项目的背景
近年来，随着工业的快速发展，我国工业气体数量不断增加，但工业气体零售/批发市场存在诸多问题。工业气体易燃、易爆、有毒。工业气瓶的合理使用和管理关系到生命财产的安全。处理不当会造成不可弥补的生命财产重大损失，瓶装工业气市场的资产和安全问题引起了国家有关部门的关注。
为了规范瓶装市场，中国出台了一系列治理措施。如：钢瓶属于工业气体企业托管，统一检；提高业务准入门槛，杜绝无照经营；严格的工作流管理，加强安全管理等。这些措施无疑给市场标准化带来了许多好处，但人为因素仍占管理的很大比例。
如何采用高科技手段，加强市场安全管理、市场供应管理，降低运营成本，真正有效地实施企业措施，加强管理，是亟待解决的关键问题。
工业气瓶流通过程中存在的主要问题
长期以来，气瓶管理不善、资产流失、配送体系落后、效率低下、管理成本高、产权主体多样化难以管理、企业内部工作流程漏洞非法盈利、黑气猖獗等，已成为瓶装液化石油气市场的突出问题。
具体为安全防伪、财产损失和管理问题：
一、安全防伪问题：
1. 目前，气瓶充装行业存在许多问题，如气瓶数量不明、安全状态不明、产权信息不明等。气瓶在社会上流通较大，安全责任难以落实，安全隐患较大。
2. 定期安全检查不能实施，或气瓶用户不按安全要求使用气瓶或非法改装、翻新气瓶，导致市场上大量未经正常检查的气瓶，部分可能有不同程度的损坏，无法识别和验证，存在严重的安全风险。
3. 部分单位和个人未经许可擅自填充或倒入气瓶之间，部分许可的气瓶充装单位非法操作，导致气瓶过度充装或错装，导致大量气瓶事故。
二、财产流失和不可追溯性问题：
1. 内部气瓶数量不明，内部气瓶与外部气瓶难以区分，容易造成自有财产损失。
三、管理效率和成本：
1. 气瓶进出冲装站、检测站、换气站无法实现动态管理，库存状态、产销状态无法实时控制和查询。
2. 企业内各操作环节之间的气瓶流通难以严格控制，可能会出现超过使用寿命或已确定报废的气瓶进入充流环节。
3. 企业内外气瓶流通过程的历史记录无法查询，问题的根本原因无法确定，事故隐患无法及时发现，可能会产生更严重的后果。
4. 虽然现有企业部分采用了现代管理手段，但信息应用与实际需求的结合存在差距。
计划实现目标
工业气体公司可以随时了解气体的生产和销售情况
统计认证工业气体公司内部气瓶，防止混淆或丢失，动态统计分析库存气瓶及备件
可限制未通过安全检查的气瓶流通，确保人民生命财产安全。
可以确认和管理工业气体公司的日常工作，如危险源检查和值班人员到位
项目技术基础
RFID（Radio Frequency ID）就是“射频识别”该技术是一种非接触式自动识别技术。其基本原理是利用射频信号及其空间耦合和传输特性，实现静态或移动中待识别物品的自动识别，获取后台系统识别、统计和处理的相关数据。目前RFID 跨低频使用频率（LF）、高频（HF）、超高频（UHF）、多频段，如微波。
RFID它是一种易于操控、简单实用、灵活的应用技术，具有条形码、磁卡等独特优点IC卡等其他识别技术无法企及的。它不仅可以支持只读工作模式，还可以支持读写工作模式，无需接触或瞄准；读取可以在移动过程中完成；支持同时读取和分布式数据收集；存储信息可以自由更改；可以在各种恶劣环境中自由工作；高度数据集成。此外，由于该技术难以模仿，因此RFID安全防护能力极高。无需人工接触、光学可视、人工干预即可完成信息输入和处理，操作快捷方便。
RFID技术已经成熟，并在全球得到了广泛的应用。典型的应用领域包括：铁路车辆号码自动识别管理、车辆道路交通自动收费管理、储气容器自动识别管理、旅客航空包装自动识别、分拣、运输管理、生产线产品加工过程自动控制（主要用于大型工厂自动化运营线）、物流仓储自动化管理等。
RFID产品种类丰富，成本降低，规模应用产业扩大。RFID技术在国外发展较早，速度较快。目前，欧洲、美国更加成熟和先进RFID系统。中国在RFID技术研究也发展迅速，市场培育初步开花结果。
RFID技术相对成熟，应用基础好，采用RFID工业气瓶和零售安全管理系统的技术和传统的管理方法更安全、防伪，设备更容易跟踪，不易丢失，操作更高效，管理更透明，部分应用已被发达国家采用。
项目总体设计理念
采用先进的气瓶和零售安全管理体系RFID技术实现气瓶充流过程的全面管理是基本目标。气瓶终身识别的电子标签通过特殊形状固定在气体公司的每个气瓶上。该系统不仅涵盖了气瓶进出灌装站、通风站和配送环节的管理，此外，在充装和测试过程中控制气瓶的状态和行为，确保气瓶流通的安全，消除事故隐患，维护企业员工的人身和财产安全，防止非法用户非法盈利。
此外，门户技术与现有监控系统的应用与整合。
由于中间件技术的应用，管理系统与设备之间的无关性很容易实现RFID电子标签被条码取代，所选设备也支持RFID识别标签和条码。
建设的主要内容
1.制定安全标准、检测标准和应用标准
2.数据管理中心(平台系统)
3．RFID开发中间件系统
4.部署各业务节点和终端系统以及信息收集系统
5.集成现有视频监控系统。
RFID安全标识
工业气瓶的标识
与工业气瓶身份识别电子标签唯一对应的是一组与气瓶密切相关的数据信息。标签可以灵活安装，以便在检测过程中拆卸和重新安装。标签中的数据通过加密存储，因此重新安装的标签可以确保为系统标签。
企业相关操作人员可以通过系统软件归档、编辑和维护信息，所有参与气瓶充装和流通的操作和管理人员通过标签读写设备或管理软件查询部分或全部信息。
识别和管理用户
系统中的所有用户都有可读写电子标签用户卡作为身份识别和交易依据。所有用户必须先到企业办理相关手续，领取证卡并充值。送货人员送货上门，通过标签手持读写设备确认并扣除相应金额，并对应瓶号；或在工业气站，读写设备自动判断用户卡是否合法，卡上的可接收气瓶数量是否符合要求。设备在满足条件时，会自动修改卡内的相关信息，并立即向中央管理系统报告交易数据。
操作人员的识别和管理
参与系统操作的操作人员可分为以下几类：
1.工业气站收发管理人员
2.灌装站进站管理人员
3.气瓶检查员
4.气瓶充装人员
5.气瓶出入库管理人员
6.设备检查员
7.系统信息管理人员
8.决策或企业管理人员
9.系统管理和维护人员
对于1-6类人员，系统为每个员工发放一张唯一的用户卡，系统在操作过程中自动判断其合法性和权限，控制其操作。每次操作完成后，读写设备将其身份代码与所执行的操作信息一央管理系统。从而实时跟踪和检查所有人员的操作。对于第7到9类用户，系统通过用户名和用户密码直接检查身份和权限。
RFID工业气瓶安全管理系统的总体结构
介绍气瓶充流操作过程
气瓶安全管理系统管理下的气瓶充装过程示意图如下图所示。
气瓶安全管理系统气瓶充流过程示意图
用户还瓶时，手持设备确定气瓶是否合法。无异常情况下，修改气瓶当前流动状态“在气站”。然后送到充气站。充气站负责进站的操作人员使用手持设备登记收到的气瓶。如果发现气瓶有问题，手持设备将通过文字和声音报警，并要求操作人员将气瓶送入瓶检程序。操作人员确认后，将钢瓶自动设置为待检状态。此外，如果进站操作人员认为有必要根据实际判断检查钢瓶，也可以通过手持设备完成检查，钢瓶也将改为待检查状态。如果气瓶进入待检状态，气瓶在检验结果登记合格后被系统锁定。如果在除瓶检外的任何环节发现钢瓶，手持设备都会报警，要求操作人员处理。瓶检合格且不需要瓶检的气瓶可进入充装环节。为了安全起见，操作人员在充装前再次使用手持设备进行检查和登记，以消除因以往操作疏忽而误入工序的钢瓶。充装完成后，操作人员用手持设备登记充装结果。如发现问题，应报警，并在充装重量不符合规定误差要求时送回充装过程。装满的钢瓶随后送到指定仓库，仓库管理人员用手持设备登记入库。出库登记前将气瓶送至工业气站。然后，当用户提供合法的用户卡并满足可接收气瓶数量的条件时，用户可以接收气瓶，手持设备负责用户身份的判断和瓶登记。
用户通风流程
统一更换印刷RFID工业气供应证的电子标签或条形码，并做好注册，使工业气公司能够随时掌握用户的使用情况。
工业气供应证包括RFID电子标签或条张电子标签或条码标志的通风单，由工业气站工作人员回收管理，为与工业气公司报销提供依据。
用户通风时，供应站员工首先使用手持设备对供应证书进行交换RFID扫描电子标签或条码，确认用户身份。
扫描用户带来的空瓶，动态添加到数据库中，记录空瓶入库情况，然后通风。
扫描后，用户更换的工业气也动态添加到仓库中，以便数据库每天记录出库情况。
如果通风凭证通风间隔小于设定天数，系统会自动提示并发出报警信息，通知工作人员拒绝通风；同时也避免了工业气站工作人员徇私舞弊的现象。
测试过程
检测站主要包括焚烧、压力测量、泄漏测量、抛丸、油漆等环节。焚烧炉的高温会对标签造成损坏。为了保证气瓶信息的独特性，在燃烧前取下气瓶标签，并在标签和气瓶上附上一个铁夹标志，使整个信息链连接起来，重新安装气瓶标签，无论如何保证气瓶信息的独特性，避免安全隐患。
设备检查流程
通过在重要设备上安装专用电子标签，实现设备检查管理，督促设备维护人员定期检查，系统自动记录检查行为。如发现设备维护人员失职，系统应立即通知相关管理人员。
从功能的角度来看，该系统可以实现以下功能：
1.该系统有一个数据管理中心，主要用于生产、销售和存储数据、安全生产和测试、供应链数据处理和各业务系统管理，并可报警非法用户和设备。Portal技术将RFID系统与原视频监控系统集成。统一显示。
2.动态统计和管理进出灌装站和通风站的气瓶。在专用软件的支持下，手持设备与工业气体公司工业气瓶安全管理系统的服务器实时通信。操作人员可以根据其权限获取当前气瓶的一些基本信息。当气瓶出现各种问题时，手持设备会通过声音和文字发出报警，并要求操作人员进行必要的处理。同时，工业气瓶物流安全管理系统的服务器管理软件自动修改气瓶状态，并注册相关信息。如气瓶进出时间、操作人员、气瓶下落等基本信息。
3.灌装厂(气体灌装站)管理
通过部署在清气瓶，部署在清洗线上RFID读写设备读取气瓶标签中的相关信息，提交生产管理系统，进入气体灌装环节；灌装前进行瓶检。如有问题，进入试验环节。如正常，试验合格后进入灌装线；灌装后使用RFID设备也应进行相应的检测，灌装过程中的所有信息均提交生产线管理系统，由生产线管理系统相应处理，节省劳动力和时间。
对气瓶在气站内的流通过程进行严格的过程跟踪和管理，提供充电前管理、充电后管理、瓶检管理、仓储管理等基本管理过程。对气瓶流通各环节的动态信息进行实时登记和严格判断，防止不合格气瓶进入充电环节，不合格气瓶进入仓库，违反正常流通安全要求。
4.灌装厂的仓储管理
储存的气瓶有制造商生产的新瓶，用户退回的待冲装瓶有唯一的电子标签来识别其身份，并通过口处部署相应的信息RFID读写设备读取入库气瓶数量，判断气瓶是否合法。合法气瓶将进入灌装生产线。如发现气瓶有问题，送入瓶检程序，自动将气瓶设置为待检状态，气瓶被系统锁定。
装满的钢瓶送到仓库，部署在生产线上RFID设备入库登记。出库时使用。RFID读取装载量，并写入相应信息(如配送信息)，装载，自动将钢瓶设置为出库状态。
5.配送气缸流管理管理
主要是配送站和通风站的管理。随着门店销售模式的逐步发展，以及服务的深入，这一环节将在未来更加上门。
用户还瓶时，RFID该设备可确定气瓶是否为合法气瓶。无异常情况下，修改气瓶当前流动状态“在换气站”。然后送到充气站。如发现气瓶有问题，设备开始报警，请操作人员将气瓶送入瓶检程序。操作人员确认后，将钢瓶自动设置为待检状态。此外，如果进站操作人员认为有必要根据实际判断检查钢瓶，也可以通过手持设备完成检查，钢瓶也将改为待检查状态。如果气瓶进入待检状态，气瓶在检验结果登记合格后被系统锁定。如果在除瓶检外的任何环节发现钢瓶，读写设备都会报警，要求操作人员处理。瓶检合格且不需要瓶检的气瓶可进入充装环节。用户可以通过桌面读写设备来判断用户是否提供合法的用户卡，在满足条件时领取气瓶。气瓶的进出将通过读写设备部署在出入口处，并收集数据。
如果送气上门，送货人员到达用户处使用RFID手持设备操作气瓶标签并更改信息。如果用户已经使用了电子标签证书，送货员可以直接用手持设备扣除用户卡，数据将无线提交到数据中心。如果没有条件，送货员可以回到送货站或通风站，通过计算机上传手持设备中的数据。
6.检测站管理
检测站主要包括焚烧、压力测量、泄漏测量、抛丸、油漆等环节。焚烧炉的高温会对标签造成损坏。在这个链接中，确保气瓶信息的唯一性很重要。在这个链接中，气瓶可以通过信息链的关联重新安装。
7．设备巡检
通过在重要设备上安装专用电子标签，实现设备检查管理，督促设备维护人员定期检查，系统自动记录检查行为。如发现设备维护人员失职，系统应立即通知相关管理人员。
8.用户卡管理
通过非接触式卡管理通风客户。同时提供发卡、充值、换卡等配套功能。
9.操作员管理
操作人员的身份识别通过非接触式卡进行，并详细记录人员及其操作行为。当出现问题时，可以保持完全的可追溯性，以落实安全责任。
10.系统根据实际需要提供各种报告输出功能，可快速输出必要的文件，如气瓶出门单、入库单、质检通知单、报废通知单等。
11.系统提供完善的组合查询功能，操作人员可以根据各种条件快速检索海量数据中关注的数据信息和历史记录。
Portal应用整合
Portal 企业门户产品解决方案Internet 在环境下，将企业的各种应用系统、数据资源和互联网资源整合到信息管理平台上，可以根据每个用户的不同特点和角色形成个性化的应用界面。
Portal是一个基于Web该系统可以为分布在各地的用户提供商业信息，帮助用户管理、组织和查询与企业和部门相关的信息。内外用户只需使用浏览器即可获得所需的数据、分析报告和业务决策支持信息。
Portal将企业的应用、人员、信息和流程有机，将企业的应用、人员、信息和流程有机结合起来。
因此，多部门合作，整合独立分散的信息系统，使企业各系统合作，形成完整有效的整体Portal企业门户提供的服务。
将气瓶安全管理与视频监控管理相结合，实现统一的平台管理。
数据通信网络传输方案
工业天然气公司的供应流程包括灌装、仓储、运输、销售流通、检测等主要环节，严格执行工作流程，通过局域网网络设备将上述节点连接到数据管理中心；如配送站或通风站远离数据中心，通过ADSL/ISDN以专网或VPN与数据中心进行数据交换；利用无线技术将配送终端手持设备收集的数据发送到数据管理中心，实现过程控制，加强工业气供应管理，同时检查各环节的安全风险，随时报告安全检查结果。
数据库服务器、通信服务器和管理终端之间的通信完全依赖于企业现有的计算机网络。
扩展备选功能
充装重量采集和控制模块：气瓶的充装重量可以通过该模块直接检测，充装过程可以自动控制。对于未实现自动控制的企业，可提供全套的充装控制解决方案，并与安全管理系统无缝集成。对于具有一定自动化基础的企业接口解决方案可以提供，以确保两个系统之间的信息动态交换。一般来说，该模块需要根据用户的实际站点和现场条件进行定制。
总结
由于气瓶有电子标签，保证了气瓶信息的独特性，加强了液化石油气瓶的安全防伪监督，实施了气瓶备案、定点充装和定期检查。
通过对各个环节的控制和气瓶状态信息的实际收集，可以跟踪气瓶的状态和流向，避免财产损失。
在各个环节，特别是灌装、仓储和配送RFID部署提高了效率。
1.数据中心系统采用大型数据库技术、网络技术和分布式计算技术，建立中心数据库和业务系统。
2.利用中间件技术实现硬件和应用程序之间的中介角色，使各种不同的角色RFID设备和软件运行更顺畅。该框架包括RFID边缘件和RFID两部分集成中间件。
3.各节点终端系统的部署和信息收集利用RFID部署技术
4．应用RFID技术，建立工业气瓶灌装、检测、配送、循环等全过程的监控系统。在整个系统建立过程中，工业气体公司、设备和系统开发供应商、灌装厂、检测站、配送或通风站共同参与，完成整个过程的自动信息传输。
5.以项目成果为建立行业标准的依据，通过政府的推广，努力参与全工业气零售行业的标准建立。
RFID电子标签或条码
安贴在每个工业气瓶手柄上，编号按工业气公司要求编写，可代表气瓶类型、检验日期、所有人、固定生产编号、公司使用寿命等，并与后台数据管理系统一一对应。
RFID电子标签或条码打印机和电子标签或条码生成软件
根据工业气公司的管理需要生成编号并打印条形码，或打印在电子标签上。
注：金属可用于工业气瓶的运输和磨损RFID为工业气公司定制印有条码的电子标签或特殊材料标签，以提高条码的使用寿命。
手持设备
无线手持机：
32位微处理器，主频:20MHz；
实时时钟
SAM卡接口(预留):支持ISO7816的标准 T0/T智能卡1协议。
SIM卡接口：支持GPRS模块的SIM卡标准
存储器
FLASH存储器 2 MB(标配)不改变线路，可扩展到8 MB
RAM存储器 2 MB
液晶显示器 带背光
可在白天、晚上使用；
FSTN,128*128点阵；
工作温度：-20度 到 70度；
储存温度：-30度 到 80度；
按钮(共28个键)
方向键4个，确认键1个(2键1个功能)
8个功能键(包括1个开关键，1个移位键)
扫描键2，通讯键1
数字键 １０个
电子标签识别模块
EM模块(可选)
Ti模块(可选)
射频卡接口(可选)
条码识别模块
支持一维条码
通讯接口
标准红外接口；
标准RS－232接口；
无线微功率无线模块(可选)；
GPRS/CDMA通信接口:(可选)；
待机时间
7天以上；提供节电保护；未在设定时间使用POS机器，自动关机。
配件
可充电锂电池：17000mAh。
专用充电器：PC机USB口，或直接5VDC适配器。
串口通讯线
充电底座
支持用户二次开发
编程语言：标准C语言
函数支持：
显示，键盘，通信FLASH存储时钟、蜂鸣器、非接触卡、无线模块GPRS 模块函数等
支持数据库检索
详细的编程指导，例如程序等。
支持自己的编译系统和下载程序Windows 2000/windows XP操作系统．
尺寸规格
１７５mm*６８mm*４０mm
重量
跌落试验：1.2米跌落；
具有防潮、防尘、抗震、抗坠落、抗电磁波功能。
微功率无线通信模块
产品特点：
体积小，适合嵌入式安装；
适用于低成本工程应用；
采用型集成电路，低功耗设计，SMT生产工艺；
工业产品设计，温度范围-30℃～65℃；
传输距离200米。
总体技术指标：
频率稳定性：5ppm
数据接口：RS-232、485、TTL(客户选择)
接口速率： 11.92k/1200bps(客户选择)
电源电压：DC 5V
电源消耗：满功率发射时.2A
体积：长×宽×高＝ 85mm×45 mm×20 mm
发射指标：
输出功率：10mW
发射启动时间：≤30ms
工业气安全与零售管理系统(软件)
1.数据库中心管理系统
安装在工业气公司管理中心，SQL数据库存储、统计和管理所有钢瓶信息，并根据工业气体公司的要求定制各种管理功能。管理中心和工业气站可通过计算机连接（拨号或ADSL）,无线也可以通过手持实现（GPRS或CDMA1X）联网。
组成：
门户管理系统
Web服务器
监控中心数据库
生产信息中心
生产控制中心
2．各子系统
气瓶标签管理
管理用户标签
操作人员标签管理
进出灌装站认证，信息存储
进出灌装站身份管理
充装量统计管理
出入库管理
检测管理
设备基本信息管理
安全隐患检查管理
气瓶安全验证管理
电子检查功能
数据通讯
数据采集终端可作为通信终端实现生产经营活动的远程控制
终端还可以实现定位、通话、短信等功能
中间件系统
本系统中间件是面向消息的中间件（Message-Oriented Middleware，MOM），信息（Information）是以消息（Message）从一个程序到另一个或多个程序。信息可以异步（Asynchronous）因此，传送者不必等待回应。面向消息的中间件不仅包含传输功能（Passing）还必须包括解译数据、安全性、数据广播、错误恢复 定位网络资源，找出符合成本的路径，优先考虑新闻和要求，延伸除错工具等服务。
阶段目标
项目前期准备阶段的第一阶段：
1.完成项目可行性分析
2.选择示范项目点，实地考察需求
3.确定技术合作伙伴和解决方案
4.确定设备安装方案和检测指标，完成设备选型。
第二阶段
1.完成各项指标的检测方法和数据标准
2.建立数据库系统；
3.完成信息管理中心平台建设
4.完成系统原型
5.完成设备演示调试
第三阶段
1.完成设备采购、现场安装和调试
2.修改系统，完成系统试运行；
第四阶段 试运行阶段：
1.完善标准；
2.通过数据库的信息积累，为项目技术推广做好准备。