CN103150644A - 一种基于物联网技术的全资可视管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网技术的全资可视管理系统，系统由器材生产管理、器材运输管理系统、器材库房管理系统、器材维修管理器材系统、器材使用管理系统五个环节组成，通过对各个环节的管理，实现对装备器材的全维可视和全程可控。本发明采用物联网技术，有效的解决了各个环节运作数据的输人、输出业务过程的控制与跟踪、物流信息的实时采集和传输；有效地提高业务运行的自动化程度，透明度和管理效率；提出一种基于双重签名的人员权限管理方案，在实现人员权限管理的同时，保证应链中各个环节数据在传输过程中的安全性和完整性。

Description

一种基于物联网技术的全资可视管理系统

一、技术领域

本发明属于物联网技术领域，是一套建立在物联网上的全资可视管理系统，实现信息的准确获取，使各个环节协调一致、相互配合，发挥最大效益。

二、背景技术

供应链是围绕核心企业，通过对信息流、物流、资金流的控制。从原材料开始，制成中间产品以及最终产品，最后由销售网络把产品送到消费者手中的将供应商、制造商、分销商、零售商直到最终用户连成一个整体的功能网络结构模式。

在现行供应链模式中，各个环节在实际运作中是处于运动和松散的状态，信息常常随实际活动在空间和时间上移动和变化，影响了信息的可获性和共享性。结合现代计算机通信网，RFID技术能有效解决各业务环节运作数据的输人、输出业务过程的控制与跟踪、物流信息的实时采集和传输等难题，实现保障物资从供应地到需求地的全程可视，提高业务运行的自动化程度，提高供应链的透明度和管理效率，大幅降低差错率，以实现全资可视管理。

三、发明内容

为实现全资可视管理，本发明为器材保障人员随时提供有关器材的属性、标识、位置、外形、运动和状况，并将大量分散、相互独立的管理信息联接起来，从而提高了器材补给的直观性和透明度，最大限度地减少资源重复和浪费，在各级器材保障单位形成一个一体化保障系统该系统。系统以网络为平台把分散的工厂、运输、仓库、基地和用户单位等保障单元联成一体，实现其资源共享，使物资流通一体化，大大减少物资的库存量和存储环节，克服在一定的保障梯次中储存大量物资的弊端。

本发明对于各个环节中的数据提出基于双重数字签名的人员权限管理方案，确保各个环节信息安全性和完整性。

装备器材物流管理系统总共包括五个环节：器材生产管理、器材运输管理、器材库房管理、器材维修管理器材、器材使用管理。器材生产管理，包括设备名称、供货方信息、设备寿命、抽检信息，价格、出厂时间、技术指标、注意事项、零部件维护建议信息；器材运输管理，包括车辆信息、位置信息、器材数量。器材库房管理，包括出入库信息，数量信息，库存盘点；器材维修管理，包括维修时间、责任人、维修情况；器材使用管理，包括使用单位、责任人、使用时间。

图1所示系统实现了上述目的，该系统由电子标签模块、现场监控测量模块、通信模块和控制管理模块组成。

电子标签模块，由天线、控制模块、存储器、收发模块组成，如图2所示。通过贴在通信设备上的电子标签，可以实时跟踪识别通信设备，电子标签模块用于储存器材相关信息，包括基本生产信息、状态信息、出入库信息、维修信息、使用信息。

现场监控测量模块，在不同的环节对电子标签进行读写，及时更新标签信息，并将当前通信器材的数量、位置、收发状况等状态信息及时传递给管理控制中心，以及时了解器材状态。

通信模块，通过无线通信方式，保证现场与控制中心的通信，使控制中心能及时收到器材状态信息，并能将调配控制命令及时传递到现场。

控制管理模块，包括人员管理、电子标签管理、状态信息查询、任务下发模块、GIS平台和设备异常提示模块，通过可视化界面，能让管理人员直观的了解设备信息，实现对设备的实时管理调配。

1、器材生产管理

在生产设备时，生产厂商为每个产品配备一个电子标签，并将部分产品基本生产信息(设备名称、设备寿命、出厂时间和注意事项)写入电子标签，并将设备名称、供货方信息、设备寿命、抽检信息，价格、出厂时间、技术指标、注意事项、零部件维护建议等信息通过通信网络传递给生产管理控制中心，整体流程如图3所示。

2、器材运输管理

图4表了整个器材运输管理的流程。

器材在装入车厢时，将器材收货地点、车辆信息写入电子标签，对重要器材加上控制标签，并对货物进行盘点，确认货物信息。

在运输过程中，重要器材由于加有控制标签，定时通过通信模块向控制中心发送信息，报告方位，如出现异常则自动报警。

控制管理中心可以通过车辆上的定位模块，实施查询车辆位置信息，并将附近路况通过通信模块传送给工作人员，为工作人员提供最佳路径。

3、器材库房管理

图5显示了器材库房管理的流程。

器材入库时，电子标签识别器安装在传送带两旁，只需将货物放置在传送带上，就可以直接通过阅读器获取货物相关信息。

信息采集完成后，由运载工具将器材输送到指定的存储货位，每个货位上安装有电子标签识别器，控制管理中心可以通过每个货位上的识别器，确定器材的存储货位。

对于对环境要求高的器材，可在电子标签上附加特定的环境监控模块，当周边环境超出器材要求环境时，会发出警报。

器材出库时，通过阅读器对待选择器材进行判断，判定待选择物资是不是将要出库的器材和批次以实现拣货，在货物出口处阅读器会连接相应的显示设备，以便及时发现出库器材错误时显示必要的报替信息，提示管理人员注意。

4、器材维修管理

图6显示了器材维修管理的流程。

维修前，修理人员根据修理规范的规定，通过控制管理系统查寻待维修设备的相关信息，根据这些信息准备本次维修的物资和设计。

维修时，维修人员通过读写器读取标签信息，确认待维修器材，并对器材进行维修。

维修结束后，将维修信息，责任人、维修时间、维修原因，写入标签，将维修的具体细节录入管理控制中心，以备下次查询。

5、器材使用管理

图7显示了器材使用管理的流程。

如某单位需要使用某个器材，可先通过管理控制中心查询器材是否可用、使用方法、注意事项及其他相关信息。

取器材时，通过读写器确认所取器材，将使用单位、责任人、使用时间、地点信息通过无线网络模块发送是控制管理中心。

使用过程中，使用单位遇到问题可以随时通过管理控制中心查询权限范围内的信息，并将使用过程中遇到的问题发送至控制管理中心。

使用完后，检查器材损耗情况，将损耗情况发送至管理控制中心，以备维修保养时查询。

针对以上各个环节中的数据，本发明提出了基于双重数字签名的人员权限管理方案，具体流程如图8所示。

将供应链5个环节(器材生产管理、器材运输管理、器材库房管理、器材维修管理和器材使用管理)中需要传送给管理控制中心的数据M_i(i＝1，2，3，4，5)，通过Hash函数，生成信息摘要H_i，利用非对称密码的私钥Key_di(i＝1，2，3，4，5)计算K_i＝D(M_i||H_i)(i＝1，2，3，4，5)，利用传统密码对K_i进行加密，E_i＝E(K_i)(i＝1，2，3，4，5)，并将E_i传递给控制管理中心。

控制管理中心在接收到数据后，先对E_i进行解密，得到K_i，利用非对称密码中对应的公钥Key_ci(i＝1，2，3，4，5)进行解密，得到M_i和H_i。如果可以解密成功，则可确认发送方身份有效，否则发送方身份可疑，该数据不可信。通过对计算解密得到的数据M_i的Hash值H′_i与H_i进行比较，若相同，则说明数据在传输过程中没有被篡改过，否则，数据已经被篡改，通知发送方重新发送。

在管理控制中心处，将解密得到的摘要H_i连在一起，并用Hash函数计算摘要，CHAIN＝H(H₁||H₂||H₃||H₄||H₅)，并用私钥Key_d对CHAIN进行加密得到D，将数据M_i、H_i和D连在一起，并用数据对应的发送方的公钥Key_ei对其进行加密，C_i＝D′(M_i||H_i||D)。

当接收到数据请求时，管理控制中心无差别的将(C₁||C₂||C₃||C₄||C₅)传递过去。各环节(器材生产管理、器材运输管理、器材库房管理、器材维修管理器材、器材使用管理)只能用各自所有Key_di对其有查看权限的部分数据解密得到M_i、H_i和D，计算M_i的Hash函数H′_i与H_i是否相等，可验证数据在传送过程中是否被篡改。

四、附图说明

图1系统组成图。

图2电子标签组成图。

图3器材生产管理流程图。

图4器材运输管理流程图。

图5器材库房管理流程图。

图6器材维修管理流程图。

图7器材使用管理流程图。

图8双重签名流程。

五、具体实施方式

本发明可应用与通信器材物流供应链系统中，以实现全资可视管理，下面将对本发明进一步详细说明。

本发明中，整个系统由电子标签模块、现场监控测量模块、通信模块和控制管理模块四部分组成。

所述电子标签模块采用主动式有源RFID标签，可进行多次读写操作，对于大型通信器材中，每个器材上附加一个RFID标签，对于小型器材，每个小型器材上附加二维条码，在装箱后贴上统一RFID标签。RFID数据存储格式采用EPC编码。

所述现场监控测量模块由电子标签读写、定位装置、状态测量三部分组成。

电子标签的读写在各个不同的环节采用不同的方式，如在器材生产管理、器材使用管理、器材维修管理中，采用手持式RFID读写器更新RFID标签信息，在器材库房管理中，库房出入口与货位上采用固定式RFID读写器读取RFID标签信息。

定位装置的选择依照管理流程中各个环节的功能要求而定，如在运输过程中管理中心需要知道货物的确切地点，则需要在该环节的现场监控测量模块中加入定位装置，在其他一些不需要对货物进行地点定位的环节中则可以不使用定位装置。定位装置选择我国自主研发的卫星定位系统——北斗系统，规避使用美国GPS定位卫星组所带来的安全隐患。在每个车辆上，配备一个PDA移动终端，在运输过程中，控制管理中心可以随时查询到器材位置。

状态测量使用附加温湿度传感器RFID标签实现，可以连续监控到温湿度变化，当附加温湿度传感器RFID标签感应到读写器信号时，将温度数据传送给读写器，并将各个温度监测点的数据通过网络上传至数据中心存储和处理，若温湿度超出既定范围则发出警报。其中警报由异常报警模块实现，现场监控部分如果发生异常，会将异常信息通过无线网络传送给管理控制中心，并触发异常报警模块，工作人员根据实际情况进行管理控制。

所述通信模块负责现场监控模块和控制管理模块之间的数据传输，其通信方式采用卫星通信方式。

所述控制管理模块具体指管理控制中心，包括人员管理、电子标签管理、状态信息查询、任务下发模块和GIS平台。

人员管理：不同人员具有不同的操作权限，可读取不同的数据信息以及对权限内的信息进行修改，本发明中基于双重签名的人员管理方案Hash选取SHA-512算法，传统加密算法采用DES加密算法，非对称加密算法采用RSA算法。

电子标签管理：电子标签中存储了器材各类信息和标签信息，以备用户查询和更新。

任务下发模块：管理控制中心与现场通过无线网络进行通信，及时将命令下达到现场。

GIS平台：采用中国科学院地理科学与资源研究所的SuperMap提供用户界面以及访问电子地图和数据库的接口。在运输车辆上配置PDA终端，全天候与北斗卫星通讯，即时接收自己所在处的地理位置信息，并通过开发的嵌入式应用软件对从卫星接收到的地理位置信息进行分析并加密，通过无线网络发送到信息中心服务器，由开发的监控系统接收并解析，访问信息中心的北斗系统，得到所处的具体地理位置信息，并将该信息以短消息的方式发送给PDA终端，这样工作人员就可以确定自己的位置信息，地理位置以图形方式显示出米。

Claims (3)

1.一种基于物联网技术的全资可视管理系统，其特征是系统由器材生产管理系统、器材运输管理系统、器材库房管理系统、器材维修管理器材系统和器材使用管理系统组成，并提出基于双重签名的人员权限管理方法。

2.根据权利要求1所述基于物联网技术的全资可视管理系统，其特征是：所述器材生产管理系统，其特征是：生产信息写入电子标签，同时将生产信息传递给管理控制中心，在其他环节中可以查询所需信息；所述的器材运输管理系统，其特征是：在车辆上安装定位模块，利用北斗定位系统实现对车辆的实时跟踪，GIS地理信息系统来显示定位结果。通过北斗定位系统还可以自动获取最佳路径；所述的器材库房管理系统，其特征是：器材库房管理利用RFID实现货物出入库、货物盘点、取货，并且可以对库房环境进行自动监测与控制；所述器材维修管理系统，其特征是：器材维修管理将维修信息写入RFID标签，同时也传递给控制管理中心，维修人员通过管理控制中心可预先准备好维修物资和设计，减少不必要的浪费；所述的器材使用管理系统，其特征是：器材使用管理，管理控制中心对每次器材使用情况做记录，方便对器材的管理。

3.根据权利要求1所述所述基于物联网技术的全资可视管理系统，其特征在于：所述的基于双重签名的人员权限管理方法利用Hash函数与密码技术相结合的签名方案，保证了数据在传输过程中的安全性与完整性，具体步骤如下：

步骤一、将各环节的数据M_i，生成信息摘要H_i；采用各自的私钥Key_di计算K_i＝D(M_i||H_i)，利用传统密码对K_i进行加密，E_i＝E(K_i)，并将E_i传递给控制管理中心。

步骤二、控制管理中心在接收到数据后，对E_i进行解密，得到K_i；数据库中的公钥Key_ci进行解密，得到M_i和H_i；如果可以解密成功，则可确认发送方身份有效，否则发送方身份可疑，该数据不可信；

步骤三、管理控制中心将解密得到的摘要H_i连在一起，并用Hash函数计算摘要，CHAIN＝H(H₁||H₂||H₃||H₄||H₅)，并用私钥Key_d对CHAIN进行加密得到D，将数据M_i、H_i和D连在一起，并用数据对应的发送方的公钥Key_ei对其进行加密，C_i＝D′(M_i||H_i||D)；

步骤四、当接收到数据请求时，管理控制中心无差别的将(C₁||C₂||C₃||C₄||C₅)传递过去。各环节只能用各自所有Key_di对其有查看权限的部分数据解密得到M_i、H_i和D，计算M_i的Hash函数H′_i与H_i是否相等，可验证数据在传送过程中是否被篡改。

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