CN101846987B

CN101846987B - 一种将rfid和传感器技术应用于安全设备监管的方法

Info

Publication number: CN101846987B
Application number: CN201010153207.4A
Authority: CN
Inventors: 易建军; 刘哲; 林宇; 秦净华; 陈昌明; 顾春华; 范体军
Original assignee: East China University of Science and Technology
Current assignee: East China University of Science and Technology
Priority date: 2010-04-21
Filing date: 2010-04-21
Publication date: 2014-07-16
Anticipated expiration: 2030-04-21
Also published as: CN101846987A

Abstract

本发明涉及一种将RFID和传感器技术应用于安全设备监管的方法，具体步骤为：(a)利用安装在公共场所内的射频识别(RFID)监控管理系统实时地读取粘附有特定电子标签的安全设备，完成对安全设备工作状态的实时监控；(b)如果该监控管理系统在其RFID读写区域不能有效地识别出应有的标签数目，则后台服务系统通知报警应急处理平台启动工作；(c)如果安全设备在保养、检修和审检的过程中，标签信息与其当前状态信息不符时，RFID读写单元触发相应的报警，并通知管理人员进行处理；(d)如果公共场所内传感器的检测值出现异常，说明存在安全事故或隐患，当符合报警条件，后台服务系统发布警报，并启动报警应急处理预案。本发明的优点：安装、调试和维护简便。

Description

一种将RFID和传感器技术应用于安全设备监管的方法

【技术领域】

本发明涉及公共场所安全设备监控技术领域，具体地说，是一种将RFID和传感器技术应用于安全设备监管的方法。

【背景技术】

现有的许多公共场所内安全设施，由于服役时间较长，设备监督管理比较松懈，公民的安全设备管理意识相对薄弱，对公共场所内的安全没有强有力的约束措施，加之许多安全设施被非授权移动、损坏或失效，从而在灾难来临之时不能发挥其应有的作用。公交车内逃生设施的缺失曾造成了许多人失去生命，商场内消防设施的失效曾造成极大的生命和财产损失，这些都给人们带来了血和泪的惨痛教训。目前，我们对安全设施的管理往往采取人工定期检查、贴纸质标签、漆笔书写的方式来标识，这种标识方式只能标注安全设备的编号或名称等基本信息，功能单一，标签易损坏、易脱落；而且人们只能采取近距离肉眼对安全设备的状态进行辨识和确认来实现对安全设备的监控管理，而无法实现远程对公共场所内安全设施的实时监控管理，因此，对安全设施的基本信息、位置情况、检修情况、损坏情况以及非授权移动和失窃现象的记录等都不够明了，这种工作模式不仅效率低下，而且存在严重的误差以及安全隐患，安全事故后责任追究的难度和不明确性较大。

许多安全设备由于服役时间较长，这些设备的一些基本信息无法快速、直接获得，而RFID能很好地解决这一点。安全设备的监控管理系统应用了RFID技术，可以实现管理人员和安全设备的信息化管理。而将RFID技术应用于安全设备的管理系统涉及到一些比较特殊的问题，主要是RFID标签的封装方法，这个问题直接关系到RFID技术在系统中的使用。由于在该系统中，许多安全设备都是由金属制成，因此用到的RFID标签需要固定在金属的安全设备上，这就要求封装后的标签能避免金属环境的干扰，有些消防设备，还要涉及到对液体的抗干扰设计。因此，需要针对电子标签的特殊使用对象，研究电子标签在金属环境和液态环境下的性能指标，提出避免金属和液体干扰的电子标签的封装方法。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种将RFID和传感器技术应用于安全设备监管的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种将RFID和传感器技术应用于安全设备监管的方法，其具体步骤为：

(a)利用安装在公共场所内的射频识别(RFID)监控管理系统实时地读取粘附有特定电子标签的安全设备，完成对安全设备工作状态的实时监控；

所述的步骤(a)的具体过程为：

(a-1)启动该监控系统；

(a-2)初始化系统的各项硬件配置；

(a-3)后台服务系统设置监控信息；

(a-4)设定RFID读写单元与标签之间通信的加密方式；

(a-5)设定当前系统所需监控的安全设备数量以及所监控对象的标识；

(a-6)通过系统中的RFID读写单元实时周期性地向RFID标签发出询问信号；

(a-7)RFID读写单元接收符合加密验证的RFID标签返回的信息；

(a-8)根据RFID标签返回的信息，确定安全设备当前的工作状态；

(b)如果该监控管理系统在其RFID读写区域不能有效地识别出应有的标签数目，则后台服务系统通知报警应急处理平台启动工作；

所述的步骤(b)的具体过程为：

(b-1)RFID读写单元记录当前读写区域内有效标签数目；

(b-2)实际有效标签数目与设定的所需监控的安全设备数量进行比较；

(b-3)如果实际有效标签数小于设定的所需监控的标签数，报警应急平台触发遗失报警，输出单元输出提示信息；

(b-4)系统提示未识别的安全设备具体信息；

(b-5)后台应急处理平台通知工作人员启动设备找寻预案；

(c)如果安全设备在保养、检修和审检的过程中，标签信息与其当前状态信息不符时，RFID读写单元触发相应的报警，并通知管理人员进行处理；

所述的步骤(c)的具体过程为：

(c-1)安全设备在非正常工作状态下，RFID读写单元读取标签的信息判断出设备当前状态；

(c-2)后台服务系统对比数据库中设备实际状态和读取的设备当前状态；

(c-3)若两者信息不符，报警应急平台触发报警；

(c-4)系统提示安全设备具体不符信息；

(c-5)RFID读写单元对标签进行写操作，将实际设备状态信息写入；

(d)如果公共场所内传感器的检测值出现异常，说明存在安全事故或隐患，如符合报警条件，后台服务系统可发布警报，并及时启动报警应急处理预案；

所述的步骤(d)的具体过程为：

(d-1)传感器检测并返回当前公共场所内环境信息值；

(d-2)判断返回值是否符合报警条件；

(d-3)若符合，后台服务系统发布警报，包括语音和视频帮助；

(d-4)报警应急处理平台启动预案操作，包括开启安全通道，提示安全设备位置及使用方法；

(d-5)暂时关闭安全设备的监控状态。

本系统可以有效地防止公共场所内安全设备的遗失，改进公共场所内安全设备的监控和管理方法，系统配备的相关传感器可以在出现安全隐患或事故时及时有效地检测到危险信号，启动安全设备，有效地保护生命财产安全。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

(1)本发明能够随时自动监测到安全设备的存在与否以及当前所处状态，无须人为干预；

(2)本发明能够应用在各种人员密集的场所(如电梯、公共汽车、娱乐场所、学校、车站等)；

(3)本发明采用一个RFID读写器可以实现同时对多个安全设备的监测；

(4)本发明能够在非授权移动或操作时及时报警，并对误操作提供人性化的提示帮助；

(5)本发明的传感监测单元可以实时监测周围环境，保证了紧急状况发生时能及时采取相应的处理措施，以便有效快捷地使用安全设备；

(6)本发明所用电子标签无机械磨损，防污染，信息格式可以加密，保证不被他人的读写器所识别和改写，使用方便，而且可以重复使用；

(7)本发明的安全设备已过保质期或未完成定期的审检操作时，系统会自动报警提示；

(8)本发明的传感器检测信息的数据格式和射频识别单元所读写的标签信息数据格式相容；

(9)本发明所用的电子标签可以有效避免金属或液态环境的干扰；

(10)本发明可实现安全设备的实时追踪，以获得详细准确的安全设备基本信息和可变信息列表；

(11)本发明免除了多余的人工资料信息录入，提高了资料的准确率，避免了人为失误；

(12)本发明可对安全设备的误置、误用和误装操作进行报警；

(13)本发明对安全设备的任何操作都会有相应的标签信息更新以及中心数据库更新和完善，实现了责任追究制；

(14)本发明的系统可以根据实际的应用场合进行必要的裁减，安装、调试和维护简便，同时该系统具有良好的可扩展性，便于实现用户的定制服务。

【附图说明】

图1系统整体框架图；

图2系统工作流程图；

图3安全设备标签信息的读写操作流程图；

图4安全设备的定期审检操作流程图；

图5公共汽车安全设备监控管理及应急处理流程图。

【具体实施方式】

以下提供本发明一种将RFID和传感器技术应用于安全设备监管的方法的具体实施方式。

下面分别结合附图，具体说明本发明系统的具体工作流程和实施步骤。

如图1所示，为本发明所提出的通过射频识别(RFID)技术和传感器技术实时监控管理公共场所安全设备系统整体框架图。

一种基于RFID技术和传感器技术的公共场所安全设备监控管理系统，其包括RFID读写单元、RFID标签、键盘输入单元、数据处理单元、存储单元、主控制单元、输出单元、传感器处理单元、网络接口单元、后台服务系统、中心数据库以及报警应急处理平台。RFID读写单元，负责对安全设备上RFID标签信息的读写；输入单元主要是键盘，用于输入指令操作；输出单元包括指示灯、语音提示器和液晶显示屏，用于系统的提示信息输出；数据处理单元，主要用于将标签信息进行过滤和整合等数据处理操作；存储单元，主要完成对标签信息的存储；主控制单元，主要完成RFID读写单元的读写操作控制以及与后台服务系统的通信；传感器处理单元主要包括传感器和AD处理单元，主要完成对环境信息值的采集；网络接口单元，主要完成后台服务系统和主控制单元的通信；后台服务系统，主要完成整个系统的控制和管理；中心数据库，用于存储安全设备相关的信息；报警应急处理平台，主要完成报警状态下的应急提示和处理。

如图2所示，为本发明所提出的通过射频识别(RFID)技术和传感器技术实时监控管理公共场所安全设备系统工作流程图。

本系统工作时包括两大主要监控方面：RFID读写监控模块和传感器实时监测模块。

RFID读写监控模块的工作流程包括以下步骤：

首先，在公共场所内所有需要监控的安全设备上贴附写有设备信息和序列号的RFID标签，步骤1。

后台服务系统设置监控信息，包括监控的安全设备数目、系统的报警方式、安全设备的运行状态、安全设备的审检记录、安全设备的保养维修登记和安全设备的使用记录，步骤2。

将读写单元正确安装放置，以便使所有的RFID标签在RFID读写单元读写区域内，使安全设备处于监控状态，步骤3。

RFID读写单元识读RFID标签，步骤4。

后台服务系统判断RFID读写范围内识读的标签数目与设定的标签数目是否一致，步骤5。

若步骤5判断为否，后台服务系统通过调用中心数据库判断设备是否处于使用或保养状态当中，步骤6。

若步骤5和步骤6均判断为否，则RFID读写单元触发设备遗失报警，步骤7。

系统输出单元提示未识别的安全设备具体信息，后台应急处理平台通知工作人员启动设备找寻预案，步骤8。

若步骤5判断为是，但步骤6判断为否，则判断保修记录是否正确、完善，步骤9。

若步骤9判断为否，则RFID读写单元触发设备保修报警，步骤10。

系统输出单元提示保修记录有误的安全设备具体信息，后台应急处理平台通知工作人员启动安全设备标签写状态信息操作，步骤11。

若步骤9判断为是，则判断设备审检是否合格，步骤12。

若步骤12判断为否，则RFID读写单元触发设备审检报警，步骤13。

系统输出单元提示审检有误的安全设备具体信息，后台应急处理平台通知工作人员启动安全设备审检操作，步骤14。

若步骤12判断为是，则判断设备运行状态是否正常，步骤15。

若步骤15判断为否，则RFID读写单元触发设备运行报警，步骤16。

系统输出单元提示运行出错的安全设备具体信息，后台应急处理平台通知工作人员启动安全设备运行出错检修操作，步骤17。

若步骤15判断为是，则开始循环执行步骤4。

传感器实时监测模块的工作流程包括以下步骤：

将传感器安装在相应的检测位置，并将其与系统控制单元进行连接，步骤1。

传感器实时监测公共场所内重要环境信息指标值，并将其传输回后台服务系统，步骤2。

后台服务系统根据传感器传回的环境信息值，进行报警条件判断，步骤3。

若步骤3判断条件不通过，不符合报警条件，则继续步骤2操作，步骤4。

若步骤3判断条件通过，符合报警条件，则后台服务系统发布警报，包括语音提示、安全通道指示以及视频救生帮助等信息，步骤5。

报警应急处理平台启动预案操作，包括开启安全通道，提示安全设备放置位置及其使用方法，步骤6。

暂时停止安全设备的监控，直到再次启动整个安全设备监控管理系统，步骤7。

如图3所示，为本发明所提出的通过射频识别(RFID)技术和传感器技术实时监控管理公共场所安全设备系统中安全设备标签信息的读写操作流程图。

其基本操作流程包括以下步骤：

RFID读写单元识读安全设备的RFID标签信息，步骤1。

根据步骤1中所读取的设备标签信息，确定安全设备的当前状态，步骤2。

根据设备当前的状态进行相应的操作，步骤3。

判断设备的相应操作是否完成，步骤4。

若步骤4判断为否，设备的相应操作未完成，则继续步骤1，步骤5。

若步骤4判断为是，RFID读写单元更新安全设备的RFID标签信息，完成对标签的写入操作，步骤6。

中心数据库完成操作信息的录入和更新，步骤7。

如图4所示，为本发明所提出的通过射频识别(RFID)技术和传感器技术实时监控管理公共场所安全设备系统安全设备的定期审检操作流程图。

其基本操作流程包括以下步骤：

定期对安全设备进行审检，步骤1。

若步骤1审检未通过，则判断设备是否超过有效期，步骤2。

若步骤2判断为是，设备已过有效期，则进行设备报废回收操作，跳转至步骤9，步骤3。

若步骤2判断为否，设备未过有效期，则判断设备是否可以保修，步骤4。

若步骤4判断为是，设备可以进行保养维修，则进行设备保养维修操作，跳转至步骤9，步骤5。

若步骤4判断为否，设备不可进行保养维修，则提出设备更新请求，步骤6。

若步骤6判断通过，设备进行更新安装操作，跳转至步骤9，步骤7。

若步骤6判断未通过，后台服务系统发布设备更新失败警报，并再次提出设备更新请求，步骤8。

若步骤1审检通过，设备完成定时审检操作，步骤9。

RFID读写单元更新标签的相应信息，操作10。

中心数据库完善和更新数据信息，操作11。

如图5所示，为本发明所提出的通过射频识别(RFID)技术和传感器技术实时监控管理公共汽车安全设备及其应急处理流程图。

在汽车安全设备信息录入阶段，主要完成对安全设备进行贴附RFID电子标签的操作，这些安全设备包括后视摄像头、应急安全锤、车载GPS、备用轮胎、灭火器、汽车灯、医务箱、安全带、刹车装置、电路系统、右路系统、传动系统、CNG装置减压阀、检测传感器以及车载语音提示系统。对于这些设备赋予唯一的标签ID号，在标签存储区域写入该设备的主要信息编码，然后将部分应急安全设备安放于便于使用的位置，读写器对所有标签的读写操作数据信息存入汽车管理系统的数据库当中。

在汽车启动前安全设备检查阶段，首先，手持式RFID读写器对设备的监控信息进行有效设置，这些监控信息包括监控安全设备的类目、异常报警的方式、设备的运行状况、设备的审检记录、设备的保养记录、设备的维修记录、驾驶人员信息记录、设备使用记录以及RFID读写器的监控时间段。然后读取汽车内所有RFID标签的信息，根据所读取的标签信息进行判断，如标签类目与监控条件的设置内容不一致，则判断安全设备是否丢失；审检记录不符合相关审检规定，则判断审检是否合格；设备运行时间超过有效使用期限，则判断设备是否仍处于服役状态；设备的维修保养记录不符合相关保养规定，则判断安全设备的审检记录是否正常。当出现以上情况时，说明安全设备不符合监控管理系统设定的行驶条件，RFID读写器根据判断失败内容发布报警信息(语音和界面输出)，提示驾驶员须进行安全设备的故障排查工作。

若汽车启动前安全设备检查阶段的监控管理条件判断通过，则可以正常启动公共汽车，使汽车进入行驶阶段。汽车进入行驶阶段后，一方面继续保持手持式RFID读写器工作状态，使其对各类安全设备进行监控和管理。另一方面，启动传感器工作，使其实时监测公共汽车内环境信息，这些传感器主要包括可燃气体探测仪、烟雾传感器、测振传感器以及温/湿度传感器，传感器将这些检测数据信息传输至公共汽车内部管理系统，该系统判断传感器检测到的数据是否达到报警状态，若没有达到报警状态，继续使传感器检测环境信息；若达到了报警状态，则根据触发报警的传感器检测信息判断事故或隐患的类型，如可燃气体探测仪的检测信息触发报警，则汽车管理系统发布报警信息，提示检出“三品”，通知驾驶员进行事故隐患的排查；若烟雾传感器的检测信息触发报警，则汽车管理系统发布报警信息，提示车内着火，通知驾驶员进行应急处理操作。事故隐患主要包括汽车漏油、刹车失灵、三品检出、汽车超速和汽车超载。事故类型主要包括撞车、落涯、溺水、着火和自然。根据传感器检测值和司机对现场情况的判断，执行相应操作：公共汽车停止行驶，手持式RFID读写器停止对安全设备的监控，汽车管理系统和手持式RFID读写器发布应急提示信息，汽车管理系统的后台应急处理平台进行应急处理操作，具体的应急处理措施包括安全设备安装位置提示、车门/窗、天窗开启、安全设备使用方法提示、医务处理提示、乘客有序疏导提示、开启通风系统、车载GPS发送便于搜寻的求救信息和切断除用于应急处理电路的电路系统。

如上所述的一种通过射频识别(RFID)技术和传感器技术实时监控管理公共场所内安全设备方法，能够随时自动监测到安全设备的存在与否以及当前所处状态，无须人为干预。能实时完成对安全设备的审检操作，从而排除安全设备失效隐患。能够应用于人员密集的场所(各种如电梯、公共汽车、娱乐场所、学校、车站等)。该方法不仅提供了安全设备监控管理的解决方案，而且提供了传感器检测单元，便于检测安全事故隐患，发布警报，并能很好地在事故发生时，合理有效地使用安全设备，从而最大限度地减少了生命财产损失。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

Claims

1.一种将RFID和传感器技术应用于安全设备监管的方法，其特征在于，具体步骤为：

（a）利用安装在公共场所内的射频识别监控管理系统实时地读取粘附有特定RFID标签的安全设备，完成对安全设备工作状态的实时监控，射频识别的简写为RFID；

（b）如果该监控管理系统在其RFID读写区域不能有效地识别出应有的标签数目，则后台服务系统通知报警应急处理平台启动工作；

（c）如果安全设备在保养、检修和审检的过程中，标签信息与其当前状态信息不符时，RFID读写单元触发相应的报警，并通知管理人员进行处理；

（d）如果公共场所内传感器的检测值出现异常，说明存在安全事故或隐患，当符合报警条件，后台服务系统发布警报，并启动报警应急处理预案。

2.如权利要求1所述的一种将RFID和传感器技术应用于安全设备监管的方法，其特征在于，所述的步骤（a）的具体过程为：

（a-1）启动该监控管理系统；

（a-2）初始化系统的各项硬件配置；

（a-3）后台服务系统设置监控信息；

（a-4）设定RFID读写单元与标签之间通信的加密方式；

（a-5）设定当前系统所需监控的安全设备数量以及所监控对象的标识；

（a-6）通过系统中的RFID读写单元实时周期性地向RFID标签发出询问信号；

（a-7）RFID读写单元接收符合加密验证的RFID标签返回的信息；

（a-8）根据RFID标签返回的信息，确定安全设备当前的工作状态。

3. 如权利要求1所述的一种将RFID和传感器技术应用于安全设备监管的方法，其特征在于，所述的步骤（b）的具体过程为：

（b-1）RFID读写单元记录当前读写区域内有效标签数目；

（b-2）实际有效标签数目与设定的所需监控的安全设备数量进行比较；

（b-3）如果实际有效标签数小于设定的所需监控的标签数，报警应急处理平台触发遗失报警，输出单元输出提示信息；

（b-4）系统提示未识别的安全设备具体信息；

（b-5）报警应急处理平台通知工作人员启动设备找寻预案。

4. 如权利要求1所述的一种将RFID和传感器技术应用于安全设备监管的方法，其特征在于，所述的步骤（c）的具体过程为：

（c-1）安全设备在非正常工作状态下，RFID读写单元读取标签的信息判断出设备当前状态；

（c-2）后台服务系统对比数据库中设备实际状态和读取的设备当前状态；

（c-3）若两者信息不符，报警应急处理平台触发报警；

（c-4）系统提示安全设备具体不符信息；

（c-5）RFID读写单元对标签进行写操作，将实际设备状态信息写入。

5. 如权利要求1所述的一种将RFID和传感器技术应用于安全设备监管的方法，其特征在于，所述的步骤（d）的具体过程为：

（d-1）传感器检测并返回当前公共场所内环境信息值；

（d-2）判断返回值是否符合报警条件；

（d-3）若符合，后台服务系统发布警报，包括语音和视频帮助；

（d-4）报警应急处理平台启动预案操作，包括开启安全通道，提示安全设备位置及使用方法；

（d-5）暂时关闭安全设备的监控状态。