物聯(lián)網(wǎng)智能管理控制柜系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種物聯(lián)網(wǎng)智能管理控制柜系統(tǒng)，包括：存放子系統(tǒng)，用于放置、保護(hù)、定位和管理載體；在位監(jiān)控子系統(tǒng)，用于對(duì)存放子系統(tǒng)中的每個(gè)載體進(jìn)行識(shí)別和跟蹤；第一RFID電子標(biāo)簽閱讀器，位于存放子系統(tǒng)的外部，用于讀取RFID信標(biāo)發(fā)送的標(biāo)簽信息以根據(jù)標(biāo)簽信息對(duì)相應(yīng)的載體進(jìn)行識(shí)別和跟蹤；外出監(jiān)控管理子系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)是否有正在通過(guò)門禁位置的標(biāo)簽信息，如果有則進(jìn)一步監(jiān)測(cè)標(biāo)簽信息對(duì)應(yīng)的載體是否允許通過(guò)門禁位置，如果未允許則發(fā)出報(bào)警信號(hào)。本發(fā)明可以確保載體的存放安全，并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)載體位置的跟蹤監(jiān)控，并且在發(fā)現(xiàn)有載體被私自帶出時(shí)，能及時(shí)向系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警以避免泄密情況的發(fā)生，提高系統(tǒng)的安全可靠性。
【專利說(shuō)明】物聯(lián)網(wǎng)智能管理控制柜系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種物聯(lián)網(wǎng)智能管理控制柜系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于有關(guān)單位或企業(yè)的有關(guān)保密要求，所有涉密載體必須進(jìn)行集中統(tǒng)管。具體地，所有人員個(gè)人使用的個(gè)人辦公移動(dòng)硬盤、承辦的文件資料以及筆記本電腦，公用移動(dòng)硬盤均在所屬二級(jí)部保密室進(jìn)行集中存放和管理。個(gè)人使用的個(gè)人辦公移動(dòng)硬盤、承辦的文件資料存放于保密庫(kù)房的鐵柜中，為每人設(shè)置獨(dú)立存放空間。筆記本電腦，公用移動(dòng)硬盤存放于保密室鐵柜中，使用管理均由各二級(jí)部專職保密干部負(fù)責(zé)。
[0003]對(duì)于大量的人員使用，就需要保密庫(kù)房的保密柜的安全性以及對(duì)存放的涉密載體的監(jiān)控管理，例如對(duì)涉密載體的存放、使用情況的跟蹤。并且，還需要對(duì)涉密載體在出現(xiàn)未按要求放置于保密室?guī)旆?，超時(shí)未放回等違規(guī)情況時(shí)，能夠?qū)ζ湮恢煤蜖顟B(tài)進(jìn)行監(jiān)控。并且，現(xiàn)在的涉密載體管理中，由于監(jiān)控管理系統(tǒng)的安全性不高，容易導(dǎo)致涉密載體被私自帶出而未發(fā)現(xiàn)的情況，從而導(dǎo)致泄密情況的發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的旨在至少解決所述技術(shù)缺陷之一。
[0005]為此，本發(fā)明的目的在于提出一種物聯(lián)網(wǎng)智能管理控制柜系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以確保載體的存放安全，并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)載體位置的跟蹤監(jiān)控，并且在發(fā)現(xiàn)有載體被私自帶出時(shí)或使用者未按時(shí)歸位存放時(shí)，能及時(shí)向系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警以避免泄密情況的發(fā)生，提高系統(tǒng)的
安全可靠性。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種物聯(lián)網(wǎng)智能管理控制柜系統(tǒng)，包括:存放子系統(tǒng)，用于放置、保護(hù)、定位和管理載體，其中，所述存放子系統(tǒng)包括多個(gè)用于放置所述載體的儲(chǔ)物空間，所述存放子系統(tǒng)在接收到用戶發(fā)送的開啟指令后，控制與所述用戶對(duì)應(yīng)的所述儲(chǔ)物空間開啟；在位監(jiān)控子系統(tǒng)，用于對(duì)所述存放子系統(tǒng)中的每個(gè)載體進(jìn)行識(shí)別和跟蹤，其中，所述在位監(jiān)控子系統(tǒng)包括=SfRFID電子標(biāo)簽，其中，每個(gè)所述RFID電子標(biāo)簽安裝于所述存放子系統(tǒng)的內(nèi)部，且每個(gè)所述RFID電子標(biāo)簽安裝于一個(gè)載體的表面上，用于發(fā)射無(wú)線射頻信號(hào)，其中，每個(gè)所述RFID電子標(biāo)簽用于標(biāo)示對(duì)應(yīng)的載體；RFID信標(biāo)，用于讀取所述存放子系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)所述RFID電子標(biāo)簽的無(wú)線射頻信號(hào)以獲取對(duì)應(yīng)的電子標(biāo)簽的標(biāo)簽信息，并發(fā)送每個(gè)所述電子標(biāo)簽的標(biāo)簽信息；第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器，所述第一RFID電子標(biāo)簽閱讀器位于所述存放子系統(tǒng)的外部，用于讀取所述RFID信標(biāo)發(fā)送的標(biāo)簽信息以根據(jù)所述標(biāo)簽信息對(duì)相應(yīng)的載體進(jìn)行識(shí)別和跟蹤；外出監(jiān)控管理子系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)是否有正在通過(guò)門禁位置的標(biāo)簽信息，如果有，則進(jìn)一步監(jiān)測(cè)所述標(biāo)簽信息對(duì)應(yīng)的載體是否允許通過(guò)門禁位置，如果未允許則發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的物聯(lián)網(wǎng)智能管理控制柜系統(tǒng)，可以確保涉密載體的安全，通過(guò)設(shè)置安全牢靠的存放空間，即存放子系統(tǒng)，同時(shí)還能方便使用人取放，做到安全和便捷。此外，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對(duì)載體位置的跟蹤監(jiān)控，通過(guò)聯(lián)網(wǎng)在位監(jiān)控子系統(tǒng)主要跟蹤涉密載體的存放、使用情況，在出現(xiàn)未按要求放置于保密室?guī)旆?，超時(shí)未放回等違規(guī)情況時(shí)，在監(jiān)控端能顯示違規(guī)人員和所使用涉密載體信息，并在數(shù)據(jù)庫(kù)中保存所有使用存放記錄，做到有據(jù)可查。并且，在發(fā)現(xiàn)有載體被私自帶出時(shí)，能及時(shí)向系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警以避免泄密情況的發(fā)生，便于大部保密辦對(duì)各二級(jí)部的集中統(tǒng)管，大部管理人員不用到現(xiàn)場(chǎng)即通過(guò)服務(wù)器實(shí)時(shí)查看、統(tǒng)計(jì)各二級(jí)部對(duì)涉密載體的使用、存放和外出借用情況，根據(jù)實(shí)時(shí)觀察和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，督促協(xié)助各二級(jí)部嚴(yán)格執(zhí)行保密管理制度，提高系統(tǒng)的安全可靠性。
[0008]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，存放子系統(tǒng)包括:指紋讀寫器，用于接收用戶輸入的指紋信息，并將指紋信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，其中，每個(gè)用戶的數(shù)字信號(hào)是唯一的；控制電路板，用于接收指紋讀寫器的數(shù)字信號(hào)，并在判斷上述數(shù)字信號(hào)正確后，發(fā)出開啟指令；電控鎖，用于在接收到開啟指令后，開啟相應(yīng)的儲(chǔ)物空間；第一顯示屏，其中，第一顯示屏安裝于每個(gè)儲(chǔ)物空間的柜門上，用于顯示儲(chǔ)物空間的用戶的用戶信息；第一報(bào)警器，用于在控制電路板判斷數(shù)字信號(hào)錯(cuò)誤時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0009]并且，上述存放子系統(tǒng)為保密柜。
[0010]此外，RFID信標(biāo)包括:下行信道控制單元，用于接收所述RFID電子標(biāo)簽發(fā)送的無(wú)線射頻信號(hào)以獲取所述RFID電子標(biāo)簽的標(biāo)簽信息，以及用于控制與所述RFID電子標(biāo)簽之間的下行空中無(wú)線鏈路；上行信道控制單元，所述上行信道控制單元與所述下行信道控制單元進(jìn)行通信，用于接收所述下行信道控制單元發(fā)送的所述RFID電子標(biāo)簽的標(biāo)簽信息，并向所述第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器上傳所述標(biāo)簽信息，以及用于控制與所述第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器之間的上行空中無(wú)線鏈路；雙路全雙工射頻前端單元，用于對(duì)所述上行信道控制單元的射頻前端模擬電路信號(hào)和所述下行信道控制單元的射頻前端模擬電路信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理；非對(duì)稱天線饋線系統(tǒng)控制單元，用于控制所述下行空中無(wú)線鏈路和所述上行空中無(wú)線鏈路的天線增益；RFID信標(biāo)協(xié)議棧及負(fù)載均衡單元，用于對(duì)所述標(biāo)簽信息進(jìn)行處理、緩存和轉(zhuǎn)發(fā)，以及用于根據(jù)所述RFID電子標(biāo)簽的距離進(jìn)行負(fù)載平衡；微處理和電源控制單元，用于對(duì)所述下行信道控制單元、所述上行信道控制單元、所述雙路全雙工射頻前端單元、所述非對(duì)稱天線饋線系統(tǒng)控制單元和所述RFID信標(biāo)協(xié)議棧及負(fù)載均衡單元的微處理和電源進(jìn)行控制?！?br> [0011]并且，下行信道控制單元包括內(nèi)部天線，用于讀取存放子系統(tǒng)內(nèi)部的每個(gè)RFID電子標(biāo)簽的無(wú)線設(shè)備信號(hào)以獲取對(duì)應(yīng)的電子標(biāo)簽的標(biāo)簽信息；上行信道控制單元包括外部天線，用于將每個(gè)電子標(biāo)簽的標(biāo)簽信息發(fā)送至上述第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器。
[0012]其中，電子標(biāo)簽采用匿名ID發(fā)送無(wú)線射頻信號(hào)，其中，匿名ID為RFID電子標(biāo)簽的真實(shí)ID加密后得到。
[0013]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，RFID信標(biāo)通過(guò)信標(biāo)光纜與每個(gè)RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行通?目。
[0014]在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，外出監(jiān)控管理子系統(tǒng)包括:第二 RFID電子標(biāo)簽閱讀器，用于監(jiān)測(cè)是否有正在通過(guò)門禁位置的標(biāo)簽信息，并將上述標(biāo)簽信息發(fā)送至服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)標(biāo)簽信息監(jiān)測(cè)標(biāo)簽信息對(duì)應(yīng)的載體是否允許通過(guò)門禁位置，如果是，則記錄載體通過(guò)門禁位置的信息，否則發(fā)送報(bào)警指令；第二顯示屏，用于在允許載體通過(guò)門禁位置或接收到報(bào)警指令后，顯示載體的名稱和對(duì)應(yīng)的用戶信息；第二報(bào)警器，用于在接收到報(bào)警指令后，發(fā)出聲音報(bào)警信號(hào)。
[0015]進(jìn)一步，第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器還用于將標(biāo)簽信息以RS485協(xié)議信號(hào)傳輸?shù)?85/TCP轉(zhuǎn)換盒，485/TCP轉(zhuǎn)換盒將RS485協(xié)議信號(hào)轉(zhuǎn)換成TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，并將TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸?shù)郊€器，TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)信號(hào)通過(guò)光纖傳輸?shù)浇粨Q機(jī)。
[0016]并且，第二 RFID電子標(biāo)簽閱讀器還用于將正在通過(guò)門禁位置的標(biāo)簽信息以RS485協(xié)議信號(hào)傳輸?shù)?85/TCP轉(zhuǎn)換盒，485/TCP轉(zhuǎn)換盒將RS485協(xié)議信號(hào)轉(zhuǎn)換成TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，并將TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸?shù)郊€器，TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)信號(hào)通過(guò)光纖傳輸?shù)浇粨Q機(jī)。
[0017]本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0019]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的物聯(lián)網(wǎng)智能管理控制柜系統(tǒng)的示意圖；
[0020]圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的存放子系統(tǒng)的示意圖；
[0021]圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的開門報(bào)警指令的示意圖；
[0022]圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的未收到關(guān)門信號(hào)的報(bào)警示意圖；
[0023]圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的存放柜的結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的門控板的控制示意圖
[0025]圖7為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柜頂板的控制示意圖
[0026]圖8為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)板的控制示意圖
[0027]圖9為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多個(gè)保密柜的系統(tǒng)示意圖；
[0028]圖10為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的RFID電子標(biāo)簽和電子標(biāo)簽閱讀器的交互示意圖；
[0029]圖11為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的RFID信標(biāo)的示意圖；
[0030]圖12為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的RFID電子標(biāo)簽閱讀器的示意圖；
[0031]圖13為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的RFID電子標(biāo)簽工作機(jī)制的原理示意圖；
[0032]圖14為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的RFID電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)幀格式；
[0033]圖15為根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的RFID電子標(biāo)簽和電子標(biāo)簽閱讀器交互示意圖；
[0034]圖16為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電子標(biāo)簽系統(tǒng)的組成示意圖；
[0035]圖17為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的RFID系統(tǒng)的軟件架構(gòu)示意圖；
[0036]圖18為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的RFID中間件的工作原理圖；
[0037]圖19為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的采用應(yīng)用層方法的RFID系統(tǒng)的示意圖；
[0038]圖20為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的外出監(jiān)控管理子系統(tǒng)的示意圖；
[0039]圖21為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第二顯示屏的硬件示意圖；
[0040]圖22為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的物聯(lián)網(wǎng)智能管理控制柜系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D；
[0041]圖23保密柜的RFID信標(biāo)和第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器的交互流程圖；以及[0042]圖24為第二 RFID電子標(biāo)簽閱讀器和交換機(jī)的交互流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0044]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。
[0045]此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。
[0046]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的物聯(lián)網(wǎng)智能管理控制柜系統(tǒng)100，包括存放子系統(tǒng)110、在位監(jiān)控子系統(tǒng)120和外出監(jiān)控管理子系統(tǒng)130。
[0047]存放子系統(tǒng)110可以放置、保護(hù)、定位和管理載體。其中，載體可以為涉密載體，即需要進(jìn)行保密的載體。例如為個(gè)人辦公移動(dòng)硬盤、共用移動(dòng)硬盤、承辦的文件資料或筆記本電腦等。存放子系統(tǒng)110在接收到用戶發(fā)送的開啟指令后，控制與用戶對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)物空間開
啟O
[0048]存放子系統(tǒng)110可以為鐵質(zhì)保密柜，根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行定制。其中，存放子系統(tǒng)可以分為存放柜和控制柜。每個(gè)保密室至少配備一個(gè)控制柜，存放柜的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際使用人員數(shù)量配備。其中，存放柜可以分別多個(gè)儲(chǔ)物空間，每個(gè)儲(chǔ)物空間均用于放置載體。載體例如，辦公文件箱、移動(dòng)硬盤等個(gè)人使用的涉密物品?？刂乒窨梢杂糜诜胖孟嚓P(guān)控制單元，其中控制柜不存儲(chǔ)涉密載體。
[0049]在本發(fā)明的一個(gè)示例中，每個(gè)存放柜可以分為10至14個(gè)單獨(dú)的儲(chǔ)物空間。每個(gè)儲(chǔ)物空間安裝有單獨(dú)的柜門。其中，柜門可以為雙面夾層。
[0050]如圖2所示，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，存放子系統(tǒng)110包括指紋讀寫器111、控制電路板112、電控鎖113、第一顯示屏114和第一報(bào)警器115。在上述柜門的夾層內(nèi)安裝上述有控制電路板112、小型電控鎖113和第一顯示屏114等。需要說(shuō)明的是，每個(gè)儲(chǔ)物空間對(duì)應(yīng)一個(gè)用戶，儲(chǔ)物空間是存儲(chǔ)涉密載體的最小單元。
[0051]具體地，指紋讀寫器111可以接收用戶輸入的指紋信息，并將指紋信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。其中，每個(gè)用戶的指紋信息是唯一的，因此每個(gè)用戶的數(shù)字信號(hào)是唯一的。
[0052]指紋讀寫器111可以將人的生物特征轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，換言之，指紋讀寫器111可以將指紋信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。首次使用時(shí)，在得到各部門保密管理員授權(quán)的前提下，每個(gè)用戶將自己的指紋錄入到指紋讀寫器111，這些錄入的指紋，系統(tǒng)視為是被授權(quán)的合法指紋信肩、O
[0053]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，指紋讀寫器111安裝在控制柜的面板上，具有錄入指紋、存儲(chǔ)指紋、將指紋信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的功能。每個(gè)指紋圖像在指紋儀中被轉(zhuǎn)換成唯一的數(shù)字信號(hào)，當(dāng)有用戶輸入指紋后，指紋儀內(nèi)部電路對(duì)其進(jìn)行比對(duì)，將比對(duì)成功的指紋信號(hào)輸出給控制電路。控制電路根據(jù)接收到的指紋信號(hào)向?qū)?yīng)的柜門發(fā)出開門指令。即，用戶通過(guò)輸入指紋信號(hào)發(fā)出開啟指令，控制電路根據(jù)開啟指令，控制與該開啟指令對(duì)應(yīng)的用戶使用的儲(chǔ)物空間開啟。
[0054]指紋讀寫器111同時(shí)支持鍵盤數(shù)字錄入，如果個(gè)別人指紋圖像不清晰(手指脫皮、裂口、指紋紋路淺等)情況發(fā)生時(shí)，可以通過(guò)輸入密碼開門。
[0055]控制電路板112可以接收指紋讀寫器111的數(shù)字信號(hào)，并在判斷數(shù)字信號(hào)正確后，發(fā)出開啟指令。
[0056]電控鎖113可以在接收到開啟指令后，開啟相應(yīng)的儲(chǔ)物空間。
[0057]具體地，電控鎖113安裝在保密柜柜門上，同時(shí)具有以下功能:
[0058](I)脈沖觸發(fā)開鎖。
[0059](2)開鎖后，柜門自動(dòng)彈開。
[0060](3)斷電自動(dòng)鎖閉。
[0061](4)具備機(jī)械鑰匙開鎖功能，當(dāng)控制電路出現(xiàn)故障時(shí)不影響使用。
[0062]正常工作狀態(tài)下，電控鎖113由基本控制單元(門控板)直接控制，門控板接收指紋信號(hào)或程序指令后，產(chǎn)生開鎖脈沖將柜門打開。
[0063]第一顯示屏114安裝于每個(gè)儲(chǔ)物空間的柜門上，可以顯示儲(chǔ)物空間用戶的用戶信息，包括用戶的姓名、單位等。需要說(shuō)明的是，第一顯示屏114的顯示內(nèi)容是可修改的。例如，如果儲(chǔ)物空間的用戶發(fā)生更改，則相應(yīng)的用戶信息也發(fā)生修改。
[0064]第一顯示屏114的驅(qū)動(dòng)電路同保密柜柜門的門內(nèi)控制電路(門控板)設(shè)計(jì)制作在同一塊板上，第一顯示屏114的顯示內(nèi)容可在計(jì)算機(jī)上直接修改，修改指令通過(guò)門控板傳送給第一顯示屏114。
[0065]由于第一顯示屏114示壽命是有限制的大約3萬(wàn)小時(shí)，為延長(zhǎng)液晶使用壽命和減少系統(tǒng)耗電，系統(tǒng)設(shè)計(jì)為:當(dāng)系統(tǒng)接收到開啟柜門指令時(shí)，第一顯示屏114全部啟動(dòng)開始顯示，3分鐘后自動(dòng)關(guān)閉，直到再次收到開門指令又重新啟動(dòng)液晶顯示，使得第一顯示屏114在大部分時(shí)間是關(guān)閉的。
[0066]第一報(bào)警器115可以在控制電路板112判斷數(shù)字信號(hào)錯(cuò)誤時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。在本發(fā)明的一個(gè)示例中，報(bào)警信號(hào)可以為聲信號(hào)或光信號(hào)。
[0067]具體地，第一報(bào)警器115包括保密柜的柜門防撬報(bào)警器和關(guān)門提示報(bào)警器。防撬報(bào)警器可以為聲光報(bào)警器。聲光報(bào)警器安裝在管理員的值班室，當(dāng)柜門被撬開時(shí)，系統(tǒng)會(huì)立即接通警鈴，此時(shí)第一報(bào)警器115發(fā)出報(bào)警，提示管理員有異常情況發(fā)生。聲光報(bào)警器與系統(tǒng)板連接，當(dāng)系統(tǒng)判斷柜門被撬時(shí)接通聲光報(bào)警器。如圖3所示，首先系統(tǒng)板118接收到門磁開關(guān)170的開門信號(hào)，系統(tǒng)板118判斷是否讀取到對(duì)應(yīng)的指紋信號(hào)或計(jì)算機(jī)對(duì)應(yīng)開門指令，如果是則開啟柜門，否則啟動(dòng)警鈴報(bào)警。
[0068]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，關(guān)門報(bào)警器可以為普通有線門鈴，有線門鈴安裝在控制柜中與保密柜在同一房間。如圖4所示，系統(tǒng)板118接收到門磁開關(guān)170的開門信號(hào)后，判斷讀取到的對(duì)應(yīng)的指紋信號(hào)是否在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未收到對(duì)應(yīng)關(guān)門信號(hào)，如果是則開門，否則啟動(dòng)有線門鈴，換言之，當(dāng)系統(tǒng)判斷有人未在規(guī)定時(shí)間內(nèi)關(guān)閉柜門，有線門鈴會(huì)發(fā)出柔和的提示音，提示有人未關(guān)閉柜門。有線門鈴與系統(tǒng)板連接，在系統(tǒng)進(jìn)行初始化設(shè)置時(shí)輸入規(guī)定時(shí)間即從開門到關(guān)門的最長(zhǎng)時(shí)間。其中，最長(zhǎng)時(shí)間默認(rèn)為2分鐘。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，保密柜中進(jìn)一步設(shè)置有紅外裝置180。
[0069]如圖5所示，每個(gè)存放柜可以分為多10個(gè)單獨(dú)的儲(chǔ)物空間。每個(gè)儲(chǔ)物空間安裝有單獨(dú)的柜門。每個(gè)儲(chǔ)物空間均設(shè)置有門控板。每個(gè)儲(chǔ)物空間的底角，自下而上設(shè)計(jì)了一條公用線路通道，柜門與柜體的連接門軸119設(shè)計(jì)成一個(gè)空心圓柱，柜門夾層內(nèi)的電路控制連線就是從門軸穿出至公用線路通道匯合再引入柜頂。鐵質(zhì)保密柜的柜頂也設(shè)計(jì)為夾層，在柜頂夾層兩端都留有出線孔150，通過(guò)出線孔150將每個(gè)鐵柜內(nèi)的控制線接入控制柜。在柜頂夾層內(nèi)設(shè)置有柜頂板117，其中柜頂板117與所有的門控板116相連，并且進(jìn)一步和系統(tǒng)板118相連。在每個(gè)儲(chǔ)物間的底部設(shè)置有隔板穿孔160。
[0070]如圖6所示，門控板116的作用是驅(qū)動(dòng)門上的電控鎖113打開或關(guān)閉、驅(qū)動(dòng)第一顯示屏114、增加和改寫第一顯示屏114顯示內(nèi)容，接收并與上一級(jí)的信息協(xié)處理器，即柜頂板117進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)換和通訊。
[0071]如圖7所示，柜頂板117的作用是:同保密柜上所有柜門夾層內(nèi)的門控板116和系統(tǒng)板118之間的通訊連接，向門控116板發(fā)送指令或?qū)㈤T控板116反饋信息處理后送給信
息主處理器。
[0072]如圖8所示，系統(tǒng)板118是整個(gè)系統(tǒng)控制電路的核心，由CPU，系統(tǒng)時(shí)鐘、靜態(tài)存儲(chǔ)器、接口芯片和接口轉(zhuǎn)換電路組成。
[0073]系統(tǒng)板118的功能是接收計(jì)算機(jī)190、和第一指紋讀寫器114信息。根據(jù)計(jì)算機(jī)190第一指紋讀寫器114指令開啟柜門，啟動(dòng)第一報(bào)警器115，負(fù)責(zé)讀取柜頂板各種狀態(tài)和地址信號(hào)并將信息轉(zhuǎn)送給計(jì)算機(jī)，使計(jì)算機(jī)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)到整個(gè)控制系統(tǒng)的狀態(tài)，從而是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和控制端人機(jī)對(duì)話和智能化管理的關(guān)鍵設(shè)備。
[0074]在位監(jiān)控子系統(tǒng)120可以對(duì)存放子系統(tǒng)110中的每個(gè)載體進(jìn)行識(shí)別和跟蹤。具體地，在位監(jiān)控子系統(tǒng)120主要用于跟蹤涉密載體的存放、使用情況，在出現(xiàn)未按要求將涉密載體放置于保密室?guī)旆?，超時(shí)未放回等違規(guī)情況時(shí)，在監(jiān)控端顯示違規(guī)人員和所使用涉密載體信息，并在數(shù)據(jù)庫(kù)中保存所有使用存放記錄，做到有據(jù)可查。
[0075]具體地，如圖9和圖10所示，在位監(jiān)控子系統(tǒng)120包括多個(gè)RFID(Radio FrequencyIdentification,射頻識(shí)別)電子標(biāo)簽121、RFID信標(biāo)122和第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123。其中，RFID信標(biāo)122在第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123和多個(gè)RFID電子標(biāo)簽121之間通過(guò)信標(biāo)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，將RFID信標(biāo)122安裝在保密柜內(nèi)，由RFID信標(biāo)122的內(nèi)部天線直接讀取RFID電子標(biāo)簽121，RFID信標(biāo)122的外部天線與第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123通訊，第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123只接收RFID信標(biāo)122發(fā)送的數(shù)據(jù)。
[0076]其中，每個(gè)RFID電子標(biāo)簽121安裝于存放子系統(tǒng)110的內(nèi)部，并且每個(gè)RFID電子標(biāo)簽121安裝于一個(gè)載體的表面上。在本發(fā)明的一個(gè)不例中，RFID電子標(biāo)簽121為有源電子標(biāo)簽。有源電子標(biāo)簽又稱為設(shè)備電子標(biāo)識(shí)，安裝在涉密載體表面上，擁有全球唯一的識(shí)別號(hào)碼和存儲(chǔ)設(shè)備相關(guān)信息。構(gòu)建于RFID統(tǒng)一技術(shù)平臺(tái)上的設(shè)備可讀寫RFID電子標(biāo)簽121，配合第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123能完成對(duì)設(shè)備的自動(dòng)識(shí)別和維修信息的本地存儲(chǔ)。
[0077]其中，該RFID電子標(biāo)簽121可以粘貼在涉密載體的表面上。RFID電子標(biāo)簽121可以發(fā)射無(wú)線射頻信號(hào)，其中每個(gè)RFID電子標(biāo)簽用于標(biāo)示對(duì)應(yīng)的載體。[0078]如圖10所示，每個(gè)RFID電子標(biāo)簽121包括射頻前端電路、微控制器、微帶天線和嵌入實(shí)時(shí)多任務(wù)系統(tǒng)。在本發(fā)明的一些示例中，RFID電子標(biāo)簽采用匿名ID發(fā)送無(wú)線射頻信號(hào)。其中，匿名ID為RFID電子標(biāo)簽的真實(shí)ID加密后得到。
[0079]RFID信標(biāo)122可以讀取存放子系統(tǒng)110內(nèi)的每個(gè)RFID電子標(biāo)簽的無(wú)線射頻信號(hào)以獲取對(duì)應(yīng)的RFID電子標(biāo)簽121的標(biāo)簽信息，并發(fā)送每個(gè)電子標(biāo)簽的標(biāo)簽信息。
[0080]具體地，RFID信標(biāo)122通過(guò)信標(biāo)光纜與每個(gè)RFID電子標(biāo)簽121進(jìn)行通信。RFID信標(biāo)122設(shè)計(jì)，用于在RFID電子標(biāo)簽和閱讀器之間無(wú)縫插入一層RFID定位節(jié)點(diǎn)單元，完成對(duì)RFID電子標(biāo)簽121的區(qū)域定位，創(chuàng)新性解決復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境下標(biāo)準(zhǔn)RFID系統(tǒng)無(wú)法克服的空間阻隔、傳播損耗、多徑損耗、路徑損耗、周圍環(huán)境吸收等問(wèn)題。
[0081]如圖11所示，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，RFID信標(biāo)122包括上行信道控制單元200、下行信道控制單元100、雙路全雙工射頻前端單元300、非對(duì)稱天線饋線系統(tǒng)控制單元400、RFID信標(biāo)協(xié)議棧和負(fù)載均衡單元500、微處理和電源控制單元600。
[0082]具體地，下行信道控制單元100可以用于接收RFID電子標(biāo)簽121發(fā)送的無(wú)線射頻信號(hào)以獲取RFID電子標(biāo)簽121的標(biāo)簽信息，并且可以控制與RFID電子標(biāo)簽121之間的下行空中無(wú)線鏈路。其中，下行信道控制單元100包括內(nèi)部天線，其中內(nèi)部天線可以讀取存放子系統(tǒng)110內(nèi)部的每個(gè)RFID電子標(biāo)簽121的無(wú)線設(shè)備信號(hào)以獲取對(duì)應(yīng)的電子標(biāo)簽的標(biāo)簽信息。
[0083]上行信道控制單元200與下行信道控制單元100進(jìn)行通信，可以接收下行信道控制單元100發(fā)送的RFID電子標(biāo)簽121的標(biāo)簽信息，并向第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123上傳標(biāo)簽信息，以及可以控制與第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123之間的上行空中無(wú)線鏈路。其中，上行信道控制單元200包括外部天線，外部天線可以將每個(gè)電子標(biāo)簽的標(biāo)簽信息發(fā)送至第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123。
[0084]雙路全雙工射頻前端單元300可以對(duì)上行信道控制單元200的射頻前端模擬電路信號(hào)和下行信道控制單元100的射頻前端模擬電路信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理。
[0085]非對(duì)稱天線饋線系統(tǒng)控制單元400可以控制下行空中無(wú)線鏈路和上行空中無(wú)線鏈路的天線增益。
[0086]RFID信標(biāo)協(xié)議棧及負(fù)載均衡單元500可以對(duì)標(biāo)簽信息進(jìn)行處理、緩存和轉(zhuǎn)發(fā)，以及用于根據(jù)RFID電子標(biāo)簽121的距離進(jìn)行負(fù)載平衡。
[0087]微處理和電源控制單元600可以對(duì)下行信道控制單元100、上行信道控制單元200、雙路全雙工射頻前端單元300、非對(duì)稱天線饋線系統(tǒng)控制單元400和RFID信標(biāo)協(xié)議棧及負(fù)載均衡單元500的微處理和電源進(jìn)行控制。
[0088]第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123，位于存放子系統(tǒng)110的外部，可以讀取RFID信標(biāo)122發(fā)送的標(biāo)簽信息以根據(jù)標(biāo)簽信息對(duì)相應(yīng)的載體進(jìn)行識(shí)別和跟蹤。
[0089]如圖12所示，第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123包括嵌入式操作系統(tǒng)系統(tǒng)、主控制器接口、無(wú)線鏈路控制器、基帶控制器、模擬射頻單元和接口 I/O單元。其中，嵌入式操作系統(tǒng)包括讀寫控制協(xié)議、高速防沖突協(xié)議、主機(jī)通訊協(xié)議、數(shù)據(jù)安全處理協(xié)議、邏輯鏈路控制協(xié)議。模擬射頻單元包括本地振蕩器、混頻器、帶通濾波器、功率放大器、低噪聲放大器和編碼器。第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123還包括編解碼單元、高速RFID協(xié)議棧、微處理器、基帶處理、天線系統(tǒng)等。[0090]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123還用于將標(biāo)簽信息以RS485協(xié)議信號(hào)傳輸?shù)?85/TCP轉(zhuǎn)換盒，485/TCP轉(zhuǎn)換盒將RS485協(xié)議信號(hào)轉(zhuǎn)換成TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，并將TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸?shù)郊€器，TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)信號(hào)通過(guò)光纖傳輸?shù)浇粨Q機(jī)。
[0091]下面分別對(duì)RFID電子標(biāo)簽121、RFID信標(biāo)122和第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123的性能進(jìn)行描述。
[0092]首先，本發(fā)明實(shí)施例的RFID電子標(biāo)簽為有源電子標(biāo)簽，有源電子標(biāo)簽的主要性能參數(shù)包括:最大通信距離和無(wú)線信號(hào)的傳播。
[0093]功率限制:雖然與無(wú)源RFID電子標(biāo)簽相比，有源RFID電子標(biāo)簽的發(fā)射功率小很多，但采用不同頻率時(shí)其發(fā)射功率上仍然相差較大。例如，選用433MHz時(shí)，如果有效距離設(shè)定為100米，那么發(fā)射功率要求ImW左右；若選用900MHz，大致需要100mW。
[0094]工作時(shí)間:無(wú)源RFID電子標(biāo)簽沒(méi)有電源，依靠對(duì)RFID電子標(biāo)簽閱讀器發(fā)射信號(hào)的反射來(lái)實(shí)現(xiàn)通信，所以必須連續(xù)工作。而有源RFID是用自身的電池供電，可以支持遠(yuǎn)距離通信，因而標(biāo)簽和閱讀器的通信方式能夠比較靈活。有源RFID數(shù)據(jù)通信的時(shí)間可以控制在10%左右，當(dāng)然也可以根據(jù)數(shù)據(jù)的傳輸速率和系統(tǒng)可靠性等指標(biāo)的需要靈活調(diào)整。
[0095]調(diào)制方式:調(diào)制方式在不同的頻段中具體的要求都不同。例如在2.4GHz的頻段，大多要求采用擴(kuò)頻通信。這些都會(huì)在一定程度上增加標(biāo)簽和整個(gè)系統(tǒng)的成本。
[0096]根據(jù)我國(guó)在無(wú)線頻段管理上的相關(guān)規(guī)定，能夠使用的頻段在2.4GHz，且應(yīng)該采用擴(kuò)譜的調(diào)制方式，從而達(dá)到低功率的要求。
[0097]在RFID電子標(biāo)識(shí)中，通信方式是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，幾乎左右了整個(gè)系統(tǒng)的性能，對(duì)于我們采用的2.4GHz頻段，分別從調(diào)制方式、通信機(jī)制和數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)等三個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行討論。
[0098](I)調(diào)制方式
[0099]因?yàn)镽FID的數(shù)據(jù)量要求不高，一般而言，以每秒20個(gè)標(biāo)簽的閱讀能力為限，假定閱讀一次每個(gè)標(biāo)簽大約需要1000比特的數(shù)據(jù)量，則總共的數(shù)據(jù)速率為20kb/s，屬于低速率通信的范疇。因此，傳輸時(shí)不需要使用調(diào)制效率很高的方式(如16QAM等)。另外，鑒于我國(guó)在2.4GHz頻段(即ISM頻段)上對(duì)于發(fā)射功率的要求，所以選擇擴(kuò)頻的方式是最佳的。常見(jiàn)的擴(kuò)頻方式有直接擴(kuò)譜(DS)和跳頻(HO兩種，由于同頻段中藍(lán)牙使用的是跳頻，所以應(yīng)該選擇直接擴(kuò)譜，在最大程度上保持與藍(lán)牙設(shè)備的兼容性。2.4GHz頻段的帶寬為83.5MHz，可將其分割成16個(gè)信道，每個(gè)信道約占5MHz。那么，假設(shè)數(shù)據(jù)傳輸信道編碼的效率是1/2，每個(gè)信道的處理增益近似可達(dá)到125，能使信噪比得到很大的改善。為進(jìn)一步提高傳輸速率，為今后擴(kuò)展提供裕量，實(shí)際采用的調(diào)制方式可以選擇0-QPSK，并且在I通道和Q通道上同時(shí)傳輸信息。擴(kuò)頻碼可以選用32chip的PN碼。完全采用上述設(shè)計(jì)，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)率可達(dá)到250kb/s。
[0100](2)通信機(jī)制
[0101]在通信機(jī)制的設(shè)計(jì)中需要兼顧兩個(gè)問(wèn)題:可靠性高和通信時(shí)間短。前者是由其應(yīng)用的范圍所決定的，因?yàn)镽FID通常用于門禁、物流和交通收費(fèi)等應(yīng)用，其差錯(cuò)率要求在極小的范圍內(nèi)。后者主要是從功耗和檢測(cè)速度上考慮的，如果通信時(shí)間長(zhǎng)，勢(shì)必標(biāo)簽的電池消耗大，將縮短標(biāo)簽的使用壽命；再者，通信時(shí)間短也能夠提高單位時(shí)間內(nèi)訪問(wèn)標(biāo)簽的數(shù)量，增強(qiáng)其實(shí)用性。為此，設(shè)計(jì)如下標(biāo)簽的工作機(jī)制，
[0102]如圖13所示，RFID電子標(biāo)簽121的工作機(jī)制中定義了 RFID電子標(biāo)簽的四種工作狀態(tài):休眠態(tài)、信道查詢態(tài)、半休眠態(tài)、通信態(tài)。
[0103]休眠態(tài):是指除定時(shí)器外，標(biāo)簽的所有部件均停止工作。
[0104]信道查詢態(tài):是指標(biāo)簽被某事件喚醒后，查詢信道上的有效閱讀器信號(hào)。
[0105]半休眠態(tài):如果與其他標(biāo)簽發(fā)生碰撞,暫時(shí)休眠一段時(shí)間。
[0106]通信態(tài):建立了與第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123有效的連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。
[0107]大多數(shù)情況下，RFID電子標(biāo)簽121處在休眠狀態(tài)。此時(shí)，RFID電子標(biāo)簽上幾乎所有的部件均停止工作，但定時(shí)器正常工作。當(dāng)其計(jì)數(shù)到休眠喚醒時(shí)間后，將RFID電子標(biāo)簽121喚醒，進(jìn)入信道查詢態(tài)。處在信道查詢態(tài)的RFID電子標(biāo)簽，查詢可能的信道，檢測(cè)是否存在第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123發(fā)出的有效信號(hào)。如果存在，且ID檢測(cè)標(biāo)志為0，則在相應(yīng)的信道上發(fā)送申請(qǐng)信號(hào)，申請(qǐng)與第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123通信。當(dāng)收到第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123返回的確認(rèn)信號(hào)后，即建立了有效的連接，進(jìn)入信道查詢態(tài)。如果在一定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收到第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123的回應(yīng)，則認(rèn)為與其他RFID電子標(biāo)簽121發(fā)生碰撞，根據(jù)一定的算法，休眠一段時(shí)間，即進(jìn)入半休眠狀態(tài)，等待再次喚醒。由此可見(jiàn)，半休眠態(tài)與休眠態(tài)之間的差別是兩者的喚醒時(shí)間間隔不同，前者較短，而后者較長(zhǎng)。如果第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123信號(hào)存在，且ID檢測(cè)標(biāo)志為1，表示它已經(jīng)被閱讀，立即返回休眠態(tài)。如果第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123信號(hào)不存在，則認(rèn)為在第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123有效范圍之外，立即進(jìn)入休眠態(tài)。當(dāng)半休眠態(tài)的RFID電子標(biāo)簽121被喚醒時(shí)，依然進(jìn)入信道查詢態(tài)。當(dāng)RFID電子標(biāo)簽進(jìn)入通信態(tài)后，按照閱讀器所發(fā)送的命令，傳送所攜帶的信息供閱讀器訪問(wèn)。通信結(jié)束后，ID檢測(cè)標(biāo)志將被置起，然后RFID電子標(biāo)簽進(jìn)入休眠態(tài)。RFID電子標(biāo)簽按照上述機(jī)制，便能夠?qū)崿F(xiàn)一次完整的通信。
[0108]檢測(cè)后，再進(jìn)入休眠態(tài)的RFID電子標(biāo)簽121相應(yīng)的ID檢測(cè)標(biāo)志是為I的，這將阻止它與第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123之間通信。這種措施，主要是為了減少一個(gè)第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123對(duì)于同一個(gè)RFID電子標(biāo)簽的多次訪問(wèn)，但如果該標(biāo)志一直不變，將影響其他第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123對(duì)該RFID電子標(biāo)簽的訪問(wèn)。因此，在休眠一定時(shí)間后，必須強(qiáng)行地將ID檢測(cè)標(biāo)志清除。在通信態(tài)，如果在一定的時(shí)間中無(wú)法收到第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123的合法命令，通信失敗，立即返回休眠態(tài)。
[0109]由于2.4GHz頻段并非RFID獨(dú)占，因此必須考慮與其他短距離無(wú)線設(shè)備兼容，相應(yīng)的解決方法有三種:信道的自適應(yīng)選擇、縮短通信時(shí)間和重傳機(jī)制。信道的自適應(yīng)選擇是在信道查詢態(tài)完成的，第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123會(huì)檢測(cè)所有的信道，選擇噪聲最小的信道作為通信信道，也既是選擇了對(duì)其他設(shè)備影響最小的信道?？s短通信時(shí)間是在信道查詢態(tài)和通信態(tài)中需要注意的，查詢態(tài)中主要是指鏈路建立的時(shí)間要盡可能地短，通信態(tài)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間要短。重傳機(jī)制是一種無(wú)奈之舉，可以改進(jìn)通信態(tài)對(duì)于通信失敗的處理，返回信道查詢態(tài)，再次試圖建立通信。
[0110](3)數(shù)據(jù)幀格式
[0111]圖14示出了數(shù)據(jù)的幀格式。其中，前導(dǎo)碼是為了讓接收機(jī)作同步使用，接下來(lái)數(shù)據(jù)部分，包括數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，數(shù)據(jù)負(fù)荷和校驗(yàn)數(shù)據(jù)。對(duì)第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123而言，數(shù)據(jù)負(fù)荷是狀態(tài)、命令和相應(yīng)的參數(shù)；對(duì)標(biāo)簽而言，數(shù)據(jù)負(fù)荷是其存儲(chǔ)的信息。第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器的狀態(tài)主要表示是否在進(jìn)行標(biāo)簽數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)?shù)谝?RFID電子標(biāo)簽閱讀器123和RFID電子標(biāo)簽121建立起通信，該狀態(tài)為I，反之則為0，這樣可以在一定程度上減少碰撞。命令包含兩大類:讀數(shù)據(jù)命令和編輯數(shù)據(jù)命令，讀數(shù)據(jù)命令在大多數(shù)情況下發(fā)送，完成數(shù)據(jù)查詢功能；編輯數(shù)據(jù)命令僅在一些特定情況下使用，完成標(biāo)簽信息的生成。
[0112](4)低功耗
[0113]在有源RFID系統(tǒng)中，通過(guò)以下方式降低RFID電子標(biāo)簽的功耗:
[0114]I)信號(hào)的調(diào)制方式是O-QPSK且1、Q通道同時(shí)使用，在相同信息的條件下，較二進(jìn)制傳輸?shù)膫鬏敃r(shí)間縮短了，減小了功耗；
[0115]2)采用擴(kuò)頻技術(shù)縮短了同步時(shí)間；
[0116]3)半雙工的工作方式，減少了功耗；
[0117]4)由于調(diào)制方式相對(duì)簡(jiǎn)單，所以相應(yīng)的電路功耗較小。
[0118]第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123可以完成對(duì)RFID電子標(biāo)簽121的標(biāo)簽數(shù)據(jù)的讀取和錄入，其中，讀寫均采用無(wú)線方式。如圖15所示，第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器123包括高頻信號(hào)處理模塊、基帶信號(hào)處理模塊、信息處理模塊和后端信號(hào)傳輸模塊，其中基帶信號(hào)處理模塊、信息處理模塊和后端信號(hào)傳輸模塊均由嵌入式微處理器實(shí)現(xiàn)，且建立在嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)上。當(dāng)然，除了上述基本模塊之外，可適當(dāng)擴(kuò)展人機(jī)界面等模塊增強(qiáng)交互性。
[0119]下面分別對(duì)各個(gè)系統(tǒng)模塊的功能進(jìn)行描述。
[0120](I)高頻信號(hào)處理模塊
[0121]高頻信號(hào)處理技術(shù)指高頻模擬信號(hào)處理，實(shí)現(xiàn)基帶信號(hào)的上變頻、發(fā)射和接收高頻信號(hào)的自動(dòng)數(shù)字增益控制、接收高頻信號(hào)的下變頻。高頻信號(hào)處理模塊包括發(fā)射和接收兩部分。發(fā)射部分的輸入是基帶調(diào)制信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行上變頻，調(diào)制到射頻，然后通過(guò)天線發(fā)射；接收部分的輸入是天線接收的無(wú)線信號(hào)，進(jìn)而進(jìn)行下變頻，輸出未解調(diào)的基帶信號(hào)。對(duì)于發(fā)射和接收部分均進(jìn)行自動(dòng)增益控制。
[0122](2)基帶信號(hào)處理模塊
[0123]基帶信號(hào)處理主要指基于軟件的數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)，即軟件無(wú)線電技術(shù)，具體內(nèi)容包括多頻段有效信號(hào)的檢測(cè)、基帶信號(hào)(直接擴(kuò)譜信號(hào)、跳頻信號(hào)等)的數(shù)字調(diào)制和解調(diào)、信道編解碼等。解決多種不同物理接口標(biāo)簽的讀取問(wèn)題。主要針對(duì)HF和UHF的多種不同調(diào)制方式(ASK，F(xiàn)SK等)，不同編碼方式，功率控制等因素對(duì)讀寫設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)配置，實(shí)現(xiàn)讀寫設(shè)備兼容多種標(biāo)準(zhǔn)制式的標(biāo)簽。基帶信號(hào)處理模塊分發(fā)射和接收兩部分。發(fā)射部分的輸入是待發(fā)送的原始信息，進(jìn)行信道編碼后，實(shí)現(xiàn)基帶調(diào)制，然后輸出到高頻信號(hào)處理模塊；接收部分的輸入是未解調(diào)的基帶信號(hào)，進(jìn)行基帶解調(diào)，然后進(jìn)行信道解碼，輸出信息數(shù)據(jù)。根據(jù)具體的調(diào)制方式，可選擇全軟件方式或軟硬件結(jié)合方式實(shí)現(xiàn)。
[0124](3)信息處理模塊
[0125]信息處理模塊實(shí)現(xiàn)發(fā)送信息的組成和對(duì)接收信息的解釋，并完成數(shù)據(jù)的安全加密功能?；讵?dú)特的DSP算法完成對(duì)不同標(biāo)準(zhǔn)格式的信息進(jìn)行編解碼，實(shí)現(xiàn)對(duì)多標(biāo)準(zhǔn)、多廠商電子標(biāo)簽的良好兼容性。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全包括數(shù)據(jù)的機(jī)密性、完整性以及可用性三方面。數(shù)據(jù)的機(jī)密性，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)過(guò)程中數(shù)據(jù)不被別人竊?。粩?shù)據(jù)的完整性，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)不會(huì)被非授權(quán)地修改，保持?jǐn)?shù)據(jù)一致性；數(shù)據(jù)的可用性，實(shí)現(xiàn)身份識(shí)別，還包括審計(jì)監(jiān)控即記錄下非法侵入信息。在數(shù)據(jù)安全機(jī)密方面將提供基于多種國(guó)際通行的加密算法(DES，RSA等)的數(shù)據(jù)加密。
[0126](4)后端信息傳輸模塊
[0127]負(fù)責(zé)傳輸電子標(biāo)簽的有效信息至后端主機(jī)，負(fù)責(zé)從后端主機(jī)接收需要錄入的電子標(biāo)簽信息。根據(jù)后端主機(jī)構(gòu)建采用無(wú)線或有線的方式。
[0128](5)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
[0129]主要完成基于嵌入式微處理器的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，包括線程調(diào)度、線程通信和同步、設(shè)備管理、存儲(chǔ)器管理等基本的操作系統(tǒng)要素，還包括模塊化的軟件設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)可裁減的操作系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)上可以借鑒COS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽實(shí)時(shí)管理平臺(tái)，并為上層應(yīng)用提供公共接口 API，與中間件層達(dá)成標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性、兼容性、移植性和標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、對(duì)象化。
[0130]整體架構(gòu)為一個(gè)以事件驅(qū)動(dòng)為中心的實(shí)時(shí)任務(wù)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)事件分為定時(shí)事件、外圍模塊事件、看門狗事件、故障事件幾個(gè)大類，任務(wù)系統(tǒng)對(duì)事件進(jìn)行處理以完成特定的功能或?qū)ο到y(tǒng)故障進(jìn)行處理以使系統(tǒng)恢復(fù)正常工作。主要功能如下:多線程調(diào)度機(jī)制、對(duì)微波通訊模塊及其他外圍電路進(jìn)行初始化配置、控制命令處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理、實(shí)現(xiàn)與上層應(yīng)用及中間件層的公共接口 AP1、密鑰和算法的實(shí)現(xiàn)和管理、狀態(tài)機(jī)和安全機(jī)管理、看門狗、故障、非正常狀況的處理。
[0131]下面進(jìn)一步對(duì)RFID電子標(biāo)簽121和第一 RFID電子標(biāo)簽讀寫器123的天線設(shè)計(jì)進(jìn)行描述。
[0132]RFID天線設(shè)計(jì)原則:在RF裝置中，工作頻率增加到微波區(qū)域的時(shí)候，天線與標(biāo)簽芯片之間的匹配問(wèn)題變得更加嚴(yán)峻。天線的目標(biāo)是傳輸最大的能量進(jìn)出標(biāo)簽芯片。這需要仔細(xì)的設(shè)計(jì)天線和自由空間以及其相連的標(biāo)簽芯片的匹配。RFID考慮的頻帶是2.4GHz，天線必須滿足:足夠的小以至于能夠貼到需要的物品上、有全向或半球覆蓋的方向性、提供最大可能的信號(hào)給標(biāo)簽的芯片、無(wú)論物品什么方向，天線的極化都能與讀卡機(jī)的詢問(wèn)信號(hào)相匹配、具有魯棒性、非常便宜。
[0133]在選擇天線的時(shí)候的主要考慮是:天線的類型、天線的阻抗、在應(yīng)用到物品上的RF的性能和在有其他的物品圍繞貼標(biāo)簽物品時(shí)的RF性能。
[0134]RFID電子標(biāo)簽可以選用表1中的幾種天線。重點(diǎn)考慮了天線的尺寸，這樣的小天線的增益是有限的，增益的大小取決于輻射模式的類型，全向的天線具有峰值增益O到2dBi ;方向性的天線的增益 可以達(dá)到6dBi。增益大小影響天線的作用距離。表1中的前三個(gè)種類的天線是線極化的，但是微帶面天線可以使圓極化的，對(duì)數(shù)螺旋天線僅僅是圓極化的。電子標(biāo)簽的天線采用全向天線，讀寫器根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的要求可采用定向天線或全向天線。全向天線是圓極化的。一個(gè)圓極化的標(biāo)簽天線可以產(chǎn)生3dB以強(qiáng)的信號(hào)。
[0135]
【權(quán)利要求】
1.一種物聯(lián)網(wǎng)智能管理控制柜系統(tǒng)，其特征在于，包括:存放子系統(tǒng)，用于放置、保護(hù)、定位和管理載體，其中，所述存放子系統(tǒng)包括多個(gè)用于放置所述載體的儲(chǔ)物空間，所述存放子系統(tǒng)在接收到用戶發(fā)送的開啟指令后，控制與所述用戶對(duì)應(yīng)的所述儲(chǔ)物空間開啟；在位監(jiān)控子系統(tǒng)，用于對(duì)所述存放子系統(tǒng)中的每個(gè)載體進(jìn)行識(shí)別和跟蹤，其中，所述在位監(jiān)控子系統(tǒng)包括: 多個(gè)RFID電子標(biāo)簽，其中，每個(gè)所述RFID電子標(biāo)簽安裝于所述存放子系統(tǒng)的內(nèi)部，且每個(gè)所述RFID電子標(biāo)簽安裝于一個(gè)載體的表面上，用于發(fā)射無(wú)線射頻信號(hào)，其中，每個(gè)所述RFID電子標(biāo)簽用于標(biāo)示對(duì)應(yīng)的載體；RFID信標(biāo)，用于讀取所述存放子系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)所述RFID電子標(biāo)簽的無(wú)線射頻信號(hào)以獲取對(duì)應(yīng)的電子標(biāo)簽的標(biāo)簽信息，并發(fā)送每個(gè)所述電子標(biāo)簽的標(biāo)簽信息；第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器，所述第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器位于所述存放子系統(tǒng)的外部，用于讀取所述RFID信標(biāo)發(fā)送的標(biāo)簽信息以根據(jù)所述標(biāo)簽信息對(duì)相應(yīng)的載體進(jìn)行識(shí)別和跟蹤；以及外出監(jiān)控管理子系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)是否有正在通過(guò)門禁位置的標(biāo)簽信息，如果有，則進(jìn)一步監(jiān)測(cè)所述標(biāo)簽信息對(duì)應(yīng)的載體是否允許通過(guò)門禁位置，如果未允許則發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)智能控制柜系統(tǒng)，其特征在于，所述存放子系統(tǒng)包括:指紋讀寫器，用于接收用戶輸入的指紋信息，并將所述指紋信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，其中，所述每個(gè)用戶的數(shù)字信號(hào)是唯一的；控制電路板，用于接收所述指紋讀寫器的數(shù)字信號(hào)，并在判斷所述數(shù)字信號(hào)正確后，發(fā)出開啟指令；電控鎖，用于在接收到所述開啟指令后，開啟相應(yīng)的所述儲(chǔ)物空間；第一顯示屏，所述第一顯示屏安裝于每個(gè)儲(chǔ)物空間的柜門上，用于顯示所述儲(chǔ)物空間的用戶的用戶信息；以及第一報(bào)警器，用于在所述控制電路板判斷所述數(shù)字信號(hào)錯(cuò)誤時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的物聯(lián)網(wǎng)智能控制柜系統(tǒng)，其特征在于，所述存放子系統(tǒng)為保密柜。
4.如權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)智能控制柜系統(tǒng)，其特征在于，所述RFID信標(biāo)包括:下行信道控制單元，用于接收所述RFID電子標(biāo)簽發(fā)送的無(wú)線射頻信號(hào)以獲取所述RFID電子標(biāo)簽的標(biāo)簽信息，以及用于控制與所述RFID電子標(biāo)簽之間的下行空中無(wú)線鏈路；上行信道控制單元，所述上行信道控制單元與所述下行信道控制單元進(jìn)行通信，用于接收所述下行信道控制單元發(fā)送的所述RFID電子標(biāo)簽的標(biāo)簽信息，并向所述第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器上傳所述標(biāo)簽信息，以及用于控制與所述第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器之間的上行空中無(wú)線鏈路；雙路全雙工射頻前端單元，用于對(duì)所述上行信道控制單元的射頻前端模擬電路信號(hào)和所述下行信道控制單元的射頻前端模擬電路信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理；非對(duì)稱天線饋線系統(tǒng)控制單元，用于控制所述下行空中無(wú)線鏈路和所述上行空中無(wú)線鏈路的天線增益；RFID信標(biāo)協(xié)議棧及負(fù)載均衡單元，用于對(duì)所述標(biāo)簽信息進(jìn)行處理、緩存和轉(zhuǎn)發(fā)，以及用于根據(jù)所述RFID電子標(biāo)簽的距離進(jìn)行負(fù)載平衡；以及微處理和電源控制單元，用于對(duì)所述下行信道控制單元、所述上行信道控制單元、所述雙路全雙工射頻前端單元、所述非對(duì)稱天線饋線系統(tǒng)控制單元和所述RFID信標(biāo)協(xié)議棧及負(fù)載均衡單元的微處理和電源進(jìn)行控制。
5.如權(quán)利要求4所述的物聯(lián)網(wǎng)智能管理控制柜系統(tǒng)，其特征在于，所述下行信道控制單元包括內(nèi)部天線，用于讀取所述存放子系統(tǒng)內(nèi)部的每個(gè)所述RFID電子標(biāo)簽的無(wú)線設(shè)備信號(hào)以獲取對(duì)應(yīng)的電子標(biāo)簽的標(biāo)簽信息；所述上行信道控制單元包括外部天線，用于將每個(gè)所述電子標(biāo)簽的標(biāo)簽信息發(fā)送至所述第一 RFID電子標(biāo)簽閱讀器。
6.如權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)智管理控制柜系統(tǒng)，其特征在于，所述RFID電子標(biāo)簽采用匿名ID發(fā)送無(wú)線射頻信號(hào)，其中，所述匿名ID為所述RFID電子標(biāo)簽的真實(shí)ID加密后得到。
7.如權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)智能管理控制柜系統(tǒng)，其特征在于，所述RFID信標(biāo)通過(guò)信標(biāo)光纜與每個(gè)所述RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行通信。
8.如權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)智能管理控制柜系統(tǒng)，其特征在于，所述外出監(jiān)控管理子系統(tǒng)包括:第二 RFID電子標(biāo)簽閱讀器，用于監(jiān)測(cè)是否有正在通過(guò)門禁位置的標(biāo)簽信息，并將所述標(biāo)簽信息發(fā)送至服務(wù)器，所述服務(wù)器根據(jù)所述標(biāo)簽信息監(jiān)測(cè)所述標(biāo)簽信息對(duì)應(yīng)的載體是否允許通過(guò)門禁位置，如果是，則記錄所述載體通過(guò)門禁位置的信息，否則發(fā)送報(bào)警指令；第二顯示屏，用于在允許所述載體通過(guò)所述門禁位置或接收到所述報(bào)警指令后，顯示所述載體的名稱和對(duì)應(yīng)的用戶信息；以及第二報(bào)警器，用于在接收到所述報(bào)警指令后，發(fā)出聲音報(bào)警信號(hào)。
9.如權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)智能管理控制柜系統(tǒng)，其特征在于，所述第一RFID電子標(biāo)簽閱讀器還用于將所述標(biāo)簽信息以RS485協(xié)議信號(hào)傳輸?shù)?85/TCP轉(zhuǎn)換盒，485/TCP轉(zhuǎn)換盒將RS485協(xié)議信號(hào)轉(zhuǎn)換成TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，并將TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸?shù)郊€器，TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)信號(hào)通過(guò)光纖傳輸?shù)浇粨Q機(jī)。
10.如權(quán)利要求9所述的物聯(lián)網(wǎng)智能管理控制柜系統(tǒng)，其特征在于，所述第二RFID電子標(biāo)簽閱讀器還用于將正在通過(guò)門禁位置的標(biāo)簽信息以RS485協(xié)議信號(hào)傳輸?shù)?85/TCP轉(zhuǎn)換盒，485/TCP轉(zhuǎn)換盒將RS485協(xié)議信號(hào)轉(zhuǎn)換成TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，并將TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸?shù)郊€器，TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)信號(hào)通過(guò)光纖傳輸?shù)浇粨Q機(jī)。
【文檔編號(hào)】G06K17/00GK103593687SQ201310586597
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】王思宇, 馮伯成, 趙林宏, 王薊平, 余輝翔 申請(qǐng)人:北京三生創(chuàng)新科技發(fā)展公司