CN102158556A - 一种物联网环境下的智能物业管理系统的实现方法 - Google Patents

Abstract

一种物联网环境下的智能物业管理系统的实现方法及一种基于RFID技术和TD-SCDMA网络的物业管理快速响应系统，以及该系统的软硬件实现，该系统由手持终端、RFID射频标签、管理终端、手持终端软件和管理终端软件五部分构成；每个设施的RFID射频标签中包含该设施的类型、编号和所处位置等信息；物业的各种状态信息通过TD模块传至管理终端，若有物业损坏的图像信息，管理员根据损坏状态分配相应技术人员前往维修；计算机终端设备由终端软件将数据写入局域网中的数据库服务器，以便日后查询；局域网中另外架设的WEB服务器提供上级管理部门对数据库服务器的操作以及主业对数据的查看，最终实现一种物联网环境下基于RFID和TD-SCDMA的物业管理系统。

Description

一种物联网环境下的智能物业管理系统的实现方法

技术领域

本发明涉及一种基于RFID技术和TD-SCDMA网络的物业管理快速响应系统，以及该系统的软硬件实现，两者有机结合构成物联网架构下基于RFID和TD-SCDMA的物业管理快速响应系统，属于物联网和无线通信的交叉领域。

背景技术

物联网概念起源于比尔盖茨1995年《未来之路》一书，在《未来之路》中，比尔盖茨已经提及物联网概念，只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展，并未引起重视。随着技术不断进步，国际电信联盟于2005年正式提出物联网概念，而今年奥巴马就职演讲后对IBM提出的“智慧地球”积极响应后，物联网再次引起广泛关注。而我国官方近期对传感网(物联网的另一称谓)的多次提议表示我国物联网的发展也正式提上议事日程，同时也表明我国物联网的发展将加快。

所谓“物联网”(Internet of Things)，指的是将各种信息传感设备，如传感器节点、射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。物联网框架应该由安全的API接口、骨干网络、可通过标准接口接入到骨干网络的设备网络构成。

物联网又称“传感网”，以互联网为代表的计算机网络技术是二十世纪计算机科学的一项伟大成果，它给我们的生活带来了深刻的变化，然而在目前，网络功能再强大，网络世界再丰富，也终究是虚拟的，它与我们所生活的现实世界还是相隔的，在网络世界中，很难感知现实世界，很多事情还是不可能的，时代呼唤着新的网络技术。

RFID诞生于二战期间，是英文Radio Frequency Identification技术的缩写，指利用无线射频传输技术来存储数据和检索数据的过程，是非接触式自动识别技术的一种。在欧美、日本等发达国家和地区，RFID在访问控制、人的识别系统、货物完整性、防盗以及军事上用途广泛，很多大型零售企业更是对RFID表现出浓厚兴趣。国内RFID的发展也方兴未艾，不仅有相关的政府部门和科研院所积极推进RFID的标准化和研究工作，同时RFID的商用前景也吸引了国内通信、电子和自动化领域的众多厂商参与，商用化进程开始启动。

RFID的基本组成部分：

标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；

阅读器(Reader)：读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；

天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号。

通常情况下，RFID的应用系统主要由读写器和RFID标签两部分组成的，其中，读写器一般作为计算机终端，用来实现对RFID标签的数据读写和存储，它是由控制单元、高频通讯模块和天线组成。而RFID标签则是一种无源的应答器，主要是由一块集成电路(IC)芯片及其外接天线组成，其中RFID芯片通常集成有射频前端、逻辑控制、存储器等电路，有的甚至将天线一起集成在同一芯片上，RFID应用系统的基本工作原理是RFID标签进入读写器的射频场后，由其天线获得的感应电流经升压电路作为芯片的电源，同时将带信息的感应电流通过射频前端电路检得数字信号送入逻辑控制电路进行信息处理；所需回复的信息则从存储器中获取经由逻辑控制电路送回射频前端电路，最后通过天线发回给读写器。

TD-SCDMA第三代移动通信标准是信息产业部电信科学技术研究院(现大唐移动通信设备有限公司)在国家主管部门的支持下，根据多年的研究而提出的具有一定特色的3G通信标准。TD-SCDMA系统全面满足IMT-2000的基本要求。采用不需配对频率的TDD(时分双工)工作方式，以及FDMA/TDMA/CDMA相结合的多址接入方式。同时使用1.28Mcps的低码片速率，扩频带宽为1.6MHz。

TD-SCDMA系统还采用了智能天线、联合检测、同步CDMA、接力切换及自适应功率控制等诸多先进技术，与其它3G系统相比具有较为明显的优势，主要体现在：

(1)频谱灵活性和支持蜂窝网的能力

(2)高频谱利用率

(3)适用于多种使用环境

(4)设备成本低

TD-SCDMA标准公开之后，在国际上引起强烈的反响。2000年5月世界无线电行政大会正式接纳TD-SCDMA为第三代移动通信国际标准。使得TD-SCDMA与欧洲、日本提出的WCDMA、美国提出的cdma2000并列为三大主流标准之一。这是百年来中国电信史上的重大突破，标志着我国在移动通信技术方面进入世界先进行列。

本发明在物联网的架构下，通过手持终端里RFID读写器对RFID标签的识别与TD网络的结合，实现了一种新型的基于RFID和TD-SCDMA的物业管理系统。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对传统物业管理方式下，管理人员对物业的管理较为不便，管理混乱以及报修流程复杂，反应缓慢等缺点，提出一种基于RFID和TD-SCDMA的一种物联网环境下的智能物业管理系统的实现方法，该系统由手持终端、RFID射频标签、管理终端和系统软件五部分构成。五部分相互协作实现了从物业信息的采集、现场照片的上报到物业巡查人员的管理、物业维修人员分配的一体化服务。最终目的是开发出信息化，高性能，高效率的物联网框架下的物业管理系统。

技术方案：本发明所提出的一种物联网框架下的RFID物业管理系统，由RFID射频标签对物业设施单元进行标记，日常巡查时，若设施没有异常，便通过集成有RFID读写器的手持终端获取设施ID，位置信息等信息并通过TD-SCDMA模块传送至管理终端，以便更新数据库和对巡查人员进行实时管理。若设施出现损坏，巡查人员拍下损坏处的照片发往管理终端，管理终端的管理员可以准确快速地获取损坏详情并分配专门人员前去维修。整个系统的物业人员实时管理和故障快速响应机制得以实现。

本发明的系统包含了手持终端、RFID射频标签、管理终端、手持终端软件和管理终端软件五部分：

1、手持终端集成有RFID读写器、CMOS图像传感器和TD模块，通过串口通信。RFID读写器的功能是读取RFID射频标签中记载的物业ID名称，位置等信息；CMOS图像传感器用来拍摄损坏现场图像；TD模块的功能是高效的将读取的RFID标签中的信息或者损坏现场的图像等数据发送到管理终端。整个手持终端实现了物业信息的实时传输。

2、本发明提供的RFID射频标签的功能是用来标记物业设施的ID信息以及在整个区域中的位置信息，并将数据通过计算机设备传输到数据库存储。便于对物业设施进行快速识别并实时保存至数据库以便记录，大大提高了工作效率。

3、管理终端包括一台用来监控的主机，一台保存数据的数据库服务器以及一台实现B/S模式查询的Web服务器。

4、手持终端软件实现读取RFID标签的设施ID并调用TD模块，将数据传送至管理终端主机，以及将拍摄的损坏现场图像通过TD模块传送至管理终端主机。采用基于动态IP的PS域进行传输，可直接与以固定IP接入Internet的主机通信，避免了在管理终端主机安装TD模块的不便。

5、本发明的管理终端软件包括整个物业管理区域的电子平面图，标识出每个标签的位置并根据手持终端发来的信息提供实时的更新，另外若手持终端发出物业损坏图片信息，软件还具有实时报警功能，便于管理者及时采取行动。

采用B/S(浏览器/服务器)方式，通过应用服务器向客户端提供Web Service服务，利用Web Service，屏蔽了客户端软件的平台异构性，管理者只需通过任何一种浏览器，即可获得该Web Service所提供的数据服务，而无需考虑具体在哪个操作系统平台。

本发明的实现步骤如下：

步骤1)设计物联网环境下基于RFID和TD-SCDMA的物业管理系统的体系结构。本系统的体现结构图如图1所示；

步骤2)RFID射频标签的设计与实现。在本发明中，事先为每个设施分配的一个ID，包括该设施的类型、编号和所处位置等信息，并将些信息存入该设施的RFID射频标签中。

步骤3)规划手持终端所需完成的总体功能和基本性能指标：完成RFID射频标签的读取、与终端设备间的实时数据传输、现场照片的实时传输、RFID射频标签的设置等几种功能，要求具有高系统可靠性和高集成度，较好的实时处理能力，数据传输精确性。

步骤4)手持终端的硬件设计与实现：手持终端集成有RFID读写器、CMOS图像传感器、TD模块等，选用基于ARM内核的片上系统作为核心处理器。RFID读写器、CMOS传感器、TD模块作为系统外设通过适当的通信接口与片上系统连接。

步骤5)进行物业管理系统的基本构架设计：基于RFID和TD-SCDMA的物业管理系统基本构架由四个层面组成，自下而上分别是：物理层、系统软件层、数据处理层、查询应用层；

步骤6)手持终端的平台软件设计与实现：为实现步骤3)中各项功能，需采用恰当的嵌入式系统。常见的通用嵌入式系统有Linux、VxWorks、WindowsCE等，考虑到本系统的复杂度等问题，选用嵌入式Linux操作系统。各系统外设的驱动程序由设备厂家提供或自己编写。

步骤7)手持终端的应用程序设计：应用程序应实现的功能包括：读取RFID标签的设施ID或者拍摄损坏图像，并调用TD模块，通过基于动态IP的PS域将数据传送至管理终端主机。

步骤8)管理终端的软件设计：管理终端软件可以接收手持终端发来的信息，实时更新界面并标注时间。若收到含有图片的信息，则更新界面、标注时间、显示告警信息并附上照片。利用Web Service技术，将各物业设施的状态信息数据封装成Web服务发布于Web服务器上，进行跨平台的信息数据获取，通过终端浏览器访问该Web服务器的Web服务，即可获得当前物业设施的状态及其历史情况。

有益效果：本发明提出的基于物联网的物业管理系统有如下几大优势：

(1)本发明的RFID物业管理系统对重要的物业设施设置了RFID射频标签，对设施的类型、编号及位置信息都进行了记录，方便在巡查时对设施信息进行快速记录并传送至管理终端，实现了管理终端对物业管理人员的远程监控，防止出现漏检情况。

(2)本发明的RFID物业管理系统中的手持终端还可对损坏的物业设施进行拍照并通过TD模块传送至管理终端，管理终端软件界面可显示告警信息。方便管理者迅速直观地获得损坏的详情，便于分配相应的维修人员前去维修，大大缩短了报修流程，提高了物业管理的效率。

(3)本发明通过RFID与TD-SCDMA网络的结合，实现了对物业设施的远程监控。物业设施的信息和图片通过TD-SCDMA网络传输至管理终端计算机，并存入数据库服务器中。物业管理者或业主可使用B/S方式接入到数据库服务器，方便对物业的管理和查询。

(4)本发明可应用于高档商业中心、别墅住宅区、政府设施等物业资产的信息化管理。应用该系统后，可对物业设施的损坏进行快速反应，令业主满意，提升商业中心及政府的形象。

附图说明

图1是RFID物业管理系统的体系结构图，显示了本发明的体系结构。

具体实施方式

本发明所提出的一种物联网框架下的物业管理系统，由手持终端、RFID射频标签、管理终端、手持终端软件和管理终端软件五部分构成。事先为每个设施分配的一个ID，包括该设施的类型、编号和所处位置等信息，并将些信息存入该设施的RFID射频标签中。日常巡查时，手持终端里集成的RFID读写器读取该设施的信息，并通过TD模块实时传送至管理终端，管理终端软件更新数据，并确定巡查人员的位置；若发现设施损坏，使用手持终端将损坏现场图像通过TD模块传至管理终端，管理终端软件根据之前接收的编号确定所拍摄的设施编号并存储在相应位置，管理员根据损坏状态分配相应技术人员前往维修，巡查人员下一次巡查便可确定维修后的情况并再次上报。计算机终端设备由终端软件将数据写入局域网中的数据库服务器，以便日后查询某设施的历史损坏情况。局域网中另外架设的WEB服务器提供上级管理部门对数据库服务器的操作以及主业对数据的查看。最终实现一种物联网环境下基于RFID和TD-SCDMA的物业管理系统。

步骤1)设计物联网环境下基于RFID和TD-SCDMA的物业管理系统的体系结构。本系统的体现结构图如图1所示；

步骤2)RFID射频标签的设计与实现。在本发明中，事先为每个设施分配的一个ID，包括该设施的类型、编号和所处位置等信息，并将些信息存入该设施的RFID射频标签中。

步骤3)规划手持终端所需完成的总体功能和基本性能指标：完成RFID射频标签的读取、与终端设备间的实时数据传输、现场照片的实时传输、RFID射频标签的设置等几种功能，要求具有高系统可靠性和高集成度，较好的实时处理能力，数据传输精确性。

步骤4)手持终端的硬件设计与实现：手持终端集成有RFID读写器、CMOS图像传感器、TD模块等，选用基于ARM内核的片上系统作为核心处理器。RFID读写器、CMOS传感器、TD模块作为系统外设通过适当的通信接口与片上系统连接。

步骤5)进行物业管理系统的基本构架设计：基于RFID和TD-SCDMA的物业管理系统基本构架由四个层面组成，自下而上分别是：物理层、系统软件层、数据处理层、查询应用层；

步骤6)手持终端的平台软件设计与实现：为实现步骤3)中各项功能，需采用恰当的嵌入式系统。常见的通用嵌入式系统有Linux、VxWorks、WindowsCE等，考虑到本系统的复杂度等问题，选用嵌入式Linux操作系统。各系统外设的驱动程序由设备厂家提供或自己编写。

步骤7)手持终端的应用程序设计：应用程序应实现的功能包括：读取RFID标签的设施ID或者拍摄损坏图像，并调用TD模块，通过基于动态IP的PS域将数据传送至管理终端主机。

步骤8)管理终端的软件设计：管理终端软件可以接收手持终端发来的信息，实时更新界面并标注时间。若收到含有图片的信息，则更新界面、标注时间、显示告警信息并附上照片。利用Web Service技术，将各物业设施的状态信息数据封装成Web服务发布于Web服务器上，进行跨平台的信息数据获取，通过终端浏览器访问该Web服务器的Web服务，即可获得当前物业设施的状态及其历史情况。

Claims (2)

1.一种物联网环境下的智能物业管理系统的实现方法，其特征在于该系统由手持终端、RFID射频标签、管理终端、手持终端软件和管理终端软件五部分构成；事先为每个设施分配的一个ID，包括该设施的类型、编号和所处位置等信息，并将些信息存入该设施的RFID射频标签中；日常巡查时，手持终端里集成的RFID读写器读取该设施的信息，并通过TD模块实时传送至管理终端，管理终端软件更新数据，并确定巡查人员的位置；若发现设施损坏，使用手持终端将损坏现场图像通过TD模块传至管理终端，管理终端软件根据之前接收的编号确定所拍摄的设施编号并存储在相应位置，管理员根据损坏状态分配相应技术人员前往维修，巡查人员下一次巡查便可确定维修后的情况并再次上报；计算机终端设备由终端软件将数据写入局域网中的数据库服务器，以便日后查询某设施的历史损坏情况；局域网中另外架设的WEB服务器提供上级管理部门对数据库服务器的操作以及主业对数据的查看，最终实现一种物联网环境下基于RFID和TD-SCDMA的物业管理系统。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的RFID物业管理系统实现方法，其特征在于该方法的具体实现方法如下：

步骤1)设计物联网环境下基于RFID和TD-SCDMA的物业管理系统的体系结构；

步骤2)RFID射频标签的设计与实现：事先为每个设施分配的一个ID，包括该设施的类型、编号和所处位置等信息，并将些信息存入该设施的RFID射频标签中；

步骤3)规划手持终端所需完成的总体功能和基本性能指标：完成RFID射频标签的读取、与终端设备间的实时数据传输、现场照片的实时传输、RFID射频标签的设置几种功能；

步骤4)手持终端的硬件设计与实现：手持终端集成有RFID读写器、CMOS图像传感器、TD模块，选用基于ARM内核的片上系统作为核心处理器，RFID读写器、CMOS传感器、TD模块作为系统外设通过通信接口与片上系统连接；

步骤5)进行物业管理系统的基本构架设计：基于RFID和TD-SCDMA的物业管理系统基本构架由四个层面组成，自下而上分别是：物理层、系统软件层、数据处理层、查询应用层；

步骤6)手持终端的平台软件设计与实现：为实现步骤3)中各项功能，需采用常见的通用嵌入式系统有Linux、VxWorks或WindowsCE，考虑到本系统的复杂度等问题，选用嵌入式Linux操作系统。各系统外设的驱动程序由设备厂家提供或自己编写；

步骤7)手持终端的应用程序设计：应用程序应实现的功能包括：读取RFID标签的设施ID或者拍摄损坏图像，并调用TD模块，通过基于动态IP的PS域将数据传送至管理终端主机；

步骤8)管理终端的软件设计：管理终端软件可以接收手持终端发来的信息，实时更新界面并标注时间，若收到含有图片的信息，则更新界面、标注时间、显示告警信息并附上照片；利用Web Service技术，将各物业设施的状态信息数据封装成Web服务发布于Web服务器上，进行跨平台的信息数据获取，通过终端浏览器访问该Web服务器的Web服务，即可获得当前物业设施的状态及其历史情况。