CN101674210A

CN101674210A - 基于射频技术的智能化数据处理系统和方法

Info

Publication number: CN101674210A
Application number: CN200810051154A
Authority: CN
Inventors: 陈毓华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-09-11
Filing date: 2008-09-11
Publication date: 2010-03-17

Abstract

本发明公开了一种基于射频技术的智能化数据处理系统和方法。包括有由RFID读写器或感知器网络构成的数据采集网络装置、运行数据采集处理程序的计算机系统、数据处理规则数据库和运行企业应用程序的计算机系统。所述数据采集网络装置与运行数据采集处理程序的计算机连接、后者与运行企业应用程序的计算机系统连接。本发明在应用时，可以解决对异构的数据采集网络硬件系统的统一监控和管理、对数据采集和处理逻辑的动态定义和并行处理。本发明适用于需要多点、实时的监控或基于实时数据的企业应用整合(EAI)等工作场合。

Description

基于射频技术的智能化数据处理系统和方法

技术领域

本发明涉及基于射频技术的数据采集处理系统。

背景技术

无线感知器网络(Wireless Sensor Network，简称WSN)被认为是21世纪最重要的技术之一，是众多的传感器通过无线通信的方式，相互联系，处理、传递信息的网络。该网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和通信技术，可以实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息，并对这些信息进行处理，传送给所需用户。无线传感器网络在军事、工业、交通、安全、医疗、探测以及家庭和办公环境等很多方面都有着广泛的用途，其研究、开发和应用，关系到国家安全、经济发展等各个重大方面，近年来在国际上引起了广泛的重视和投入。

无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)结构如图1所示。传感器节点分布于网络的各个部分，用于收集数据，并且将数据路由至信息收集节点(Sink)。信息收集节点与信息处理节点通过广域网络(如Internet网络或者卫星网络)进行通信，从而对收集到的数据进行处理。

射频标识(Radio Frequency Identification，简称RFID)是非接触式自动识别技术的一种。在国际上被认为是当今十大高科技之一。最简单的射频标识系统有射频标签(Tag)、读写器(Reader)、天线(Antenna)和计算机处理系统组成。其工作原理是：读写器发出射频信号及其空间耦合、传输特性，实现对待识别物品的自动机器识别。

射频标识应用领域非常广泛，触及生活和生产的方方面面，主要集中解决两大矛盾，一是物品在流动过程中的监控和跟踪，二是物品汇总在节点时的区别和规范化管理。主要应用领域有现代物流管理、供应链管理、商品防伪管理、物品追踪管理、工业自动化管理等。

射频标识技术与感知器网络技术一样，可用于现代企业及其它场合中的综合数据采集。在感知器网络的数据采集应用中，独特标识每个感知器通过传感器周边的温度、湿度、压力或其它任何的参数后，通过低功率的射频信号传输，将信息经过其他网络节点，送入后台的企业应用系统。RFID读写器也可以和传感器合作，在采集目标物体标识的同时，也可以将传感器的数据一并传输。

低成本的基于射频技术的数据采集网络在收集数据的过程中，可能产生超大量的数据，而且其中的大部分数据可能是无用的数据。这些大量的无用数据可以给系统和传输网络带来巨大的困难、消耗巨大的资源甚至削弱和阻碍系统的正常工作，降低系统的工作效率。

这些采集的数据，为了节省采集节点的能源、减轻传输的负担，可能只包含有关键的原始数据。这些数据的表达方式、度量衡的选择、采集数据的商业含义等，通常不会很一致或者不会很丰富。这样的数据很难为企业应用程序直接接收和处理，所以必须经过中间件的转换。但是这种转换的复杂性和多样性正在成为射频技术的数据采集发展的桎

感知器网络和RFID构成的数据采集网络可以有很多不同的形式，各个厂家的产品使用方式、定义的管理界面等均不相同。这种现象给企业数据采集网络的管理带来的很大的困难。对于不同的网络节点、不同的RFID读写器，都需要通过不同的管理界面才能对其的运行、状态等进行管理和控制。

发明内容

本发明针对上述现有技术的问题和不足之处，提出了一个可以对采集的原始数据进行高效、灵活的处理和对采集网络实施统一管理的一种基于射频技术的智能化数据处理系统和方法。

本发明是这样实现的：基于射频技术的智能化数据处理系统，包括有：RFID读写器或感知器网络构成的数据采集网络装置、运行数据采集处理程序的计算机系统、数据处理规则数据库和运行企业应用程序的计算机系统。如图2所示，图2为本发明的数据采集处理系统结构示意图。所述数据采集网络装置通过图2中6所示的即插即用的通道适配器与运行数据采集处理程序的计算机连接，后者与运行企业应用程序的计算机系统连接。所述数据采集网络所用通道共可包括图2中1所述的通过远程无线通讯(如：CDMA或GPRS)通道或2所述的通过终端计算机接入互联网的通讯通道或3所述的通过数据采集终端直接接入互联网的通讯通道或4所述的通过无线局域网的通讯通道或5所述的无线感知器网的通讯通道。

本系统通过数据采集网络监控程序管理和控制数据采集网络装置的运行。这种控制通过一个抽象的数据采集网络界面进行，抽象界面通过适配器与采集网络硬件系统逻辑连接。优选地，数据采集网络监控程序可以运行在数据采集网络的数据收集节点(Sink)上，也可以与数据采集处理程序运行在同一家算机系统上。

所述数据采集处理程序，依据用户所定义的数据处理规则，如图2中7，在智能化的事件过滤过程中过滤和处理数据采集网络传输进来的原始数据。优选地，规则计算采用多种并行计算办法，以提高处理的效率。

优选地，数据采集处理程序依据系统中图2中9平台数据库中定义的宏数据及数据规范化规则，通过图2中7采集数据标准化过程对原始数据进行规范化处理。

优选地，数据采集处理程序依据系统中的数据采集上下文，在图2中7过程中对原始数据进行丰富化处理。

优选地，通过图2中8可配置后台事件生成以及智能化报警功能，处理后的数据用于生成企业报文，这个报文作为核心部分生成一个新的企业事件(event)，图2中10通过企业总线或Web Service的应用集成，这个企业事件可以被送入企业信息总线或企业服务总线，为企业内部或外部的其它企业应用系统所使用。

本发明提供了对于异构的数据采集网络硬件系统的支持，用户不再需要为适应新的不同的数据采集网络系统硬件系统去改动原有程序，只需加入一个相应的适配器，新的数据采集硬件系统便可以容易地连入本系统。

本发明利用规则的方式表达数据过滤和处理的逻辑，其优点是：一、让企业业务人员，而非软件人员掌握数据过滤的业务逻辑。业务人员可以完全适用业务术语，而非程序语言，来表达业务对于数据的要求；二、最大的灵活性，用户可以动态地增加、修改或调整数据过滤的逻辑。

本发明利用宏数据和规则的组合应用表达数据规范化的业务逻辑，通过宏数据，保障系统中各个数据采集系统与各个企业应用系统之间的异构数据保持逻辑上和语义上的一致。使用规则来增加规范化逻辑的灵活性和对业务人员的易操作性。

附图说明

下面结合附图对本发明做出详细说明。

图1为本发明的系统结构示意图。

图2为本发明的数据采集处理系统结构示意图。

图3为本发明的数据过滤流程示意图。

具体实施方式

本发明包括RFID读写器或感知器网络构成的数据采集网络装置、运行数据采集处理程序的计算机系统、数据处理规则数据库和运行企业应用程序的计算机系统。如图3所述，图3为本发明的数据过滤流程示意图。

1.传感器网络数据采集点的配置及数据采集上下文的生成。

用户通过数据采集网络监控程序，对数据采集网络及其中的数据采集点进行配置，这种配置包括赋予数据采集点名称和独特编号，输入数据采集点的物理或地理位置，采集数据的属性和采集点的逻辑属性等。

系统已可以配置与其他有线监测系统的联接。例如DCS系统或基于PLC的系统的数据可以通过适配器直接接入本系统，本系统的数据也可以通过适配器直接进入DCS系统或基于PLC的系统。

数据采集处理系统生成所有配置的数据点的数据采集上下文，保存在系统中。

数据点的上下文(Data Capturing Context，DCC)包含，但不限于，以下信息：

a)数据点名称

b)数据点的独特标示

c)数据点的组别

d)数据点的逻辑位置编号

e)数据点的物理位置

f)数据点的数据采集通道数目

g)其它可选信息

2.数据过滤规则定义

用户通过专用的过滤规则定义软件，使用类自然语言，描述和说明对各种采集数据的过滤条件和过滤动作。

数据规则定义的结果为一个数据过滤规则集合。保存在系统中。

3.数据规范化规则定义

用户通过专用的规范化规则定义软件，对各种采集数据与系统统一的宏数据之间的转化机制进行说明。

数据规范化规则定义的结果为一个数据规范化规则集合。保存在系统中。

4.传感器网络的监测和控制

用户通过数据采集网络管理监控软件对数据采集网络及网络中的数据采集点进行监测和控制。这种监测包括，但不限于，对于网络整体状态的监测和对于其中任意数据采集点或采集点子集状态的监测。这种控制包括，但不限于，对于整体网络的启动、关闭、状态调整和对于其中任意数据采集点或采集点子集的启动、关闭、及其它的状态调整。

系统中的数据采集点管理标准接口，可以对逻辑数据点及数据点所连接的物理读写机或传感器实施，但不限于，下列操作：

a)启动

b)初始化

c)读入

d)写出

e)休眠

f)唤醒

g)测试

h)询问

i)关闭

j)设置参数

5.传感器网络的数据采集及传输

工作状态中的数据采集点，按照定义的采集工作方式，如采集频率、采样种类等，采集现场的数据和参数。采集的参数与采集点的独特标识等采集点信息组合，形成为一个原始数据报文，原始数据报文通过网络送入数据采集软件系统。

6.原始数据的初步过滤

原始数据报文在数据采集系统中，可以经过多次过滤。初步过滤使用那些只依赖于原始数据的过滤规则。

7.原始数据的规范化

数据采集处理程序对于过滤后的数据，按照适用的规范化规则，对原始数据加以规范化处理。这里的规范化包括，但不限于，数值的统一表示、度量衡制的转换、以及语义逻辑表达的统一等。

8.原始数据的再次过滤

数据采集处理程序对于过滤后的数据，可以再次使用适用的规则加以过滤。

9.原始数据丰富化

数据采集处理程序对于初步过滤和规范化以后的数据，根据其数据采集的上下文和系统其他的环境信息，对其进行信息丰富。生成一个包含较完整内容的、较为独立的数据报文，该报文中，包含有其他企业应用系统对其进行处理所需要的一般内容。

10.企业事件生成

数据采集处理程序根据适用的规则，优选地，生成一个或多个企业事件。企业事件通常体现为一个企业系统的消息(message)。

11.企业事件发表

数据采集处理程序根据适用的规则，通过将生成的企业事件送往一个或多个目的地，发表这些事件以协同企业其他的应用软件。其他的企业应用系统可以是同一企业内部的，也可以是企业外部的。

Claims

1.一种基于射频技术的智能化数据处理系统和方法，其特征在于，该系统包括：RFID读写器或感知器网络构成的数据采集网络装置、运行数据采集处理程序的计算机系统、数据处理规则数据库和运行企业应用程序的计算机系统；所述数据采集网络装置与运行数据采集处理程序的计算机连接、后者与运行企业应用程序的计算机系统连接。

2.根据权利要求1所述的基于射频技术的智能化数据处理系统，其特征在于，所述的系统中每个数据采集目标和/或数据采集点(RFID读写器或传感器网络节点)有系统内的独特标示。

3.根据权利要求1所述的基于射频技术的智能化数据处理系统，其特征在于，所述的数据采集点及采集的数据可以经过多种不同的传输方式传送，这些传输方式包括，但不限于，无线射频传输、互联网传输、局域网传输、手机网络传输等。

4.根据权利要求1所述的基于射频技术的智能化数据数据处理系统，其特征在于，所述的数据采集点设有存储于服务器上的采集点上下文。

5.根据权利要求1所述的基于射频技术的智能化数据数据处理系统，其特征在于，对于异构传感器以及异构传感器网络的支持。

6.根据权利要求1所述的基于射频技术的智能化数据数据处理系统，其特征在于，所述的异构采集点以及异构采集网络使用统一的界面进行管理。

7.根据权利要求1所述的基于射频技术的智能化数据处理系统，其特征在于，所述的采集数据根据系统标准的通用数据格式及与语义定义加以转换。

8.根据权利要求1所述的基于射频技术的智能化数据处理系统，其特征在于，所述的采集数据通过基于规则的智能系统加以过滤。

9.根据权利要求1所述的基于射频技术的智能化数据处理系统，其特征在于，所述的采集数据根据基于规则的智能系统产生企业的后台事件。

10.根据权利要求1所述的基于射频技术的智能化数据处理系统，其特征在于，所述的采集数据产生的企业事件，通过企业信息总线或企业服务总线与其他后台应用系统连接。