CN104408498A - 基于物联网的驾照管理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及物联网技术领域，具体地说是一种采用RFID技术进行识别监测，结构合理、操作简便的基于物联网的驾照管理装置及方法，其特征在于所述用于标记驾照的射频标签内设有谐振频率调整电路和标签天线；所述金属柜体内设有金属隔板，每层监测室的左右两侧壁均嵌入用于读写射频标签的射频天线，每层监测室的金属隔板上还设有至少一个立式隔板，立式隔板内嵌用于读写射频标签的射频天线，柜体上还设有与多层监测室一一对应的多个功分切换器，每层监测室中的射频天线均该层所对应的功分切换器相连接；本发明与现有技术相比，能够有效读取多个重叠放置的标签，读取量大，成功率高。

Description

基于物联网的驾照管理装置及方法

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，具体地说是一种采用RFID技术进行识别监测，结构合理、操作简便的基于物联网的驾照管理装置及方法。

背景技术

众所周知，随着生活质量的提高越来越多的人拥有了汽车和驾照，同时伴随着越来越多的违反交通规则的驾照被罚扣，而现有的罚扣的驾照管理比较混乱，驾照乱拿乱放的现象严重，失去有效监控，甚至有弄丢的风险。

  为了解决该问题，采用RFID(射频识别，Radio Frequency Identification）技术监管多个罚扣驾照的系统与方法便应运而生，其采用RFID标签粘贴在驾照上，配合其他外部设备，完成对多个驾照的存放位置、存放状态的监管。RFID又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，采用射频识别技术可实现驾照的自动查找、盘点和定位，实现了驾照的智能化管理，节省了大量人力，提高了驾照管理的效率。

  由于驾照比较薄，在向驾照粘贴普通的无源射频标签后，进行多个驾照管理时会因标签重叠影响读取性能，经试验最多只能读取5-6张标签，无法满足正常使用的要求。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺点和不足，提出了采用RFID技术进行识别监测，结构合理、操作简便的基于物联网的驾照管理装置及方法。

本发明通过以下措施达到：

一种基于物联网的驾照管理装置，设有金属柜体、射频读写器以及用于标记驾照的射频标签，其特征在于所述用于标记驾照的射频标签内设有相连接的谐振频率调整电路和标签天线；

所述金属柜体内设有用于将柜体分为多层监测室的金属隔板，每层监测室的左右两侧壁均嵌入用于读写射频标签的射频天线，每层监测室的金属隔板上还设有至少一个立式隔板，立式隔板内嵌用于读写射频标签的射频天线，柜体上还设有与多层监测室一一对应的多个功分切换器，每层监测室中的射频天线均该层所对应的功分切换器相连接；

所述射频读写器中设有微处理器，分别与微处理器相连接的射频信号发生电路和射频信号接收电路，其中射频信号发生电路和射频信号接收电路与多路器相连接，多路器的输出端分别与柜体上的功分切换器的输入端相连接。

    本发明射频标签内的谐振频率调整电路中设有支持15693协议的标签芯片。

本发明柜体上监测室中相邻的射频天线彼此间距优选为10cm或11.5cm，相邻的立式隔板不仅可以用于将监测室分割为多个小空间，方便驾照分类存放，而且可以通过内嵌的射频天线完成对驾照上射频天线的读写。

本发明柜体上还设有与射频读写器中微处理器相连接的多路指示电路，多路指示电路中设有至少一路指示灯电路，多路指示电路中的指示灯电路一一对应设置在多层监测室的金属隔板外缘，用于在获取监测目标时点亮，向外输出监测结果。

本发明所述多路器设有射频信号输入接口和至少两路射频信号输出接口，优选采用具有13路射频信号输出接口的多路器，每个射频信号输出接口连接一个柜体上的射频天线送出/接收射频信号，从而实现通过一个射频读写器完成对13个柜体内射频标签的读写操作。

本发明所述射频读写器还设有用于与上位机完成数据沟通的通信电路，通信电路与微处理器相连接。

本发明所述柜体上还设有柜门，柜门内侧安装用于检测柜门开闭状态的柜门状态监测电路，柜门状态监测电路与射频读写器中的微处理器相连接。

本发明还提出了一种基于物联网的驾照管理方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：对收取的驾照进行录入处理，录入每张驾照对应的标签信息，并将每张驾照与标签信息进行关联、绑定，上述信息存入数据库中；

步骤2：管理员通过上位机软件输入登录口令与存入驾照的时间，与时间对应的该驾照柜门灯亮，随即被打开，管理员将驾照放入到柜体中，并关闭柜体，柜体关闭时触发柜门状态监测电路，微处理器把信号传输给上位机，上位机得到柜体关闭的信息之后，给射频读写器发读标签命令；

步骤3：射频读写器收到读标签命令后，将射频信号通过射频线到达多路器，多路器射频输入口收到射频信号同时，收到读写器传来的控制同步信号， 该信号控制多路器13路的其中一路有射频输出，射频信号经多路器到达了功分切换器，功分切换器在射频读写器输出的控制信号的作用下进行两两切换工作，

步骤4：射频天线发送射频信号，经过标签响应之后，射频天线得到标签信息，并通过射频线反馈到射频读写器，射频读写器进行信息处理，得到标签信息，

步骤5：读写器得到标签信息后，通过网口给上位机传送所读到的标签，信息经上位机处理之后，显示出来，显示几张驾照已录入，分别是哪几张，

步骤6：驾照出库，当需要领取驾照时，管理员输入领取请求到上位机，上位机检索到需要领取的驾照号码后，自动打开乘放该驾照的柜门且该柜门对应的指示灯闪烁，管理员取出需要的驾照并关闭柜门，关闭柜门同时触发柜门上的柜门状态监测电路，重复步骤3，上位机得到标签信息后与上次的数据库信息进行对比，得到出库驾照的信息，并显示。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：1、读取重叠标签数目多，标签采用的是支持15693协议的芯片，谐振频率从13.56M调整到50M，以标签重叠之后，其谐振频率会减小，多张标签重叠后的谐振频率恰好是在天线读取带宽之内，所以能读取多个重叠标签；2、无窜读，通过采用金属柜子的方式乘放驾照，且读取该柜子中的驾照时，其他柜子中的天线是不工作的，只有该柜子中的天线工作，并且天线发出的射频信号难以穿透铁质金属柜体，只能读取到该柜体中的标签，从根本上解决了密集架形式耦合窜读问题，3.读取成功率高，通过采用在一个柜子中放置5个立板天线，中心3个天线之间的间距为11.5cm，两天线之间大约可放置35个驾照，管理柜单格可最大放置140个驾照。两天线之间能稳定读取35个重叠标签的驾照，两两天线进行切换工作，稳定读取位于两天线之间的标签，能达到很高的读取成功率。4、利用率高，节约成本，一个读写器可以级联四个多路器，每个多路器可设有13个射频输出口，每个射频输出口控制一节柜子，则一个读写器就能控制52节柜子，利用率极高，节约成本。5.良好的人机交互界面，整个硬件装置只有两个对外接口，一个是网线接口，另外一个是220V电源接口。每个单元柜安装一个指示灯，当上层查找到某一或多份驾照时，相应的一个或多个单元柜指示灯会同时点亮以闪烁态指示；上层软件也可关闭闪烁指示态，恢复正常态；指示灯为红色。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是本发明的电路结构框图。

附图标记：柜体1、射频读写器2、射频标签3、金属隔板4、射频天线5、立式隔板6、功分切换器7、微处理器8、射频信号发生电路9、射频信号接收电路10、多路器11。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如附图1所示，本发明提出了一种基于物联网的驾照管理装置，设有金属柜体1、射频读写器2以及用于标记驾照的射频标签3，其特征在于所述用于标记驾照的射频标签3内设有相连接的谐振频率调整电路和标签天线；

所述金属柜体内设有用于将柜体分为多层监测室的金属隔板4，每层监测室的左右两侧壁均嵌入用于读写射频标签的射频天线5，每层监测室的金属隔板4上还设有至少一个立式隔板6，立式隔板内嵌用于读写射频标签的射频天线5，柜体上还设有与多层监测室一一对应的多个功分切换器7，每层监测室中的射频天线5均该层所对应的功分切换器7相连接；

所述射频读写器2中设有微处理器8，分别与微处理器8相连接的射频信号发生电路9和射频信号接收电路10，其中射频信号发生电路9和射频信号接收电路10与多路器11相连接，多路器11的输出端分别与柜体上的功分切换器7的输入端相连接。

    本发明射频标签3内的谐振频率调整电路中设有支持15693协议的标签芯片。

本发明柜体上监测室中相邻的射频天线5彼此间距优选为10cm或11.5cm，相邻的立式隔板6不仅可以用于将监测室分割为多个小空间，方便驾照分类存放，而且可以通过内嵌的射频天线完成对驾照上射频天线的读写。

本发明柜体上还设有与射频读写器中微处理器8相连接的多路指示电路，多路指示电路中设有至少一路指示灯电路，多路指示电路中的指示灯电路一一对应设置在多层监测室的金属隔板外缘，用于在获取监测目标时点亮，向外输出监测结果。

本发明所述多路器设有射频信号输入接口和至少两路射频信号输出接口，优选采用具有13路射频信号输出接口的多路器，每个射频信号输出接口连接一个柜体上的射频天线送出/接收射频信号，从而实现通过一个射频读写器完成对13个柜体内射频标签的读写操作。

本发明所述射频读写器还设有用于与上位机完成数据沟通的通信电路，通信电路与微处理器相连接。

本发明所述柜体上还设有柜门，柜门内侧安装用于检测柜门开闭状态的柜门状态监测电路，柜门状态监测电路与射频读写器中的微处理器相连接。

实施例一： 

如附图2所示，所述射频读写器有4路射频输出口，功率最大能达到6W，4路射频分时切换输出，射频读写器通过射频线走射频信号，读取射频天线所读到的标签。通过控制线控制每一路的导通，控制每个天线的切换；

所述多路器有13个射频输出端口与1个射频输入端口组成的14端口多路器。13个射频输出端口分时输出。多路器通过信号线受读写器的控制，控制哪路输出射频信号；

所述功分切换器其特征在于有一个射频输入端口，五个射频输出端口，一个输入端通过控制线与读写器相连，另一个输入端通过射频线与多路器相连，为每个驾照柜体提供射频能量。输入端射频能量来自多路器，功分器受射频读写器控制，射频读写器通过控制线传输的信号来控制射频输出口两两切换的形式，把射频信号功率平均分配到要工作的两路射频输出端口中。

所述标签内置微控制芯片，可存储档案信息，并有不重复的唯一识别码，可被射频读写器识别，用于区分不同的待定物体，并可辅助识别该待定物体是否在可定位区域内。该射频芯片可读可写，可以通过天线把其唯一的识别码读取到，也可以通过天线对该标签的属性AFI值等进行更改。该种标签不同与其他标准标签的13.56M的谐振频率，而是把芯片外围的天线设置到谐振频率为50M，该标签适合驾照这种标签需要大量重叠的使用情况。

所述单个柜体的外壳为金属，减少不同柜子中天线之间的耦合；内装有5个射频天线，中心3个天线之间的间距为11.5cm，边天线与它相邻的天线间距为10cm，离两侧的柜壁为5cm。且柜子带有继电器控制的锁，能通过软件控制锁的开关；柜子门旁边有一个红色指示灯，当被查找的标签位于该柜子时，柜子的门会自功打开，指示灯闪烁。

实施例二：本发明还提出了一种如上所述驾照管理装置的使用方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：对收取的驾照进行录入处理，录入每张驾照对应的标签信息，并将每张驾照与标签信息进行关联、绑定，上述信息存入数据库中。

步骤二：管理员通过上位机软件输入登录口令与存入驾照的时间，与时间对应的该驾照柜门灯亮，随即被打开，管理员将驾照放入到柜体中，并关闭柜体，柜体关闭时触发传感器，传感器把信号传输给上位机，上位机得到柜体关闭的信息之后，给RFID读写器发读标签命令。

步骤三：读写器读取标签。RFID读写器收到读标签命令后，将射频信号通过射频线到达多路器，多路器射频输入口收到射频信号同时，收到读写器传来的控制同步信号， 该信号控制多路器13路的其中一路有射频输出，射频信号经多路器到达了功分切换电路，功分切换电路在读写器输出的控制信号的作用下进行两两切换工作，由于功分切换板上直接连接天线，所以射频信号在该功分切换板连接的天线上两两切换。功分切换板有唯一的一个485地址，只有跟读写器发出控制信号中的485地址相对应的功分切换板才作出切换的反应。

步骤四：天线向外部发射的射频信号，经过标签响应之后，天线得到标签信息，并通过射频线反馈到读写器，读写器进行信息处理，得到标签信息。

步骤五：读写器得到标签信息后，通过网口给上位机传送所读到的标签，信息经上位机处理之后，显示出来，显示几张驾照已录入，分别是哪几张。

步骤六：驾照出库。当需要领取驾照时，管理员同样输入口令与想要领取的驾照号码，输入到上位机，上位机检索到需要领取的驾照号码后，自动打开乘放该驾照的柜门且该柜门对应的指示灯闪烁，管理员取出需要的驾照并关闭柜门，关闭柜门同时触发柜门上的传感器，重复步骤三，上位机得到标签信息后与上次的数据库信息进行对比，得到出库驾照的信息，并显示。

实施例三：

  本发明提出的一种读取大量标签重叠的方法。现有技术对标签重叠的读取成功率很低，因为标签重叠之后，标签的谐振频率便会降低，标签重叠越多，频率降低越严重，所以对大量标签重叠的读取成功率更低，大约只有63%，本系统中采用了矩形天线，且两天线之间间距只有11.5cm，使磁场能够完全覆盖天线之间的空间，且拥有足够强的磁场强度。另外，对标签也做了特殊处理。标签是由标签芯片与相应的标签天线组成加之相应的封装技术制成。该种标签的芯片依然是支持原通信协议的芯片，而进行调整了标签天线来调整标签的工作频率，现有RFID标签工作频率为13.56M±7K HZ，而该种标签通过调整标签天线使标签的工作频率调整到50MHZ。工作频率为50M HZ的标签重叠之后，标签频率降低，大量标签重叠后频率接近于读写器的工作频率，使读取成功率大大提高。贴标签的规则为标签贴到驾照的同一位置，标签100%重叠，标签天线相互耦合降低工作频率。因为天线之间充满磁场且磁场强度足够大，所以即使是单张50M的标签也能读取，是读取成功率保证100%。

Claims (8)

1.一种基于物联网的驾照管理装置，设有金属柜体、射频读写器以及用于标记驾照的射频标签，其特征在于所述用于标记驾照的射频标签内设有相连接的谐振频率调整电路和标签天线；

所述金属柜体内设有用于将柜体分为多层监测室的金属隔板，每层监测室的左右两侧壁均嵌入用于读写射频标签的射频天线，每层监测室的金属隔板上还设有至少一个立式隔板，立式隔板内嵌用于读写射频标签的射频天线，柜体上还设有与多层监测室一一对应的多个功分切换器，每层监测室中的射频天线均该层所对应的功分切换器相连接；

所述射频读写器中设有微处理器，分别与微处理器相连接的射频信号发生电路和射频信号接收电路，其中射频信号发生电路的输出端与多路器相连接，多路器的输出端分别与柜体上的功分切换器的输入端相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的驾照管理装置，其特征在于射频标签内的谐振频率调整电路中设有支持15693协议的标签芯片。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的驾照管理装置，其特征在于柜体上监测室中相邻的射频天线彼此间距为10cm或11.5cm。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的驾照管理装置，其特征在于柜体上还设有与射频读写器中微处理器相连接的多路指示电路，多路指示电路中设有至少一路指示灯电路，多路指示电路中的指示灯电路一一对应设置在多层监测室的金属隔板外缘。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的驾照管理装置，其特征在于所述多路器设有射频信号输入接口和13路射频信号输出接口。

6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的驾照管理装置，其特征在于所述射频读写器还设有用于与上位机完成数据沟通的通信电路，通信电路与微处理器相连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的驾照管理装置，其特征在于所述柜体上还设有柜门，柜门内侧安装用于检测柜门开闭状态的柜门状态监测电路，柜门状态监测电路与射频读写器中的微处理器相连接。

8.一种基于物联网的驾照管理方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：对收取的驾照进行录入处理，录入每张驾照对应的标签信息，并将每张驾照与标签信息进行关联、绑定，上述信息存入数据库中；

步骤2：管理员通过上位机软件输入登录口令与存入驾照的时间，与时间对应的该驾照柜门灯亮，随即被打开，管理员将驾照放入到柜体中，并关闭柜体，柜体关闭时触发柜门状态监测电路，微处理器把信号传输给上位机，上位机得到柜体关闭的信息之后，给射频读写器发读标签命令；

步骤3：射频读写器收到读标签命令后，将射频信号通过射频线到达多路器，多路器射频输入口收到射频信号同时，收到读写器传来的控制同步信号， 该信号控制多路器13路的其中一路有射频输出，射频信号经多路器到达了功分切换器，功分切换器在射频读写器输出的控制信号的作用下进行两两切换工作，

步骤4：射频天线发送射频信号，经过标签响应之后，射频天线得到标签信息，并通过射频线反馈到射频读写器，射频读写器进行信息处理，得到标签信息，

步骤5：读写器得到标签信息后，通过网口给上位机传送所读到的标签，信息经上位机处理之后，显示出来，显示几张驾照已录入，分别是哪几张，

步骤6：驾照出库，当需要领取驾照时，管理员输入领取请求到上位机，上位机检索到需要领取的驾照号码后，自动打开乘放该驾照的柜门且该柜门对应的指示灯闪烁，管理员取出需要的驾照并关闭柜门，关闭柜门同时触发柜门上的柜门状态监测电路，重复步骤3，上位机得到标签信息后与上次的数据库信息进行对比，得到出库驾照的信息，并显示。