引言

物聯網是利用傳感器、射頻識別(RadioFrequencyIDentification,RFID)、紅外感應器等信息采集裝置與技術，經過信息傳輸層，實時獲取需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程的聲、光、電、熱、力學、化學、生物、位置等信息，同時,與互聯網結合形成的一個巨大網絡，以實現智能化識別、定位、跟蹤和監(jiān)管等需求。其目的是實現物與物、物與人，物品與網絡的連接，方便物品的識別、管理和控制。

門窗作為建筑外圍護結構的開口部位之一，其在建筑節(jié)能中舉足輕重。近年來，國內門窗的質量雖然在逐步提高，但仍然存在許多問題。據統計，我國門窗的性能普遍較差，門窗的單位面積能耗是發(fā)達國家的2~3倍。門窗的功能和質量構筑了居住者的生活、工作環(huán)境，同時也影響著人們的健康，因此，發(fā)展節(jié)能與綠色門窗已經成為建筑物節(jié)能減排的重要保障措施。

在目前門窗市場中，產品良莠不齊、魚龍混雜，部分開發(fā)商及施工方一味以價格為主導，淡化節(jié)能指標，使大批的劣質產品及不節(jié)能產品進入建筑工程。另一方面，對于門窗生產企業(yè)，在生產管理、物流管理和施工管理等階段，許多還存在無法監(jiān)管的問題。

對門窗市場進行規(guī)范化管理，同時為門窗生產企業(yè)提供物流管理手段，與住房和城鄉(xiāng)建設部頒布的《2011—2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》中的要求保持一致，也是物聯網技術在節(jié)能減排、物流管理中的重要應用之一。

1系統架構

圖1所示是基于RFID技術的綠色門窗監(jiān)管及物流管理系統的系統架構，下面從物聯網體系架構的三個層次對本系統進行說明。

1.1感知層

感知層用于收集整個系統需要的基礎信息。其作用是利用滿足國產密碼算法要求的電子標簽(條形碼作為備選手段)作為信息載體，通過讀卡器和帶有GPRS功能的手持終端獲取標簽內的信息，再將信息利用網絡功能上傳至應用平臺。

1.2網絡層

網絡層用于將感知層采集的信息上傳至后臺系統。網絡層包括無線網絡、有線網絡和互聯網三種方式。不同的信息采集方式可以采用不同的網絡傳輸方式:手持機可采用GPRS功能,以無線網絡的形式將采集的信息傳送至后臺；讀卡器以有線的形式讀取信息，并將信息以有線網絡的形式傳送至后臺；此外,還可以通過互聯網(或局域網)將信息傳送至后臺系統。

1.3應用層

應用層用于處理基礎信息，并實現系統功能。本系統包括門窗行業(yè)監(jiān)管功能和門窗企業(yè)物流管理功能。在門窗行業(yè)監(jiān)管平臺中，可以對通過審核的門窗企業(yè)及其產品進行備案，并為每一個產品賦予唯一編碼，實現“一物一碼”，同時可以通過數據庫檢索，從而實現產品的可追溯。物流管理功能可以滿足門窗企業(yè)對其產品在物流環(huán)節(jié)中的管理需求。

2系統介紹

本系統設計包含兩部分，即門窗行業(yè)監(jiān)管平臺和門窗企業(yè)物流管理平臺。其中，門窗行業(yè)監(jiān)管平臺由行業(yè)主管部門負責管理；門窗企業(yè)物流管理平臺由門窗制造廠商管理使用。

2.1門窗行業(yè)監(jiān)管平臺

圖2所示是對門窗行業(yè)實行監(jiān)管的流程。對于行業(yè)監(jiān)管來說，通過建立全國綠色門窗監(jiān)管服務平臺，行業(yè)主管部門能夠對通過資質認定的門窗廠及其產品登記入庫，并對每個產品賦予唯一編碼，實現"一物一碼"，達到門窗產品可追溯的目的，實現行業(yè)信息化監(jiān)管和公眾監(jiān)督功能。

門窗行業(yè)監(jiān)管平臺針對門窗行業(yè)管理部門、門窗生產企業(yè)、電子標簽生產企業(yè)和公眾四類用戶，主要包括認定的門窗廠商和產品登記入庫子系統、電子標簽統一采購子系統、電子標簽賦碼子系統、統計子系統和公眾查詢子系統。除此之外,此平臺中還使用了數字證書認證(CertificateAuthority,CA)系統。下面分別介紹各子系統的功能及實現方式。

2.1.1門窗廠商和產品登記入庫子系統

該子系統主要是對通過認證的企業(yè)和過檢產品進行登記入庫并管理。獲得資質的企業(yè)，通過此系統可進行產品登記入庫。在信息登記入庫時，需要收集門窗生產廠商的名稱、企業(yè)所在地的郵政編碼、組織機構代碼證、產品的物品編碼等信息。

2.1.2電子標簽統一采購子系統

該子系統用于資質認定的門窗企業(yè)為其合格產品采購符合國產密碼算法的電子標簽。所有通過檢測的門窗產品在出廠時，均需加裝電子標簽。門窗企業(yè)登錄此子系統，可以按照實際產量需要采購電子標簽。標簽內存儲有唯一的編碼信息和門窗的具體參數信息。

2.1.3電子標簽賦碼子系統

該子系統主要根據門窗企業(yè)信息、產品信息、電子標簽采購時間、采購數量等信息，對每個產品自動生成相對應的唯一編碼信息。編碼規(guī)則按照《電子標簽通用技術要求》(CJ/T330—2010)的相關要求制定，采用定位/不定長的編碼形式,最長為512bit，是一組由標頭、碼長、地域碼、廠商代碼、物品代碼、單件代碼和校驗碼組成的二進制代碼，表1給出了電子標簽編碼的結構。

2.1.4統計子系統和公眾查詢子系統

業(yè)務管理部門可以根據電子標簽使用廠家、使用數量、使用時間段等信息統計門窗行業(yè)的發(fā)展概況，為規(guī)范行業(yè)經營活動、引導行業(yè)健康發(fā)展提供數據佐證。門窗廠商通過統計平臺可以獲得本企業(yè)采購標簽的時間和采購數量等信息。2.1.5CA認證系統

CA認證系統用于實現身份驗證，保證數據完整、防抵賴。對于每個門窗廠商發(fā)放加裝證書的Ukey,門窗廠商在登錄此系統時應使用Ukey,系統會對Ukey進行身份驗證。此外,在電子標簽采購平臺和訂單確認過程中，使用電子簽名可以保證訂單數據的完整性和訂單防抵賴。

2.2門窗企業(yè)物流管理平臺

物流管理系統是根據門窗廠商在實際物流過程中遇到的門窗出庫統計困難、門窗運輸狀態(tài)難以追蹤、無法及時獲取門窗安裝等問題，為門窗廠商設計的一套用于門窗物流管理的通用系統。該系統由包含唯一編碼的電子標簽、手持機具和數據后臺組成，包括門窗出庫管理子系統、門窗接收子系統、門窗安裝進度上傳子系統和統計報表子系統。

圖3物流管理流程

圖3所示是該系統中的門窗廠商使用電子標簽技術對于門窗進行物流管理的流程圖。對于物流管理來說，門窗廠商通過使用物流管理系統，可在門窗入庫、出廠接收、安裝、驗收和返廠環(huán)節(jié)進行過程控制，解決門窗廠商在物流環(huán)節(jié)中的門窗丟失、門窗安裝狀態(tài)缺失的問題，實現門窗廠商對產品的物流全過程可控。

表2列出了在物流管理系統中需要統計的一些基本信息。

2.2.1門窗出庫管理子系統

門窗出庫管理子系統可在門窗出庫和門窗出廠兩個環(huán)節(jié)進行控制。在門窗出庫環(huán)節(jié)，出庫管理人員設置手持機具并掃描貼于門窗上的電子標簽，手持機具將表2中的操作時間、操作人員、電子標簽編碼、門窗狀態(tài)、項目目的地、操作環(huán)節(jié)等信息傳送至后臺系統；而在出廠環(huán)節(jié)，除了手持機設置、電子標簽掃描、上傳數據以外，數據后臺還可對上述三個環(huán)節(jié)的上傳數據進行比對，以確保三個環(huán)節(jié)上傳的出廠產品與出庫產品數量一致、門窗目的地與項目目的地一致，同時查看門窗是否均處于完好狀態(tài)。

表2物流管理系統中需要統計的主要信息

門窗接收子系統用于門窗到達目的地后，接收人員在手持機端初始化操作人員信息，在卸貨的過程中檢查每個門窗是否完好，然后掃描電子標簽。將操作時間、操作人員、項目目的地、電子標簽編碼、門窗所在環(huán)節(jié)、門窗狀態(tài)上傳至數據后臺，數據后臺對上述信息進行記錄，并對此信息與出廠信息進行比對，自動給出比對結果。如果二者不一致，則表明在門窗運輸途中出現了異常情況。

2.2.3門窗安裝進度上傳子系統

門窗安裝進度上傳子系統用于對門窗的安裝進度進行實時監(jiān)控。施工監(jiān)督人員初始化操作人信息、手持機系統時間、門窗所在環(huán)節(jié)，并對已安裝門窗的電子標簽進行掃描，同時對上述信息通過具有上傳功能的手持機上傳至數據后臺。門窗廠商的配貨人員通過監(jiān)測已安裝門窗的數量和安裝的質量信息,決定是否需要繼續(xù)配貨，并可對門窗安裝工作起到督促作用。

2.2.4統計及其他子系統

對于損壞的門窗，施行返廠操作。損壞的門窗在返廠時,可掃描電子標簽，并將此門窗信息傳遞至后臺，將門窗信息修改為返廠狀態(tài)。

統計報表子系統用于統計本門窗廠的信息，統計項包括項目名稱、項目數量、出廠門窗數量、庫存信息、門窗安裝狀態(tài)、門窗到貨狀態(tài)等。

3結語

本文介紹了基于RFID技術的綠色門窗監(jiān)管及物流管理系統。行業(yè)管理部門利用該系統可對通過認證的企業(yè)賦予唯一碼，做到“一物一碼”，產品可追溯；同時通過電子標簽、帶有數據傳輸功能的手持機、后臺系統的配合，門窗生產單位可以實現門窗物流信息的可追溯，做到物流可管可控。

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