本發(fā)明涉及鐵路貨運(yùn)安全計(jì)量領(lǐng)域，尤指一種鐵路貨運(yùn)計(jì)量安全信息現(xiàn)場計(jì)算讀寫系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

目前,隨著鐵路向著現(xiàn)代物流方向發(fā)展，其鐵路貨物運(yùn)輸、計(jì)量、安全、管理等相關(guān)技術(shù)也得到了快速發(fā)展，尤其液體危險(xiǎn)貨物其計(jì)量安全信息至關(guān)重要。我國90％液體危險(xiǎn)貨物通過鐵路運(yùn)輸，90％鐵路危險(xiǎn)貨物是通過鐵路罐車運(yùn)輸。我國現(xiàn)有鐵路罐車12萬余輛，約占鐵路貨車總量的15％，是石油、化工產(chǎn)品、植物油等大宗散裝液體貨物的主要運(yùn)輸工具，也是這些液體貨物的容量計(jì)量器具，列入國家強(qiáng)制檢定的工作計(jì)量器具目錄。

鐵路罐車的計(jì)量檢定為鐵路運(yùn)輸企業(yè)和罐車用戶提供了容積表、準(zhǔn)裝容積(高度)等計(jì)量和安全裝載控制信息。容積表是罐內(nèi)裝載液體不同液位對應(yīng)容積的表格，罐車用戶據(jù)此進(jìn)行貿(mào)易結(jié)算，其準(zhǔn)確度直接關(guān)系到罐車用戶的經(jīng)濟(jì)效益。準(zhǔn)裝容積(高度)是危險(xiǎn)貨物罐車裝載量控制的依據(jù)，為鐵路運(yùn)輸安全提供保障。容積表號等標(biāo)記涂打在罐體上，準(zhǔn)裝容積(高度)等信息通過檢定證書出具。

目前，全國石油、化工等鐵路罐車用戶企業(yè)在獲取以上信息時(shí)，需要人工查看并記錄容積表信息，手動錄入計(jì)算機(jī)軟件以計(jì)算裝載產(chǎn)品重量，由于中間環(huán)節(jié)過多，易導(dǎo)致容積表號等標(biāo)記涂打錯誤并獲取到錯誤信息，最終導(dǎo)致貿(mào)易結(jié)算失準(zhǔn)，影響企業(yè)效益，引發(fā)貿(mào)易糾紛。另一方面，鐵路罐車用戶企業(yè)和鐵路運(yùn)輸企業(yè)采用人工查驗(yàn)檢定證書及相關(guān)資料、現(xiàn)場進(jìn)行核對的方式確定、控制裝載量及危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸相關(guān)信息，該方式存在人工依賴性高、出錯環(huán)節(jié)多、工作效率低、影響運(yùn)輸生產(chǎn)等弊端。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種鐵路貨運(yùn)計(jì)量安全信息現(xiàn)場計(jì)算讀寫系統(tǒng)及方法，實(shí)現(xiàn)對鐵路罐車的計(jì)量信息和安全信息的隨車電子化存儲，以及對其充裝貨物體積、重量的現(xiàn)場計(jì)量，解決了石油石化等企業(yè)自動化計(jì)量控制裝車系統(tǒng)需求；滿足檢定單位將容積表、危險(xiǎn)品名、準(zhǔn)裝高度等關(guān)鍵信息電子化、信息化，便于用戶使用并降低錯誤率，提升工作自動化程度和效率。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明具體提供一種鐵路貨運(yùn)計(jì)量安全信息現(xiàn)場計(jì)算讀寫系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含：電子標(biāo)簽、數(shù)據(jù)管理平臺和手持移動讀寫器；所述手持移動讀寫器包含：檢定模塊、計(jì)量模塊、傳輸模塊和計(jì)算模塊；所述電子標(biāo)簽設(shè)置于鐵路罐車上，所述電子標(biāo)簽內(nèi)電子產(chǎn)品代碼區(qū)和用戶區(qū)共用，用于存儲鐵路罐車信息、貨物信息和監(jiān)測結(jié)果；所述手持移動讀寫器用于捕捉所述電子標(biāo)簽并獲取電子標(biāo)簽標(biāo)識和所述電子標(biāo)簽內(nèi)存儲的所述鐵路罐車信息，以及向所述電子標(biāo)簽寫入通過所述鐵路罐車信息計(jì)算獲得的貨物信息和監(jiān)測結(jié)果；所述檢定模塊用于按預(yù)定周期檢定所述鐵路罐車生成檢定結(jié)果，并根據(jù)所述檢定結(jié)果更新所述鐵路罐車信息；所述計(jì)量模塊與所述檢定模塊相連，用于根據(jù)所述鐵路罐車信息和當(dāng)前鐵路罐車狀態(tài)信息，計(jì)量獲得當(dāng)前鐵路罐車內(nèi)裝載的貨物信息；所述計(jì)算模塊與所述計(jì)量模塊相連，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)檢定模塊獲取到的所述鐵路罐車信息計(jì)算獲得所述鐵路罐車的安全裝載閾值，并將所述貨物信息與所述安全裝載閾值比較，生成監(jiān)測結(jié)果；所述傳輸模塊分別與所述檢定模塊、所述計(jì)量模塊和所述計(jì)算模塊相連，用于將所述監(jiān)測結(jié)果、電子標(biāo)簽內(nèi)存儲的鐵路罐車信息和所述電子標(biāo)簽標(biāo)識綁定后輸出；所述數(shù)據(jù)管理平臺與所述傳輸模塊通信連接，用于存儲所述監(jiān)測結(jié)果、電子標(biāo)簽內(nèi)存儲的鐵路罐車信息和所述電子標(biāo)簽標(biāo)識綁定后數(shù)據(jù)。

在上述鐵路貨運(yùn)計(jì)量安全信息現(xiàn)場計(jì)算讀寫系統(tǒng)中，優(yōu)選的，所述電子標(biāo)簽還包含發(fā)射單元，所述發(fā)射單元用于按預(yù)定周期，通過曼徹斯特編碼發(fā)送所述電子標(biāo)簽標(biāo)識。

在上述鐵路貨運(yùn)計(jì)量安全信息現(xiàn)場計(jì)算讀寫系統(tǒng)中，優(yōu)選的，所述電子標(biāo)簽為無源結(jié)構(gòu)。

在上述鐵路貨運(yùn)計(jì)量安全信息現(xiàn)場計(jì)算讀寫系統(tǒng)中，優(yōu)選的，所述電子標(biāo)簽與所述數(shù)據(jù)檢定模塊通過近場工作模式或遠(yuǎn)場工作模式進(jìn)行通信，其中，所述近場工作模式包含：所述數(shù)據(jù)檢定模塊通過與所述電子標(biāo)簽之間的無功近場區(qū)的電感耦合構(gòu)成數(shù)據(jù)傳輸通道獲取所述電子標(biāo)簽內(nèi)存儲的所述鐵路罐車狀態(tài)信息和所述電子標(biāo)簽標(biāo)識；所述遠(yuǎn)場工作模式包含：所述數(shù)據(jù)檢定模塊過與所述電子標(biāo)簽之間的輻射遠(yuǎn)場區(qū)的反向散射耦合構(gòu)成數(shù)據(jù)傳輸通道獲取所述電子標(biāo)簽內(nèi)存儲的所述鐵路罐車狀態(tài)信息和所述電子標(biāo)簽標(biāo)識。

本發(fā)明還提供一種鐵路貨運(yùn)計(jì)量安全信息現(xiàn)場計(jì)算讀寫方法，所述方法包含：對電子標(biāo)簽內(nèi)電子產(chǎn)品代碼區(qū)和用戶區(qū)進(jìn)行共用處理，將鐵路罐車信息、貨物信息和監(jiān)測結(jié)果以40進(jìn)制編碼后寫入所述電子標(biāo)簽中共用處理后的電子產(chǎn)品代碼區(qū)和用戶區(qū)；按預(yù)定周期檢定所述鐵路罐車生成檢定結(jié)果，并根據(jù)所述檢定結(jié)果更新所述鐵路罐車信息；捕捉所述電子標(biāo)簽并獲取電子標(biāo)簽標(biāo)識和所述電子標(biāo)簽內(nèi)存儲的所述鐵路罐車信息；根據(jù)所述鐵路罐車信息和當(dāng)前鐵路罐車狀態(tài)信息，計(jì)量獲得當(dāng)前鐵路罐車內(nèi)裝載的貨物信息；根據(jù)所述數(shù)據(jù)檢定模塊獲取到的所述鐵路罐車信息計(jì)算獲得所述鐵路罐車的安全裝載閾值，并將所述貨物信息與所述安全裝載閾值比較，生成監(jiān)測結(jié)果，將所述貨物信息和監(jiān)測結(jié)果寫入所述電子標(biāo)簽中；以及將所述監(jiān)測結(jié)果、所述數(shù)據(jù)檢定模塊獲取到的所述鐵路罐車信息和所述電子標(biāo)簽標(biāo)識綁定后輸出至遠(yuǎn)端存儲。

在上述鐵路貨運(yùn)計(jì)量安全信息現(xiàn)場計(jì)算讀寫方法中，優(yōu)選的，所述捕捉所述電子標(biāo)簽包含：電子標(biāo)簽按預(yù)定周期發(fā)送所述電子標(biāo)簽標(biāo)識；獲取預(yù)定區(qū)域內(nèi)所有電子標(biāo)簽標(biāo)識，分析所述電子標(biāo)簽標(biāo)識；當(dāng)存在沖突電子標(biāo)簽標(biāo)識時(shí)，根據(jù)所述沖突電子標(biāo)簽標(biāo)識使所述沖突電子標(biāo)簽標(biāo)識所對應(yīng)的電子標(biāo)簽休眠，并將所述電子標(biāo)簽加入隔離區(qū)；當(dāng)不存在沖突電子標(biāo)簽標(biāo)識時(shí)，根據(jù)所述電子標(biāo)簽標(biāo)識獲得所述電子標(biāo)簽內(nèi)存儲的所述鐵路罐車狀態(tài)信息后，使所述電子標(biāo)簽休眠，并喚醒所述隔離區(qū)內(nèi)所有電子標(biāo)簽。

在上述鐵路貨運(yùn)計(jì)量安全信息現(xiàn)場計(jì)算讀寫方法中，優(yōu)選的，所述預(yù)定區(qū)域?yàn)樯刃螀^(qū)域。

在上述鐵路貨運(yùn)計(jì)量安全信息現(xiàn)場計(jì)算讀寫方法中，優(yōu)選的，所述電子標(biāo)簽內(nèi)存儲的所述路罐車狀態(tài)信息包含字符串、整型、漢字至少三種數(shù)據(jù)格式，其中字符串?dāng)?shù)據(jù)格式通過混淆加密法加密，整型數(shù)據(jù)格式通過異或方式加密，漢字?jǐn)?shù)據(jù)格式通過十六進(jìn)制unicode加密。

在上述鐵路貨運(yùn)計(jì)量安全信息現(xiàn)場計(jì)算讀寫方法中，優(yōu)選的，獲取所述電子標(biāo)簽內(nèi)存儲的所述鐵路罐車狀態(tài)信息和所述電子標(biāo)簽標(biāo)識包含：數(shù)據(jù)檢定模塊發(fā)出基帶信號；所述電子標(biāo)簽接收到所述基帶信號時(shí)，激活所述電子標(biāo)簽內(nèi)部電路，并根據(jù)所述電子標(biāo)簽內(nèi)存儲的所述鐵路罐車狀態(tài)信息于所述電子標(biāo)簽的天線處產(chǎn)生交變電流；所述數(shù)據(jù)檢定模塊根據(jù)所述交變電流獲得所述鐵路罐車狀態(tài)信息和所述電子標(biāo)簽標(biāo)識。

在上述鐵路貨運(yùn)計(jì)量安全信息現(xiàn)場計(jì)算讀寫方法中，優(yōu)選的，獲取所述電子標(biāo)簽內(nèi)存儲的所述鐵路罐車狀態(tài)信息和所述電子標(biāo)簽標(biāo)識包含：數(shù)據(jù)檢定模塊發(fā)出電磁波；所述電子標(biāo)簽接收到所述電磁波時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，根據(jù)所述感應(yīng)電壓激活所述電子標(biāo)簽內(nèi)部電路，并根據(jù)所述電子標(biāo)簽內(nèi)存儲的所述鐵路罐車狀態(tài)信息對阻抗變化后于所述電子標(biāo)簽的天線發(fā)出電磁波；所述數(shù)據(jù)檢定模塊根據(jù)所述電磁波獲得所述鐵路罐車狀態(tài)信息和所述電子標(biāo)簽標(biāo)識。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于：解決了罐車收貨單位方便快捷地計(jì)算、核實(shí)收貨量，提升效率，減少結(jié)算糾紛；解決了鐵路車站等貨運(yùn)單位依靠人工查驗(yàn)檢定證書及相關(guān)資料、現(xiàn)場核對的方式確定并控制裝載量的工作方式，提升工作自動化程度和效率；實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工況、高準(zhǔn)確、安全穩(wěn)定、遠(yuǎn)距離、大容量、快速鐵路計(jì)量安全信息讀寫計(jì)算識別。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明所提供的鐵路貨運(yùn)計(jì)量安全信息現(xiàn)場計(jì)算讀寫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所提供的鐵路貨運(yùn)計(jì)量安全信息現(xiàn)場計(jì)算讀寫方法的流程示意圖；

圖3a至圖3c為本發(fā)明所提供的標(biāo)簽插座的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。

請參考圖1所示，本發(fā)明提供一種鐵路貨運(yùn)計(jì)量安全信息現(xiàn)場計(jì)算讀寫系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含：電子標(biāo)簽、數(shù)據(jù)管理平臺、數(shù)據(jù)檢定模塊、計(jì)量模塊、計(jì)算模塊和傳輸模塊；所述電子標(biāo)簽設(shè)置于鐵路罐車上，所述電子標(biāo)簽內(nèi)電子產(chǎn)品代碼區(qū)和用戶區(qū)共用，用于存儲鐵路罐車信息、貨物信息和監(jiān)測結(jié)果；所述數(shù)據(jù)檢定模塊用于捕捉所述電子標(biāo)簽并獲取電子標(biāo)簽標(biāo)識和所述電子標(biāo)簽內(nèi)存儲的所述鐵路罐車信息，以及向所述電子標(biāo)簽寫入通過所述鐵路罐車信息計(jì)算獲得的貨物信息和監(jiān)測結(jié)果；所述計(jì)量模塊與所述檢定模塊相連，用于根據(jù)所述鐵路罐車信息和當(dāng)前鐵路罐車狀態(tài)信息，計(jì)量獲得當(dāng)前鐵路罐車內(nèi)裝載的貨物信息；所述計(jì)算模塊與所述計(jì)量模塊相連，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)檢定模塊獲取到的所述鐵路罐車信息計(jì)算獲得所述鐵路罐車的安全裝載閾值，并將所述貨物信息與所述安全裝載閾值比較，生成監(jiān)測結(jié)果；所述傳輸模塊與所述數(shù)據(jù)檢定模塊相連，用于將所述監(jiān)測結(jié)果、電子標(biāo)簽內(nèi)存儲的鐵路罐車信息和所述電子標(biāo)簽標(biāo)識綁定后輸出；所述數(shù)據(jù)管理平臺與所述傳輸模塊通信連接，用于存儲所述監(jiān)測結(jié)果、電子標(biāo)簽內(nèi)存儲的鐵路罐車信息和所述電子標(biāo)簽標(biāo)識綁定后數(shù)據(jù)。

在上述實(shí)施例中，所述電子標(biāo)簽采用大容量讀寫識別處理，利用雙區(qū)擴(kuò)展讀寫技術(shù)以及采用四十進(jìn)制整型格式轉(zhuǎn)換表示寫入數(shù)據(jù)來大大提高電子標(biāo)簽的存儲量，為后續(xù)存儲數(shù)據(jù)或更替數(shù)據(jù)提供穩(wěn)定基礎(chǔ)，其中，實(shí)際使用時(shí)，電子標(biāo)簽具體進(jìn)行如下處理：電子標(biāo)簽有reserved區(qū)(保留)、epc區(qū)(電子產(chǎn)品代碼)、tid區(qū)(標(biāo)簽識別號)、user區(qū)(用戶)四個存儲分區(qū)。reserved區(qū)儲存訪問口令和滅活口令；epc區(qū)儲存epc號碼；tid區(qū)儲存標(biāo)簽識別號碼，每個標(biāo)簽的tid號碼都是唯一的；user區(qū)儲存用戶定義的數(shù)據(jù)，為提高該電子標(biāo)簽的存儲量，本發(fā)明通過上述40進(jìn)制編碼將整型和字符串轉(zhuǎn)化為較短的固定位數(shù)編碼，再將其存入共用的epc區(qū)、user雙區(qū)中，以此進(jìn)一步擴(kuò)展了信息存儲空間和應(yīng)用范圍。其中，40進(jìn)制編碼的數(shù)碼為數(shù)字0-9、字母a-z，和特殊字符‘-’、‘.’、‘,’以及‘’(空格)，經(jīng)40進(jìn)制編碼后，大大降低了空間占用，提高了信息存儲量。

實(shí)際工作中，該系統(tǒng)并不僅限于鐵路罐車充裝線、鐵路車站、在途、收貨線等工作現(xiàn)場，以及其他具有防爆要求的應(yīng)用現(xiàn)場，在實(shí)際使用時(shí)，所述數(shù)據(jù)檢定模塊分別執(zhí)行讀取數(shù)據(jù)和寫入數(shù)據(jù)兩個操作，用于識別電子標(biāo)簽內(nèi)存儲的鐵路罐車信息，并根據(jù)當(dāng)前罐車實(shí)際情況予以比對分析后給出監(jiān)測結(jié)果，再將該監(jiān)測結(jié)果寫入電子標(biāo)簽中，以此完成實(shí)時(shí)讀取寫入的操作，完成鐵路罐車在各路端實(shí)現(xiàn)監(jiān)測的目的，有效為后期查驗(yàn)提供證據(jù)。具體的，發(fā)貨用戶計(jì)量裝有貨物的鐵路罐車，數(shù)據(jù)檢定模塊自動采集電子標(biāo)簽中車號、容積表號等信息，然后將其他信息輸入數(shù)據(jù)檢定模塊，所述數(shù)據(jù)檢定模塊可依據(jù)輸入的溫度、密度、液位高度以及自動讀取的車號、容積表號等鐵路罐車信息，現(xiàn)場自動計(jì)算出罐車不同液面高度下的容積值，以及用戶得到轉(zhuǎn)載貨物的多少等數(shù)據(jù)。并將貨物的容積等數(shù)據(jù)再次寫入電子標(biāo)簽，以備收貨方驗(yàn)證貨物量的多少。

進(jìn)一步的，在本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例中，該系統(tǒng)還可包含報(bào)警模塊，該報(bào)警模塊與所述計(jì)算模塊相連，用于當(dāng)所述貨物信息與所述安全裝載閾值比較，且高于或低于所述安全裝載閾值時(shí)，輸出報(bào)警信息，提醒工作人員核對貨運(yùn)信息，例如當(dāng)鐵路罐車開到火車站，火車站工作人員通過數(shù)據(jù)檢定模塊自動讀取電子標(biāo)簽中的車號、容積表號、裝載介質(zhì)、裝載貨物量，自動判斷是否超裝是否少裝，裝載量是否安全，當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警信息時(shí)進(jìn)一步對鐵路罐車進(jìn)行人工安全核查，以此防止后期不必要的運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)。

從功能上講，上述系統(tǒng)主要分兩個部分，檢定部分和計(jì)量部分，其中檢定部分由電子標(biāo)簽、數(shù)據(jù)檢定模塊聯(lián)動組成，其中該數(shù)據(jù)檢定模塊可與數(shù)據(jù)管理平臺即pc機(jī)等設(shè)備通過藍(lán)牙或usb接口相連，完成數(shù)據(jù)互通，工作人員在工作現(xiàn)場快速獲取數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)檢定模塊現(xiàn)場計(jì)算檢定數(shù)據(jù)，與安全信息一起生成監(jiān)測結(jié)果，即時(shí)寫入電子標(biāo)簽中，同時(shí)也可快速讀出標(biāo)識電子標(biāo)簽唯一性身份的編碼—標(biāo)簽識別號碼(tid)及電子標(biāo)簽標(biāo)識，將該電子標(biāo)簽標(biāo)識與監(jiān)測結(jié)果一起生成檢定文件，臨時(shí)存儲在數(shù)據(jù)管理平臺上的檢定文件可寫入所述電子標(biāo)簽中也可上傳至數(shù)據(jù)管理平臺，由此數(shù)據(jù)管理平臺可隨時(shí)快速讀取電子標(biāo)簽里已存入的數(shù)據(jù)；其中數(shù)據(jù)管理平臺利用數(shù)據(jù)庫等記錄、管理大量的檢定與電子標(biāo)簽標(biāo)識，各個檢定部門的檢定數(shù)據(jù)可以通過遠(yuǎn)程網(wǎng)，上傳到檢定管理部門的檢定服務(wù)器，進(jìn)行進(jìn)一步的統(tǒng)計(jì)管理。

計(jì)量部分由電子標(biāo)簽、數(shù)據(jù)檢定模塊聯(lián)動組成，工作人員在鐵路罐車裝卸現(xiàn)場，利用數(shù)據(jù)檢定模塊快速識別電子標(biāo)簽，讀取標(biāo)簽中的鐵路罐車狀態(tài)信息，以及配合用戶輸入的相關(guān)數(shù)據(jù)現(xiàn)場快速計(jì)算貨物的體積、重量；進(jìn)一步還可讀取電子標(biāo)簽中計(jì)量安全信息，控制貨物的安全裝載量，避免超重等情況發(fā)生，降低事故發(fā)生機(jī)率；最后，將貨物重量、收發(fā)日期等裝載量信息寫到電子標(biāo)簽；同時(shí)，臨時(shí)存儲在數(shù)據(jù)管理平臺上的計(jì)量文件可寫入所述電子標(biāo)簽中也可上傳至數(shù)據(jù)管理平臺，由此數(shù)據(jù)管理平臺可隨時(shí)快速讀取電子標(biāo)簽里已存入的數(shù)據(jù)；其中數(shù)據(jù)管理平臺利用數(shù)據(jù)庫等記錄、管理大量的計(jì)量信息即鐵路罐車狀態(tài)信息。

在本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述電子標(biāo)簽與所述數(shù)據(jù)檢定模塊通過近場工作模式或遠(yuǎn)場工作模式進(jìn)行通信，其中，所述近場工作模式包含：所述數(shù)據(jù)檢定模塊通過與所述電子標(biāo)簽之間的無功近場區(qū)的電感耦合構(gòu)成數(shù)據(jù)傳輸通道獲取所述電子標(biāo)簽內(nèi)存儲的所述鐵路罐車狀態(tài)信息和所述電子標(biāo)簽標(biāo)識；所述遠(yuǎn)場工作模式包含：所述數(shù)據(jù)檢定模塊過與所述電子標(biāo)簽之間的輻射遠(yuǎn)場區(qū)的反向散射耦合構(gòu)成數(shù)據(jù)傳輸通道獲取所述電子標(biāo)簽內(nèi)存儲的所述鐵路罐車狀態(tài)信息和所述電子標(biāo)簽標(biāo)識。

在上述實(shí)施例中，同一車站同一時(shí)間有可能存在多輛鐵路罐車，此時(shí)每輛鐵路罐車分別攜帶其安裝的電子標(biāo)簽，為準(zhǔn)確捕捉及獲取目標(biāo)電子標(biāo)簽內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)，本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施例中，進(jìn)一步提供發(fā)射單元，所述發(fā)射單元用于按預(yù)定周期，通過曼徹斯特編碼發(fā)送所述電子標(biāo)簽標(biāo)識；具體的，該電子標(biāo)簽中在出廠時(shí)集成了系統(tǒng)信息，其中有唯一的序列號，標(biāo)明電子標(biāo)簽的唯一性；發(fā)射單元通過使用曼徹斯特編碼發(fā)送其序列號，數(shù)據(jù)檢定模塊采用二進(jìn)制搜索算法識別特定目標(biāo)，采用隔離、喚醒等指令操作每個電子標(biāo)簽，使其分時(shí)發(fā)送信號，實(shí)現(xiàn)電子標(biāo)簽防碰撞；具體使用時(shí)，曼徹斯特編碼中將邏輯“0”編碼為上升沿，邏輯“1”編碼為下降沿，通過使用曼徹斯特編碼來捕捉出數(shù)據(jù)沖突的比特位置，當(dāng)識別區(qū)域中的多個標(biāo)簽同時(shí)發(fā)送不同的序列號值時(shí)，其上升、下降沿將相互抵消，產(chǎn)生比特位沖突，即沖突電子標(biāo)簽標(biāo)識。例如，序列號分別為10001100及10001101的兩個電子標(biāo)簽進(jìn)入射頻區(qū)域內(nèi)時(shí)，數(shù)據(jù)管理平臺接收到的序列號數(shù)據(jù)為1000110？，其中問號代表沖突位，當(dāng)數(shù)據(jù)檢定模塊會發(fā)現(xiàn)此沖突，按位回溯找到?jīng)_突位置，隨后按沖突位發(fā)出序列號隔離指令；電子標(biāo)簽收到隔離指令后，符合隔離序列號的自動進(jìn)入休眠狀態(tài)，暫停發(fā)送信號；其余電子標(biāo)簽繼續(xù)發(fā)送序列號，由數(shù)據(jù)檢定模塊繼續(xù)識別，如此往復(fù)，直至剩下一個電子標(biāo)簽保持活動狀態(tài)，進(jìn)行無沖突通信，通信結(jié)束后將當(dāng)前活動標(biāo)簽設(shè)置為休眠狀態(tài)，對隔離區(qū)中的電子標(biāo)簽發(fā)出喚醒命令，進(jìn)行下次識別，以此實(shí)現(xiàn)電子標(biāo)簽的準(zhǔn)確識別和捕捉獲取。值得說明的是，所述數(shù)據(jù)檢定模塊的掃描區(qū)域?yàn)樯刃螀^(qū)域，之所以采用扇形區(qū)域，其目的在于降低多對象識別干擾的問題，進(jìn)一步提高準(zhǔn)確識別讀寫電子標(biāo)簽的目的，實(shí)際使用時(shí)，可采用扇形掃描單元進(jìn)行掃描操作，對于扇形掃描單元的具體型號，本發(fā)明在此就不再一一詳述。

在本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)檢定模塊獲取所述電子標(biāo)簽的相關(guān)信息或?qū)⑾嚓P(guān)信息寫入所述電子標(biāo)簽時(shí)均進(jìn)行加密處理，具體的，在寫入操作時(shí)采用解鎖認(rèn)證，信息保護(hù)采用明文轉(zhuǎn)暗文加密；a.寫入操作采用解鎖認(rèn)證，在進(jìn)行寫入操作前，標(biāo)簽處于鎖定狀態(tài)，需對電子標(biāo)簽解鎖操作，認(rèn)證通過后方可進(jìn)行寫操作。b.信息保護(hù)采用明文轉(zhuǎn)暗文加密，對寫入電子標(biāo)簽的信息進(jìn)行加密，明文轉(zhuǎn)暗文后，即使運(yùn)用其它數(shù)據(jù)管理平臺讀寫軟件讀取出了電子標(biāo)簽中的信息也無法干擾性操作，對電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)進(jìn)行安全防護(hù)，保證電子標(biāo)簽內(nèi)的數(shù)據(jù)有效、可靠，不被非法用戶侵入、篡改。其中，寫入數(shù)據(jù)格式主要有三種，分別是40進(jìn)制計(jì)字符串、整型、漢字。對于40進(jìn)制計(jì)字符串通過混淆加密技術(shù)，對于整型格式采用異或的方式加密，對于漢字采用十六進(jìn)制unicode進(jìn)行加密。

在鐵路貨運(yùn)中，該貨物有可能具有易燃易爆性，或運(yùn)送環(huán)節(jié)中相關(guān)作業(yè)場所具有防爆要求，此時(shí)為了確保電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)安全及保證電子標(biāo)簽在易燃易爆場合下的安全使用，本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述電子標(biāo)簽和手持移動讀寫器皆采用防爆設(shè)計(jì)，通過該設(shè)計(jì)使得本發(fā)明所提供的鐵路貨運(yùn)計(jì)量安全信息現(xiàn)場計(jì)算讀寫系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用上更加安全可靠，在鐵路貨運(yùn)領(lǐng)域中有效提高了人員及貨運(yùn)的安全性，在運(yùn)送各類易燃易爆貨物時(shí)，更具優(yōu)勢；其中所述電子標(biāo)簽為無源結(jié)構(gòu)，該電子標(biāo)簽采用無源設(shè)計(jì)，無縫式激光焊接，功率設(shè)定兼容防爆和讀寫識別性能要求；進(jìn)一步的，為提高電子標(biāo)簽的使用性，本發(fā)明通過可調(diào)試讀寫頻率峰值匹配技術(shù)、分區(qū)管理快速讀寫技術(shù)提前對電子標(biāo)簽進(jìn)行處理，將數(shù)據(jù)檢定模塊與電子標(biāo)簽進(jìn)行適應(yīng)性頻率峰值匹配，使兩者頻率處于性能最優(yōu)化頻段，適應(yīng)讀寫距離最大化和效果最優(yōu)化，同時(shí)對于高頻率讀寫的內(nèi)容和非高頻率讀寫的內(nèi)容進(jìn)行分區(qū)管理，避免冗長讀寫。

由于鐵路罐車在運(yùn)行中抖動，以及電子標(biāo)簽安裝在金屬結(jié)構(gòu)上有金屬干擾等問題，本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述電子標(biāo)簽選取抗金屬性能的電子標(biāo)簽，如r型電子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場工況性能最大化，封裝外觀設(shè)計(jì)采用平滑表面、無縫隙焊接、滿足防塵防水；進(jìn)一步的所述電子標(biāo)簽通過標(biāo)簽底座采用合適的方式固定安裝于被測對象的合適位置，例如鐵路罐車4位端腳梯附近側(cè)梁內(nèi)側(cè)。

請參考圖3a至圖3c所示，其中標(biāo)簽底座設(shè)計(jì)采用焊接方式固定于被測對象上，如鐵路罐車；底座設(shè)計(jì)不限于鑄鋼材質(zhì)，該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基于安裝位置的最優(yōu)化性能設(shè)計(jì)，由于r型電子標(biāo)簽具有抗金屬性，因此該底座采用金屬背板，基于不同標(biāo)簽封裝結(jié)構(gòu)采用基于同理的設(shè)計(jì)，間斷式擋板，過盈配合楔撐，可折彎楔擋，底座結(jié)構(gòu)對于標(biāo)簽無信號遮擋，兩腳鉚接，兩腳鉛封，底座整體外伸一定高度，剝離了周圍金屬結(jié)構(gòu)干擾，該設(shè)計(jì)結(jié)實(shí)耐用、便攜、防盜、防脫落、便于拆卸、安裝牢固。采用合適的固定安裝方式，其中合適的方式為同時(shí)采用鉚接、楔撐過盈配合、鉛封三種方式，例如將電子標(biāo)簽鉚接到底座上，同時(shí)將底座兩側(cè)端頭折彎，實(shí)現(xiàn)楔撐過盈配合，將電子標(biāo)簽與底座進(jìn)行鉛封，監(jiān)督拆裝。以上方法具有防盜，安裝牢固，防脫落且便于作業(yè)人員采用專業(yè)工具拆卸；采用合適的位置以便于作業(yè)人員操作、主被動干擾性小、便于維修拆卸、具有一定防護(hù)、具有防盜性，具體可將該電子標(biāo)簽設(shè)置于鐵路罐車4位端腳梯附近側(cè)梁內(nèi)側(cè)；設(shè)計(jì)采用背部支腿結(jié)合鉚接、鉛封、過盈配合方式，剛性結(jié)構(gòu)和柔性連接相結(jié)合，緩沖強(qiáng)烈震動，起到防震效果；底座上下設(shè)計(jì)間斷式小擋板，左右采用過盈配合結(jié)合可折彎楔擋，對標(biāo)簽起到良好防護(hù)作用。

請參考圖2所示，本發(fā)明還提供一種鐵路貨運(yùn)計(jì)量安全信息現(xiàn)場計(jì)算讀寫方法，所述方法包含：s101對電子標(biāo)簽內(nèi)電子產(chǎn)品代碼區(qū)和用戶區(qū)進(jìn)行共用處理，將鐵路罐車信息、貨物信息和監(jiān)測結(jié)果以40進(jìn)制編碼后寫入所述電子標(biāo)簽中共用處理后的電子產(chǎn)品代碼區(qū)和用戶區(qū)；s102捕捉所述電子標(biāo)簽并獲取電子標(biāo)簽標(biāo)識和所述電子標(biāo)簽內(nèi)存儲的所述鐵路罐車信息；s103根據(jù)所述數(shù)據(jù)檢定模塊獲取到的所述鐵路罐車信息計(jì)算獲得所述鐵路罐車的安全裝載閾值，并將所述貨物信息與所述安全裝載閾值比較，生成監(jiān)測結(jié)果，將所述貨物信息和監(jiān)測結(jié)果寫入所述電子標(biāo)簽中；以及s104根據(jù)所述鐵路罐車信息和當(dāng)前鐵路罐車狀態(tài)信息，計(jì)量獲得當(dāng)前鐵路罐車內(nèi)裝載的貨物信息；以及s105將所述監(jiān)測結(jié)果、所述數(shù)據(jù)檢定模塊獲取到的所述鐵路罐車信息和所述電子標(biāo)簽標(biāo)識綁定后輸出至遠(yuǎn)端存儲。

在上述步驟s102中，還包含：電子標(biāo)簽按預(yù)定周期發(fā)送所述電子標(biāo)簽標(biāo)識；獲取預(yù)定區(qū)域內(nèi)所有電子標(biāo)簽標(biāo)識，分析所述電子標(biāo)簽標(biāo)識；當(dāng)存在沖突電子標(biāo)簽標(biāo)識時(shí)，根據(jù)所述沖突電子標(biāo)簽標(biāo)識使所述沖突電子標(biāo)簽標(biāo)識所對應(yīng)的電子標(biāo)簽休眠，并將所述電子標(biāo)簽加入隔離區(qū)；當(dāng)不存在沖突電子標(biāo)簽標(biāo)識時(shí)，根據(jù)所述電子標(biāo)簽標(biāo)識獲得所述電子標(biāo)簽內(nèi)存儲的所述鐵路罐車狀態(tài)信息后，使所述電子標(biāo)簽休眠，并喚醒所述隔離區(qū)內(nèi)所有電子標(biāo)簽。

在上述實(shí)施例中，所述電子標(biāo)簽內(nèi)存儲的所述路罐車狀態(tài)信息包含字符串、整型、漢字至少三種數(shù)據(jù)格式，其中字符串?dāng)?shù)據(jù)格式通過混淆加密法加密，整型數(shù)據(jù)格式通過異或方式加密，漢字?jǐn)?shù)據(jù)格式通過十六進(jìn)制unicode加密。

實(shí)際工作中，往往工作人員不能夠貼近電子標(biāo)簽獲取數(shù)據(jù)，為此為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離讀寫識別電子標(biāo)簽，優(yōu)選u段讀寫頻段，并進(jìn)行數(shù)據(jù)檢定模塊讀操作頻率和寫操作頻率距離最優(yōu)化匹配，同時(shí)采用抗金屬標(biāo)簽，安裝于金屬結(jié)構(gòu)上，實(shí)現(xiàn)讀寫距離最優(yōu)；在系統(tǒng)天線設(shè)計(jì)方面采取基于近場工作模式和遠(yuǎn)場工作模式的優(yōu)化設(shè)計(jì)；不同的工作模式，電子標(biāo)簽與數(shù)據(jù)檢定模塊之間的作用距離不同；其中近場工作模式和遠(yuǎn)場工作模式具體如下所示：

在本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施例中，步驟s102采用近場工作模式時(shí)具體工作流程如下：數(shù)據(jù)檢定模塊發(fā)出基帶信號；所述電子標(biāo)簽接收到所述基帶信號時(shí)，激活所述電子標(biāo)簽內(nèi)部電路，并根據(jù)所述電子標(biāo)簽內(nèi)存儲的所述鐵路罐車狀態(tài)信息于所述電子標(biāo)簽的天線處產(chǎn)生交變電流；所述數(shù)據(jù)檢定模塊根據(jù)所述交變電流獲得所述鐵路罐車狀態(tài)信息和所述電子標(biāo)簽標(biāo)識。

在本發(fā)明一另優(yōu)選的實(shí)施例中，步驟s102采用遠(yuǎn)場工作模式時(shí)具體工作流程如下：數(shù)據(jù)檢定模塊發(fā)出電磁波；所述電子標(biāo)簽接收到所述電磁波時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，根據(jù)所述感應(yīng)電壓激活所述電子標(biāo)簽內(nèi)部電路，并根據(jù)所述電子標(biāo)簽內(nèi)存儲的所述鐵路罐車狀態(tài)信息對阻抗變化后于所述電子標(biāo)簽的天線發(fā)出電磁波；所述數(shù)據(jù)檢定模塊根據(jù)所述電磁波獲得所述鐵路罐車狀態(tài)信息和所述電子標(biāo)簽標(biāo)識。

a.近場工作模式利用無功近場區(qū)的電感耦合構(gòu)成數(shù)據(jù)傳輸通道，數(shù)據(jù)檢定模塊和電子標(biāo)簽天線都采用線圈形式。數(shù)據(jù)檢定模塊在操作電子標(biāo)簽時(shí)，發(fā)出未經(jīng)調(diào)制的基帶信號，處于數(shù)據(jù)檢定模塊天線附近的電子標(biāo)簽天線收到該信號并激活標(biāo)簽中的電路，電子標(biāo)簽芯片根據(jù)其內(nèi)部存儲的信息在電子標(biāo)簽天線中產(chǎn)生交變電流，從而影響數(shù)據(jù)檢定模塊天線產(chǎn)生的磁場。數(shù)據(jù)檢定模塊內(nèi)部電路由交變磁場檢測到電子標(biāo)簽產(chǎn)生的調(diào)制量，解調(diào)得到電子標(biāo)簽標(biāo)識。天線線圈工作頻率通常為13.56mhz，識別距離一般為1m以內(nèi)。

b.遠(yuǎn)場工作模式利用輻射遠(yuǎn)場區(qū)的反向散射耦合構(gòu)成數(shù)據(jù)傳輸通道，數(shù)據(jù)檢定模塊和電子標(biāo)簽之間采用電磁波進(jìn)行信息傳輸。數(shù)據(jù)檢定模塊在操作電子標(biāo)簽時(shí)，首先發(fā)出未經(jīng)調(diào)制的電磁波，位于遠(yuǎn)場區(qū)的電子標(biāo)簽天線接收到電磁波信號并在天線上產(chǎn)生感應(yīng)電壓，電子芯片內(nèi)部電路將此感應(yīng)電壓進(jìn)行整流放大激活標(biāo)簽電路，根據(jù)其內(nèi)部存儲的信息對阻抗進(jìn)行變化。當(dāng)電子標(biāo)簽天線和電子標(biāo)簽芯片之間的阻抗匹配較好時(shí)基本不反射信號，匹配不好時(shí)則幾乎全部反射信號，這樣反射信號就出現(xiàn)了振幅變化，相當(dāng)于對反射信號進(jìn)行調(diào)幅處理。數(shù)據(jù)檢定模塊接收到此調(diào)幅的反射信號，解調(diào)得到電子標(biāo)簽標(biāo)識。典型工作頻率有433mhz、915mhz、2.45ghz和5.8ghz，識別距離一般大于1m；其中915mhz的典型作用距離為3～10m，且不易受到電磁干擾的影響。

將本發(fā)明所提供的鐵路貨運(yùn)計(jì)量安全信息現(xiàn)場計(jì)算讀寫系統(tǒng)及方法運(yùn)用到實(shí)際工作中，具體流程可如下操作：鐵路罐車檢定單位的工作人員對鐵路罐車進(jìn)行檢定，得到容積表、準(zhǔn)裝容積(高度)及罐體標(biāo)記等檢定信息；鐵路罐車用戶企業(yè)使用容積表，配合裝載貨物的溫度、密度等數(shù)據(jù)得到裝載量，使用準(zhǔn)裝容積(高度)控制裝載量；鐵路運(yùn)輸部門使用裝載量、準(zhǔn)裝容積等信息對鐵路罐車進(jìn)行安全監(jiān)測。其中檢定單位在容積檢定和罐體安全檢測完成時(shí)，采用通過所述數(shù)據(jù)檢定模塊處理數(shù)據(jù)，生成代表容積表、準(zhǔn)裝容積(高度)及罐體標(biāo)記等計(jì)量和安全信息的電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)，傳輸?shù)较噙B的數(shù)據(jù)管理平臺，寫入電子標(biāo)簽；數(shù)據(jù)檢定模塊也可以隨時(shí)讀取電子標(biāo)簽里的數(shù)據(jù)，進(jìn)行現(xiàn)場校驗(yàn)；所有車輛的電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)都上傳到數(shù)據(jù)管理平臺的服務(wù)器，統(tǒng)一記錄、管理大量的電子標(biāo)簽標(biāo)識；數(shù)據(jù)檢定模塊可以讀、寫電子標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)。

鐵路罐車用戶企業(yè)通過數(shù)據(jù)檢定模塊自動識別、讀取電子標(biāo)簽中的容積表、準(zhǔn)裝容積(高度)等信息，檢查信息的有效性，然后由數(shù)據(jù)檢定模塊現(xiàn)場計(jì)算裝載量，并寫入電子標(biāo)簽中；數(shù)據(jù)檢定模塊暫存的計(jì)量數(shù)據(jù)通過usb接口上傳到數(shù)據(jù)管理平臺校驗(yàn)、管理計(jì)量數(shù)據(jù)，進(jìn)一步的所述數(shù)據(jù)管理平臺還可以轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式，接入用戶的erp信息系統(tǒng)。鐵路站段通過數(shù)據(jù)檢定模塊自動識別、讀取電子標(biāo)簽中的準(zhǔn)裝容積(高度)、裝載量和車型、車號、介質(zhì)等安全信息，同時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場驗(yàn)證，結(jié)果上傳到數(shù)據(jù)管理平臺，為相關(guān)管理決策提供數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)管理平臺只讀取電子標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)。

通過本發(fā)明所提供的鐵路貨運(yùn)計(jì)量安全信息現(xiàn)場計(jì)算讀寫系統(tǒng)及方法實(shí)現(xiàn)了對鐵路罐車的計(jì)量信息和安全信息的隨車電子化安全準(zhǔn)確存儲、自動讀寫，以及對其充裝貨物體積、重量的現(xiàn)場計(jì)量，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工況尤其防爆場所的應(yīng)用。提高了工作信息化水平、自動化程度和工作效率，提高計(jì)量、運(yùn)輸安全控制工作的準(zhǔn)確度，避免因信息涂打、獲取錯誤引起的貿(mào)易糾紛。滿足檢定單位、罐車用戶、鐵路貨運(yùn)部門等的應(yīng)用要求，降低勞動強(qiáng)度，海量數(shù)據(jù)有效調(diào)配，實(shí)現(xiàn)資源有效管理及鐵路運(yùn)輸調(diào)控預(yù)警。

以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。