CN102254201A - 使用rfid标签来识别和检测工程领域中的通讯电缆的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种使用RFID标签来识别和检测工程领域中的通讯电缆的系统及方法，所述系统包含：若干根通讯电缆，每根通讯电缆具有唯一的RFID标签；接线面板，具有若干个接线端口，该些接线端口与所述电缆被配置成选择性的一对一的连接模式；便携式RFID读写器，与RFID标签无线连接，用于读取RFID标签信息；以及RFID数据处理与反馈中心，通过高频无线网络与便携式RFID读写器连接，存储有通讯电缆与接线面板的接线信息。本发明能高效、精确的使用RFID标签来识别和检测出工程领域中的通讯电缆。

Description

使用RFID标签来识别和检测工程领域中的通讯电缆的系统及方法

技术领域

本发明涉及各类采用通讯电缆互联系统的工程领域，具体的说，是具有复杂接线系统的工程领域，特别是涉及一种使用RFID标签来识别和检测工程领域中的通讯电缆的系统及方法。

背景技术

工程领域中多数行业都具有通讯电缆互联系统，这些系统使计算机，工程机，路由终端等设备能够经由网络业务提供商与远程终端通过专用网络相互进行通信。在大多数工程领域中，通讯电缆互联系统典型地是使用包含金属导线的电缆进行连线，通讯电缆与接线面板的端口被配置成选择性的一对一的连接模式。

当工程人员移动、改变通讯电缆的接线端口，或添加减少接线端口，甚至变更接线电路时，不同电缆与相应端口之间的相互连接通常被记录在基于纸张或PC的日志中。然而，不可避免的，工程人员的记录不是100％精确，因此在特殊情况下，如布线密集、空间紧凑时，工程人员就无法确定每一个通讯电缆开始于何处以及结束于何处与此对应。这样当工程人员需要改变通讯电缆位置时，就需要手动定位电缆一个末端，然后跟随该跳线，直至找到该通讯电缆的相对末端位置。

对工程人员而言，在大规模的通讯电缆集合中，手动追踪特定通讯电缆或将特定通讯电缆插入接线面板的相应端口可能需要花费大量时间，此外，手动追踪也不能保证精确性，可能导致错误的电路接线。

发明内容

鉴于以上论述，本发明的目的在于提供一种有高效、精确的使用RFID标签来识别和检测工程领域中的通讯电缆的系统及方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种使用RFID标签来识别和检测工程领域中的通讯电缆的互联系统，包含：若干根通讯电缆，每根通讯电缆具有唯一的RFID标签；接线面板，具有若干个接线端口，该些接线端口与所述电缆被配置成选择性的一对一的连接模式；便携式RFID读写器，与RFID标签无线连接，用于读取RFID标签信息；以及RFID数据处理与反馈中心，通过高频无线网络与便携式RFID读写器连接，存储有通讯电缆与接线面板的接线信息，，该接线信息包含通讯电缆与相应接线面板的接线端口的号码信息及接线面板的接线端口的位置信息。

在一种实施方式中，所述RFID标签外部有一个能对电磁干扰形成遮挡的绝缘材料遮罩体，在遮罩体内侧设置有一个面积大于电子标签投影区的隔离空间，隔离空间中填充有绝缘介质。

在一种实施方式中，所述遮罩体可以为带有能够吸附小型RFID电子标签的内凹形结构体，所述隔离空间为空气隔离空间，遮罩体底部有能使其遮罩体附着于通讯电缆上的双面胶体。

在一种实施方式中，所述接线面板每个接线端口的一侧均有一个LED灯，所述接线面板内置有多块锂电池，当接线面板处于上电状态时，锂电池自动充电，LED灯由电源供电；当接线面板处于断电状态时，LED灯由锂电池进行供电。

在一种实施方式中，所述RFID数据处理与反馈中心，包括RFID数据处理中心和数据库数据反馈中心，RFID数据处理中心包括用于解析从不同物理特性的RFID读写器提取标签数据的若干个读写器解析器、一个缓冲数据库，和至少一个用于控制所述缓冲数据库将更新数据按指定格式传送给接线信息数据库的触发器，数据库数据反馈中心具有存储将要被发送至便携式RFID读写器的接线信息的接线信息数据库。

在一种实施方式中，所述RFID数据处理中心可以进一步包括加密与解密模块，便携式RFID读写器将读取的RFID标签信息经过该加密与解密模块加密或解密后，再与所述的接线信息数据库进行信息交互。

在一种实施方式中，所述数据库数据反馈中心可以进一步包括数据备份接口，用于将特定时间段内存入所述数据库系统的所有标签数据及它们相应的读取时间备份至外部存储器。

在一种实施方式中，所述读写器解析器均与缓冲数据库连接，读写器解析器通过调用与其连接的便携式RFID读写器的API函数提取便携式RFID读写器检测到的标签信息，并且通过调用缓冲数据库的API函数将读到的标签数据写入所述缓冲数据库。

在一种实施方式中，所述RFID标签都被配置成在受便携式RFID读写器的RF天线所发射的RF信号激励时发射存储在该RFID标签内的信息。

在一种实施方式中，所述RFID标签中至少包括一个天线线圈，该天线线圈的轴线限定为与通讯电缆轴线正交。

在一种实施方式中，所述接线面板每个端口的一侧均有LED灯，当通讯电缆与接线面板相应端口正确连接时，该LED灯为绿色。

在一种实施方式中，所述高频无线网络包括3G网络和GPRS网络。

本发明同时提供一种使用RFID标签来识别和检测工程领域中的通讯电缆的方法，包含以下步骤：打开便携式RFID读写器；通过固化在便携式RFID读写器内的初始化函数建立读标签事件；设置天线；选定准备进行接线的一根或多根通讯电缆后，开始对通讯电缆上附带的RFID标签进行识读，获得每根通讯电缆的EPC编码；将通讯电缆的EPC编码发送至RFID数据处理与反馈中心；RFID数据处理与反馈中心根据通讯电缆的EPC编码获得每个EPC编码对应的接线信息；RFID数据处理与反馈中心通过高频无线网络将获得的接线信息反馈给便携式RFID读写器，工程人员按照便携式RFID读写器显示的接线信息进行接线。

在一种实施方式中，所述方法还包步骤：对应每根电缆提供一个LED灯，当接线成功后，该LED灯亮，反之该LED灯无变化。

本发明所采用的技术方案的优点是：

(1)本发明在每根通讯电缆上设置唯一的RFID标签，并在RFID数据处理与反馈中心中存储有通讯电缆与接线面板的接线信息，能适应工程领域内具体行业需求，在大规模的通讯电缆集合中，尤其是布线密集，空间紧凑时，能使工程人员准确确定每一个通讯电缆开始于何处以及结束于何处，从而保证电路接线正确。

(2)具有不同物理特性的便携式RFID读写器读取通讯电缆所附着RFID标签内信息，并通过高频无线网络发送到RFID数据处理与反馈中心，高频无线网络可以确保数据传输与同步的实时性。

(3)RFID数据处理中具有的加密与解密模块，可以使便携式RFID读写器将读取的RFID标签信息经过该模块加密或解密后，再与所述的接线信息数据库进行信息交互，能保证信息的安全传送，防止数据库信息被恶意利用或改动。经过信息加密与解密模块处理后的数据，由触发器自动发送至数据库。数据库内资料按工程人员设定时间自动完成数据备份，自动备份功能可以确保数据库内信息被误删。

(4)数据库内数据与便携式RFID读写器获取信息匹配正确后，经由TCP/IP协议，由高频无线网络自动发送至便携式RFID读写器交由工程人员处理。这样只要用便携式读写器读取标签EPC编码，就可通过无线通讯获得所有接线信息。

(5)RFID标签外部具有的能对电磁干扰形成遮挡的绝缘材料遮罩体，能避免通讯电缆与RFID标签之间产生信号干扰。

(6)本发明在接线面板内配置多块锂电池，使接线面板处于上电状态时，锂电池自动充电，LED灯由电源供电；接线面板处于断电状态时，LED灯由锂电池进行供电，能使充电自动进行，不需人工干预，并能避免电路发生断电现象。

下面结合附图对本发明的实施和优点作进一步解释。

附图说明

图1是本发明使用RFID标签来识别和检测工程领域中的通讯电缆的互联系统的结构示意图；

图2是本发明外部有绝缘材料遮罩体的RFID标签的结构示意图；

图3是本发明内置锂电池以及LED灯的接线面板的示意图。

图4是本发RFID数据处理与反馈中心的结构示意图；

图5是本发明便携式RFID读写器的读写面板的结构示意图；

图6为接线面板连接示意的图片信息；

图7是本发明RDID数据处理中心的结构示意图；

图8是本发明使用RFID标签来识别和检测工程领域中的通讯电缆的流程示意图。

具体实施方式

以下提供依据本发明的一种使用RFID标签来识别和检测工程领域中的通讯电缆的互联系统的具体实施方式，其显示了本发明的各环节附图以更全面的描述本发明，但本发明可以以更多种不同的形式来实施，并且不应该被理解为限于这里所阐述的实施例，相反，提供这些实施例是为了是本发明公开的内容全面和完整，并且是向本领域技术人员充分传达本发明的技术方案。

参考图1。依据本发明的一种使用RFID标签来识别和检测工程领域中的通讯电缆的互联系统100包含：若干根通讯电缆10，每根通讯电缆具有唯一的RFID标签101；接线面板20，具有若干个接线端口201，该些接线端口201与所述电缆10被配置成选择性的一对一的连接模式；便携式RFID读写器30，与RFID标签101无线连接，用于读取RFID标签信息；以及RFID数据处理与反馈中心40，通过高频无线网络与便携式RFID读写器30连接，存储有通讯电缆10与接线面板20的接线信息，该接线信息包含通讯电缆10与相应接线面板20的接线端口201的号码信息及接线面板的接线端口的位置信息。

参考图2。在本发明的一种实施方式中，RFID标签101的外部可以有一个能对电磁干扰形成遮挡的绝缘材料遮罩体102，在遮罩体102内侧设置有一个面积大于RFID标签101的投影区的隔离空间103，该隔离空间103中填充有绝缘介质。

继续参考图2。在本发明的另一种实施方式中，遮罩体102可以为带有能够吸附小型RFID电子标签101的内凹形结构体，隔离空间103可以为空气隔离空间，遮罩体102的底部有能使遮罩体102附着于通讯电缆10上的双面胶体。

参考图3。在本发明的一种实施方式中，接线面板20每个接线端口201的一侧均有一个LED灯203，接线面板20内置有多块锂电池202，优选为5块1000mA的锂电池，当接线面板20处于上电状态时，锂电池202自动充电，LED灯203由电源供电；当接线面板20处于断电状态时，LED灯203由锂电池202进行供电。该LED灯可以被设置为当通讯电缆与接线面板相应端口正确连接时，显示为绿色。

参考图4。在本发明的一种实施方式中，RFID数据处理与反馈中心40可以包括RFID数据处理中心41和数据库数据反馈中心42，RFID数据处理中心41包括用于解析从不同物理特性的RFID读写器30提取标签数据的若干个读写器解析器411、一个缓冲数据库412，和至少一个用于控制所述缓冲数据库412将更新数据按指定格式传送给接线信息数据库421的触发器(图未示)，数据库数据反馈中心42具有存储将要被发送至便携式RFID读写器30的接线信息的接线信息数据库421。不同的物理特性，例如可以是：不同的工作频率、不同的天线数量，和不同的调制方式。

继续参考图4。在本发明的另一种实施方式中，RFID数据处理中心41可以进一步包括加密与解密模块412，便携式RFID读写器30将读取的RFID标签信息经过该加密与解密模块412加密或解密后，再与所述的接线信息数据库421进行信息交互。

进一步参考图4。在本发明又一种实施方式中，所述数据库数据反馈中心可以进一步包括数据备份接口422，用于将特定时间段内存入所述数据库系统的所有标签数据及它们相应的读取时间备份至外部存储器。并且还可以进一步包括实时监控模块423和通讯电缆接线信息反馈模块424。实时监控模块423用来检测EPC编码是否在数据库中，若存在数据库中，则寻找EPC编码对应的接线信息；若数据库中没有该EPC编码，则弹出报警串口，并提示是否更新接线信息。通讯电缆接线信息反馈模块424将与EPC编码匹配正确的接线信息以固定的格式由高频无线网络发送至便携式RFID读写器30。该实施例中，匹配正确可以是标签的EPC编码与数据库内的接线信息匹配。

再次参考图4。在本发明一种实施方式中，读写器解析器411均与缓冲数据库412连接，读写器解析器411通过调用与其连接的便携式RFID读写器30的API函数提取便携式RFID读写器30检测到的标签信息，并且通过调用缓冲数据库412的API函数将读到的标签数据写入所述缓冲数据库412。

又一次参考图4。在一种实施方式中，RFID标签10都被配置成在受便携式RFID读写器30的RF天线301所发射的RF信号激励时发射存储在该RFID标签10内的信息。此时，RFID标签30中可以至少包括一个天线线圈，该天线线圈的轴线限定为与通讯电缆轴线正交。

参考图5。便携式RFID读写器30的操作面板包含EPC ID操作模块31、参数设置模块32，和发送至DB模块33，其中EPC ID操作模块31还进一步包含写EPC单元311。打开便携式RFID读写器成功后，便携式RFID读写器30的通讯电缆识别系统内的Initial函数自动完成设备初始化与天线设置在本发明中的通讯电缆互联系统中，便携式RFID读写器30主要完成对通讯电缆的EPC读写工作，写EPC标签工作可在标签与通讯电缆接合之前完成，主要通过EPC ID操作模块31中的写EPC单元311完成该功能，写入RFID标签中的EPC编码与RFID数据处理与反馈中心中的接线信息一一对应通讯电缆互联系统中通讯电缆的标签识别功能可以在开始和停止之间进行切换，从而完成对一个或多个通讯电缆附带RFID标签内EPC编码的识读，可以通过参数设置模块32选择是否在识读完成后自动将RFID标签内EPC数据发送至RFID数据处理与反馈中心，或通过发送至DB模块33手动选择发送至DB，将EPC数据发送至RFID数据处理与反馈中心进行数据处理与信息反馈。

在本发明中，RFID数据处理中心41集成了硬件解析器(HardwareParser)411，加密解密模块413，缓冲数据库(Database Buffer)412，数据触发器414，ALE引擎(ALE Engine)415及采集控制台(collection console)416。参考附图7，该图以模块化的形式说明RFID接线信息数据处理原理图。其中硬件解析器411负责对不同物理特性的便携式RFID读写器进行解析。ALE引擎415，包含采集过滤引擎(Filtering & collection Engine)和写标签引擎(Tag Writing Engine)，分别负责对缓冲数据库412中的冗余重复数据进行过滤及对RFID标签进行写EPC服务；加密解密模块413负责写标签时的加密工作及读标签时的解密工作；缓冲数据库412存放初始数据及尚未发送到接线信息数据库中的数据；数据触发器414用于控制所述缓冲数据库412系统将更新数据按指定格式传送给接线信息数据库。

参考图6。RFID数据处理与反馈中心通过高频无线网络与便携式RFID读写器连接，将存储有通讯电缆与接线面板的接线信息发送至便携式RFID读写器，该接线信息包含通讯电缆与相应接线面板的接线端口的号码信息及接线面板接线端口的位置信息，图6为接线面板连接示意的图片信息。由该附图也可以看出，该接线示意图界面也可以同时包含其他选择模块，例如图示的按电缆颜色排序、按端口位置从左至右排序、按端口位置从上至下排序、刷新列表、参数设置，也包含返回键。

继续参考图7。图7为服务器内RFID数据处理与反馈中心41对通讯电缆所附带的RFID标签信息的操作流程图，具有不同物理特性的便携式RFID读写器30读取的数据先交由读写器解析器411处理，然后由RFID数据处理中心41的加密解密模块413对缓冲数据库412中的数据进行解密后再次存入缓冲数据库412的不同堆栈中，同时RFID数据处理中心41过滤模块对缓冲数据库412中重复及冗余数据进行过滤。RFID数据处理与反馈中心40的数据触发器414用于控制所述缓冲数据库412将更新数据按指定格式传送给接线信息数据库(图未示)。接线信息数据库对接收到的EPC编码进行匹配后，会通过高频无线网络自动反馈给便携式RFID读写器30，完成一次数据处理同时接线信息数据库配备实时监控与备份接口，当接收到EPC编码不在数据库范围内时，会通过报警方式告知工作人员，用以确保接线信息的准确性与安全性。

附图8为使用RFID标签来识别和检测工程领域中的通讯电缆的总体流程框图，当工程人员准备将通讯电缆与接线面板20对接时，打开便携式RFID读写器30，通过固化在便携式RFID读写器30内的初始化函数建立读标签事件，并设置天线10，选定准备进行接线的一根或多根通讯电缆后，开始对通讯电缆上附带的RFID标签进行识读，识读完毕后可选择手动发送或自动发送将通讯电缆EPC发送至RFID数据处理与反馈中心40，至此完成便携式RFID读写器读取标签内数据在数据处理与信息反馈环节，通讯电缆的EPC编码经由数据处理中心41进行预处理后，数据库自动搜寻标签EPC对应的接线信息，匹配完成后通过高频无线网络反馈给便携式RFID读写器30，工程人员按照便携式RFID读写器30显示的接线信息进行接线，当接线成功后，LED灯亮，反之LED灯无变化。

本发明的构思是，本发明使用RFID标签来识别和检测工程领域中的通讯电缆。本发明体供的检测系统具有可以识别通讯电缆所附着RFID标签的便携式RFID读写器，便携式RFID读写器可以通过高频无线网络与RFID数据处理与反馈中心进行通讯，获取该通讯电缆与接线面板连接信息，包括接线面板接线端口的号码信息及接线面板连线示意的图片信。用于与接线面板相连的每一个通讯电缆都具有唯一的RFID标签，用于相应通讯电缆的RFID标签具有存储在该RFID标签内的唯一标识符每个RFID标签外部有一个可对金属电缆形成遮挡的绝缘材料遮罩体，在遮罩体内侧设置有一个面积大于电子标签投影区的隔离空间，隔离空间中可以填充有绝缘介质，确保RFID标签与Reader通讯过程的无干扰性当通讯电缆与接线面板相应端口正确连接时，相应接线面板端口左侧LED灯为绿色接线面板内部内置1000mA锂电池为LED灯供电，用于断电状态下LED灯显示，以确保接线的正确。

上述内容是对本发明的举例说明，而不应该被理解为对本发明的限制。在没有显著脱离本发明的新颖教导和优点的情况下，可以实现多种修改，所有这样的修改都应包含在所附的权利要求所限定的本发明范围内。

Claims (15)

1.一种使用RFID标签来识别和检测工程领域中的通讯电缆的系统，其特征在于，包含：

若干根通讯电缆，每根通讯电缆具有唯一的RFID标签；

接线面板，具有若干个接线端口，该些接线端口与所述电缆被配置成选择性的一对一的连接模式；

便携式RFID读写器，与RFID标签无线连接，用于读取RFID标签信息；以及

RFID数据处理与反馈中心，通过高频无线网络与便携式RFID读写器连接，存储有通讯电缆与接线面板的接线信息，该接线信息包含通讯电缆与相应接线面板的接线端口的号码信息及接线面板的接线端口的位置信息。

2.根据权利要求1所述的使用RFID标签来识别和检测工程领域中的通讯电缆的系统，其特征在于，所述RFID标签外部有一个能对电磁干扰形成遮挡的绝缘材料遮罩体，在遮罩体内侧设置有一个面积大于电子标签投影区的隔离空间，隔离空间中填充有绝缘介质。

3.根据权利要求2所述的使用RFID标签来识别和检测工程领域中的通讯电缆的系统，其特征在于，所述遮罩体为带有能够吸附小型RFID电子标签的内凹形结构体，所述隔离空间为空气隔离空间，遮罩体底部有能使其遮罩体附着于通讯电缆上的双面胶体。

4.根据权利要求1所述的使用RFID标签来识别和检测工程领域中的通讯电缆的系统，其特征在于，所述接线面板每个接线端口的一侧均有一个LED灯，所述接线面板内置有多块锂电池，当接线面板处于上电状态时，锂电池自动充电，LED灯由电源供电；当接线面板处于断电状态时，LED灯由锂电池进行供电。

5.根据权利要求1所述的使用RFID标签来识别和检测工程领域中的通讯电缆的系统，其特征在于，所述RFID数据处理与反馈中心，包括RFID数据处理中心和数据库数据反馈中心，RFID数据处理中心包括用于解析从不同物理特性的RFID读写器提取标签数据的若干个读写器解析器、一个缓冲数据库，和至少一个用于控制所述缓冲数据库将更新数据按指定格式传送给接线信息数据库的触发器，数据库数据反馈中心具有存储将要被发送至便携式RFID读写器的接线信息的接线信息数据库。

6.根据权利要求5所述的使用RFID标签来识别和检测工程领域中的通讯电缆的系统，其特征在于，所述RFID数据处理中心进一步包括加密与解密模块，便携式RFID读写器将读取的RFID标签信息经过该加密与解密模块加密或解密后，再与所述的接线信息数据库进行信息交互。

7.根据权利要求5所述的使用RFID标签来识别和检测工程领域中的通讯电缆的系统，其特征在于，所述数据库数据反馈中心进一步包括数据备份接口，用于将特定时间段内存入所述数据库系统的所有标签数据及它们相应的读取时间备份至外部存储器。

8.根据权利要求5所述的使用RFID标签来识别和检测工程领域中的通讯电缆的系统，其特征在于，所述读写器解析器均与缓冲数据库连接，读写器解析器通过调用与其连接的便携式RFID读写器的API函数提取RFID读写器检测到的标签信息，并且通过调用缓冲数据库的API函数将读到的标签数据写入所述缓冲数据库。

9.根据权利要求5所述的使用RFID标签来识别和检测工程领域中的通讯电缆的系统，其特征在于，所述RFID标签都被配置成在受便携式RFID读写器的RF天线所发射的RF信号激励时发射存储在该RFID标签内的信息。

10.根据权利要求2所述的使用RFID标签来识别和检测工程领域中的通讯电缆的系统，其特征在于，所述RFID标签中至少包括一个天线线圈，该天线线圈的轴线限定为与通讯电缆轴线正交。

11.根据权利要求1所述的使用RFID标签来识别和检测工程领域中的通讯电缆的系统，其特征在于，所述接线面板每个端口的一侧均有LED灯，当通讯电缆与接线面板相应端口正确连接时，该LED灯为绿色。

12.根据权利要求1所述的使用RFID标签来识别和检测工程领域中的通讯电缆的系统，其特征在于，所述高频无线网络包括3G网络和GPRS网络。

13.根据权利要求1所述的使用RFID标签来识别和检测工程领域中的通讯电缆的系统，其特征在于，所述便携式RFID读写器有多个，该多个便携式RFID读写器具有不同的物理特性。

14.一种使用RFID标签来识别和检测工程领域中的通讯电缆的方法，其特征在于，包含以下步骤：

打开便携式RFID读写器；

通过固化在便携式RFID读写器内的初始化函数建立读标签事件；

设置天线；

选定准备进行接线的一根或多根通讯电缆后，开始对通讯电缆上附带的RFID标签进行识读，获得每根通讯电缆的EPC编码；

将通讯电缆的EPC编码发送至RFID数据处理与反馈中心；

RFID数据处理与反馈中心根据通讯电缆的EPC编码获得每个EPC编码对应的接线信息；

RFID数据处理与反馈中心通过高频无线网络将获得的接线信息反馈给便携式RFID读写器，

工程人员按照便携式RFID读写器显示的接线信息进行接线。

15.根据权利要求14所述的RFID标签来识别和检测工程领域中的通讯电缆的方法，其特征在于，该方法还包步骤：对应每根电缆提供一个LED灯，当接线成功后，该LED灯亮，反之该LED灯无变化。

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