CN103198336A - 一种智能行径管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能行径管理系统，包括智能卡、读卡器和信息管理系统，所述智能卡与读卡器之间通过射频通讯；所述读卡器与信息管理系统通过网络通讯；所述信息管理系统包括信息处理模块、数据存储模块、信息查询模块和事件触发模块；所述信息管理系统对通过信息采集模块对读卡器采集的数据进行分析，经信息处理模块对采集信息进行分析，并将采集的数据及分析结果通过数据存储模块存储，当采集到的信息或分析结果触发事件触发模块预计条件时，执行预设触发事件。本发明公开的一种智能行径管理系统，实现精准定位，其可对群体分别进行行径监管，预警非正常情况。

Description

一种智能行径管理系统

技术领域

本发明涉及定位管理领域，尤其涉及的是一种智能行径管理系统。

背景技术

射频识别系统主要由RFID读写器和RFID电子标签组成。电子标签中保存有约定格式的数据信息，应用中将其嵌入或附着在物品的表面，通过读写器进行识别和读写；读写器读取标签中的信息并将其输入网络信息系统的设备，与电子标签之间利用无线感应方式进行信息交换，读取电子标签中的数据信息或向电子标签中编程写入约定格式的数据信息，建立通信并且在应用软件和标签之间传送数据，与信息系统相连实现数据的交换。

而现有的系统只能够同时发射一个射频信号且该射频信号不能定向的发射到特定的信号读取端上。且同一频段的有源RFID中只有一个地址编码。这种系统难以实现准确的信号数据的收集和分析以及精确的定位RFID卡得位置。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能行径管理系统，实现RFID卡精确的定位。

为了实现上述目的，本发明提供一种智能行径管理系统，包括智能卡、读卡器和信息管理系统，所述智能卡与读卡器之间通过射频通讯；所述读卡器与信息管理系统通过网络通讯；所述信息管理系统包括信息处理模块、数据存储模块、信息查询模块和事件触发模块；所述信息管理系统对通过信息采集模块对读卡器采集的数据进行分析，经信息处理模块对采集信息进行分析，将采集的数据及分析结果通过数据存储模块存储，当采集到的信息或分析结果触发事件触发模块预计条件时，执行预设触发事件。

所述智能行径管理系统采用坐标与三角运算校验定位。

所述智能卡包括有源RFID芯片、IC芯片、GPS芯片和GSM芯片和核心处理芯片，所述有源RFID芯片、IC芯片、GPS芯片和GSM芯片均与核心处理芯片相连接。

所述智能卡还包括3路收发天线和用于供电的供电电池。

所述有源RFID芯片在同一频段中设置有多个地址编码，于所述读卡器中设置有与地址编码相应的地址协议。

所述有源RFID芯片包括多级跳频模式。

所述有源RFID芯片射频的电磁波集中一点发射。

所述读卡器为多频读卡器。

所述事件触发模块包括地域触发单元和事件触发单元。

本发明的有益效果：本发明提供的一种智能行径管理系统，其运用了多级射频及射频辐射定向技术，在同一频段有源RFID芯片中具有多个地址编码，在读卡器中设置对应的地址协议即可分类及对号入座，并可实现多级跳频，以避免射频干扰，实现空间面的资料数据收集和分析，在一定的空间上可知道人员、物件的分类计算。读卡器对进入信号辐射面的源进行分析统计，扫描的频率可以更改。有源RFID芯片能主动发射电磁波，并可被动接收读卡器发出的电磁波，二者实现双向通讯。本发明提供的一种智能行径管理系统，其运用三角运算定位与坐标定位外的区域空间位置识别技术，其使功能应用上有多种不同的组合，以及其比常规定位信号的灵敏度高出22dB以上，并通过实现区域密度计算，使得定位更精准，可以在现代建筑物信号采集较弱的区域或市区的楼群间良性工作。

附图说明

附图用于对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明提供的一种智能行径管理系统的功能模块示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面，特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。

参见图1，本发明提供的一种智能行径管理系统，包括智能卡1、读卡器2和信息管理系统3，所述智能卡1与读卡器2之间通过射频通讯；所述读卡器2与信息管理系统3通过网络通讯；所述信息管理系统3包括信息处理模块31、数据存储模块32、信息查询模块33和事件触发模块34；所述信息管理系统3对通过信息采集模块对读卡器2采集的数据进行分析，经信息处理模块31采集信息进行分析，将采集的数据及分析结果通过数据存储模块32存储，当采集到的信息或分析结果触发事件触发模块34预计条件时，执行预设触发事件。

参见图1，上述智能卡1与读卡器2之间通过射频连接，所述读卡器2通过网络万维网连接信息管理系统3，所述信息管理系统3对读卡器2采集的数据进行分析，实现精确的定位和信息处理。还包括一个用于资料查询的客户信息平台，用户可通过该信息平台访问所述信息管理系统3实时监控各个智能卡1的状态，所述信息管理系统3还能对采集的智能卡1的信息数据进行保存帮助用户可以查阅智能卡1某一段时间的状态位置轨迹信息。

参见图1，所述智能卡1包括有源RFID芯片11、GPS芯片12和GSM芯片13和核心处理芯片14，所述有源RFID芯片11、GPS芯片12和GSM芯片13和核心处理芯片14电连接。所述智能卡1还包括3路收发天线和用于供电的供电电池。所述有源RFID芯片11在同一频段中设置有多个地址编码，于所述读卡器2中设置有与地址编码相应的地址协议。

参见图1，所述智能卡1包括有源RFID芯片11，所述有源RFID标签中具有多个地址编码；所述智能卡1具有多级射频及射频辐射定向技术，在同一频段有源RFID芯片11中具有多个地址编码，在读卡器2中设置对应的地址协议即可分类及对号入座，并可实现多级跳频，以避免射频干扰，实现空间面的资料数据收集和分析，在一定的空间上可进行人员、物件的分类计算。即对进入读卡器2的信号辐射面的源进行分析统计，且所述读卡器2扫描的频率可以更改。

参见图1，本发明可通过读卡器2无线修改标签的参数；标签与读卡器2具有交互能力，可以实现相互通信；标签可以通过与读卡器2进行广播通信或点对点通信的方式发送报警等信息。所述有源RFID芯片11能主动发射电磁波并可被动接收读卡器2发出的电磁波，实现双向通讯。

参见图1，本发明提供的智能卡1包括有源RFID芯片11、IC芯片15、GPS芯片12和GSM芯片13和核心处理芯片14，所述有源RFID芯片11、IC芯片15、GPS芯片12和GSM芯片13均连接在所述核心处理芯片14上，通过统一的供电电路对RFID卡持续供电，其供电不受GPS芯片12和GSM芯片13开关的影响。

参见图1，现有产品在微电子芯片嵌入上比较单一性，该智能行径管理系统在极小的PCB中嵌入多种不同功能机制的微电子芯片(有源RFID芯片11、IC芯片15、GPS芯片12、GSM芯片13、核心处理芯片15)，采用分布排列及PCB堆叠，突破了芯片关联及抗干扰性、轻量化，具有高集成度多应用系列产品。

所述GPS、GSM、有源RFID芯片都集中于主PCB板的同一面上，而有源RFID芯片则通过另一块薄的PCB板层叠在主PCB板上，主PCB板背后为3路收发天线的分布及电池位。

由于在该智能行径管理系统中存在多个协议(有源RFID、GPS、GMS、有源GPRS等)同时并发，要实现在收发过程中互不干扰或窜行。在信号收发单元上，GPS、GSM、RFID收发天线各分布在主PCB板的不同方向，以减少电波的串扰。

参见图1，所述有源RFID芯片11还能实现多级跳频。所述有源RFID芯片11射频的电磁波集中一点发射。

本系统设计上抑制RFID射频的扩散性，把电磁波集中一点射出，实现方位识别。对于系统内的各电磁波输出途径，实现“一向一频”或“一向多频”的电磁波收发通道，能更好的控制信号的错误接收，设计上减轻了佩戴人员的负担，真正实现真正意义的“多功能一卡通”，为平安校园及个使用单位提供更完善的产品。所述读卡器2为多频读卡器2。所述事件触发模块34包括地域触发单元和事件触发单元。

参见图1，本发明提供的信息管理系统通过智能卡1与读卡器2进行信息交互，信息管理系统3可实现信息录入、查询、修改、存储等操作，面向不同操作级别用户可以实现相应的操作，如达到预设条件短信通知条件，进行短信通知，通过远端请求监听周边语音等，并且可实现远程监控智能卡1的状态，以及某智能卡1一段时间内的活动轨迹。

本发明提供的智能行径管理系统采用的坐标与三角运算校验定位技术使定位信息比对校验，将使误差减到最低，一旦位移偏差过大，即根据历史轨迹判别错误数据并矫正，通过一颗卫星和一个小区站点就可以完成定位，并可以解决室内及空间定位问题，同时可与射频定位相融合，采用全网同步网络，实现高精度定位。

本系统提供了比常规定位信号高出22dB以上的灵敏度，可以在现代建筑物的内部深处或市区的楼群间正常工作。在一定的区域里还可以实现电位功能切换，也可以转入射频定位，有更好的节能效果并不影响位置信号。

所述坐标定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。假设t时刻在地面待测点上安置Positioning System接收机，可以测定Positioning信号到达接收机的时间Δt，再加上接收机所接收到的卫星星历等其它数据可以确定以下四个方程式：

[(x₁-x)²+(y₁-y)²+(z₁-z)²]^1/2+c(V_t1-V_t0)＝d1；

[(x₂-x)²+(y₂-y)²+(z₂-z)²]^1/2+c(V_t2-V_t0)＝d2；

[(x₃-x)²+(y₃-y)²+(z₃-z)²]^1/2+c(V_t3-V_t0)＝d3；

[(x₄-x)²+(y₄-y)²+(z₄-z)²]^1/2+c(V_t4-V_t0)＝d4；

上述四个方程式中待测点坐标x、y、z和Vto为未知参数，其中di＝cΔti(i＝1、2、3、4)。

di(i＝1、2、3、4)分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4到接收机之间的距离。

Δti(i＝1、2、3、4)分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的信号到达接收机所经历的时间。

c为GPS信号的传播速度(即光速)。

四个方程式中各个参数意义如下：

x、y、z为待测点坐标的空间直角坐标。

xi、yi、zi(i＝1、2、3、4)分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4在t时刻的空间直角坐标，可由卫星导航电文求得。

Vt i(i＝1、2、3、4)分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的卫星钟的钟差，由卫星星历提供。

Vto为接收机的钟差。

由以上四个方程即可解算出待测点的坐标x、y、z和接收机的钟差Vto。

三角运算定位技术，改善了室内定位效果。三角运算定位弥补无卫星坐标信号下也能完成定位，现本发明采用三角运算技术全网同步网络，因此定位精度更高。系统提供了比常规定位信号高出22dB以上的灵敏度，性能的改善可以在现代建筑物的内部深处或市区的楼群间正常工作。

通过以上双定位技术校验及切换定位模式，保证了正确率及信息的整合的完整性。

本发明提供的智能行径管理系统可适用于：校园、敬老院、疗养院、医疗机构、疾控中心、公检法机构、部队、企事业单位等群体和机构。

作为一种优选方法，在平安校园中实现如下功能：学生、办工人员等群体进入校门、厂区等场所后无需刷卡，系统自动读取卡信息。并可针对一个或多个对象设置为短信或其它方式进行通知达到或离开位置的状态。对携智能卡的人员所在区域和行径可以进行描绘曲线图，供找寻(可应用于公安局、教育局等机构也可以进行此操作)。

电子校卡具监听功能，学生家长可以在任何时间实时监听子女周围环境情况。

学生遇到事故，险情等突然事件需要求救时，可通过GPS上的SOS按钮让家长接收求救信息，此时亦可实现家长对现场环境的监听，并可以通过定位系统追踪其位置，从而进行营救工作(SOS的通信方式可设置)。

强大的统计管理软件平台，可实时查询学生的考勤信息，支持多种查询条件，老师可通过软件通知家长，并且软件会记录保存，软件平台可自动生成考勤报表，报表可导出，为学生评优提供数据支持。

校园智能卡1可扩展成为学校食堂，小卖铺等校内消费场所作为充值消费、记录等用途，也可以作为阅览室，图书馆，电脑室的消费，人员的计算和统计的工具。

另该产品还设计了几种自动报警模式，如腕带破坏报警、非法聚集报警、信号丢失报警、电池低压报警。

以上所揭示的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种智能行径管理系统，包括智能卡、读卡器和信息管理系统，其特征在于：

所述智能卡与读卡器之间通过射频通讯；

所述读卡器与信息管理系统通过网络通讯；

所述信息管理系统包括信息处理模块、数据存储模块、信息查询模块和事件触发模块；

所述信息管理系统对通过信息采集模块对读卡器采集的数据进行分析，并将采集的数据及分析结果通过数据存储模块存储，当采集到的信息或分析结果触发事件触发模块预计条件时，执行预设触发事件。

2.根据权利要求1所述的一种智能行径管理系统，其特征在于：所述智能行径管理系统采用坐标与三角运算校验定位。

3.根据权利要求1所述的一种智能行径管理系统，其特征在于：所述智能卡包括有源RFID芯片、IC芯片、GPS芯片和GSM芯片和核心处理芯片，所述有源RFID芯片、IC芯片、GPS芯片和GSM芯片均与核心处理芯片相连接。

4.根据权利要求1或3所述的一种智能行径管理系统，其特征在于：所述智能卡还包括3路收发天线和用于供电的供电电池。

5.根据权利要求2所述的一种智能行径管理系统，其特征在于：所述有源RFID芯片在同一频段中设置有多个地址编码，于所述读卡器中设置有与地址编码相应的地址协议。

6.根据权利要求2所述的一种智能行径管理系统，其特征在于：所述有源RFID芯片包括多级跳频模式。

7.根据权利要求2所述的一种智能行径管理系统，其特征在于：所述有源RFID芯片射频的电磁波集中一点发射。

8.根据权利要求1所述的一种智能行径管理系统，其特征在于：所述读卡器为多频读卡器。

9.根据权利要求1所述的一种智能行径管理系统，其特征在于：所述事件触发模块包括地域触发单元和事件触发单元。

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