【IT168 信息化】
目前，自动识别技术已广泛应用于物流、制造业、医疗卫生、安全防伪等各个领域。本文旨在探讨自动识别技术如何在无线电管理工作中加以应用。
自动识别技术是将信息数据自动识读、自动输入计算机的重要方法和手段，它是以计算机技术和通信技术为基础的综合性科学技术。自动识别技术近几十年在全球范围内得到了迅猛发展，初步形成了一个包括条码、磁识别、光学字符识别、射频、生物识别及图像识别等集计算机、光、机电、通信技术为一体的高技术学科。
自动识别技术的崛起为计算机的应用开辟了更广阔的领域，为计算机提供了快速、准确地进行数据采集的有效手段，也在计算机高度集中、高速运行、高效处理的数据库与形态离散、位置离散、特征离散的被管理对象之间搭建起了一个有效的沟通通道。
目前，自动识别技术已广泛应用于物流、制造业、医疗卫生、安全防伪等各个领域。本文旨在探讨自动识别技术如何在无线电管理工作中加以应用。
1 台站和内部设备管理的特征分析
台站管理是无线电管理的主要内容之一，尽管全国绝大多数省（区、市）已建立了台站数据库，但只是改变了台站数据的贮存和利用模式，并未解决数据库数据与实际台站情况的紧密性问题。这主要是因为：
（1）因台站的不断新增、撤销，参数改变呈现的动态特性
无线电台站管理的理想情况是每部设台都到无线电管理机构办理相应手续，每部台站资料都在数据库中有镜像映射。但在实际工作中因各种原因导致未经批准就先行设台的情况比比皆是，例如：处理突发事件、防汛救灾，紧急通信事故等紧急情况下的特殊设台，特殊工程项目要求的特殊期限所产生的先设后报等情况，还有故意及非故意违反规定设台的行为。这些凡未经批准的设台统称为非法设台，都会造成台站数据的不准确性。自身需要是用户设台或撤销设台的第一主观要因，执行管理规定是客观要因。管理发生在需求之后，具有滞后效应。因此，管理机关掌握的数字与实际数字之间应允许有可接受的时间差。
但是台站一经设立，就应纳入管理范畴。无线电管理机关的工作不仅仅是发执照、收费，还要不断地发现非法设台，这一方面依靠监测捕捉，一方面依靠日常的现场监督检查。
现场监督检查设台合法性的主要依据是电台执照，但是由于目前的执照形式所限，手持机使用者的电台执照不方便随机携带，使对手持机的监督检查工作很难实施到位。即使是固定台站，由于执照的格式所限，台站的特性标志也无没在现行的执照中反映出来。虽然技术部门可以监测出信号强度的变化，但缺少与原批准数据的核对基础，并非直接证据，使监督检查人员在现场无法作出正确判断。因此，需要有一种新式执照，既方便携带，又可直接表征现场设台的指标特征和相应的获批准参数。
（2）台站设置的地域、时域、类型离散所呈现的离散特性
无线电设台是社会行为，使用单位在地域上的分布是离散的，同时由于无线电通信具有的移动特点，使用者的使用地点也是随机的、离散的；即使在同一地域，不同业务并存，单位、用途的离散性带来业务种类的离散；各使用者由于不同的用途，其工作时间不是统一的、固定的，因此无线电台站的运行在时域上也是随机的、离散的；无线电台站设备都是由使用者自行购置，相同的业务不同的设备、相同的设备不同的单位、相同的设备相同的单位不同的启用时间，带来了设备和业务种类以及时间分布的离散。所有这些离散参数都在台站数据库中集中，台站数据库是在用集中的方式管理离散对象，因此必须有一种有效的连接渠道来保证离散与集中之间的有效衔接。保证台站数据库最大限度地与实际情况相吻合。
此外，无线电管理机构在实施外部管理的同时，也存在大量的内部管理问题，内部管理的有效性直接影响外部管理的效果。设备管理就是无线电管理机构内部管理的一个重要方面。
无线电管理部门内部设备的特点是：
（1）种类多、数量大。按国家确定的现行管理体制，全省的固定资产均应由省统管。如某省共14个市，超短波检测、监测通用设备每市一套，加上省站共15套。省站在此基础上还要配备短波、微波类测试设备，有的还不止一套，监测设备中还要包括固定、移动、可搬移等不同种类的设备，再加上附属类设备如GPS、望远镜、数码相机、测距仪等零星设备，全省技术部门的设备可分成监测、检测、网络、通用四大类，共计上百种、上千套。
（2）流动性强。流动性体现在两个方面，一是设备流动性：无线电监测大多需要在室外、野外作业，多数时间处于运动状态；考虑到经济性原则，使用频次不高的设备不可能每市一套，只能以监测任务比较集中的城市为主配备，其他各市需要时协调调用，于是就出现了区域间流动问题。二是人员流动性：部门的调整、人员岗位的变化导致对一台设备的使用人发生变化。
（3）使用不规律。有的设备的使用是有规律的，如固定或移动监测设备在执行日常监测任务时是规律的，但绝大多数的设备的使用是没有固定时间和固定使用人的，尤其是在查处干扰时。由此带来了使用时间及使用人的不规律性。
（4）附件多，形状不规则。无线电监测、检测所用设备的明显特点是多个设备组合使用，如监测系统，是由天线系统、接收机、计算机、电源以及其他配套设备组合而成；即使是检测用的单台设备也需备有种类繁多的配件，如电源、天线、测试线，实际工作中这些附件是不可或缺的，是实现设备功能的必要组成部分。传统的固定资产管理手段很难描述这些设备的完整形态。同时，很多附件多为不规则形状，这使规范的存放、保管具有一定的难度。
上述特点带来了数据库中设备的流向难以控制、设备的完整性难以控制、设备自身特征难以识别等问题。使设备始终处于受控状态的最好办法是让设备自己带上特征标志，记载其状态信息，如基本的原始资料，最新的变动情况等。自动识别技术为此提供了方便快捷的手段。
2 识别技术的基本情况
尽管识别技术有多种选择，但是兼顾成本及技术成熟度以及台站和自身设备的实际特点，以二维条码和无线射频识别为首选。
（1）二维条码（PDF417码）
PDF417码是Portable Data File的缩写，意思是可以将条形码视为一个档案，里面能够存储比较多的资料，而且能够随身携带。1995年美国电子工业联谊会条码委员会在美国国家标准协会赞助下完成二维条形码标准的草案，以作为电子产品产销流程使用二维条形码的标准。目前PDF417、Maxicode、Datamatrix同被美国国家标准协会 (American National Standards Institute, ANSI) MH10 SBC-8委员会选为二维条码国际标准制订范围，其中PDF417主要预备应用于运输包裹与商品资料标签。
PDF417码是一个多行结构，每行数据符号数相同，行与行之间左右对齐直接衔接，其最小行数为3行，最大行数为90行。
二维条码PDF417除了可将文字或数字描述的基本资料进行编码外，还可将图形信息如指纹、视网膜扫瞄及照片等纪录储存在条码中，这样不但可以实现证件资料的自动输入，还可以防止证件的伪造。PDF417已在美国、加拿大、新西兰的交通部门的执照年审、车辆违规登记、罚款及定期检验上开始应用。
每一个PDF417码是由3~90横列堆叠而成，为了扫描方便，其四周皆有静空区，静空区分为水平静空区与垂直静空区，至少应为0.020寸，如图1所示。其中每一层都包括下列五个部份：起始码；左标区——在起始码后面，为一指示符号字元；资料区——可容纳1～30个资料字元；右标区——在资料区的后面，为一指示符号字元；结束码——在横列之最右边。
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图1 PDF417码的结构
除了起始码和结束码外，左标区、资料区和右标区的组成字元皆可称为字码 (Codeword)，每一个字码由17个模组(Modules)构成，每一个字码又可分成4线条(或黑线)及4空白(或白线)，每个线条至多不能超过6个模组宽。每个PDF417码因资料大小不同，其行数及每行的资料模组数与字码数都可以从1至30不等。
PDF417二维条码的尺寸也因为符号的组合较有弹性，每一个PDF417 二维条码可因不同的实体设备印成不同的长宽比例与密度，以适应印刷条件及扫瞄条件的要求。其中每个模组宽X是PDF417码中最重要的尺寸之一，X值的最小限制为0.0075英寸(约0.191mm)，在同一个条码符号中，X的值是固定不变的。 PDF417的最小高度与长度可由下列算式算出：
W＝ (17C＋69)X＋ 2Q ①
H ＝ R ×Y＋ 2Q ②
其中： W= 条码 宽度，H= 条码 高度，
X= 条码 模组宽，Y=层数，
C=每层符号字元的总数(含左右标区)，
R=层高，Q=静空区大小。
PDF417 二维条码的一个重要特性是其自动纠正错误的能力较高，PDF417不仅具有错误侦测能力，且可从受损的条码中读回完整的资料，即“错误复原能力”，其错误复原率最高可达50%。PDF417的错误纠正能力与每个条码可存放的资料量有关，PDF417码将错误复原分为9个等级，其值从0到8，级数愈高，错误纠正能力愈强，但可存放资料量就愈少，一般建议编入至少10%的检查字码。
无论使用哪一种条码机都有一定的精密度极限，造成线条和空白的宽度与理想宽度间存在偏差，目前标准中规定X的值最小为0.0075英寸(约0.191mm)，此限制同时反映出目前标准设备的技术现状。综合本节所讨论，PDF417的特性如表1所示。
表1 PDF417的特性
（2）电子标签RFID
RFID标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点，可支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。
RFID标签依据发送射频信号的方式不同，分为主动式（Active）和被动式（Passive）两种。主动式标签主动向读写器发送射频信号，通常由内置电池供电，又称为有源标签；被动式标签不带电池，又称为无源标签，其发射电波及内部处理器运行所需能量均来自阅读器产生的电磁波。被动式标签在接收到阅读器发出的电磁波信号后，将部分电磁能量转化为供自己工作的能量。主动式标签通常具有更远的通信距离，其价格相对较高，主要应用于贵重物品远距离检测等应用领域。被动式标签具有价格便宜的优势，但其工作距离、存储容量等受到能量来源的限制。
RFID标签根据应用场合、形状、工作频率和工作距离等因素的不同采用不同类型的天线。一个RFID标签通常包含一个或多个天线。RFID标签和阅读器工作时所使用的频率称为RFID 工作频率。目前RFID使用的频率跨越低频（LF）、高频（HF）、超高频（UHF）、微波等多个频段。RFID 频率的选择影响信号传输的距离、速度等，同时还受到各国法律法规限制。
RFID阅读器（Reader）的主要任务是控制射频模块向标签发射读取信号，并接收标签的应答，对标签的对象标志信息进行解码，将对象标志信息连带标签上其他相关信息传输到主机以供处理。根据应用不同，阅读器可以手持式或固定式。当前阅读器成本较高，而且大多只能在单一频率点工作。未来阅读器的价格将大幅降低，并且支持多个频率点，能自动识别不同频率的标签信息。
RFID应用支撑软件除了标签和阅读器上运行的软件外，介于阅读器与企业应用之间的中间件是其中的一个重要组成部分。该中间件为企业应用提供一系列计算功能，在电子产品编码（Electronic Product Code，EPC）规范中被称为 Savant。其主要任务是对阅读器读取的标签数据进行过滤、汇集和计算，减少从阅读器传往企业应用的数据量。同时 Savant 还提供与其他RFID支撑系统进行互操作的功能。Savant定义了阅读器和应用两个接口。
用户可以根据工作距离、工作频率、工作环境要求、天线极性、寿命周期、大小及形状、抗干扰能力、安全性和价格等因素选择适合自己应用的 RFID系统。
3 如何利用自动识别技术管理台站和内部设备
从以上论述可见，自动识别技术为改革台站管理方法提供了新的手段，甚至可能会成为一种新的执照形式。
目前的台站管理对象在空间形态上只有固定与移动两种，固定站根据设置场所分为室内与室外站；移动站可分为车（或其他承载物）载与手持站。根据其不同的特点，同时兼顾成本，在应用自动识别技术时，室内部分可采用二维条码，室外部分采用RFID技术。移动站虽然数量大，但单机信息量相对较小，可考虑采用二维条码，以降低管理成本。内部设备相对于台站而言数量较少且形状各异不适合贴条码，可考虑采用RFID技术。
具体实现过程为：台站数据库或固定资产数据库存储数据信息，通过操作前台管理软件生成条码或ID，与台站或设备一一对应，条码或标签置于设备或台站机身明显位置，以便于信息识读。应用条码或标签管理台站、固定资产和设备信息的工作流程如图2所示。
条码内容可根据需要，将设台单位、地址、时间、主要批准参数甚至交费情况等数据在条码容量内任意设置，需要检查或识别时，通过识读器读出数据，借助互联网或便携设备，与数据库数据比对，符合者为正常，不符合者给出提示，需要进行现场修改的，按管理授权进行修改，重新制作条码或修改ID信息，并修改数据库数据。现场检查时，要核对设备、标志及数据库内容三者吻合，甚至可以只核对设备和标志即可，检验其合法性，通过辨别标志内容与实际设备是否吻合可以辨别参数是否经过了擅自变更。
图2 业务流程图
这种应用解决了以下问题：（1）可现场确认设台合法性问题；（2）可为未办手续但符合条件的设台及时补办手续；（3）可按实际设台情况对数据库进行及时修正，以保证数据库与实际情况的紧密衔接；（4）每次检查在数据库中均有记载，既可以作为工作记录，也可作为对检查人员的考核依据，从而使监督检查更为有效。此项应用甚至可以改变执照的形式，比纸质执照容纳更多的内容。
对自有设备可根据事先储存的设备数据库信息制成条码或ID，需要时识读器判别条码或ID里的原始数据，从而对相同的设备但不同的经历加以区别和管理。台站和自有设备选用的数据库软件版本和定义字段与传统管理软件的数据库格式兼容，可以实现数据的共享，并支持以后的整体办公自动化软件系统集成。由于台站管理涉及面较广，可先在部分城市或系统由应用二维条码入手，积累经验，取得经验后再全面推广。对自有设备，应先进行固定资产清查，建立固定资产数据库，这是识别技术应用的基础。
自动识别技术在台站管理和内部设备管理上的应用可以提高管理效率，若在去年台站清查和今年固定资产清查的基础上引入自动识别技术，不仅可使台站数据库和固定资产数据库的建立更具有实际意义，也将是创新管理的一大实践。
