專利名稱：基于rfid技術(shù)的消防裝備器材監(jiān)管系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及消防部隊裝備器材室消防裝備器材使用狀態(tài)的監(jiān)控與管理，具體說，涉及RFID (Radio Frequency IDentification)識別技術(shù)、紅外探測技術(shù)及信息通信技術(shù)
等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
消防部隊?wèi)?zhàn)斗力量的提升取決于兩個因素，一方面是戰(zhàn)斗人員素質(zhì)的提高，另ー方面就是大量技術(shù)含量極高消防裝備器材的廣泛應(yīng)用，尤其在ー些重特大災(zāi)害事故的撲救過程中，先進(jìn)的消防裝備器材發(fā)揮了無可替代的巨大作用。根據(jù)相關(guān)消防法律法規(guī)的要求，消防中隊必須建立消防裝備器材室，放置各種消防裝備器材。其中特殊的裝備器材都是配 備在裝備器材室中，常規(guī)設(shè)備按照2:1的比例配備，即裝備器材室中的設(shè)備數(shù)量是本中隊所有消防戰(zhàn)斗車輛配備設(shè)備數(shù)量總和的2倍。在滅火救援行動中，特殊裝備器材必須從裝備器材室中取用。消防車上常規(guī)設(shè)備有損壞時，也從裝備器材室中取用補充到消防車上。目前，各級消防部隊還是通過手工填單的方式對消防裝備器材室中設(shè)備器材進(jìn)行管理，并通過紙質(zhì)材料逐級上報上級管理部門，最終匯總統(tǒng)計分析。所有的狀態(tài)數(shù)據(jù)都是事后上報，主管部門無法及時的監(jiān)控到各消防中隊裝備器材的實時狀態(tài)，也無法向消防滅火救援行動提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。同時，這種人工的記錄方式存在數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的問題，完全依靠裝備器材室管理員的素質(zhì)高低。尤其在重特大災(zāi)情發(fā)生時，所有人員都很緊張，出現(xiàn)差錯屬于正常情況。因此如何有效、及時、科學(xué)及精確的對消防裝備器材室中數(shù)量龐大的消防裝備器材取用及歸還的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，是消防部隊亟待解決的問題。RFID識別技術(shù)目前已經(jīng)非常成熟，具有識別率高、漏讀率低、可同時讀取數(shù)量大的特點，廣泛的應(yīng)用于各個行業(yè)與領(lǐng)域。本發(fā)明利用先進(jìn)的通信技術(shù)，基于RFID識別技術(shù)，并結(jié)合紅外探測技術(shù)，實現(xiàn)對消防裝備器材室中各裝備器材的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并通過后臺管理系統(tǒng)將監(jiān)控的狀態(tài)信息實時發(fā)布給其他業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)，為其他業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐，提高信息系統(tǒng)的應(yīng)用水平，進(jìn)ー步提到消防部隊的戰(zhàn)斗力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對目前消防中隊消防裝備器材室中各消防裝備器材狀態(tài)監(jiān)控所存在的上述問題提供了基于RFID技術(shù)、紅外探測技術(shù)的消防裝備器材監(jiān)管系統(tǒng)，其主要目的在干實時、精確監(jiān)控消防中隊消防裝備器材室中各裝備器材的狀態(tài)信息，保證消防部隊裝備器材管理做到規(guī)范化和常態(tài)化，提高信息系統(tǒng)應(yīng)用水平。目前，已有基于RFID技術(shù)實現(xiàn)倉儲物資的管理應(yīng)用，但無法實現(xiàn)物資“入”或者“出”狀態(tài)的準(zhǔn)確監(jiān)控，需要人員進(jìn)行相關(guān)操作，預(yù)置某一個狀態(tài)，才可以進(jìn)行識別掃描的行為。本發(fā)明結(jié)合紅外探測技術(shù)，利用紅外安全光幕可以很好的解決這ー個問題，實現(xiàn)系統(tǒng)全自動管理，精確判斷一次行為的“入”或“出”的狀態(tài)，不需要人員干預(yù)。同時，其他的系統(tǒng)都是ー個封閉的獨立的管理系統(tǒng)，本發(fā)明的消防裝備器材監(jiān)管系統(tǒng)具有信息發(fā)布接ロ，可以向其他業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)提供狀態(tài)監(jiān)控數(shù)據(jù)，是ー個開放的監(jiān)管系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是通過如下方案實現(xiàn)的基于RFID技術(shù)的消防裝備器材監(jiān)管系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)由若干安裝在消防裝備器材上的無源射頻電子標(biāo)簽、一套裝備器材監(jiān)控裝置和一個監(jiān)控平臺組成；
所述的裝備器材監(jiān)控裝置包括I個無源射頻讀寫器、4個天線及2組由投光器、受光器構(gòu)成的紅外安全光幕；所述無源射頻讀寫器、天線、紅外安全光幕分別布置在兩個相對的門板上，具體裝配如下在一側(cè)門板中封裝2個天線，另ー側(cè)門板中封裝2個天線和無源射頻讀寫器，紅外安全光幕的投光器放置在ー側(cè)門板的兩邊緣處，紅外安全光幕的受光器安裝在另ー側(cè)門板的兩邊緣處。所述監(jiān)控平臺由通信服務(wù)器和監(jiān)控終端構(gòu)成； 所述裝備器材監(jiān)控裝置中的2組紅外安全光幕、4個天線分別接入無源射頻讀寫器，并通過無源射頻讀寫器與所述監(jiān)控平臺的通信服務(wù)器連接。一種基于RFID技術(shù)的消防裝備器材監(jiān)管系統(tǒng)的監(jiān)管方法，其步驟如下
1)、通信服務(wù)器實時監(jiān)控?zé)o源射頻讀寫器的無源射頻電子標(biāo)簽信息和GPIO端ロ的紅外安全光幕狀態(tài)數(shù)據(jù)；
2)、獲取無源射頻電子標(biāo)簽信息，寫入緩存區(qū)；
3)、獲取其中一組紅外安全光幕狀態(tài)信息，等待獲取另一組紅外安全光幕狀態(tài)信息，得出裝備器材“入”或者“出”的狀態(tài)標(biāo)志；
4)、為緩存區(qū)的每ー個無源射頻電子標(biāo)簽信息賦值“入”或者“出”狀態(tài)，同時把電子標(biāo)簽的完整信息寫入數(shù)據(jù)庫，發(fā)送給監(jiān)控終端，向外部系統(tǒng)發(fā)布數(shù)據(jù)。本發(fā)明的有益效果使用本發(fā)明的消防裝備器材監(jiān)管系統(tǒng)，可實現(xiàn)消防裝備器材室中各裝備器材使用狀態(tài)的自動監(jiān)控與管理。該系統(tǒng)對射頻設(shè)備及紅外安全光幕設(shè)備進(jìn)行了重新封裝，改造為ー個專用的監(jiān)控裝置，該裝置安裝于消防裝備器材室內(nèi)，完成信息的采集與傳輸。同時，通過監(jiān)控平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收、分析與處理，實現(xiàn)自動監(jiān)控功能，提高消防部隊裝備器材管理的信息化應(yīng)用水平，大大提高消防部隊的工作效率。該系統(tǒng)可以通過對監(jiān)控平臺進(jìn)ー步升級改造，在不同単位的分級部署，實現(xiàn)在某ー總隊內(nèi)所有消防中隊裝備器材的集中監(jiān)控與管理。


圖I是本系統(tǒng)邏輯圖.
圖2是裝備器材監(jiān)控裝置結(jié)構(gòu)圖。圖3是紅外安全光幕連接圖。圖4是系統(tǒng)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)邏輯圖。圖5是系統(tǒng)信息處理流程圖。
具體實施例方式在闡述本技術(shù)方案前，有必要簡單介紹ー下RFID識別技術(shù)的工作原理RFID技術(shù)是ー種自動識別技木，同時也是ー種通信技術(shù)，利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識別目標(biāo)對象的目的，無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。射頻識別系統(tǒng)通常由電子標(biāo)簽、讀寫器和天線組成。電子標(biāo)簽內(nèi)存有一定格式的電子數(shù)據(jù)，是RFID應(yīng)用系統(tǒng)的信息載體，常以此作為待識別物品的標(biāo)識性信息。應(yīng)用中將電子標(biāo)簽附著在待識別物品上，作為待識別物品的電子標(biāo)記。電子標(biāo)簽由耦合元件(線圏、微帶天線等)及芯片組成，可定制成各種各樣的形狀與尺寸。電子標(biāo)簽主要有無源和有源兩種形式。無源標(biāo)簽沒有內(nèi)部供電電源。其內(nèi)部集成電路通過接收到的電磁波進(jìn)行驅(qū)動，這些電磁波是由讀寫器發(fā)出的。當(dāng)標(biāo)簽接收到足夠強(qiáng)度的訊號時，可以向讀寫器發(fā)出數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)不僅包括ID號(全球唯一標(biāo)示ID)，還可以包括預(yù)先存在于標(biāo)簽內(nèi)存中的數(shù) 據(jù)。無源標(biāo)簽具有價格低廉，體積小巧，無需電源的優(yōu)點。有源標(biāo)簽本身具有內(nèi)部供電電源，用以供應(yīng)內(nèi)部集成電路所需電源以產(chǎn)生對外發(fā)送的訊號。一般來說，有源標(biāo)簽擁有較長的讀取距離和較大的記憶體容量，可以用來儲存讀取器所傳送來的ー些附加訊息。讀寫器是讀取或?qū)懭霕?biāo)簽信息的設(shè)備，讀寫器通常由耦合模塊、收發(fā)模塊、控制模塊和接ロ單元組成。天線是在標(biāo)簽和讀寫器間傳遞射頻信號，電子標(biāo)簽和讀寫器都必須具有天線模塊。RFID技術(shù)不是本發(fā)明的重點，因此對于本系統(tǒng)所采用RFID設(shè)備的技術(shù)細(xì)節(jié)也不再詳細(xì)論述，只是從功能角度進(jìn)行說明。根據(jù)應(yīng)用場景和所監(jiān)控設(shè)備的特點，同時考慮可以長時間使用無需考慮更換電池的問題，本系統(tǒng)采用無源射頻電子標(biāo)簽。消防裝備器材大多都是金屬器械，因此所使用的無源射頻電子標(biāo)簽同時具有抗金屬性。監(jiān)控設(shè)備大小不一，所選用的無源射頻電子標(biāo)簽形狀和尺寸也不同，根據(jù)所綁定裝備器材來決定。主要有圓形、長方形等。綁定的方式主要有背膠黏貼式、螺栓式、掛接式等。其主要參數(shù)技術(shù)指標(biāo)為讀寫距離為80cm-320cm，頻率920-925MHz。本發(fā)明基于RFID技術(shù)的消防裝備器材監(jiān)管系統(tǒng)，如圖I所示，由若干安裝在消防裝備器材上的無源射頻電子標(biāo)簽I、一套裝備器材監(jiān)控裝置2和一個監(jiān)控平臺3組成；其中監(jiān)控平臺3包括通信服務(wù)器31和監(jiān)控終端32，
裝備器材監(jiān)控裝置2是本發(fā)明的重點，該裝置根據(jù)功能要求對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行重新封裝，成為ー個全新的產(chǎn)品，滿足使用及功能要求。該裝置主要包括1個無源射頻讀寫器23、4個天線21及2組紅外安全光幕22。紅外安全光幕22由投光器221和受光器222構(gòu)成，該裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示其結(jié)構(gòu)類似安檢門，主要有兩側(cè)門板和頂層門板組成，門板主框架由鋁塑板型材質(zhì)構(gòu)成，板面采用塑料材質(zhì)封裝，不妨礙天線的信號發(fā)射。其中一側(cè)門板中封裝2個天線21，另ー側(cè)門板中封裝2個天線21和無源射頻讀寫器23。紅外安全光幕的投光器221安裝在一側(cè)門板的兩邊緣處，紅外安全光幕的受光器222安裝在另ー側(cè)門板的兩邊緣處；兩側(cè)門板和頂層門板的厚度分別是IOcm和5cm，滿足嵌入設(shè)備和鋪設(shè)信號線、電源線的要求。4個天線21和2組紅外安全光幕22分別都接入無源射頻讀寫器23。無源射頻讀寫器23的主要參數(shù)技術(shù)指標(biāo)可讀取標(biāo)簽的數(shù)量超過200個/秒；頻率范圍902-928 MHz ;輸出功率IOdBm 30dBm ；4個反TNC天線端ロ ；4個輸入輸出(GPIO)端ロ ;通信接ロ IOM/1OOM 自適應(yīng)以太網(wǎng) RJ45 接口和 RS-232 (DB9 connector)。無源射頻讀寫器23和天線21實時掃描所經(jīng)過裝備器材監(jiān)控裝置的無源射頻電子標(biāo)簽1，通過分析電子標(biāo)簽信息，完成監(jiān)控所綁定的裝備器材狀態(tài)功能。2組紅外安全光幕22分別安裝在兩側(cè)門板的邊緣，其功能是實時監(jiān)控經(jīng)過裝備器材監(jiān)控裝置的人或者物品。紅外安全光幕22由投光器221和受光器222組成，投光器221有16個光源一直向受光器222發(fā)送紅外光波信號，一旦光波信號被阻擋，受光器222便會產(chǎn)生ー個開關(guān)量信號，該信號接入到無源射頻讀寫器23的輸入端ロ，監(jiān)控平臺的通信服務(wù)器31程序通過實時監(jiān)控?zé)o源射頻讀寫器23的輸入端ロ，可判斷該紅外安全光幕22是否有人或者物品經(jīng)過。通信服務(wù)器31通過兩組紅外安全光幕22收到信號的先后，可以判斷當(dāng)前裝備器材的狀態(tài)是“入”還是“出”。實現(xiàn)流程全自動操作，不需要人員的干預(yù)。無源射頻讀寫器23的GPIO端ロ給紅外安全光幕22提供電源。紅外安全光幕22連接示意如圖3所示。裝備器材監(jiān)控裝置放置在消防裝備器材室內(nèi)靠近門ロ的地方，在使用中要求所有人員出入裝備器材室必須經(jīng)過該監(jiān)控裝置，實現(xiàn)裝備器材的實時精確監(jiān)控。 監(jiān)控平臺的通信服務(wù)器31與無源射頻讀寫器23通過IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通信服務(wù)器31通過無源射頻讀寫器23實時監(jiān)控電子標(biāo)簽信息和紅外安全光幕狀態(tài)信息，對所接收的信息進(jìn)行分析判斷，并把各狀態(tài)信息及時寫入數(shù)據(jù)庫，保存數(shù)據(jù)。通信服務(wù)器同時提供WebService的信息發(fā)布借ロ，其他業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)通過該接ロ獲取所需要的裝備器材狀態(tài)ィ目息。監(jiān)控終端32與通信服務(wù)器31通過IP網(wǎng)絡(luò)實時進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，獲取通信服務(wù)器所獲得的各狀態(tài)信息并顯示及進(jìn)行相關(guān)處理。監(jiān)控終端32通過讀取數(shù)據(jù)庫可實現(xiàn)相關(guān)查詢及統(tǒng)計分析。同時，實現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)維護(hù)等功能。系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換邏輯如圖4所示。通過通信服務(wù)器與無源射頻讀寫器實時監(jiān)控裝備器材的狀態(tài)信息，并實時記錄。軟件處理流程如下
1、通信服務(wù)器實時監(jiān)控?zé)o源射頻讀寫器的無源射頻電子標(biāo)簽信息和GPIO端ロ的紅外安全光幕狀態(tài)數(shù)據(jù)；
2、獲取無源射頻電子標(biāo)簽信息，寫入緩存區(qū)；
3、獲取其中一個紅外安全光幕狀態(tài)信息，等待獲取另一個紅外安全光幕狀態(tài)信息，得出裝備器材“入”或者“出”的狀態(tài)標(biāo)志；
4、為緩存區(qū)的每ー個無源射頻電子標(biāo)簽信息賦值“入”或者“出”狀態(tài)，同時把電子標(biāo)簽的完整信息寫入數(shù)據(jù)庫，發(fā)送給監(jiān)控終端，向外部系統(tǒng)發(fā)布數(shù)據(jù)。系統(tǒng)信息處理流程如圖5所示。
權(quán)利要求
1.基于RFID技術(shù)的消防裝備器材監(jiān)管系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)由若干安裝在消防裝備器材上的無源射頻電子標(biāo)簽、一套裝備器材監(jiān)控裝置和一個監(jiān)控平臺組成； 所述的裝備器材監(jiān)控裝置包括I個無源射頻讀寫器、4個天線及2組由投光器、受光器構(gòu)成的紅外安全光幕；所述無源射頻讀寫器、天線、紅外安全光幕分別布置在兩個相對的門板上，具體裝配如下在一側(cè)門板中封裝2個天線，另ー側(cè)門板中封裝2個天線和無源射頻讀寫器，紅外安全光幕的投光器放置在ー側(cè)門板的兩邊緣處，紅外安全光幕的受光器安裝在另ー側(cè)門板的兩邊緣處； 所述監(jiān)控平臺由通信服務(wù)器和監(jiān)控終端構(gòu)成； 所述裝備器材監(jiān)控裝置中的2組紅外安全光幕、4個天線分別接入無源射頻讀寫器，并通過無源射頻讀寫器與所述監(jiān)控平臺的通信服務(wù)器連接。
2.一種基于RFID技術(shù)的消防裝備器材監(jiān)管系統(tǒng)的監(jiān)管方法，其步驟如下 1)、通信服務(wù)器實時監(jiān)控?zé)o源射頻讀寫器的無源射頻電子標(biāo)簽信息和GPIO端ロ的紅外安全光幕狀態(tài)數(shù)據(jù)； 2)、獲取無源射頻電子標(biāo)簽信息，寫入緩存區(qū)； 3)、獲取其中一組紅外安全光幕狀態(tài)信息，等待獲取另一組紅外安全光幕狀態(tài)信息，得出裝備器材“入”或者“出”的狀態(tài)標(biāo)志； 4)、為緩存區(qū)的每ー個無源射頻電子標(biāo)簽信息賦值“入”或者“出”狀態(tài)，同時把電子標(biāo)簽的完整信息寫入數(shù)據(jù)庫，發(fā)送給監(jiān)控終端，向外部系統(tǒng)發(fā)布數(shù)據(jù)。
全文摘要
基于RFID技術(shù)的消防裝備器材監(jiān)管系統(tǒng)，由若干無源射頻電子標(biāo)簽、一套裝備器材監(jiān)控裝置和一個監(jiān)控平臺組成；裝備器材監(jiān)控裝置包括1個無源射頻讀寫器、4個天線及2組由投光器、受光器構(gòu)成的紅外安全光幕；天線、讀寫器安裝在兩側(cè)門板上，在一側(cè)門板的兩邊緣處分別安裝紅外安全光幕的投光器，另一側(cè)門板的兩邊緣處安裝紅外安全光幕的受光器；裝備器材監(jiān)控裝置中的2組紅外安全光幕、4個天線分別接入無源射頻讀寫器，并通過無源射頻讀寫器與監(jiān)控平臺的通信服務(wù)器連接。本發(fā)明消防裝備器材監(jiān)管系統(tǒng)，可實現(xiàn)消防裝備器材室中各裝備器材使用狀態(tài)的自動監(jiān)控與管理。提高消防部隊裝備器材管理的信息化應(yīng)用水平，大大提高消防部隊的工作效率。
文檔編號G06K17/00GK102855598SQ201210325229
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者姜學(xué)赟, 范玉峰, 馬青波, 杜陽, 張磊 申請人:公安部沈陽消防研究所