1. 项目背景

随着铁路运输行业的快速发展，乘务车间对工具和设备的管理要求越来越高。传统的手工管理方式效率低下，容易出现工具丢失、管理混乱等问题。为了提高乘务车间工具管理的效率和准确性，成都铁路局乘务车间决定引入乘务柜管理系统，通过数字化、智能化的管理手段，提升工具管理的自动化水平。

2. 系统目标

智能化管理：通过RFID技术、人脸识别等技术，实现工具的自动识别、快速存取和实时盘点。

权限控制与责任追溯：通过身份识别和权限管理，确保工具借还过程的可追溯性，防止工具丢失或误用。

自动化库存管理：实时监控工具库存状态，自动更新工具数据，减少人工干预。

数据分析与决策支持：通过数据分析，提供工具使用情况的统计报告，帮助管理层进行决策。

3. 系统原理

本项目工具盘点使用RFID技术实现。

RFID技术：是一种利用射频信号进行非接触式自动识别技术，其基本原理是通过射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）实现对物体的自动识别。‌ RFID系统主要由电子标签和读写器两部分组成，电子标签通过内置天线与读写器进行无线通信，实现信息的读取或写入操作。

本项目应用的标签分为两种，传统RFID标签和抗金属标签两种，传统RFID标签应用在表面有大面积非导体的工具上，抗金属标签应用在表面有大面积导体的工具上。

抗金属标签：抗金属电子标签主要利用电磁波的反射和吸收原理进行工作。它采用了一种特殊的电磁波吸收材料，当标签靠近金属表面时，这种材料能够吸收电磁波并转化为热能或其他形式的能量，从而减少电磁波的反射，使标签能够在金属表面稳定工作。此外，抗金属标签的天线设计也经过优化，以适应金属环境中的电磁场特性。

工作流程：

1) ‌信号发射‌：读写器通过天线发射特定频率的射频信号。当电子标签进入读写器的工作区域时，标签被激活。

2) ‌信号接收‌：电子标签获得能量后，将自身编码信息通过内置天线发送给读写器。读写器的接收天线接收到信号后，进行解调和解码，将有效信息传送到后台主机系统进行处理。

3) ‌数据处理‌：主机系统根据逻辑运算识别标签的身份，并根据设定的处理和控制指令，发出信号控制读写器完成相应的读写操作。

4. 系统组成

硬件结构图

4.1 硬件组成

智能柜体：每个柜体配备RFID读取系统、锁具、摄像头等设备，支持工具的自动识别和存取。

服务器：负责系统的业务逻辑处理、数据存储和通信服务。

客户端：提供用户操作界面，支持人脸识别、刷卡登录等功能。

局域网：通过网线将柜体、服务器和客户端连接在一起，确保系统的稳定运行。

4.2 软件架构

系统软件框架

服务器端：负责数据库管理、MQTT通信、HTTP服务、人脸识别等功能。

客户端：提供用户操作界面，支持工具的借还、查询等功能。

硬件控制：通过MQTT协议与服务器通信，控制柜体的开关门、RFID读取等操作。

5. 系统功能

人脸识别鉴权：用户通过摄像头进行人脸识别登录，确保操作的安全性。

实名借还工具：用户登录后，系统自动记录工具的借还情况，确保责任可追溯。

自动盘点：通过RFID技术，系统自动盘点柜内工具，确保工具数量准确。

借还卡控：根据出乘计划表，系统自动控制工具的借还，确保工具按时归还。

数据分析与报表：系统自动生成工具使用情况的统计报表，帮助管理层进行决策。

6. 项目实施图