CN106934436A - 铁路货运计量安全信息现场计算读写系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种铁路货运计量安全信息现场计算读写系统及方法，该系统包含：电子标签、数据管理平台和手持移动读写器；手持移动读写器包含检定模块、计量模块、传输模块和计算模块；电子标签内电子产品代码区和用户区共用，用于存储铁路罐车信息、货物信息和监测结果；手持移动读写器用于捕捉电子标签并获取电子标签标识和电子标签内存储的铁路罐车信息，以及对所述铁路罐车信息计量、检定、计算处理后向电子标签写入通过所述铁路罐车信息分析获得的货物信息和监测结果；数据管理平台与传输模块通信连接，用于存储监测结果、电子标签内存储的铁路罐车信息和电子标签标识绑定后数据；以此提供了铁路货运计量在复杂工况，尤其防爆环境下的安全应用。

Description

铁路货运计量安全信息现场计算读写系统及方法

技术领域

本发明涉及铁路货运安全计量领域，尤指一种铁路货运计量安全信息现场计算读写系统及方法。

背景技术

目前,随着铁路向着现代物流方向发展，其铁路货物运输、计量、安全、管理等相关技术也得到了快速发展，尤其液体危险货物其计量安全信息至关重要。我国90％液体危险货物通过铁路运输，90％铁路危险货物是通过铁路罐车运输。我国现有铁路罐车12万余辆，约占铁路货车总量的15％，是石油、化工产品、植物油等大宗散装液体货物的主要运输工具，也是这些液体货物的容量计量器具，列入国家强制检定的工作计量器具目录。

铁路罐车的计量检定为铁路运输企业和罐车用户提供了容积表、准装容积(高度)等计量和安全装载控制信息。容积表是罐内装载液体不同液位对应容积的表格，罐车用户据此进行贸易结算，其准确度直接关系到罐车用户的经济效益。准装容积(高度)是危险货物罐车装载量控制的依据，为铁路运输安全提供保障。容积表号等标记涂打在罐体上，准装容积(高度)等信息通过检定证书出具。

目前，全国石油、化工等铁路罐车用户企业在获取以上信息时，需要人工查看并记录容积表信息，手动录入计算机软件以计算装载产品重量，由于中间环节过多，易导致容积表号等标记涂打错误并获取到错误信息，最终导致贸易结算失准，影响企业效益，引发贸易纠纷。另一方面，铁路罐车用户企业和铁路运输企业采用人工查验检定证书及相关资料、现场进行核对的方式确定、控制装载量及危险货物运输相关信息，该方式存在人工依赖性高、出错环节多、工作效率低、影响运输生产等弊端。

发明内容

本发明目的在于提供一种铁路货运计量安全信息现场计算读写系统及方法，实现对铁路罐车的计量信息和安全信息的随车电子化存储，以及对其充装货物体积、重量的现场计量，解决了石油石化等企业自动化计量控制装车系统需求；满足检定单位将容积表、危险品名、准装高度等关键信息电子化、信息化，便于用户使用并降低错误率，提升工作自动化程度和效率。

为达上述目的，本发明具体提供一种铁路货运计量安全信息现场计算读写系统，所述系统包含：电子标签、数据管理平台和手持移动读写器；所述手持移动读写器包含：检定模块、计量模块、传输模块和计算模块；所述电子标签设置于铁路罐车上，所述电子标签内电子产品代码区和用户区共用，用于存储铁路罐车信息、货物信息和监测结果；所述手持移动读写器用于捕捉所述电子标签并获取电子标签标识和所述电子标签内存储的所述铁路罐车信息，以及向所述电子标签写入通过所述铁路罐车信息计算获得的货物信息和监测结果；所述检定模块用于按预定周期检定所述铁路罐车生成检定结果，并根据所述检定结果更新所述铁路罐车信息；所述计量模块与所述检定模块相连，用于根据所述铁路罐车信息和当前铁路罐车状态信息，计量获得当前铁路罐车内装载的货物信息；所述计算模块与所述计量模块相连，用于根据所述数据检定模块获取到的所述铁路罐车信息计算获得所述铁路罐车的安全装载阈值，并将所述货物信息与所述安全装载阈值比较，生成监测结果；所述传输模块分别与所述检定模块、所述计量模块和所述计算模块相连，用于将所述监测结果、电子标签内存储的铁路罐车信息和所述电子标签标识绑定后输出；所述数据管理平台与所述传输模块通信连接，用于存储所述监测结果、电子标签内存储的铁路罐车信息和所述电子标签标识绑定后数据。

在上述铁路货运计量安全信息现场计算读写系统中，优选的，所述电子标签还包含发射单元，所述发射单元用于按预定周期，通过曼彻斯特编码发送所述电子标签标识。

在上述铁路货运计量安全信息现场计算读写系统中，优选的，所述电子标签为无源结构。

在上述铁路货运计量安全信息现场计算读写系统中，优选的，所述电子标签与所述数据检定模块通过近场工作模式或远场工作模式进行通信，其中，所述近场工作模式包含：所述数据检定模块通过与所述电子标签之间的无功近场区的电感耦合构成数据传输通道获取所述电子标签内存储的所述铁路罐车状态信息和所述电子标签标识；所述远场工作模式包含：所述数据检定模块过与所述电子标签之间的辐射远场区的反向散射耦合构成数据传输通道获取所述电子标签内存储的所述铁路罐车状态信息和所述电子标签标识。

本发明还提供一种铁路货运计量安全信息现场计算读写方法，所述方法包含：对电子标签内电子产品代码区和用户区进行共用处理，将铁路罐车信息、货物信息和监测结果以40进制编码后写入所述电子标签中共用处理后的电子产品代码区和用户区；按预定周期检定所述铁路罐车生成检定结果，并根据所述检定结果更新所述铁路罐车信息；捕捉所述电子标签并获取电子标签标识和所述电子标签内存储的所述铁路罐车信息；根据所述铁路罐车信息和当前铁路罐车状态信息，计量获得当前铁路罐车内装载的货物信息；根据所述数据检定模块获取到的所述铁路罐车信息计算获得所述铁路罐车的安全装载阈值，并将所述货物信息与所述安全装载阈值比较，生成监测结果，将所述货物信息和监测结果写入所述电子标签中；以及将所述监测结果、所述数据检定模块获取到的所述铁路罐车信息和所述电子标签标识绑定后输出至远端存储。

在上述铁路货运计量安全信息现场计算读写方法中，优选的，所述捕捉所述电子标签包含：电子标签按预定周期发送所述电子标签标识；获取预定区域内所有电子标签标识，分析所述电子标签标识；当存在冲突电子标签标识时，根据所述冲突电子标签标识使所述冲突电子标签标识所对应的电子标签休眠，并将所述电子标签加入隔离区；当不存在冲突电子标签标识时，根据所述电子标签标识获得所述电子标签内存储的所述铁路罐车状态信息后，使所述电子标签休眠，并唤醒所述隔离区内所有电子标签。

在上述铁路货运计量安全信息现场计算读写方法中，优选的，所述预定区域为扇形区域。

在上述铁路货运计量安全信息现场计算读写方法中，优选的，所述电子标签内存储的所述路罐车状态信息包含字符串、整型、汉字至少三种数据格式，其中字符串数据格式通过混淆加密法加密，整型数据格式通过异或方式加密，汉字数据格式通过十六进制Unicode加密。

在上述铁路货运计量安全信息现场计算读写方法中，优选的，获取所述电子标签内存储的所述铁路罐车状态信息和所述电子标签标识包含：数据检定模块发出基带信号；所述电子标签接收到所述基带信号时，激活所述电子标签内部电路，并根据所述电子标签内存储的所述铁路罐车状态信息于所述电子标签的天线处产生交变电流；所述数据检定模块根据所述交变电流获得所述铁路罐车状态信息和所述电子标签标识。

在上述铁路货运计量安全信息现场计算读写方法中，优选的，获取所述电子标签内存储的所述铁路罐车状态信息和所述电子标签标识包含：数据检定模块发出电磁波；所述电子标签接收到所述电磁波时产生感应电压，根据所述感应电压激活所述电子标签内部电路，并根据所述电子标签内存储的所述铁路罐车状态信息对阻抗变化后于所述电子标签的天线发出电磁波；所述数据检定模块根据所述电磁波获得所述铁路罐车状态信息和所述电子标签标识。

本发明的有益技术效果在于：解决了罐车收货单位方便快捷地计算、核实收货量，提升效率，减少结算纠纷；解决了铁路车站等货运单位依靠人工查验检定证书及相关资料、现场核对的方式确定并控制装载量的工作方式，提升工作自动化程度和效率；实现复杂工况、高准确、安全稳定、远距离、大容量、快速铁路计量安全信息读写计算识别。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1为本发明所提供的铁路货运计量安全信息现场计算读写系统的结构示意图；

图2为本发明所提供的铁路货运计量安全信息现场计算读写方法的流程示意图；

图3A至图3C为本发明所提供的标签插座的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

请参考图1所示，本发明提供一种铁路货运计量安全信息现场计算读写系统，所述系统包含：电子标签、数据管理平台、数据检定模块、计量模块、计算模块和传输模块；所述电子标签设置于铁路罐车上，所述电子标签内电子产品代码区和用户区共用，用于存储铁路罐车信息、货物信息和监测结果；所述数据检定模块用于捕捉所述电子标签并获取电子标签标识和所述电子标签内存储的所述铁路罐车信息，以及向所述电子标签写入通过所述铁路罐车信息计算获得的货物信息和监测结果；所述计量模块与所述检定模块相连，用于根据所述铁路罐车信息和当前铁路罐车状态信息，计量获得当前铁路罐车内装载的货物信息；所述计算模块与所述计量模块相连，用于根据所述数据检定模块获取到的所述铁路罐车信息计算获得所述铁路罐车的安全装载阈值，并将所述货物信息与所述安全装载阈值比较，生成监测结果；所述传输模块与所述数据检定模块相连，用于将所述监测结果、电子标签内存储的铁路罐车信息和所述电子标签标识绑定后输出；所述数据管理平台与所述传输模块通信连接，用于存储所述监测结果、电子标签内存储的铁路罐车信息和所述电子标签标识绑定后数据。

在上述实施例中，所述电子标签采用大容量读写识别处理，利用双区扩展读写技术以及采用四十进制整型格式转换表示写入数据来大大提高电子标签的存储量，为后续存储数据或更替数据提供稳定基础，其中，实际使用时，电子标签具体进行如下处理：电子标签有Reserved区(保留)、EPC区(电子产品代码)、TID区(标签识别号)、User区(用户)四个存储分区。Reserved区储存访问口令和灭活口令；EPC区储存EPC号码；TID区储存标签识别号码，每个标签的TID号码都是唯一的；User区储存用户定义的数据，为提高该电子标签的存储量，本发明通过上述40进制编码将整型和字符串转化为较短的固定位数编码，再将其存入共用的EPC区、User双区中，以此进一步扩展了信息存储空间和应用范围。其中，40进制编码的数码为数字0-9、字母A-Z，和特殊字符‘-’、‘.’、‘,’以及‘’(空格)，经40进制编码后，大大降低了空间占用，提高了信息存储量。

实际工作中，该系统并不仅限于铁路罐车充装线、铁路车站、在途、收货线等工作现场，以及其他具有防爆要求的应用现场，在实际使用时，所述数据检定模块分别执行读取数据和写入数据两个操作，用于识别电子标签内存储的铁路罐车信息，并根据当前罐车实际情况予以比对分析后给出监测结果，再将该监测结果写入电子标签中，以此完成实时读取写入的操作，完成铁路罐车在各路端实现监测的目的，有效为后期查验提供证据。具体的，发货用户计量装有货物的铁路罐车，数据检定模块自动采集电子标签中车号、容积表号等信息，然后将其他信息输入数据检定模块，所述数据检定模块可依据输入的温度、密度、液位高度以及自动读取的车号、容积表号等铁路罐车信息，现场自动计算出罐车不同液面高度下的容积值，以及用户得到转载货物的多少等数据。并将货物的容积等数据再次写入电子标签，以备收货方验证货物量的多少。

进一步的，在本发明一优选实施例中，该系统还可包含报警模块，该报警模块与所述计算模块相连，用于当所述货物信息与所述安全装载阈值比较，且高于或低于所述安全装载阈值时，输出报警信息，提醒工作人员核对货运信息，例如当铁路罐车开到火车站，火车站工作人员通过数据检定模块自动读取电子标签中的车号、容积表号、装载介质、装载货物量，自动判断是否超装是否少装，装载量是否安全，当出现报警信息时进一步对铁路罐车进行人工安全核查，以此防止后期不必要的运输风险。

从功能上讲，上述系统主要分两个部分，检定部分和计量部分，其中检定部分由电子标签、数据检定模块联动组成，其中该数据检定模块可与数据管理平台即PC机等设备通过蓝牙或USB接口相连，完成数据互通，工作人员在工作现场快速获取数据，利用数据检定模块现场计算检定数据，与安全信息一起生成监测结果，即时写入电子标签中，同时也可快速读出标识电子标签唯一性身份的编码—标签识别号码(TID)及电子标签标识，将该电子标签标识与监测结果一起生成检定文件，临时存储在数据管理平台上的检定文件可写入所述电子标签中也可上传至数据管理平台，由此数据管理平台可随时快速读取电子标签里已存入的数据；其中数据管理平台利用数据库等记录、管理大量的检定与电子标签标识，各个检定部门的检定数据可以通过远程网，上传到检定管理部门的检定服务器，进行进一步的统计管理。

计量部分由电子标签、数据检定模块联动组成，工作人员在铁路罐车装卸现场，利用数据检定模块快速识别电子标签，读取标签中的铁路罐车状态信息，以及配合用户输入的相关数据现场快速计算货物的体积、重量；进一步还可读取电子标签中计量安全信息，控制货物的安全装载量，避免超重等情况发生，降低事故发生机率；最后，将货物重量、收发日期等装载量信息写到电子标签；同时，临时存储在数据管理平台上的计量文件可写入所述电子标签中也可上传至数据管理平台，由此数据管理平台可随时快速读取电子标签里已存入的数据；其中数据管理平台利用数据库等记录、管理大量的计量信息即铁路罐车状态信息。

在本发明一优选的实施例中，所述电子标签与所述数据检定模块通过近场工作模式或远场工作模式进行通信，其中，所述近场工作模式包含：所述数据检定模块通过与所述电子标签之间的无功近场区的电感耦合构成数据传输通道获取所述电子标签内存储的所述铁路罐车状态信息和所述电子标签标识；所述远场工作模式包含：所述数据检定模块过与所述电子标签之间的辐射远场区的反向散射耦合构成数据传输通道获取所述电子标签内存储的所述铁路罐车状态信息和所述电子标签标识。

在上述实施例中，同一车站同一时间有可能存在多辆铁路罐车，此时每辆铁路罐车分别携带其安装的电子标签，为准确捕捉及获取目标电子标签内存储的数据，本发明一优选的实施例中，进一步提供发射单元，所述发射单元用于按预定周期，通过曼彻斯特编码发送所述电子标签标识；具体的，该电子标签中在出厂时集成了系统信息，其中有唯一的序列号，标明电子标签的唯一性；发射单元通过使用曼彻斯特编码发送其序列号，数据检定模块采用二进制搜索算法识别特定目标，采用隔离、唤醒等指令操作每个电子标签，使其分时发送信号，实现电子标签防碰撞；具体使用时，曼彻斯特编码中将逻辑“0”编码为上升沿，逻辑“1”编码为下降沿，通过使用曼彻斯特编码来捕捉出数据冲突的比特位置，当识别区域中的多个标签同时发送不同的序列号值时，其上升、下降沿将相互抵消，产生比特位冲突，即冲突电子标签标识。例如，序列号分别为10001100及10001101的两个电子标签进入射频区域内时，数据管理平台接收到的序列号数据为1000110？，其中问号代表冲突位，当数据检定模块会发现此冲突，按位回溯找到冲突位置，随后按冲突位发出序列号隔离指令；电子标签收到隔离指令后，符合隔离序列号的自动进入休眠状态，暂停发送信号；其余电子标签继续发送序列号，由数据检定模块继续识别，如此往复，直至剩下一个电子标签保持活动状态，进行无冲突通信，通信结束后将当前活动标签设置为休眠状态，对隔离区中的电子标签发出唤醒命令，进行下次识别，以此实现电子标签的准确识别和捕捉获取。值得说明的是，所述数据检定模块的扫描区域为扇形区域，之所以采用扇形区域，其目的在于降低多对象识别干扰的问题，进一步提高准确识别读写电子标签的目的，实际使用时，可采用扇形扫描单元进行扫描操作，对于扇形扫描单元的具体型号，本发明在此就不再一一详述。

在本发明一优选的实施例中，所述数据检定模块获取所述电子标签的相关信息或将相关信息写入所述电子标签时均进行加密处理，具体的，在写入操作时采用解锁认证，信息保护采用明文转暗文加密；a.写入操作采用解锁认证，在进行写入操作前，标签处于锁定状态，需对电子标签解锁操作，认证通过后方可进行写操作。b.信息保护采用明文转暗文加密，对写入电子标签的信息进行加密，明文转暗文后，即使运用其它数据管理平台读写软件读取出了电子标签中的信息也无法干扰性操作，对电子标签数据进行安全防护，保证电子标签内的数据有效、可靠，不被非法用户侵入、篡改。其中，写入数据格式主要有三种，分别是40进制计字符串、整型、汉字。对于40进制计字符串通过混淆加密技术，对于整型格式采用异或的方式加密，对于汉字采用十六进制Unicode进行加密。

在铁路货运中，该货物有可能具有易燃易爆性，或运送环节中相关作业场所具有防爆要求，此时为了确保电子标签数据安全及保证电子标签在易燃易爆场合下的安全使用，本发明一优选的实施例中，所述电子标签和手持移动读写器皆采用防爆设计，通过该设计使得本发明所提供的铁路货运计量安全信息现场计算读写系统在实际应用上更加安全可靠，在铁路货运领域中有效提高了人员及货运的安全性，在运送各类易燃易爆货物时，更具优势；其中所述电子标签为无源结构，该电子标签采用无源设计，无缝式激光焊接，功率设定兼容防爆和读写识别性能要求；进一步的，为提高电子标签的使用性，本发明通过可调试读写频率峰值匹配技术、分区管理快速读写技术提前对电子标签进行处理，将数据检定模块与电子标签进行适应性频率峰值匹配，使两者频率处于性能最优化频段，适应读写距离最大化和效果最优化，同时对于高频率读写的内容和非高频率读写的内容进行分区管理，避免冗长读写。

由于铁路罐车在运行中抖动，以及电子标签安装在金属结构上有金属干扰等问题，本发明一优选的实施例中，所述电子标签选取抗金属性能的电子标签，如R型电子标签，实现现场工况性能最大化，封装外观设计采用平滑表面、无缝隙焊接、满足防尘防水；进一步的所述电子标签通过标签底座采用合适的方式固定安装于被测对象的合适位置，例如铁路罐车4位端脚梯附近侧梁内侧。

请参考图3A至图3C所示，其中标签底座设计采用焊接方式固定于被测对象上，如铁路罐车；底座设计不限于铸钢材质，该结构设计基于安装位置的最优化性能设计，由于R型电子标签具有抗金属性，因此该底座采用金属背板，基于不同标签封装结构采用基于同理的设计，间断式挡板，过盈配合楔撑，可折弯楔挡，底座结构对于标签无信号遮挡，两脚铆接，两脚铅封，底座整体外伸一定高度，剥离了周围金属结构干扰，该设计结实耐用、便携、防盗、防脱落、便于拆卸、安装牢固。采用合适的固定安装方式，其中合适的方式为同时采用铆接、楔撑过盈配合、铅封三种方式，例如将电子标签铆接到底座上，同时将底座两侧端头折弯，实现楔撑过盈配合，将电子标签与底座进行铅封，监督拆装。以上方法具有防盗，安装牢固，防脱落且便于作业人员采用专业工具拆卸；采用合适的位置以便于作业人员操作、主被动干扰性小、便于维修拆卸、具有一定防护、具有防盗性，具体可将该电子标签设置于铁路罐车4位端脚梯附近侧梁内侧；设计采用背部支腿结合铆接、铅封、过盈配合方式，刚性结构和柔性连接相结合，缓冲强烈震动，起到防震效果；底座上下设计间断式小挡板，左右采用过盈配合结合可折弯楔挡，对标签起到良好防护作用。

请参考图2所示，本发明还提供一种铁路货运计量安全信息现场计算读写方法，所述方法包含：S101对电子标签内电子产品代码区和用户区进行共用处理，将铁路罐车信息、货物信息和监测结果以40进制编码后写入所述电子标签中共用处理后的电子产品代码区和用户区；S102捕捉所述电子标签并获取电子标签标识和所述电子标签内存储的所述铁路罐车信息；S103根据所述数据检定模块获取到的所述铁路罐车信息计算获得所述铁路罐车的安全装载阈值，并将所述货物信息与所述安全装载阈值比较，生成监测结果，将所述货物信息和监测结果写入所述电子标签中；以及S104根据所述铁路罐车信息和当前铁路罐车状态信息，计量获得当前铁路罐车内装载的货物信息；以及S105将所述监测结果、所述数据检定模块获取到的所述铁路罐车信息和所述电子标签标识绑定后输出至远端存储。

在上述步骤S102中，还包含：电子标签按预定周期发送所述电子标签标识；获取预定区域内所有电子标签标识，分析所述电子标签标识；当存在冲突电子标签标识时，根据所述冲突电子标签标识使所述冲突电子标签标识所对应的电子标签休眠，并将所述电子标签加入隔离区；当不存在冲突电子标签标识时，根据所述电子标签标识获得所述电子标签内存储的所述铁路罐车状态信息后，使所述电子标签休眠，并唤醒所述隔离区内所有电子标签。

在上述实施例中，所述电子标签内存储的所述路罐车状态信息包含字符串、整型、汉字至少三种数据格式，其中字符串数据格式通过混淆加密法加密，整型数据格式通过异或方式加密，汉字数据格式通过十六进制Unicode加密。

实际工作中，往往工作人员不能够贴近电子标签获取数据，为此为了实现远距离读写识别电子标签，优选U段读写频段，并进行数据检定模块读操作频率和写操作频率距离最优化匹配，同时采用抗金属标签，安装于金属结构上，实现读写距离最优；在系统天线设计方面采取基于近场工作模式和远场工作模式的优化设计；不同的工作模式，电子标签与数据检定模块之间的作用距离不同；其中近场工作模式和远场工作模式具体如下所示：

在本发明一优选的实施例中，步骤S102采用近场工作模式时具体工作流程如下：数据检定模块发出基带信号；所述电子标签接收到所述基带信号时，激活所述电子标签内部电路，并根据所述电子标签内存储的所述铁路罐车状态信息于所述电子标签的天线处产生交变电流；所述数据检定模块根据所述交变电流获得所述铁路罐车状态信息和所述电子标签标识。

在本发明一另优选的实施例中，步骤S102采用远场工作模式时具体工作流程如下：数据检定模块发出电磁波；所述电子标签接收到所述电磁波时产生感应电压，根据所述感应电压激活所述电子标签内部电路，并根据所述电子标签内存储的所述铁路罐车状态信息对阻抗变化后于所述电子标签的天线发出电磁波；所述数据检定模块根据所述电磁波获得所述铁路罐车状态信息和所述电子标签标识。

a.近场工作模式利用无功近场区的电感耦合构成数据传输通道，数据检定模块和电子标签天线都采用线圈形式。数据检定模块在操作电子标签时，发出未经调制的基带信号，处于数据检定模块天线附近的电子标签天线收到该信号并激活标签中的电路，电子标签芯片根据其内部存储的信息在电子标签天线中产生交变电流，从而影响数据检定模块天线产生的磁场。数据检定模块内部电路由交变磁场检测到电子标签产生的调制量，解调得到电子标签标识。天线线圈工作频率通常为13.56MHz，识别距离一般为1m以内。

b.远场工作模式利用辐射远场区的反向散射耦合构成数据传输通道，数据检定模块和电子标签之间采用电磁波进行信息传输。数据检定模块在操作电子标签时，首先发出未经调制的电磁波，位于远场区的电子标签天线接收到电磁波信号并在天线上产生感应电压，电子芯片内部电路将此感应电压进行整流放大激活标签电路，根据其内部存储的信息对阻抗进行变化。当电子标签天线和电子标签芯片之间的阻抗匹配较好时基本不反射信号，匹配不好时则几乎全部反射信号，这样反射信号就出现了振幅变化，相当于对反射信号进行调幅处理。数据检定模块接收到此调幅的反射信号，解调得到电子标签标识。典型工作频率有433MHz、915MHz、2.45GHz和5.8GHz，识别距离一般大于1m；其中915MHz的典型作用距离为3～10m，且不易受到电磁干扰的影响。

将本发明所提供的铁路货运计量安全信息现场计算读写系统及方法运用到实际工作中，具体流程可如下操作：铁路罐车检定单位的工作人员对铁路罐车进行检定，得到容积表、准装容积(高度)及罐体标记等检定信息；铁路罐车用户企业使用容积表，配合装载货物的温度、密度等数据得到装载量，使用准装容积(高度)控制装载量；铁路运输部门使用装载量、准装容积等信息对铁路罐车进行安全监测。其中检定单位在容积检定和罐体安全检测完成时，采用通过所述数据检定模块处理数据，生成代表容积表、准装容积(高度)及罐体标记等计量和安全信息的电子标签数据，传输到相连的数据管理平台，写入电子标签；数据检定模块也可以随时读取电子标签里的数据，进行现场校验；所有车辆的电子标签数据都上传到数据管理平台的服务器，统一记录、管理大量的电子标签标识；数据检定模块可以读、写电子标签中的数据。

铁路罐车用户企业通过数据检定模块自动识别、读取电子标签中的容积表、准装容积(高度)等信息，检查信息的有效性，然后由数据检定模块现场计算装载量，并写入电子标签中；数据检定模块暂存的计量数据通过USB接口上传到数据管理平台校验、管理计量数据，进一步的所述数据管理平台还可以转换数据格式，接入用户的ERP信息系统。铁路站段通过数据检定模块自动识别、读取电子标签中的准装容积(高度)、装载量和车型、车号、介质等安全信息，同时进行现场验证，结果上传到数据管理平台，为相关管理决策提供数据，所述数据管理平台只读取电子标签中的数据。

通过本发明所提供的铁路货运计量安全信息现场计算读写系统及方法实现了对铁路罐车的计量信息和安全信息的随车电子化安全准确存储、自动读写，以及对其充装货物体积、重量的现场计量，实现复杂工况尤其防爆场所的应用。提高了工作信息化水平、自动化程度和工作效率，提高计量、运输安全控制工作的准确度，避免因信息涂打、获取错误引起的贸易纠纷。满足检定单位、罐车用户、铁路货运部门等的应用要求，降低劳动强度，海量数据有效调配，实现资源有效管理及铁路运输调控预警。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种铁路货运计量安全信息现场计算读写系统，其特征在于，所述系统包含：电子标签、数据管理平台和手持移动读写器；

所述手持移动读写器包含：检定模块、计量模块、传输模块和计算模块；

所述电子标签设置于铁路罐车上，所述电子标签内电子产品代码区和用户区共用，用于存储铁路罐车信息、货物信息和监测结果；

所述手持移动读写器用于捕捉所述电子标签并获取电子标签标识和所述电子标签内存储的所述铁路罐车信息，以及向所述电子标签写入通过所述铁路罐车信息计算获得的货物信息和监测结果；

所述检定模块用于按预定周期检定所述铁路罐车生成检定结果，并根据所述检定结果更新所述铁路罐车信息；

所述计量模块与所述检定模块相连，用于根据所述铁路罐车信息和当前铁路罐车状态信息，计量获得当前铁路罐车内装载的货物信息；

所述计算模块与所述计量模块相连，用于根据所述数据检定模块获取到的所述铁路罐车信息计算获得所述铁路罐车的安全装载阈值，并将所述货物信息与所述安全装载阈值比较，生成监测结果；

所述传输模块分别与所述检定模块、所述计量模块和所述计算模块相连，用于将所述监测结果、电子标签内存储的铁路罐车信息和所述电子标签标识绑定后输出；

所述数据管理平台与所述传输模块通信连接，用于存储所述监测结果、电子标签内存储的铁路罐车信息和所述电子标签标识绑定后数据。

2.根据权利要求1所述的铁路货运计量安全信息现场计算读写系统，其特征在于，所述电子标签还包含发射单元，所述发射单元用于按预定周期，通过曼彻斯特编码发送所述电子标签标识。

3.根据权利要求1所述的铁路货运计量安全信息现场计算读写系统，其特征在于，所述电子标签与所述数据检定模块通过近场工作模式或远场工作模式进行通信，其中，

所述近场工作模式包含：所述数据检定模块通过与所述电子标签之间的无功近场区的电感耦合构成数据传输通道获取所述电子标签内存储的所述铁路罐车状态信息和所述电子标签标识；

所述远场工作模式包含：所述数据检定模块过与所述电子标签之间的辐射远场区的反向散射耦合构成数据传输通道获取所述电子标签内存储的所述铁路罐车状态信息和所述电子标签标识。

4.一种铁路货运计量安全信息现场计算读写方法，其特征在于，所述方法包含：

对电子标签内电子产品代码区和用户区进行共用处理，将铁路罐车信息、货物信息和监测结果以40进制编码后写入所述电子标签中共用处理后的电子产品代码区和用户区；

按预定周期检定所述铁路罐车生成检定结果，并根据所述检定结果更新所述铁路罐车信息；

捕捉所述电子标签并获取电子标签标识和所述电子标签内存储的所述铁路罐车信息；

根据所述铁路罐车信息和当前铁路罐车状态信息，计量获得当前铁路罐车内装载的货物信息；

根据数据检定模块获取到的所述铁路罐车信息计算获得所述铁路罐车的安全装载阈值，并将所述货物信息与所述安全装载阈值比较，生成监测结果，将所述货物信息和监测结果写入所述电子标签中；以及

将所述监测结果、所述数据检定模块获取到的所述铁路罐车信息和所述电子标签标识绑定后输出至远端存储。

5.根据权利要求4所述的铁路货运计量安全信息现场计算读写方法，其特征在于，所述捕捉所述电子标签包含：

电子标签按预定周期发送所述电子标签标识；

获取预定区域内所有电子标签标识，分析所述电子标签标识；

当存在冲突电子标签标识时，根据所述冲突电子标签标识使所述冲突电子标签标识所对应的电子标签休眠，并将所述电子标签加入隔离区；

当不存在冲突电子标签标识时，根据所述电子标签标识获得所述电子标签内存储的所述铁路罐车信息后，使所述电子标签休眠，并唤醒所述隔离区内所有电子标签。

6.根据权利要求5所述的铁路货运计量安全信息现场计算读写方法，其特征在于，所述预定区域为扇形区域。

7.根据权利要求4所述的铁路货运计量安全信息现场计算读写方法，其特征在于，所述电子标签内存储的所述铁路罐车信息、货物信息和监测结果包含字符串、整型、汉字至少三种数据格式，其中字符串数据格式通过混淆加密法加密，整型数据格式通过异或方式加密，汉字数据格式通过十六进制Unicode加密。

8.根据权利要求4所述的铁路货运计量安全信息现场计算读写方法，其特征在于，获取所述电子标签内存储的所述铁路罐车信息和所述电子标签标识包含：

数据检定模块发出基带信号；

所述电子标签接收到所述基带信号时，激活所述电子标签内部电路，并根据所述电子标签内存储的所述铁路罐车信息于所述电子标签的天线处产生交变电流；

所述数据检定模块根据所述交变电流获得所述铁路罐车信息和所述电子标签标识。

9.根据权利要求4所述的铁路货运计量安全信息现场计算读写方法，其特征在于，获取所述电子标签内存储的所述铁路罐车信息和所述电子标签标识包含：

数据检定模块发出电磁波；

所述电子标签接收到所述电磁波时产生感应电压，根据所述感应电压激活所述电子标签内部电路，并根据所述电子标签内存储的所述铁路罐车信息对阻抗变化后于所述电子标签的天线发出电磁波；

所述数据检定模块根据所述电磁波获得所述铁路罐车信息和所述电子标签标识。