CN106406200A - 一种级联逻辑门控式有源电子标签的监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电子标签领域，并公开了一种级联逻辑门控式有源电子标签的监测系统。该系统以事件监测层为最底层，逻辑门层为上层的倒立树状结构，事件监测层和逻辑门层都有多个节点，事件监测层每个节点安放电子标签A，逻辑门层每个节点上安放电子标签B，电子标签A将每个事件的安全状态进行呈现，并将每个事件的逻辑状态传递给上一层的电子标签B，电子标签B中的逻辑门控状态评估模块将下一层的逻辑状态进行逻辑运算后将该逻辑节点的安全状态进行显示，并将该节点的逻辑状态传递给上一层的电子标签B，由此建立以逻辑节点为终点的多级级联逻辑式系统。通过本发明能够实现多个事件，多层次、多参数的对象的安全状态实时监控。

Description

一种级联逻辑门控式有源电子标签的监测系统
技术领域
本发明属于电子标签领域，更具体地，涉及一种级联逻辑门控式有源电子标签的监测系统。
背景技术
电子标签是射频识别(RFID)的俗称。射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到自动识别目的的技术。当电子标签进入磁场后，接收读写器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发出存储在芯片中的物品信息，或者主动发送某一频率的信号。读写器读取信息并解码后，发送一定工作频率的无线电波方式自动读写标签内的数据信息后，送至数据管理系统进行处理。
RFID电子标签是一种突破性的技术，首先，其可以识别单个的非常具体的物体，而不是像条形码那样只能识别一类物体；其次，其采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据，而条形码必须靠激光来读取信息；最后，RFID电子标签可以同时对多个物体进行识读，而条形码只能一个一个地读，此外其储存的信息量也非常大。但是，现有的电子标签只是一个可以被写入、读取信息来标示单个对象信息的标签，并不能监测单个对象乃至多个对象组成的系统的安全状态，更不能对多个对象组成的系统的安全状态进行判断和呈现。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种级联逻辑门控式有源电子标签的监测系统，通过构建级联逻辑系统，其目的在于监测系统整体和系统各成分安全状态，并清晰明确地展现出来，由此解决了对多个对象组成的系统的安全状态进行判断和呈现的技术问题。
为实现上述目的，按照本发明，提供了一种级联逻辑门控式有源电子标签的监测系统，该电子标签包括电子标签A和电子标签B，所述电子标签A的传感器A4采集待监测对象的信息后传输至控制器A1，该控制器A1判断收到的信息的逻辑结果并使指示模块A2进行相应的预警，待监测对象的信息和所述逻辑结果被存储在存储器A6中，同时所述逻辑结果被无线模块A3向外传递；所述电子标签B的逻辑门控状态评估模块B4用于将来自外界的逻辑结果进行逻辑运算，该电子标签B其它与所述电子标签A相同设置的部分具有与之相同的功能，对于电子标签的监测系统而言，其特征在于，
所述监测系统为N层倒立树状结构，每层包含多个节点，且每个节点对应下一层的多个节点作为分枝，其中，每个所述监测系统的最底层是事件监测层，该层的每个节点均对应一个所述电子标签A，所述监测系统的其它层均为逻辑门层，该层的每个节点对应一个所述电子标签B；
所述事件监测层的节点的逻辑结果由所述指示模块A2显示预警，且将该逻辑结果传递给所述事件监测层上一层节点对应的所述电子标签B，该电子标签B对所述逻辑结果进行逻辑运算得到新的逻辑结果，然后通过所述指示模块B2对该新的逻辑结果显示预警，并将此新的逻辑结果传递给该电子标签B所在层的上一层节点，直至完成第N-1层到第N层的传递，其中N是大于1的正整数。
作为进一步优选地，所述逻辑结果取值为0或者1，“0”代表安全，“1”代表不安全。
作为进一步优选地，所述逻辑运算优选按照下列表达式进行，其中，Ri,j是第i层的第j个节点的逻辑结果，Ri-1,m是第i-1层的第m个节点的逻辑结果，
Ri,j＝OR[Ri-1,1,……,Ri-1,m]。
作为进一步优选地，所述电子标签A监测事件M的状态包括譬如应力、应变、人员状态和设备状态。
作为进一步优选地，逻辑门控状态评估模块为单片机。
作为进一步优选地，所述指示模块A2和B2以声、光、或电的形式显示节点的状态。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
1、本发明的控制器A能够根据预设安全界限值分析传感器数据并判断安全状态的功能，逻辑门控状态评估模块能够根据下属节点安全状态评价总体安全状态，因此具有分析评估监控对象安全水平的功能；
2、本发明通过构建由电子标签A和B组成的倒立树状级联逻辑式系统，实现同时对多个事件组成的系统的安全状态进行监控；并且将对多个对象的安全状态通过每个事件节点和逻辑节点的指示器得以呈现；
3、本发明通过在电子标签B中设置逻辑门控状态评估模块，通过简单的逻辑运算，实现了不同层间信息的传递，并将不安全信息得以保留，从而使得整个级联逻辑式系统的信息得以传承和呈现；
4、本发明对于生产过程中具有多层级多因素的工程设备设施或生产组织的安全生产监控有重大意义，将电子标签所对应设备设施、组织的安全状态清晰明确地展现出来，方便现场管理人员对了解设备设施或生产组织的状态，及时发现纠正安全隐患。
附图说明
图1是按照本发明的优选实施例所构建的3层级联逻辑门控式有源电子标签的监测系统；
图2是按照本发明的优选实施例所构建的电子标签A机构图；
图3是按照本发明的优选实施例所构建的电子标签B机构图；
图4是按照本发明的优选实施例所构建的联逻辑门控式有源电子标签监测系统的工作流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1是按照本发明的优选实施例所构建的3层级联逻辑门控式有源电子标签的监测系统，如图1所示，系统分为事件监测层和两层逻辑门层，二者进行组合形成级联逻辑系统，级联逻辑系统等效于故障树，系统各层各节点的逻辑联系等效于系统安全中基本事件与顶层事件的因果联系，事件监测层即级联逻辑系统1层，逻辑门层为第2层与第3层。事件监测层有12个节点(A1,1，A1,2，……，A1,12)，对应的逻辑状态为R1,1，R1,2，……，R1,12；2层逻辑门层有3个节点(A2,1，A2,2，A2,3),对应的逻辑状态为R2,1，R2,2，R2,3；3层逻辑门层有1个节点(A3,1),对应的逻辑状态为R3,1。Ai,j代表第i层的第j个节点，Ri,j代表Ai,j的逻辑状态。(i＝1,2,3，……；j＝1,2,3，……；Ri,j＝0或1，0代表“安全”，1代表“不安全”)
级联逻辑系统中，12个电子标签A布设在事件监测层的12个节点，4个电子标签B布设在逻辑门层第2层与第3层的共4个节点上，由此构成一个以事件为底层，以逻辑门为终节点的倒立树状结构。
图2是按照本发明的优选实施例所构建的电子标签A机构图,如图2所示，电子标签A，包括传感器A4、控制器A1、存储器A6、无线模块A3、指示模块A2、电源A5等，其中，所述传感器A4连接待测对象，用于实时监测事件，并将监测信息传输至控制器A1；所述控制器A1读取传感器发送的数据，一方面分析评估该数据，根据预设安全界限值，形成逻辑状态R1,M，并控制指示模块A2显示事件安全状态，另一方面控制存储器A1存储事件数据，并且控制无线模块A3向上级节点传输逻辑状态，上述的这些模块通过电源A5来进行供电。
图3是按照本发明的优选实施例所构建的电子标签B机构图，如图3所示，电子标签B包括逻辑门控状态评估模块B4、控制器B1、存储器B6、无线模块B3、指示模块B2、电源B5等，其中，所述控制器B1一方面控制无线模块B3与各个电子标签A中无线模块A3通信，进而获取下属各个事件层中的逻辑状态R1,1,……,R1,M；此外将下属事件层逻辑状态传输至逻辑门控状态评估模块进行逻辑或运算；待逻辑门控状态评估模块得出逻辑或运算结果后，控制器B1一方面控制存储器B6储存下属节点逻辑状态和逻辑运算结果，一方面控制指示模块B2显示本逻辑节点安全状态,上述的这些模块通过电源B5来进行供电。
图4是按照本发明的优选实施例所构建的联逻辑门控式有源电子标签监测系统的工作流程图，如图4所示，级联逻辑门控式有源电子标签组进行监测的方法，包括以下步骤：
(1)电子标签A中控制器A1初始化端口，安全界限值及无线模块A3；电子标签B中控制器B1初始化端口及无线模块B3；
(2)无线模块A3与无线模块B3间(或不同无线模块B3间)通信构件级联逻辑系统，
电子标签A中步骤：
(3)传感器采集监测对象信息；
(4)监测数据传输至控制器A1；
(5)控制器判断监测数据是否达到安全界限值，如果是，进入步骤(6)，如果否，进入步骤(7)；
(6)生成逻辑语言1，指示模块A2预警，进入步骤(8)；
(7)生成逻辑语言0；
(8)控制器A1控制指示模块A2显示对象安全状态；
(9)控制器A1控制存储器A6存储监测数据与逻辑结果；
(10)控制器A1控制无线模块A3向上级节点传输逻辑结果；
电子标签B中步骤：
(11)控制器B1控制无线模块B3接收下属节点逻辑结果；
(12)控制器B1读取下属节点逻辑结果，打包发送至逻辑门控状态评估模块B4；
(13)逻辑门控状态评估模块B4进行逻辑或运算；若逻辑或运算结果为1，进入步骤(14)，若逻辑或运算结果为0,进入步骤(15)；
(14)指示模块B2预警，进入步骤(16)；
(15)控制器B1控制指示模块B2显示对象安全状态；
(16)控制器B1控制存储器B6存储下属节点逻辑信号与自身逻辑结果；
(17)若还有上级节点，控制器B1控制无线模块B3向上级节点传输逻辑结果，进入步骤(11)；若没有上级节点，进入步骤(18)
(18)控制器B1控制无线模块B3向管理中心云平台传输逻辑源与逻辑结果。
以图1的3层级联逻辑门控式有源电子标签的监测系统为例，所述12个电子标签A中的传感器连接待测12个对象，用于实时监测各个对象的事件(如应力1，应力2，……，应力12)，并将监测信息传输至各自的控制器A1；各个电子标签A的控制器A1读取传感器发送的数据，一方面分析评估该数据，根据预设安全界限值，形成逻辑状态R1,1，R1,2，……，R1,12，并控制各自的指示模块A2显示事件安全状态，当逻辑状态为1时产生预警信号；另一方面各个电子标签A控制存储器A6存储事件数据；各个电子标签A中的控制器A1随即控制无线模块A3向上级节点传输逻辑状态。(A1,1，A1,2，A1,3，A1,4节点向A2,1传输；A1,5，A1,6，A1,7，A1,8节点向A2,2传输；A1,9，A1,10，A1,11，A1,12节点向A2,3传输).
级联逻辑系统第2层三个节点A2,1，A2,2，A2,3中的电子标签B各自的控制器B1一方面控制其无线模块B3与下属电子标签A中无线模块A3通信，进而获取下属各个事件层中的逻辑状态(A2,1的电子标签B与A1,1，A1,2，A1,3，A1,4中的电子标签A通信；A2,2的电子标签B与A1,5，A1,6，A1,7，A1,8中的电子标签A通信；A2,3的电子标签B与A1,9，A1,10，A1,11，A1,12中的电子标签A通信)。
此外将下属事件层逻辑状态传输至逻辑门控状态评估模块进行逻辑或运算，即：
A2,1中，R2,1＝OR[R1,1,R1,2,R1,3,R1,4]；
A2,2中，R2,2＝OR[R1,5,R1,6,R1,7,R1,8]；
A2,3中，R2,3＝OR[R1,9,R1,10,R1,11,R1,12]。
待逻辑门控状态评估模块得出逻辑或运算结果后，各个控制器B1一方面控制存储器B6储存下属节点逻辑状态和逻辑运算结果，一方面控制指示模块B2显示本逻辑节点安全状态，当逻辑状态为1时产生预警信号。
此外，第2层中的电子标签B中的控制器B1随即控制无线模块B3向第3层节点传输逻辑状态。
第3层节点A3,1中的控制器B1控制无线模块B3与下属A2,1，A2,2，A2,3节点中的电子标签B中无线模块B3通信,将下属逻辑状态传输至逻辑门控状态评估模块进行逻辑或运算,即R3,1＝OR[R2,1,R2,2,R3,3]。
待逻辑门控状态评估模块得出逻辑或运算结果后，控制器B1一方面控制存储器B6储存下属节点逻辑状态和逻辑运算结果，一方面控制指示模块B2显示本逻辑节点安全状态，当逻辑状态为1时产生预警信号。
此外，第3层逻辑门层的电子标签B中的控制器B1随即控制无线模块B3向管理中心云平台传输逻辑状态。
至此，3层级联逻辑门控式有源电子标签的监测系统建立完成。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种级联逻辑门控式有源电子标签的监测系统，该电子标签包括电子标签A和电子标签B，所述电子标签A的传感器A4采集待监测对象的信息后传输至控制器A1，该控制器A1判断收到的信息的逻辑结果并使指示模块A2进行相应的预警，待监测对象的信息和所述逻辑结果被存储在存储器A6中，同时所述逻辑结果被无线模块A3向外传递；所述电子标签B的逻辑门控状态评估模块B4用于将来自外界的逻辑结果进行逻辑运算，该电子标签B其它与所述电子标签A相同设置的部分具有与之相同的功能，对于电子标签的监测系统而言，其特征在于，
所述监测系统为N层倒立树状结构，每层包含多个节点，且每个节点对应下一层的多个节点作为分枝，其中，每个所述监测系统的最底层是事件监测层，该层的每个节点均对应一个所述电子标签A，所述监测系统的其它层均为逻辑门层，该层的每个节点对应一个所述电子标签B；
所述事件监测层的节点的逻辑结果由所述指示模块A2显示预警，且将该逻辑结果传递给所述事件监测层上一层节点对应的所述电子标签B，该电子标签B对所述逻辑结果进行逻辑运算得到新的逻辑结果，然后通过所述指示模块B2对该新的逻辑结果显示预警，并将此新的逻辑结果传递给该电子标签B所在层的上一层节点，直至完成第N-1层到第N层的传递，其中N是大于1的正整数。
2.如权利要求1所述的电子标签系统，其特征在于，所述逻辑结果取值为0或者1，“0”代表安全，“1”代表不安全。
3.如权利要求1或者2所述的电子标签系统，其特征在于，所述逻辑运算优选按照下列表达式进行，其中，Ri,j是第i层的第j个节点的逻辑结果，Ri-1,m是第i-1层的第m个节点的逻辑结果，
Ri,j＝OR[Ri-1,1,……,Ri-1,m]。
4.如权利要求1-3任一项所述的电子标签系统，其特征在于，所述电子标签A监测事件M的状态包括譬如应力、应变、人员状态和设备状态。
5.如权利要求1-4任一项所述的电子标签系统，其特征在于，逻辑门控状态评估模块为单片机。
6.如权利要求1-5任一项所述的电子标签系统，其特征在于，所述指示模块A2和B2以声、光、或电的形式显示节点的状态。
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