CN106971207A - 一种用于变电站二次电缆吊牌标签的智能标识系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于变电站二次电缆吊牌标签的智能标识系统，用以快速识别二次电缆，该系统包括分别设置在每根电缆上的电缆吊牌标签、标签读写器、现场工作站和服务器，所述的标签读写器设有多个，并且分别通过无线网络与现场工作站通信，所述的服务器与现场工作站通信，所述的标签读写器用以读取电缆吊牌标签上的信息。与现有技术相比，本发明具有纸质与射频相结合、便于精细化管理、数据安全可靠、经济实用等优点。
Description
技术领域
本发明涉及电缆吊牌标签标识领域，尤其是涉及一种用于变电站二次电缆吊牌标签的智能标识系统。
背景技术
变电站二次电缆吊牌采用传统印刷制作，不仅制作耗时，而且核对工作量太大。因此现场往往是抽检，或者是手动修改，前者难以满足百分之百的正确率要求，后者则会因潮湿等原因造成标识不清。随着精益化生产工作的深入以及验收工作量的增加，在规定时间内快速制作和核对吊牌成为一项重要而紧迫的工作。若电缆吊牌错误，可能出现电流回路开路、电压回路短路及控制回路误出口等一系列的问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种纸质与射频相结合、便于精细化管理、数据安全可靠、经济实用的用于变电站二次电缆吊牌标签的智能标识系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于变电站二次电缆吊牌标签的智能标识系统，用以快速识别二次电缆，该系统包括分别设置在每根电缆上的电缆吊牌标签、标签读写器、现场工作站和服务器，所述的标签读写器设有多个，并且分别通过无线网络与现场工作站通信，所述的服务器与现场工作站通信，所述的标签读写器用以读取电缆吊牌标签上的信息。
所述的电缆吊牌标签为卡片式吊牌标签，包括吊牌本体、设置在吊牌本体内部的射频组件以及设置在吊牌本体表面的纸质标签。
所述的射频组件包括依次连接的RFID控制芯片、RFID射频模块和射频天线，所述的电缆吊牌标签通过射频天线发射RFID信号。
所述的标签读写器包括时钟模块、电源模块、读写模块以及依次连接的读写器天线、读写器射频模块和读写器控制芯片，所述的读写器天线与射频天线相互耦合，所述的时钟模块、电源模块和读写模块分别与读写器控制芯片连接。
所述的电缆吊牌标签为Gen2标签。
所述的纸质标签记载的电缆信息与射频组件所包含的电缆信息一致，包括电缆序号、电缆起点和终点。
所述的纸质标签记载的电缆信息还包括试验人员的电子签字和签名以及检测日期。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明开发的基于RFID电子标签的智能标识系统，不仅减少吊牌的制作和核对时间，还可以多次修改吊牌内容、实时查看项目试验情况，成功做到现场吊牌与设计电缆清册的完全一致，有效了推进了电缆吊牌的精细化管理，为推进电缆全寿命周期管理提供了数据采集方法，采用加密算法，有效的保证了数据的安全性；采用近场通信，使得开发和操作简便化，保证了系统应用的经济性。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图。
图2为本发明的内部结构示意图。
图3为RFID线圈天线的谐振回路。
图4为MD5算法对用户密码数据进行加密流程图。
图5为采用加密后的登陆流程图。
其中，1、电缆吊牌标签，2、标签读写器，3、现场工作站，4、服务器，11、RFID控制芯片，12、RFID射频模块，13、射频天线，21、读写器天线，22、读写器射频模块，23、读写器控制芯片，24、时钟模块，25、电源模块，26、读写模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
本发明在于构建了用于变电站二次电缆吊牌标签的智能标识系统，实现电缆吊牌的自动制作和自动核对，快速完成电缆吊牌的安装和检查工作，提升二次电缆吊牌的精益化生成水平，满足变电站安全生产的需求。
本发明的智能标签的基本原理是利用射频信号和空间耦合(电感耦合或电磁耦合)或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别，其总体结构如图1所示。
如图2所示，本发明的标签系统由三部分组成，标签，由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；读写器(Reader)，读取或写入标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；天线(Antenna)，在标签和读取器间传递射频信号。
本发明的智能标签与传统吊牌形状类似，为卡片式；标签上还粘一个纸标签，在纸标签上可以清晰地印上一些重要的、不变的信息，可能需要修改的信息记录在RFID芯片内，其耦合方式为近距离电感耦合。
电感耦合的模型结构类似于变压器，即通过磁场的耦合实现能量的交换。当RFID的线圈天线进入读写器产生交变磁场中，两者的线圈相当于变压器的初级线圈和次级线圈，RFID线圈天线形成的谐振回路如图3所示，包括天线线圈电感L，寄生电容Cp和并联电容C2。谐振频率为：式中C为Cp和C2的并联等效电容，RFID系统就是通过这一频率载波实现双向数据通讯的。
设计近场天线主要关注近区的磁场分布，根据不同的应用要求，设计天线，使其产生不同的磁场分布。涉及的性能指标包括S参数、输入阻抗、电流分布、近区磁场分布等，本发明采用基于Impinj公司的Button(tm)嵌入式标签设计近场天线。
本发明采用Class2Gen2标签，在射频频段选择、物理层数据编码技术及调制方式、标签访问控制和隐私保护等关键技术方面进行了改进，以适应标签高处理能力、低功耗和低成本的要求，并且采用了兼容EPC global Architecture Framework的构架标准进行开发。
选用MD5算法对用户密码数据进行加密，数据加密流程如图4所示。
MD5算法每步运算由整数模232加法、布尔函数(四个不同的布尔函数)和左循环移位组成。一次压缩函数运算总共64步，它把1-block的消息块(512比特)和前一次压缩函数运算的128位输出结果作为压缩函数新的输入值运算出更新的128位输出结果，通过多次迭代运算最后得出MD5报文摘要值。
当用户登录的时候,系统把用户输入的密码计算成MD5值,然后再去和保存在文件系统中的MD5值进行比较,进而确定输入的密码是否正确。通过这样的步骤,系统在并不知道用户密码的明码的情况下就可以确定用户登录系统的合法性。这不但可以避免用户的密码被具有系统管理员权限的用户知道,而且还在一定程度上增加了密码被破解的难度。
数据存储部分需要注意的是用户密码。由于所有数据是存放在本地设备中，虽然非专业人员一般看不到由软件生成的各个数据库文件，但是不排除有人为破坏或修改的可能。尤其是用户密码这一重要数据，一旦被外界获取，将会对设备运维检修的安全造成威胁。因此需要对关键数据进行加密。
采用加密后的登陆流程如图5所示。
因为密码数据已经被加密转换，并且不可逆，因此系统并不知道用户原始密码数据。用户登陆时同样需要MD5转换过程。将用户输入的登陆密码经过MD5计算后与数据库中已存在的该用户的密码进行比对，若相同，则成功登陆，跳转进入主界面。
本发明还具有双向同步功能，吊牌内容除了传统吊牌中要求的与图纸中的名称一致，包括电缆序号，起点和终点，还增加相应项目的试验人员电子签字，当相应核对完后签名，不仅避免重复作业，还保证了作业质量。
由于设计提供的电缆清册格式不规范，小组开发数据转换程序，将各个设计院的典型格式进行转换，自动生成数据库。
现场的主要功能需求是自动比较智能标签信息与设计出具的电缆清单表自动比对，保证现场与图纸的一致性。若两者不一致时，必须用工号登录修改，若电缆清单正确，根据电缆清单“更新吊牌”，修改现场吊牌；若需要修改电缆清单，则“更新清单”，修改前必须和设计电话确认，应及时将修改后的电缆清单反馈给设计，并修改图纸。
本发明的标签系统，其标签由具有粘性的纸质标签和超薄的射频标签组成，并开发智能标签的应用软件，实现对其自动读写功能，并采用MD5算法进行加密，提升了数据的安全性。设计了不同的访问模式，并自动完成试验结果的记录，便于追踪管理。
Claims (7)
1.一种用于变电站二次电缆吊牌标签的智能标识系统，用以快速识别二次电缆，其特征在于，该系统包括分别设置在每根电缆上的电缆吊牌标签(1)、标签读写器(2)、现场工作站(3)和服务器(4)，所述的标签读写器(2)通过无线网络与现场工作站(3)通信，所述的服务器(4)与现场工作站(3)通信，所述的标签读写器(2)用以读取电缆吊牌标签(1)上的信息。
2.根据权利要求1所述的一种用于变电站二次电缆吊牌标签的智能标识系统，其特征在于，所述的电缆吊牌标签(1)为卡片式吊牌标签，包括吊牌本体、设置在吊牌本体内部的射频组件以及设置在吊牌本体表面的纸质标签。
3.根据权利要求2所述的一种用于变电站二次电缆吊牌标签的智能标识系统，其特征在于，所述的射频组件包括依次连接的RFID控制芯片(11)、RFID射频模块(12)和射频天线(13)，所述的电缆吊牌标签(1)通过射频天线(13)发射RFID信号。
4.根据权利要求3所述的一种用于变电站二次电缆吊牌标签的智能标识系统，其特征在于，所述的标签读写器(2)包括时钟模块(24)、电源模块(25)、读写模块(26)以及依次连接的读写器天线(21)、读写器射频模块(22)和读写器控制芯片(23)，所述的读写器天线(21)与射频天线(13)相互耦合，所述的时钟模块(24)、电源模块(25)和读写模块(26)分别与读写器控制芯片(23)连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于变电站二次电缆吊牌标签的智能标识系统，其特征在于，所述的电缆吊牌标签(1)为Gen2标签。
6.根据权利要求2所述的一种用于变电站二次电缆吊牌标签的智能标识系统，其特征在于，所述的纸质标签记载的电缆信息与射频组件所包含的电缆信息一致，包括电缆序号、电缆起点和终点。
7.根据权利要求6所述的一种用于变电站二次电缆吊牌标签的智能标识系统，其特征在于，所述的纸质标签记载的电缆信息还包括试验人员的电子签字和签名以及检测日期。
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