到環境等因素的影響。天線周圍有水和金屬時，這種影響會十分明顯。本論文設計的RFID標簽天線是一個遠程寵物管理系統，經實際驗證，這個RFID標簽天線能夠適用于多種環境。
三、遠程寵物管理系統總體描述
（一）主要組成部分
本論文所設計的遠程寵物管理系統，采用了最新的雙頻識別技術，實現了對寵物的遠程管理，系統主要由遠程寵物電子身份證、遠程寵物電子身份識別器、手持PDA讀寫器和中心服務器四個部分組成。四個部分的具體介紹如下：（1）遠程寵物電子身份證：采用2.4～2.5GHz與13.56MHz波段，可存儲大量信息，低功耗、低輻射，對寵物健康無負面影響。（2）遠程寵物電子身份識別器：識別距離可在50米范圍內調節，可穿透障礙物識別寵物電子身份證；（3）手持PDA讀寫器：基于PDA直接對寵物電子身份證進行識別，手持PDA讀寫器與PDA之間可通過藍牙、串口、CF口相連；（4）中心服務器：手持PDA讀寫器與中心服務器通過藍牙、無線局域網或GPRS相連。
遠程寵物管理系統的產品式樣主要分為兩種：手持PDA識別器和遠程電子身份證。
（二）主要功能
本論文的遠程寵物管理系統的主要功能有：（1）寵物電子身份證的遠距離識別和讀寫；（2）寵物定位和搜索；（3）信息公告和；（4）丟失寵物查找。
（三）主要性能指標
（1）寵物識別距離不低于50米；（2）寵物移動速度不大于80公里/小時時，對寵物識別沒有影響；（3）同時識別的最大寵物數量，不小于300只；（4）電子身份證發射功率小于-3db；（5）識別器的識別速度，不低于300個/秒；（6）寵物電子身份證的功耗小于0.3mW，普通紐扣電池的使用壽命大于2年。
四、遠程寵物管理系統技術原理
寵物電子身份證使用了128個頻道、2.4G到2.5GHzISM的微波段，頻道帶寬13.56MHz以及8MHz的雙頻識別技術，每張寵物電子身份證的ID號全球唯一，并可存儲主人、地址、電話、出生日期、防疫信息、圖片等大量信息。同時寵物電子身份證可遠程加密讀寫。
遠程寵物身份識別器可遠距離穿透障礙物搜尋、定位寵物，當寵物防疫過期或為失蹤寵物，遠程身份識別器可發出報警音和振動提醒，并鎖定寵物。
手持PDA讀寫器可和PDA通過藍牙、串口、CF口相聯，實時讀取寵物信息，并發送到PDA上顯示，手持PDA讀寫器可通過藍牙、無線局域網、GPRS和中心數據庫聯接，獲取最新的寵物信息。中心服務器為數據庫服務系統，可以對寵物的相應信息進行查詢。
五、項目創新內容
（一）應用創新
目前，對寵物的身份識別主要通過傳統犬牌、二維條碼、植入式芯片這三種方式。
傳統犬牌容易偽造，通過人眼近距離識別，已基本上被淘汰；二維條碼較難偽造，但識別距離只有幾個厘米，識別時必須抓住寵物，識別效率低；植入式芯片是目前最新出現的寵物識別技術，植入式芯片無法偽造，識別距離可達到幾十厘米。但植入式芯片也存在以下兩個缺陷：（1）識別距離短，無法在戶外識別屋內的寵物；（2）植入方式對寵物存在一定健康影響，許多寵物主人無法接受。
采用雙頻識別技術的遠程寵物管理系統，有很多優勢：（1）無法偽造；（2）可遠距離穿透障礙物識別，識別距離可在50米范圍內調節，可戶外對屋內寵物進行身份識別；（3）可授權讀寫，可根據寵物的狀況對識別體進行讀寫，存儲最新的寵物信息；（4）對寵物健康無負面影響；（5）識別速度快，每秒可識別300只寵物，無需抓住、靠近寵物；（6）產品已通過浙江省計量科學研究院檢測，相關技術指標滿足全部要求。
（二）結構創新
電子犬牌結構小，可懸掛于寵物上，質量輕，對寵物無負面影響，具有卡通、精靈、寵物等多種造型。
六、項目技術開發可行性
（一）項目技術發展現狀
本項目涉及的核心技術包括：2.4G～2.5GHz射頻識別技術，13.56MHz射頻識別技術。下面對目前這些相關技術的研究、開況做如下的簡要介紹。（1）2.4G～2.5GHz射頻識別技術。2.4G～2.5GHzISM頻段是使用最多的短距離無線通信頻段，基于該頻段的短距離無線通信技術已經比較成熟[2]，具有公認的標準和產品，如ZigBee、Wi-Fi、藍牙、無線USB、無線局域網等。（2）13.56MHz射頻識別技術。基于13.56MHz射頻識別技術的無線標準有NFC，ISO15693等。主要產品有Philips公司的RC500芯片，Melexis公司的MLX12115等。
七、結束語
本論文簡要介紹了遠程寵物管理系統，從中我們可以看出RFID標簽天線能夠適用于多種環境。RFID標簽天線技術有著非常廣闊的發展前景。
參考文獻：
無線射頻識別技術[1](radio frequency identification,RFID)是一種非接觸的自動識別技術, 它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。在RFID系統工作時,數據碰撞將導致讀寫器的接收機不能正確而及時地讀出數據,從而降低RFID系統的工作性能及其效率。標簽防碰撞算法可以實現多個標簽與讀寫器之間的正確通信,其性能決定了標簽的識別速度和效率。因此, 標簽防碰撞算法是RFID系統中的關鍵技術之一,其優劣性在很大程度上決定了射頻識別過程的時間性能以及識別成功率。
傳統的標簽防碰撞算法可分為ALOHA算法[2-3]和樹形算法[4-5]2類。ALOHA算法是1種完全隨機接入的多址接入協議算法,比如:PALOHA算法(隨機推遲算法)、時隙ALOHA算法(SA算法)、幀時隙ALOHA算法(FSA算法)、動態幀時隙ALOHA算法(DFSA算法)和分組ALOHA算法等。該類算法在標簽試圖發送數據時,并不考慮信道當前的忙閑狀態,一旦產生數據,就立刻決定將其發送至信道,這種發送控制策略有嚴重的盲目性。隨著用戶數量或發送信息量的增加,這種完全隨機接入的算法將使信道重疊現象加劇,碰撞概率增大,傳輸性能下降。
近幾年,有學者提出了采用CDMA技術進行防碰撞的方法,其性能有明顯改善。文獻[6]提出在標簽識別過程中,使用碼分多址技術,實現一個時隙可以同時傳輸多個標簽。文獻[7]提出了一種基于碼分多址思想的時隙ALOHA算法,來解決射頻識別中的防碰撞問題,此算法的系統穩定范圍要大于時隙ALOHA系統,并且當選用的擴頻碼組階數為N時,此算法的最大吞吐量可達原時隙ALOHA的N倍。上述2個文獻所提到的算法,當標簽數量很多時,數據碰撞的概率明顯增加,使系統的吞吐量急劇下降,影響了系統的整體性能。基于以上原因,本論文提出了1種改進的基于CDMA技術的防碰撞算法,能夠適應大量標簽的識別應用,減少了識別碰撞的發生,使系統吞吐量得到明顯改善。
1基于CDMA技術的新型防碰撞算法
n×1-1Nn-1(2)由于傳統的基于ALOHA的防碰撞算法中一個時隙最多只能正確識別一個標簽的信息,所以當標簽數目過大時,系統的吞吐率,即正確識別標簽數目所占的百分比將會大幅度的降低,所以對于過量的標簽,本算法將會采取對所有標簽進行分組識別,當標簽需要分成2組時(系統識別幀最大時隙數N為256):nN×1-1Nn-1=n2N×1-1Nn2-1 (3)用上述公式可知n=354,所以當標簽數量大于354時,系統將會對標簽分組識別。
本文提出的新型算法如下:依據分組幀時隙ALOHA算法,通過此算法的分組規則,完成識別的所有標簽的分組。分組幀時隙ALOHA算法的分組規則如下:當標簽數量≤354時,無論幀長選擇8個時隙還是256個時隙,標簽都不分組,按照一個大組來進行識別;當標簽數量>354時,幀長選擇256個時隙比較適合讀寫器的識別;當標簽數量在355707時,標簽分為2組;當標簽數量在708~1 416時,標簽分成4組更適合信息的傳輸識別。當標簽數量更多時,按照這個規律分成合適的組數再進行識別,詳細過程如圖1所示。標簽分組工作完成后,在每個分組中分別采用碼分多址技術,利用其技術的保密性、抗干擾性和多址通信能力,對標簽中的數據進行擴頻處理并傳輸。然后讀寫器端利用碼組的自相關特性對不同標簽所發的數據進行解調,從而達到防碰撞的目的,進而完成對全部標簽的識別,也實現了同一時隙可以傳輸多個信息的情況。本論文中提到的新型防碰撞算法需要預先在待識別的標簽中植入擴頻性良好的正交碼組,以防止接收端沒有辦法正確解擴接收,本文選用Walsh序列。該算法可以有效減少圖1算法執行過程示意圖標簽識別過程中的碰撞次數,從而減少了識別時間并且降低了功耗。本論文將分組幀時隙ALOHA算法和碼分多址技術相結合,實現在每個分組內可以有多個標簽同時進行擴頻傳輸,并且在接收端采用并行接收技術進行多個標簽的同時接收。本發明在識別標簽過程中,每個組內均為一個獨立的識別過程,在分組幀長不改變的前提下,提高了標簽數量龐大時的系統性能。有效地減小標簽之間的碰撞概率,縮短讀寫器操作時間,提高吞吐率, 很適合應用于具有較大數量標簽的RFID系統中。
2仿真結果
本論文提出了采用碼分多址技術的新型防碰撞算法,并仿真了固定時隙數下ALOHA算法的系統吞吐率和本文所提出的算法改進后的系統吞吐量。
RFID系統中時隙ALOHA算法的幀長取值從16個時隙到256個時隙變化,根據公式2,系統吞吐率如圖2所示。其中,系統仿真設定的信息幀長F即時隙數設定按2的冪次方遞增,即F取值從16個時隙變化到256個時隙,橫坐標為標簽數N從1變化到500,縱坐標為吞吐率。當幀長設定為256個時隙,標簽數量少于256個時,系統吞吐量隨著標簽數量的增加而增加,直到標簽數量達到256時系統的吞吐量達到最大值。隨著標簽數量的逐漸增多,系統的吞吐量又呈現下降趨勢。從圖2可以得出2點結論:一、當標簽個數接近信息幀長時,系統的吞吐率比較高;二、隨著幀長取值的增加,系統對標簽的識別性能有明顯改善。
本論文提出的基于碼分多址技術的新型防碰撞算法選用Walsh序列碼,其在對標簽的ID號進行擴頻處理后,即可實現在同一時刻有2個以上的標簽同時進入讀寫器的識別區域,它們同時發送各自的ID號后,讀寫器在接收到這些在空間疊加后的信號時也能完整地分離出不同標簽的ID號,突破了時隙ALOHA算法在同一時刻不能有2個以上標簽到達的限制。此時,系統的吞吐量為(Walsh序列的階數為r)esucc=∑t=2rt=1N×P(N,n,t)(4)固定時隙數的ALOHA算法的系統吞吐量仿真圖和其與基于碼分多址技術的新型防碰撞算法的比較仿真結果如圖3所示。仿真條件為標簽的到達情況符合泊松過程。仿真圖3給出了RFID系統的讀寫器閱讀100個標簽的識別結果,其中新型算法選用的是Walsh序列,其階數r取值從2變化到3,固定時隙數的ALOHA算法的信息幀長F取值從32變化到64,橫坐標為標簽數N從1變化到100,縱坐標為吞吐量。從仿真結果看,在同樣的到達率的條件下,階數越大,算法的吞吐量越高,系統的識別性能有明顯改善。并且隨著到達率的增加,新型算法的吞吐量也隨著增加,當標簽到達量與階數相等時,系統吞吐量達到最大,但到達量大于階數時,吞吐量隨著到達率的增加而呈下降趨勢。這是由于當在同一時隙內到達的標簽數量增加到一定程度后,基于Walsh序列階數r的有限性,選用相同的Walsh序列作為擴頻碼的標簽數量將會增加,此時必然導致碰撞的增加。當選用的Walsh序列階數為3時,基于碼分多址技術的新型防碰撞算法的系統吞吐量可高達3.2,遠高于時隙ALOHA的0.368。而且隨著Walsh序列階數的提高,吞吐量的最大值還可以提高,但這會以增加讀寫器和標簽的硬件復雜度為代價,在實際使用中必須根據需求在吞吐量和Walsh序列階數中作出折中選擇。
【關鍵詞】射頻卡；射頻識別技術；圖書館
隨著科學技術的不斷創新和深入化發展，射頻卡這種非接觸式IC卡將逐漸取代IC卡在社會上的廣泛應用。作為傳播知識和發揮教育職能的高校圖書館，也一直在探求一種更新更完善的高新技術，來滿足近幾年信息共享的要求，射頻識別技術（RFID）由此應運而生。圖書館界認識到射頻卡這種非接觸式IC卡的優點之后，正在不斷的把射頻識別技術應用于現代圖書館中。
一、射頻卡的基本概念與功能分析
射頻卡又稱非接觸式IC卡（簡稱RF卡），它是一種以無線方式傳送數據的集成電路卡片，無電源、免供電、內藏特殊密匙數碼信息的密碼卡，可利用雙向無線電射頻技術，完成卡的數碼識別，亦即代表了持卡人的身份和相關信息。射頻卡在讀寫時處于非接觸操作狀態，避免了由于接觸不良所造成的讀寫錯誤等誤操作，同時避免了灰塵、油污等外部惡劣環境對讀寫卡的影響。與接觸式IC卡比較，射頻卡主要有：①可靠性高；②操作方便、快捷；③應用范圍廣；④加密性能好等優點。
二、射頻識別技術的優勢
射頻識別系統主要由電子標簽（也就是射頻卡）、閱讀器、天線三部分組成。閱讀器通過天線發送出一定頻率的射頻信號，當標簽進入磁場時產生感應電流從而獲得能量，發出自身編碼等信息，被閱讀器讀取并解碼后，送至中央信息系統進行相關數據處理。射頻識別技術的優點如下表所示：
從上面的圖表可以得出結論，射頻識別技術如果應用到高校圖書館領域，會有很大的發展空間。
三、射頻識別技術應用于高校圖書館中的優越性
（一）簡化借還書作業
目前高校圖書館的紙質資料除以條碼作為每一本書的辨識碼以外，為了安全起見，還需加貼磁條，以防圖書被竊；應用射頻識別技術，以射頻識別標簽取代條碼、磁條，借還書免除了消磁和上磁的繁瑣工作，而且圖書在館的安全性大大提高。
（二）讀者可自助開展借還書
射頻識別技術通過配上相應的自動借還書設備，讀者在圖書館內可辦理自助借還書手續，既方便了讀者，也符合圖書館界近幾年來所倡導的人性化服務、個性化管理的需要。
（三）加速了盤點作業
由于條碼閱讀器必須在近距離且沒有物體遮擋的情況下才可辨認，因此，在盤點時需從書架上將每一本書取出。射頻識別技術的標簽是以無線電波傳送訊號，可以一次讀取數個標簽資料，館藏盤點時，工作人員只需在書架上橫移即可讀取館藏資料，簡化了圖書館工作人員的盤點工作。
（四）容易查找錯架、亂架的圖書
在整理圖書館館藏時，圖書館工作人員可利用無線電波射頻識別感應技術，使錯架的圖書能很快被發現，提高整架工作的工作效率，同時勞動強度降低。
當前，高校圖書館在推廣應用射頻識別技術方面還處于嘗試階段，并沒有被廣泛的應用，主要的原因在于射頻識別技術還處于一個發展階段，但是這種新技術正在被圖書館界所重視，畢竟把這種技術應用到圖書館中，可以給廣大的讀者和工作人員帶來方便，這種技術在圖書館中的廣泛應用勢在必行。
參考文獻：
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[2] 程晨.淺談射頻識別技術在中國的發展[J].單片機及嵌入式系統應用，2005， （4）.
[3] UHF射頻識別技術及其應用基礎[EB].射頻識別技術培訓教材.
電子學對生物學及醫學的應用帶來了從心臟起搏器到血糖計在內的重要保健技術的進步。下一代的健康保健技術將會由生物電子學來實現，它是一門電子學、生物學、物理學、化學相互作用的前沿科學。本書介紹了高級互補型金屬氧化物半導體（CMOS）微系統和生物學相連接的各種各樣的應用設計實例。這是首部介紹由微電子學與流體學、光子學及機械學相集成而形成的生物微系統的專著。
本書一共收集了16篇論文，分成三個部分。第一部分人體監測，包括5篇論文：1.將生物學與電子線路相連接：量化與性能度測；2.用于神經信號記錄的全集成系統：技術前景及低噪聲前端設計；3.用于神經肌肉模擬的無線神經記錄微系統的超大規模集成電路；4.使用無線電頻率技術的健康保健裝置；5.用于可植入醫學應用的低功率數字集成系統的設計考慮。第二部分生物傳感器與電子線路，包括6篇論文：6.基于親和力的生物傳感器：隨機建模和品質因素；7.基于標準CMOS及微電子機械系統（MEMS）工藝的制造實例；8.用于芯片實驗室應用的CMOS電容性生物接口；9.用于定點護理及遠程醫學應用的無透鏡成像細胞儀及診斷學；10.用于生物微流體學實時監測與控制的高級技術；11.使用電化學生物傳感器的干細胞培養過程的監測。第三部分新興技術，包括5篇論文：12.建立用于培養細胞與有機物的接口：從靠機械裝置維持生命的甲殼蟲到合成生物學；13.用于陣列式單細胞生物學的技術；14.微流體學系統中細菌鞭毛發動機的應用；15.應用基于CMOS技術的遺傳因子注射和操縱；16.低成本診斷學：射頻設計師的方法。
本書編輯是一位在無線通訊、醫學成像、半導體器件和納米電子方面知名的新興技術國際專家，他管理著一個初創公司――Redlen技術公司的研發部門，他同時也是CMOS新興技術公司的執行主任。他曾在國際性專業雜志及會議上發表過100多篇論文，在各種國際場合中被邀請作為演講者，他擁有美國、加拿大、法國、德國和日本授予的18項國際專利。
本書可用作電氣工程、微電子學、CMOS線路設計及生物醫學器件專業研究生課程的補充材料。
胡光華，
退休高工
(原中國科學院物理學研究所)
Hu Guanghua, Senior Software Engineer
(Former Institute of Physics,CAS)
博觀而約取厚積而薄發
自2002年于暨南大學攻讀碩士學位起，楊榮騫選擇現代醫療儀器作為研究方向，不僅在電子信息、計算機應用與儀器儀表的理論和設計方面打下堅實的基礎，而且擴展了基礎醫學知識，緊密結合臨床對醫學儀器的需求，負責企業規劃的多項醫療器械新產品的研發，完成了婦產康復治療儀、LEEP手術系統等5個產品的研制。
在上海交通大學攻讀博士學位期間，他師從中國無創醫學領域開拓者之一陳亞珠院士從事腫瘤物理治療領域的研究。深入研究實時溫度測量的理論和技術，提出了基于結構光的三維紅外成像方法，在結構光系統標定、三維表面數據快速重建等方面取得了創新性成果。發表SCI論文4篇、EI論文3篇，獲國家發明專利授權1項。
進入華南理工大學生物醫學工程系任職后，楊榮騫組建和帶領由青年教師、博士生和碩士生組成的科研小組，開展以手術導航、心功能評價和放射治療等為特色方向的理論與應用研究，主持承擔國家自然科學基金及省、市級科技項目多項。提出基于配準的四維心臟圖像全自動分割、精確近紅外攝像機標定、標記點自動提取與立體匹配等新方法，設計高精度近紅外光學定位系統，完成了手術工具的標定、跟蹤定位等算法。發表學術論文25篇，其中SCI論文3篇、EI論文7篇；申請國家發明專利6項，其中授權1項；獲軟件版權1項。
緊跟前沿科技結合臨床應用
隨著生活水平提高和生活方式變化，人類預期壽命在延長，但心血管疾病發病率和死亡率也在不斷上升，對國民健康形成巨大威脅。心血管疾病的早期診斷和預防已成為全球關注的重大問題。在心臟醫學影像領域，常見的有MRI、SPECT、CT、US等，基于不同圖像來源可重建出不同精度的模型。近年出現的雙源CT（DSCT），為采集清晰動態的心臟圖像提供了可靠的影像學保障，可實現在無需使用β-受體阻滯劑和不受心率影響的情況下對心臟病患者進行成像。CUDA（computeuni fieddevicear chitecture）是建立在圖形處理單元（graphic proces singunit，GPU）基礎之上的通用計算開發平臺，通過它可以將GPU視為一個并行數據計算的設備。利用DSCT提供的良好的心臟斷層圖像，結合GPU并行計算能力，為可視化心臟輔助診斷系統的研究提供了良好的醫學影像學和計算機基礎。
緊跟這項前沿科技，楊榮騫主持完成了“基于GPU的心臟DSCT系列圖像精確分割技術及三維可視化研究”（中央高校基金面上項目），采用基于模板的配準技術實現創新的四維心臟圖像的全自動分割，不僅大大減少了醫生半自動分割圖像的時間，而且提高了分割精度。通過與廣州總醫院放射科密切合作，還獲得了冠脈灌注測評和動態心功能評價方法等相關研究的新成果。將進一步結合臨床影像數據和醫學專家知識，構建符合國人特征的具有臨床應用價值的輔助診斷和評價模型。
在腫瘤開顱手術前，須先進行手術入路規劃。目前，神經外科醫生一般是根據影像學提供的病灶信息，結合自己的經驗，采用定性的方法設計勾畫開顱部位。由于對腫瘤的形態、尺寸及空間位置不能精確量化，往往造成較大切口引起更大損傷，也可能因反復探查而拖延術前計劃時間。依靠經驗定性方式的入路規劃也不利于術中腦功能區保護和有效完全切除腫瘤。如果采用立體定向頭架或神經外科導航系統，則能精確定位腦部腫瘤，且正確引導手術入路的方向和深度，但費用昂貴、操作繁瑣，難于在醫院普及。
為克服人工經驗方法的不足，提高定位精確度，減小手術損傷，保障手術的有效性和安全性，楊榮騫團隊成功研究一種不依賴昂貴設備，且操作簡便，易于掌握的輔助腫瘤開顱手術入路規劃方法和軟件，基于術前檢查獲取的醫學影像數據，確定腫瘤病灶的三維形態和空間位置，對腫瘤、頭皮表面和設定標志點進行三維可視化重建。在這個虛擬半透明可視化模型中可直觀地看到腫瘤在頭皮的投影，人機界面能夠輔助醫生進行手術入路規劃設計，以實際尺寸等比例打印方式輸出規劃結果。該項技術與廣州總醫院神經外科合作研發，并得到臨床試用60多例，明顯比人工經驗方法提高了定位精確度，減小了開顱創口，縮短了入路規劃時間。該成果的進一步研究發展，將結合生物力學機理研究有效抑制開顱后腦漂移對腫瘤定位的影響，把電刺激獲取的腦功能區位置映射到MRI影像中為醫生提供更豐富的信息規劃手術路徑。
致力導航技術延伸醫生視覺
手術導航為微創手術提供了重要的輔助手段，從一開始就在神經外科中得到應用和大力發展，特別是對顱腦腫瘤手術治療而言，實現了手術醫生的視覺延伸。通過術前計劃和虛擬導航輔助制定詳盡的手術計劃，指導術中精確定位，對提高手術精確度，保障手術安全有效，提高手術效率發揮了極大作用。手術導航是現代醫學影像、雙目視覺、虛擬可視化、立體定向等技術與計算機應用技術有機結合構成的醫療儀器系統，目前的手術導航產品最成熟的技術主要是在術中導航精確定位部分，已經可以達到較高的跟蹤定位精度。關于術前計劃部分，主要是虛擬手術研究領域的相關進展，在CT、MRI圖像融合技術及應用軟件方面取得較好成果，但是還未有機地融入到手術導航系統中。此外，手術導航的術后評估方法已經逐漸進入研究關注范圍，但現有進展不夠深入，基本未形成示范性有價值的指導。
鑒于導航技術在現代醫療設備中的重要地位和面對關鍵技術難點提出的挑戰，楊榮騫主持承擔了“高精度近紅外光學導航技術”（中央高校基金重點項目）和“手術導航中高精度大視場光學定位技術研究”（國家自然科學基金項目）。由于光學定位技術具有定位精度高，使用靈活，基礎技術較成熟等優勢，且得到廣泛的應用，因而選擇光學定位技術構建系統并深入開展導航技術研究。仔細分析了目前光學定位技術存在的兩個主要缺點：一是光學成像設備受攝像機有效視場限制，使得手術必須在攝像機的有效視場范圍內完成；二是手術中光線容易被阻擋。醫生只能調整成像設備或者手術工具到合理的位置來完成定位，給實際使用帶來了很大的不便。楊榮騫提出創新的能夠自動跟蹤手術工具的大視場高精度近紅外光學定位技術，達到克服上述缺陷的目的。每個攝像機的內外部參數都通過光學測量精確標定，實現了多件手術工具高精度定位和實時跟蹤。基于FPGA（現場可編程門陣列）新設計了一種近紅外光學定位單元，實現多攝像機的動態圖像信號同步采集，很好地消除了由于圖像采集不同步而產生的抖動現象。
關鍵詞:檔案管理;RFID技術;流程設計
中圖分類號:TP311.52文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2010) 10-0000-01
RFID-based File Management System
Zheng Fu’e Shang Deji
(Zhengzhou Radio&TV University,Zhengzhou450000,China)
Abstract:The paper firstly analyzes the current situation of the current archives management,then designs a management system based on RFID technology to improve the status of records management.And describes the functional design and business process.
Keywords:File Management;RFID technology;Process design
一、檔案管理的現狀[1][2]
近年來隨著信息技術的發展,我國檔案事業取得了較大的發展,檔案的種類日益多樣化,信息量迅速膨脹。但是傳統檔案管理手段與技術所導致的問題日益突顯:檔案編目流程繁瑣低效、整理時間冗長;檔案存放次序較易被打亂;檔案查閱耗時長;檔案的盤點操作不科學;對失效檔案的管理滯后等等。
RFID(無線射頻識別)技術作為新一代物流跟蹤與信息識別的技術,可以促進檔案管理的自動化、智能化。
二、RFID技術簡介
RFID(Radio Frequency Identification),即無線射頻識別,是興起于20世紀90年代的一項自動識別技術。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據。一個典型的RFID系統由射頻電子標簽、讀寫器或閱讀器以及天線三部分構成。實際應用中,讀寫器把關于物品的數據寫入RFID標簽,然后將標簽貼在待識別物體的表面。讀寫器可無接觸地讀取并識別電子標簽中所保存的數據,從而可以實現對物體識別信息的遠距離、無接觸式采集、無線傳輸等功能,并且同時能識別多個RFID標簽。[3]
RFID技術應用于檔案管理可以促進檔案管理的自動化、智能化,具有較多優點,比如:遠距離快速掃描、安全性高。[4]
三、基于RFID的檔案管理設計
本文設計的基于RFID技術的檔案管理系統,其主要由RFID數據管理模塊和檔案管理信息模塊兩部分組成,如圖1所示。
(一)RFID數據管理模塊
該模塊由信息采集和終端管理器組成,是系統的數據存取中心與信息輸入輸出終端。終端管理器包括讀寫器或閱讀器,是中心數據庫獲取信息與輸出信息的重要端口。讀寫器的作用是負責將數據庫中的信息寫入標簽或是將標簽中的信息導入數據庫。[3]
信息采集部分包括物品、物品電子標簽、讀寫器等,主要完成物品的識別和物品EPC碼的采集和處理。存儲有EPC碼的電子標簽在經過讀寫器的感應區域時,檔案的EPC碼會自動被讀寫器捕獲,從而實現自動化EPC信息采集,采集的數據將交由上位機信息采集軟件進行進一步的處理,如數據校對、數據過濾、數據完整性檢查等,這些經過整理的數據可以為檔案信息管理模塊所使用。
(二)檔案信息管理模塊
檔案信息管理模塊可以在檔案信息管理系統的基礎上改進增加與RFID數據管理模塊交換數據的接口。
RFID數據管理模塊與檔案信息管理模塊通過系統接口實現模塊間的對接,由RFID數據管理模塊實現檔案數據的收集、儲存、讀寫電子標簽;檔案信息管理模塊實現對檔案信息的應用與管理。同時,可對系統用戶設置不同權限,以實現對用戶的安全性管理。
四、系統流程設計[1]
該系統流程主要有檔案入庫、日常管理、查找和盤點、防盜管理和銷毀等,下面將分別介紹幾個重要流程。
(一)檔案入庫
新的檔案入庫前,首先要對新檔案進行編目,并把該檔案信息寫入RFID標簽,同時標簽數據會被傳送到中心數據庫里,以備系統其他模塊調用和查詢。
(二)檔案日常管理
對于檔案的日常管理,均需要通過讀寫器對標簽進行讀寫操作完成,在數據庫中存儲工作記錄,同時在檔案RFID芯片中寫入借出和歸還記錄。同時,每次借出和歸還操作產生時,必須通過手持機對存儲該檔案的檔案架標簽進行寫操作,更新檔案架標簽中的存放記錄。
(三)檔案查找和盤點
在查詢相關檔案時,管理員通過系統按編號提取中心數據庫里所儲存的數據信息,核對無誤后發出出庫指令,檔案自動識別部分將根據編目號找出該檔案存放的檔案架編號即其物理位置。
(四)檔案防盜管理
在檔案室出入口安裝有讀寫器,并與該管理系統連接。當檔案經過出入口時,讀寫器自動讀取檔案數據,若判斷檔案未經辦理領用操作,則裝置發出異常警報。
(五)銷毀
當檔案在入館時,將檔案保管期限寫入RFID標簽并存儲于中心數據庫中。當有檔案達到保管期限前,系統將提示該檔案將于何時失效,由管理員做出銷毀或繼續保管處理,以減少對檔案室資源的占用。
五、結束語
RFID技術應用于檔案管理中可以解決現有檔案管理中的一些問題,它使檔案管理自動化,可以提高檔案管理的效率,減少人員的使用,免去了計算機檔案管理和人工檔案管理的繁瑣。
參考文獻
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[2]何佩婷.檔案管理中的問題分析及其安全防范措施[J].建筑安全,2010,(02):53-54
很難想象還有什么東西能比在天空和太空中傳送太拉字節信息的信號更好地說明21 世紀電子技術的復雜性,射頻波形生成和測量的復雜性。這些信號在無線局域網、先進蜂窩系統、基于地面和衛星的多媒體數字廣播系統中的有線網絡電纜和光網絡光纖中傳輸。這些通信系統和廣播系統非常復雜,它們產生并發送的那些滿載信息的信號也是非常復雜。幸運的是,您或許可以在不完全了解這些信號如何傳輸數據或這些系統如何把信息加到數千兆赫射頻載波上的情況下,使用這些信號并測量它們的主要特性。盡管如此,在選擇儀器或軟件來生成測試信號或確定數據有時在到達目的地的途中遭到破壞的方式或原因時,您或許需要更好地了解它們。
UWB(超寬帶)技術仍處于初始階段,它使用數百兆赫來發送數據速率很高的信號,發送的距離通常為幾十米或更短。UWB技術的存在一點也不影響以下斷言的有效性:有限的帶寬和數據量的爆炸性增長需要更加復雜的通信系統和信號。事實上,UWB 強化了這一觀點。UWB 并不試圖找到射頻頻譜中的空閑點,將信號置入其中,而是在其它服務占用的頻段內發送信號。UWB 系統設計得可以共享帶寬,而不會對其它服務產生干擾,或受到其它服務的干擾。高數據速率、寬帶寬和占用相同頻率的干擾信號的存在這三個因素,使得系統設計極具挑戰性。
正交頻分復用(OFDM)技術
有兩種互相競爭的技術是 UWB 的基礎,其中之一就是一種稱為OFDM(正交頻分復用)的 DSP 密集型系統。OFDM 還是 IEEE 802.11 無線聯網標準系列、幾種 DBS(直接廣播衛星)電視系統、iBiquity Digital 公司面向美國市場的 HDRadio TDAB(陸基數字音頻廣播)系統、歐洲 DVB(數字電視廣播)系統(它既支持陸基傳輸又支持衛星傳輸)中的一種關鍵技術,電子通信論文《射頻波形生成和測量的復雜性。
您可能聽說人們把 OFDM 稱為一種數字調制形式,嚴格地說,它不是。OFDM 使用數百甚至數千個不同頻率的副載波,使裝入每個符號周期中的信息比大多數其它數字數據傳輸系統能裝入每個符號周期的信息更多。因此,OFDM 使用數量更少、持續時間更長、復雜性更高的符號來達到與其它幾種數字傳輸系統相同的數據傳輸速率。(有些人認為這些符號是一個符號周期中的多個符號。)而且無須增加占用帶寬就可以維持這一數據速率。
OFDM 的符號時間長,相應地符號速率就低,這就使 ISI(符號間干擾)能減少到最低程度而ISI在射頻通信中通常是由多路徑失真等信號減損引起的。當某個信號通過幾條路徑到達接收天線時,就會發生多路徑傳播。其中一條路徑可能是從發射天線直接到達接收天線,而其它路徑則涉及到固定物體或運動物體的反射信號。只要延長符號持續時間,使之超過延遲時間最長的反射信號到達接收天線所花的額外時間,OFDM就能消除此類反射信號通常造成的 ISI。還有一個好處是,信息散布在多個載波中,能提高信號的抗干擾能力以及信號對多路徑傳播的頻率響應影響的抵抗力。
它是一種數據傳輸系統
某種形式的數字調制,如 BPSK(雙相移鍵控)或 QAM(正交調幅,參見參考文獻 2),把信息加在每個 OFDM 副載波上。一個 OFDM 系統能在不同副載波上使用不同類型的調制,任何副載波使用的調制類型都可以隨時改變。也就是說,一個 OFDM 副載波可以使用 BPSK,然后改用 QAM,接著再改回來,或者改用另一種調制形式。因此,您或許不應該把 OFDM 稱為一種調制,而應稱為一種數據傳輸系統。
OFDM 的魅力部分來自其多個副載波之間的正交性。不同頻率的信號可以正交,這一思想也許需要人們花些時間來習慣它,這是因為人們一般把正交性看作同頻率信號的一種特性。例如,兩個正交的同頻率正弦波信號分量(即在時間上相差 90°)是垂直的,因為任何一個分量的幅度變化都不影響另一個的幅度。
關鍵詞：系統仿真，建模，浮標定位
1 引言系統仿真技術是近30年才發展起來的新興技術，它是指在計算機上通過系統模型的仿真實驗去研究或驗證一個已經存在的或者正在設計的系統的過程。系統仿真并不是對原形的簡單再現，而是按照研究的側重點對系統進行提煉，以利于抓住問題的本質。
在“某型機浮標定位系統研究”科研課題中，經過多方論證與研究，最終設計出了在充分利用原機載設備功能的基礎上，通過對原機載設備進行適當改進，實現對投放的無線電聲納浮標進行快速、遠距離的極坐標定位方案。
本文試圖通過對該方案建立合理的數學模型并進行系統仿真，以達到驗證所設計方案的正確性的目的。科技論文。
2浮標定位系統的設計方案“某型機浮標定位系統”的組成包括機上某型搜瞄雷達、某型無線電聲納浮標、某型聲納浮標信息接收處理機、戰術導航態勢顯示器及新設計加裝的浮標測距接收與應答機和信號處理分機等，如圖1所示。
某型搜瞄雷達的作用是：利用其連測通道產生測距詢問脈沖信號發往浮標，同時將與發射脈沖同步的信號提供給戰術導航態勢顯示器和信號處理分機。
測距接收與應答機為在浮標上的加裝電路，它的作用是接收雷達連測通道發來的詢問脈沖，經識別后產生相應的應答脈沖，再經振幅調制后發往機載某型聲納浮標信息接收處理機。
某型浮標信息接收處理機的作用是：接收浮標發回的信號，將該信號經幅度檢波后，送往信號處理分機進行處理。
信號處理分機為機載部分的加裝電路，它的作用是對某型浮標信息接收處理機送來的幅度檢波信號進行濾波、識別后產生觸發脈沖，并將其送往某型搜瞄雷達和戰術導航態勢顯示器，以計算出浮標與反潛機的距離及顯示。
戰術導航態勢顯示器的作用是：將浮標相對機的方位和距離以一次信息的形式顯示在熒光屏上。
由于“某型機浮標定位系統”研究項目是一個較大的系統工程，涉及的設備很多，而且多數為機上原有設備，因此這里只對新研制的浮標測距接收與應答機和信息處理分機進行仿真。科技論文。
3浮標定位系統的仿真對某型機浮標定位系統進行仿真，就是要根據預先設計好的浮標定位系統方案，將定位系統中各組成部分依照其作用原理建立數學模型，并按仿真平臺的要求生成所需仿真模塊，再利用計算機進行運算以觀察其輸出結果是否符合設計要求。對于仿真平臺的選取，我們采用的是自行開發的專用于航空電子裝備仿真的“航空電子裝備仿真系統”軟件。由于對浮標定位系統的仿真是一種驗證性仿真，其目的在于驗證所設計方案的正確與否，所以建模時在保證系統功能的條件下模型應盡量簡化。
3.1仿真模型的建立3.1.1 浮標測距接收與應答機的仿真模型浮標部分電路組成框圖如圖2所示。為實現對浮標測距接收與應答機電路的計算機仿真，應首先建立該電路的數學模型。
（1）視頻放大器
視頻放大器主要實現的功能是對視頻詢問脈沖信號放大，在理想狀態下應不產生波形失真，為簡化模型，可用一個放大倍數為K的理想放大器代替。
（2）脈沖間隔解碼器
脈沖間隔解碼器是浮標測距接收與應答機電路的核心，其作用是對放大后的視頻脈沖進行脈沖間隔的檢測，并根據其脈沖間隔大小判斷是否為雷達連測通道發來的詢問脈沖，是則輸出一個觸發脈沖，否則不予理睬。脈沖間隔解碼器采用比較法，即將雙脈沖信號一路直接送到比較器的輸入端，另一路則經延遲T（T等于測距詢問雙脈沖間的時間間隔）后送到比較器的另一輸入端。比較器對輸入的兩路脈沖信號進行比較，若脈沖重合則產生一個觸發脈沖。如圖3所示。
（3）延遲電路
延遲電路的作用是對脈沖間隔解碼器產生的觸發脈沖給與適當的時間延遲，以保證應答信號不會落到雷達的探測盲區范圍內。為了簡化模型，這里采用了理想的延遲線。
（4）應答脈沖產生電路
為便于機載接收機對應答脈沖的識別，應答脈沖也采用雙脈沖形式，但其雙脈沖間的時間間隔必須與詢問脈沖區別開。應答脈沖產生電路一般采用單穩態觸發器實現，為了使產生的應答脈沖為雙脈沖形式且雙脈沖間的時間間隔滿足要求，還應在單穩態觸發器之后加一延遲線和或門，如圖4所示。
3.1.2 信息處理分機的仿真模型信息處理分機負責接收處理浮標發回的測距應答脈沖，根據其電路功能，建立每個功能電路的數學模型如下：
（1）射頻放大器
射頻放大器主要實現的功能是對來自某型浮標信息接收處理機信號分配器的射頻信號進行放大，它是一個寬帶放大器，在理想狀態下應不產生波形失真，為簡化模型，可用一個放大倍數為K的理想放大器代替。
（2）包絡檢波器
包絡檢波器用于對放大后的射頻信號進行幅度檢波，以取出視頻應答脈沖信號。一般此類檢波器大多利用二極管或三極管的非線性實現，此處的包絡檢波器可直接采用二極管檢波器。
（3）視頻放大器
這里的視頻放大器主要實現的功能是對檢波后的視頻應答脈沖信號放大，在理想狀態下應不產生波形失真，為簡化模型，可用一個放大倍數為K的理想放大器代替。
（4）脈沖間隔解碼器
這里的脈沖間隔解碼器同浮標測距接收與應答機電路的一樣，其作用是對放大后的視頻脈沖進行脈沖間隔的檢測，并根據其脈沖間隔大小判斷是否為浮標發來的測距應答脈沖，是則輸出一個觸發脈沖，否則不予理睬。數學模型同2.2.1的（2），只是延遲參數不同。
3.2仿真結果按以上建立的模型對浮標測距接收與應答機和信息處理分機的各功能電路建模后，還要用算法語言對各模塊進行編程，并按“航空電子裝備仿真系統”軟件的要求生成所需的動態鏈接庫文件。完成后，就可以在“航空電子裝備仿真系統”軟件平臺上進行浮標定位系統的仿真測試了。
3.2.1 浮標測距接收與應答機的仿真為了驗證設計的浮標測距接收與應答機電路的功能，需要模擬該電路的輸入信號，即雷達連測通道測距詢問脈沖，以觀察仿真對象的輸出情況。由于浮標測距接收與應答機電路的輸入信號已經過檢波，因此這里模擬的測距詢問脈沖為視頻脈沖。
通常雷達發射機的探測脈沖都采用鐘形脈沖形式。根據某型搜瞄系統雷達的實際工作情況，在這里我們模擬該雷達在量程為М8、М16、М32檔，“連測”開關接通狀態下的發射機脈沖信號波形。此時，雷達主天線在一個雷達周期內發射三個脈沖，其中第一個脈沖作為雷達的探測脈沖，后兩個作為連測通道的詢問脈沖。為了逼真模擬輸入信號的實際情況，在模擬的雷達連測通道測距詢問脈沖中還要加入噪聲。模擬雷達脈沖信號如圖5所示。雷達脈沖信號經視頻放大器放大后的波形如圖6所示。
圖5 模擬的雷達脈沖信號圖6 視頻放大后的雷達脈沖信號
脈沖間隔解碼前、后的波形對比如圖7所示。
解碼前 解碼后
圖7 脈沖間隔解碼前、后的波形對比
觸發脈沖和應答脈沖波形如圖8所示。
觸發脈沖 應答脈沖
圖8 觸發脈沖和應答脈沖的波形
可見，通過計算機仿真，設計的浮標測距接收與應答機電路在某型搜瞄系統雷達發出的探測和詢問脈沖照射下，能夠正確地產生相應的應答信號。
3.2.2 信息處理分機的仿真信息處理分機的輸入信號來自某型浮標信息接收處理機的信號分配器，這是一個包絡含有應答雙脈沖的射頻信號，經射頻放大器放大后送入包絡檢波器檢波。包絡檢波器檢波前、后的波形對比如圖9所示。
圖9 包絡檢波器檢波前、后的波形
檢波后的視頻雙脈沖信號經放大后送入脈沖間隔解碼器進行解碼，解碼前、后的波形對比如圖10所示。
解碼前解碼后
圖10 解碼前、后的波形對比
由此可見，通過計算機仿真，設計的信息處理分機在收到浮標發出的信號后，能夠從中正確地檢出測距應答脈沖加以識別并輸出觸發信號。科技論文。
4浮標定位系統仿真的結論通過以上的仿真結果可以看到，按照預先設計好的浮標定位系統方案，新設計的浮標測距接收與應答機和信息處理分機均能較好地實現其設計功能，配合浮標定位系統的其它設備，可實現某型機對投放的某型無線電聲納浮標進行遠距離快速定位。
通過對設計的浮標定位系統電路進行計算機仿真，驗證了系統設計的正確性和可行性。
參考文獻：
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關鍵詞 實驗耗材 電子掃描 出入庫管理
中圖分類號：R197.324 文獻標識碼：A
0引言
隨著電子信息產業的不斷發展，目前國內理工類和綜合類高校都有電子信息類相關專業的開設，為了提高學生的動手實踐能力，各種電工類實驗必不可少。電工實驗室除了為學生提供做實驗所需的儀器設備，每年還會采購大量的實驗元器件，以保障學生的實驗需要和課程設計。由于實驗耗材存在種類多、數量多、體積小等特點，對于實驗耗材的管理存在一定的難度，如何科學有效地管理實驗耗材，成為實驗室管理工作中的一個亟待解決的問題。
1實驗耗材管理存在的問題
1.1耗材的采購、使用、回收效率低下
實驗室的耗材大致會經過采購、使用、回收三個環節。首先，由教員或者學員根據每學期的實驗需求，上報所需的實驗耗材型號和數量清單給實驗室管理員；然后，實驗室管理員匯總所有的實驗耗材需求表，擬稿上報申請購買文件；其次，經過學院相關部門詢價批準后，進行實物采購；最后，由實驗室管理員對實驗耗材進行出入庫管理。上述環節，目前幾乎采用紙質或電子表單的形式進行記錄，一方面，這些信息大部分只有實驗室管理員清楚，由于信息的不對稱，教員或者學員在提交耗材申請表時，往往不清楚實驗室所剩耗材的情況，造成重復采購的情況發生；另一方面，采用手工記錄的方式，會存在實驗室管理員對一時的信息清楚，時間久了之后，對耗材的出入庫情況細節沒法回顧。
1.2耗材出入庫記錄信息不完整
實驗耗材的分發是根據教員對每堂課的需求進行分發的，實驗課結束時，實驗室管理員對完好的耗材進行回收。由于實驗室開設的實驗課程較多，每門實驗課程對應的班級也比較多，勢必存在耗材頻繁出入庫的情況，而這些記錄信息都是采用手工登記的方式，不僅效率低下，且容易出現漏洞，在有需求改變的情況下，很難在第一時間進行更正和補漏，更容易使記錄混亂，難以查詢和下一步安排。
1.3實驗室管理員的耗材信息不對稱
實驗室的管理員一般都有多個人，對于實驗耗材的管理是指定專人進行負責，耗材管理員對于耗材的存放位置、數量、使用信息有專門記錄，對這些信息比較清楚，而其他的管理員可能對這些信息就比較陌生，當其他實驗室管理員需要對實驗耗材進行分發時，會存在不清楚耗材存放位置，且沒法更新耗材使用信息等情況。若遇到耗材管理員有事外出等情況，會出現耗材管理混亂的情況，嚴重影響了實驗室管理人員的工作效率。
針對上述存在的一些管理問題，有必要建立一套統一的管理平臺，讓實驗室管理人員對實驗耗材進行統一管理。
2基于電子掃描系統的實驗耗材管理
電工實驗室的元器件大部分體積比較小，比如電阻、電容、二極管等，要讀取這些器件的型號，比較費時間，造成了耗材出入庫效率低下。在借鑒超市商品管理和圖書館圖書管理的基礎之上，本文提出引入電子標簽掃描系統，作為實驗耗材自動化出入庫的方式，通過電子標簽的掃描，實驗室管理員可以快捷地將實驗耗材相關信息讀取到電腦，從而提高管理效率。
2.1電子標簽的分類
現有的電子標簽識別技術大致分為三類：條形碼標簽技術、二維碼標簽技術、無線射頻識別（RFID）技術。
條形碼掃描技術，是將制作完成的條形碼粘貼在確定的物體上，并使用專門的條形碼掃描讀寫器將條形碼中的信息讀取出來，該讀寫器讀取的信息是由光信號傳遞的。
二維碼掃描技術，與條碼掃描技術相類似，但是二維碼包含的信息比條形碼更多，也需要借助專門的二維碼掃描讀寫器讀取其中的信息，目前二維碼識別技術的應用相當廣泛。
無線射頻識別（RFID）技術，是射頻識別系統的數據載體，每個電子標簽都有一個全球唯一的編碼。電子標簽中存儲有被標識物品的相關信息，通常被貼附在需要標識的物品上，它存儲的物品信息可被讀寫器以無線電波的實行非接觸式地讀取。
2.2電子標簽掃描系統的方案選擇
上述三種標簽識別技術都可以應用到實驗耗材的自動識別中，需要從以下幾個方面考慮方案選擇：（1）大部分實驗耗材體積較小。（2）標簽制作的難易程度。（3）整套電子識別設備的成本。（4）標簽記錄數據的完整性。
由于條碼技術的發展已經相當成熟，在圖書管理系統中應用了非常久的時間，條碼的制作成本較低，并且記錄的信息已經能夠滿足對實驗耗材管理的需求，因此，本文系統在電子標簽的方案選擇中采用條碼技術。
2.3實驗耗材管理的方案設計
本文設計的實驗耗材信息管理系統功能如圖1所示，在考慮實現實驗耗材綜合管理系統方案時，充分利用信息自動化技術，利用電子標簽掃描系統，能夠自動讀取實驗耗材相關信息。
3結論
通過對實驗室的耗材管理現狀和需求進行分析，尋找科學有效的管理辦法，嘗試利用電子掃描方式對耗材出入庫進行管理和登記，提高了實驗耗材的利用率和實驗室管理人員的管理效率。
參考文獻
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[2] 毛紅霞.基于RFID技術的實驗室信息管理系統設計[D].西南交通大學碩士學位論文，2008.
關鍵詞：SC2262；SC2272；智能手機；無線尋呼
靜脈輸液是目前疾病治療的主要手段。然而因我國人口眾多，醫療資源不充足，經常出現醫院病床緊張的情況，因此，醫院設立了輸液大廳，類似于門診治輸液方式，其存在患者眾多，人員流動性大，醫護人員分配少的特點。輸液人數眾多護士工作強度大，無法定期查看患者輸液進行狀況。患者一但輸液結束，沒有及時換藥或撥針將出現血液回流等不良狀況，必然會增加醫療事故發生的概率。針對上述現狀，為了緩解護士的工作壓力，為患者提供可靠優質的治療服務，國內外部分廠家相繼研制了有線尋呼系統，因其存在布線施工復雜、成本高、維護難的不足，已不能很好的用于輸液大廳這種場合[1]。基于上述背景，本文順應物聯網理念的發展潮流，本著低成本，高可靠性、穩定性的原則，將WIFI技術、無線射頻技術、智能手機技術相結合，設計了一款低成本、移動性好、多種模式無線主機接收，可靈活組網進行無線擴展的輸液無線尋呼系統。
1 系統總體結構設計
系統總體框圖如圖1所示，由呼叫終端、接收主機、護士站PC機及智能手機終端構成。在實際使用中，呼叫終端由病人手持或安放在輸液椅子邊上，（注意：椅子的編號與呼收終端地址相對應）。當輸液結束時，病人按下呼叫終端上的按鍵，通過無線射頻發射呼叫信息幀到接收主機，接收主機收到有效信息后通過WIFI模塊以WIFI網絡通信技術，轉發到護士站的PC機進行語音報號，同時還可轉發到護士的智能手機上。接收主機也可以通過無線路由擴大網絡覆蓋范圍。
2 硬件設計
2.1 呼叫終端模塊
呼叫終端分別由射頻發射模塊、電源電路、編碼電路組成。射頻發射模塊選用XY-FST射頻發射模塊。編碼電路選取SC2262，通過查閱其用戶手冊中的引腳定義[2]，設計的終端模塊電路如圖2所示，R6用于調節編碼振蕩器的頻率；SC2262的第17為串行輸出發送引腳，與射頻模塊的數據引腳相接。10、11、12、13為數據編碼，可設為0或1；1---8為三態地址引腳，設置時必須與主機的解碼接收模塊SC2272相同。其中J11、J12在設計PCB時做編碼狀態設置跳線，以便于對不同模塊對應的輸液座位進行對應編號設置。其工作流程是：當按鍵S4沒有按下時，模塊不通電，所以不耗電，為電池供電提供了較好的可能性。當按鍵按下時模塊得電立即傳送已設好的編碼數據。
2.2 接收主機模塊
2.2.1 超外差接收射頻模塊
超外差接收射頻模塊由解碼模塊與XY-FST射頻接收模塊構成。接收終端的呼叫號碼，通過SC2272解碼后，將結果輸出單片機的P10～P13口線。通過查閱SC2272的用戶手冊可知[3]，接在15、16腳間的電阻值選取很關鍵，要與SC2262的對應。同時其地址也要與2262設置相同。正確解碼后17腳會輸出由0到1的脈沖信號，將其連接到單片機的P14口線用于通知單片機讀取數據。
2.2.2 處理器模塊及WIFI模塊
處理器模塊的主要任務是通過I/O口讀取SC2272接收到的終端呼叫號，然后通過串口控制WIFI模塊，將數據上傳到WIFI網絡，WIFI終端接收。因處理器不需要做復雜運算處理，因此選用成本較低，通用性好的AT89S51單片機來實現。
為了降低開發的難度，縮短開發的周期，近而降低開發成本，綜合考慮成本高低、技術支持是否良好等多方面的因素，最終選用了濟南有人物聯網技術有限公司的串口轉WIFI模塊USR-WIFI232。USR-WIFI232系列產品具有超小體積、支持無線工作在STA/AP/AP+STA/WDS（WDS即無線漫由功能）模式等特點，能夠使本文設計的尋呼系統便于實現靈活的組網模式，組成一個覆蓋范圍較廣的WIFI網絡，進而提高了系統的通用性。模塊的接口定義及管腳說明詳見參考文獻[4]。
3 軟件設計
3.1 接收主機軟件設計
單片機上電后，首先完成串口初始化，接著進入主循環，通過P14口線不斷檢測解碼模塊SC2272的第17腳是否有0到1的信號跳變，以確定是否有終端呼叫。如果有就讀取呼叫值，然后按特定的數據幀格式通過串口發送到WIFI模塊，WIFI模塊不對數據做任何處理直接傳輸到整個WIFI網絡，供護士站PC主機接收和安卓智能手機接收。
3.2 護士站PC軟件設計
基于VB6.0平臺開發的顯示界面如圖3所示，包括當前呼叫號碼顯示區域，網絡連接設置與狀態顯示區及語音調節區域。對于網絡的連接編程選用WinSock控件能通過TCP協議（數據傳輸協議）連接到接收主機的WIFI網絡。同步號碼語音播報是通過在VB環境中添加Win32 speech API中的對象庫來完成。可根據PC操作系統中已安裝的語音庫設為中英文男女音四種模式。
4 結論與討論
本系統整體調試通過，調試顯示如圖3所示。經過多次測試，本系統能夠很好的實現對終端呼叫信號的接收、顯示、播報及轉發。接收范圍也能滿足應用要求。本方法設計的系統克服了有線系統的缺陷，具有成本低、移動性好、多種模式無線主機接收，可靈活組網進行無線擴展的優勢。
[參考文獻]
[1]于沛.基于無線傳感器網絡輸液監測系統設計[D].碩士論文，黑龍江大學，2012，1-5.
[2]拓迪電子有限公司.SC2262數據手冊.佛山市拓迪電子有限公司，2010，1-30.
[3]拓迪電子有限公司.SC2272數據手冊.佛山市拓迪電子有限公司，2010，1-28.
[4]有人科技有限公司.USR-WIFI232芯片技術手冊.濟南有人科技有限公司，2012，1-26.
【關鍵詞】點頻音箱；電路原理；安裝維修
點頻音箱是接受一個或者幾個固定頻率的調頻音箱，點頻音箱具有晶振穩頻的特點，能夠實現點頻的自動接受，抗干擾能力很強，可以實現全自動開關機，音量的調整十分靈活，喇叭音質優美，造型美觀、功耗低，待機消耗電流小。一般情況下，點頻音箱的頻率準確度
1 點頻音箱的電路原理
1.2 芯片簡介
以FM-165-RD音箱為例，該種音箱使用索尼單片收音機CXA1691IBM芯片，該種芯片是最新的換代產品，具備電源電壓適應面寬、元件少、功耗低、輸出大、內置FM/AM切換、對溫度適應性強的特點，除此之外，該種芯片還有其他的功能，FM部分具備混頻器、中頻放大器、振蕩器、調諧LED驅動器、AFC可變電容射頻放大器，AM部分包含AGC射頻放大器、振蕩器、混頻器、中頻AGC放大器、調諧LED驅動器、檢波器等，芯片的音頻部分包括FM靜音、電子音量控制，在負載阻抗為8Ω、電源電壓為6V時可以實現500mV的功率輸出，其內部部件框圖詳見表1。
1.2 電路原理的相關信息
點頻音箱的電路原理詳見圖2。當信號經過T1、C1、C2和C3組成的濾波器后，會進入CXA1691BM腳中，經由C8、T2等原件以及內部的選頻放大器后，可以將選頻回路選拼，將需要得到的信號放大。7腳外接三極管與晶振共同組成本振電路，信號會從7腳中輸入，和選頻的信號一起送入到CXA1691BM腳中，混頻得出的調頻信號會從14腳中輸出，調頻信號在經過CXA1691BM中的17腳輸入到內部，并經過中頻放大，得到放大后的信號在CXA1691BM內部進入到FM鑒別器之中，CXA1691BM的2腳會與鑒別器連接起來，與R8、CF2共同構成一種鑒頻網絡。信號在經過鑒頻網絡后會分成兩路，其中一路會從23腳輸出從24腳進入，并由27腳輸出驅動揚聲，另外一組信號會經過19腳，如果檢測時其為低點位，就會開啟CXA1691BM的內部功放電路，如果沒有信號則會關閉CXA1691BM內部的功放電路，以便實現靜燥。
2 點頻音箱的安裝
點頻音箱的安裝應該按照以下的流程進行：
2.1 選擇好音箱的位置
一般情況下，音箱要避開油煙的污染和陽光的直射，同時要盡可能的降低成本，比如符合安全要求，為了便于點整音量的電位器，音箱的高度必須要大于1.5m，為了防止音箱的本振信號對電視圖像產生干擾，音箱的位置要離電視機5m以上，使用的電源插座的高度也必須要高于1.5m，與此同時，線路必須要符合室內線路的安裝標準。
2.2 調整好輸入電平
在音箱的安裝之前需要檢查和調整好電視信號的電平質量，保證電視信號電平能夠達到60到70dR，對于音箱輸入的電平，保持在50dB左右即可。
2.3 保證用電安全
點頻音箱是使用220V交流電供電，因此，電源插座的安裝必須要結構過專業訓練的工作人員方可進行，此外，還要盡可能的將原電源插座利用起來，如果需要重新安裝插座，必須要專門的工作人員才能安裝，同時，為了節省用電，在取得用戶的同意之后，才能進行安裝，在插座安裝完成之后要仔細的進行檢查，防止由于安全問題而發生觸電的事故。此外，對于室內同軸電纜的布線必須要釘好線卡，保證走線的美觀性。
對于音箱調頻信號應該選擇終端盒FM端口，該種端口可以起到防雷擊的作用，也能夠保證信號的質量，此外，為了節約用料，可以在室外或者室內裝好分配器來分配信號，安裝好端盒以便將FM信號取出。
3 點頻音箱的維修問題
3.1 點頻音箱的使用維護
在點頻音箱安裝完成之后，要做好防曬和防雨工作，不能隨便移動點頻音箱的位置，在雷電發生前做好將信號的插頭拔出，防止音箱受到雷擊的損壞，在音箱使用的過程中，音量要適宜，不要將音量調的過大。
3.2 故障的排除
3.2.1 喇叭故障的排除
如果出現喇叭的故障，需要檢查是否是外部原因，電源是否出入音箱內，同時，檢查鄰居的音箱是否存在問題，如果鄰居音箱連續幾家不響，就要檢查是否線路的外部存在著故障，如果外部的音箱不存在故障，就要檢查是否音箱的內部存在問題，檢查方法主要利用萬用表來檢查電源插頭的兩端是否存在直流電阻，如果不存在電源變壓器損壞、保險絲燒斷、電源線不通的情況，就需要將其更換。其他的檢查方式就對應的線路進行一一檢查即可。
3.2.2 “靜噪”故障的排除
“靜噪”不靈的故障大多是由于輸入音箱電平的問題導致，其表現主要為，在有信號的情況下可以正常工作，在將調頻機音箱關掉后仍有廣播節目和噪聲，難以自動關機，究其根本原因，是由于輸入音箱的電平過高導致。為了解決這種情況，只要調整音箱輸入電平即可。
3.2.3 雷擊的修理
如果點頻音箱遭到雷擊后，會發生損壞，一般情況下，損壞的是變壓器和保險絲，有時還會出現音箱響但是變壓器發燙的情況，在發生這種故障時，只要更換配件即可。
參考文獻：
[1]張忠秀.點頻音箱的電路原理與安裝維修[期刊論文]，中國有線電視，2007，11（25）
[2]海濤，胡艷麗.調頻廣播與有線電視在共纜傳輸中的幾個問題[期刊論文]，內蒙古廣播與電視技術. 2008（01）
[3]于往才，楊洪流.市（縣）鎮（鄉）村戶有線電視和調頻廣播共纜傳輸方式的實施[期刊論文]，有線電視技術. 2002（06）
