CN107392290B - 一种城市绿植智能电子标签的管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种城市绿植智能电子标签及管理系统，包括部署于绿植上的电子标签，及管理终端、管理服务器；电子标签包括标识区、充电区、第一感应区，第一感应区内部设有NFC感应线圈；充电区中部形成贯穿的充电孔，充电区内置环绕充电孔的电力感应线圈；电子标签内还设有主控制器和NFC收发芯片；管理终端包括第二感应区和供电区；供电区设有导磁柱，导磁柱底端嵌套于供电线圈中；第二感应区内部设有NFC感应线圈。本发明所述电子标签防水性强，携带信息丰富，并可为园林管理者和市民提供绿植信息，管理系统构建了统一管理城市绿植的平台，并为市民提供查询服务，不仅利于绿植管理，而且能提高市民的环保意识。

Description

一种城市绿植智能电子标签的管理系统
技术领域
本发明涉及一种用于识别的标签，具体是一种城市绿植智能电子标签的管理系统。
背景技术
近年来，随着城市化进程的加快以及市民对生活环境要求的日益提高，城市绿化也越来越受到重视，主要表现在绿化面积的增加，绿植种类的增加和园艺造型的多样化。以往城市中千篇一律的以杨树、梧桐等为主的道旁树和公园里以松树、冬青为主的绿植，正在被种类更加丰富，造型各异的绿植取代。但同时也出现一个问题，这些新品种的绿植，种植成本管理成本会比杨树、梧桐等常见树种更高，而且对于同一个公园来说，种类各异的绿植，有的喜阳，有的喜阴，有的耐旱，有的需要常浇水，有的抗病虫害能力差，对于管理者来说，需要区别对待，但目前还没有可靠的方法让园林管理者，尤其是经验不丰富的园林管理者准确区分不同种类的绿植。此外，出于好奇心或者教育小孩子的目的，很多市民除了想知道绿植的种类名称等信息，同时也希望更多地了解树木的年龄、习性等信息，但是目前为止，城市中往往只有少部分道旁树或者绿植上悬挂着简单的标识牌，记录树木的名称，缺乏更多的公开信息。如果能给城市中的绿植加上电子标签，准确记录每一颗树木的种类、种植年龄、习性等基本信息，同时，为树木设定独有的ID号，园林管理人员根据ID号做树木的管理维护记录(浇水、除虫等)，不仅有利于让市民更多地了解绿植，提高保护绿植的意识，而且有利于管理者加强对绿植的管理，利于绿植的良好成长。
NFC(近场通信，NearFieldCommunication)，又称近距离无线通信，是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输交换数据。这个技术由免接触式射频识别(RFID)演变而来，与RFID一样，NFC信息也是通过频谱中无线频率部分的电磁感应耦合方式传递，但两者之间还是存在很大的区别。首先，NFC是一种提供轻松、安全、迅速的通信的无线连接技术，其传输范围比RFID小。其次，NFC与现有非接触智能卡技术兼容，已经成为得到越来越多主要厂商支持的正式标准。再次，NFC还是一种近距离连接协议，提供各种设备间轻松、安全、迅速而自动的通信。与无线世界中的其他连接方式相比，NFC是一种近距离的私密通信方式。与我们目前使用较多的蓝牙技术相比，NFC使用更加方便，成本更低，能耗更低，建立连接的速度也更快，只需0.1秒钟。
在每棵绿植上增加NFC标签，可以记录绿植的名称、年龄以及管理维护记录，成本低廉。
发明内容
本发明就是为了解决上述问题，所提供了一种城市绿植智能电子标签的管理系统。
本发明是按照以下技术方案实施的。
一种城市绿植智能电子标签的管理系统，包括部署于绿植上的电子标签、与电子标签交互信息并为其充电的管理终端、部署于云端的管理服务器、从电子标签获取信息并与管理服务器通讯的应用终端；
所述电子标签上设有固定带；电子标签本体为弧形，左右两侧分别为标识区和充电区，中间为第一感应区，第一感应区内部设有NFC感应线圈；所述标识区外壁设有标识牌，标识牌四角设有固定脚，固定脚弯折并嵌入电子标签顶面和底面的嵌位孔内；所述充电区中部形成贯穿的充电孔，充电区内置环绕充电孔的电力感应线圈，电力感应线圈两端连接充电电路输入端，充电电路输出端连接充电电池；电子标签内还设有主控制器和NFC收发芯片，主控制器通过控制管脚连接NFC收发芯片，NFC收发芯片连接NFC感应线圈；所述主控制器内部设有存储模块、计时模块和校验码生成模块，所述存储模块中存储有长度为8字节的标识字段，长度为16～64字节的特征字段，长度为4字节的校验字段；
所述管理终端包括第二感应区和供电区；所述供电区设有导磁柱，导磁柱底端嵌套于供电线圈中，顶端向外凸出形成插入充电孔内的圆柱形凸台；所述第二感应区内部设有NFC感应线圈；管理终端的一组相对的侧面各设有一组弹性卡扣，另一侧面设有接线端口；管理终端内部还设有无线网络模块和供电模块；
所述云端的管理服务器中存储有以不同的标识字段为索引的一定数量电子标签信息数据，包括特征字段、操作记录；管理服务器通过无线网络连接多个管理终端或多个应用终端，通过校验算法验证来自管理终端的数据包。
所述电子标签本体外壳为全封闭ABS工程塑料材质，所述固定带为改性尼龙材质，固定带上设有用于调整其长度的调节扣，所述标识牌为金属材质，表面形成抗氧化层。
所述管理终端内的无线网络模块为3G或4G模块。
所述电子标签顶面和底面形成条形卡槽，所述管理终端的弹性卡扣嵌入卡槽内。
所述校验码生成模块根据标识字段的内容和当前日期生成校验字段并写入到存储模块中。
所述应用终端内置NFC收发芯片和NFC线圈，并通过3G或4G网络访问管理服务器。
所述管理终端的接线端口连接内部的供电模块和控制电路，管理终端还通过接线端口连接外部的电池组和PC机。
本发明获得了如下有益效果。
本发明提供了一种城市绿植智能电子标签的管理系统，本发明为城市中的绿植设定了专属的ID标签，主要针对需要重点保护或者需要重点加强管理的树木。一方面市民可以通过标签了解树木的基本信息，另一方面可通过智能手机中内置的NFC模块获取树木的详细信息，不仅能了解新知识，而且提高市民爱护绿植的意识。此外，园林绿化部门的工作人员每次对设有电子标签的树木进行管理维护后，通过管理终端对此次维护进行登记记录，并上传管理服务器，利于整个城市对园林绿化工作的细致化管理。电子标签内置定期刷新的校验码，防止部分行为不端的管理人员消极怠工。电子标签外壳全封闭防水设计，内置电池并采用无线充电方式定期为电池充电。避免接触式供电方式带来的漏电、短路、触点腐蚀氧化等风险。本发明结构简单，使用方便，充分满足了使用者的需要，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明中电子标签的结构示意图；
图2是本发明中电子标签的俯视图；
图3是本发明中标识牌的主视图；
图4是本发明中管理终端的结构示意图；
图5是本发明中管理终端的俯视图；
图6是本发明中充电电路的结构示意图；
图7是本发明中电控系统的结构框图。
其中，1.电子标签；101.嵌位孔；102.标识牌；103.固定脚；104.卡槽；105.充电孔；106.第一感应区；107.充电电路；108.电力感应线圈；2.固定带；3.管理终端；301.导磁柱；302.接线端口；303.弹性卡扣；304.第二感应区；305.供电线圈；306.供电模块。
具体实施方式
以下参照附图及实施例对本发明进行进一步的技术说明。
如图1～7所示，一种城市绿植智能电子标签的管理系统，包括部署于绿植上的电子标签1、与电子标签1交互信息并为其充电的管理终端3、部署于云端的管理服务器、从电子标签1获取信息并与管理服务器通讯的应用终端；
所述电子标签1上设有固定带2；电子标签1本体为弧形，左右两侧分别为标识区和充电区，中间为第一感应区106，第一感应区106内部设有NFC感应线圈；所述标识区外壁设有标识牌102，标识牌102四角设有固定脚103，固定脚103弯折并嵌入电子标签1顶面和底面的嵌位孔101内；所述充电区中部形成贯穿的充电孔105，充电区内置环绕充电孔105的电力感应线圈108，电力感应线圈108两端连接充电电路107输入端，充电电路107输出端连接充电电池；电子标签1内还设有主控制器和NFC收发芯片，主控制器通过控制管脚连接NFC收发芯片，NFC收发芯片连接NFC感应线圈；所述主控制器内部设有存储模块、计时模块和校验码生成模块，所述存储模块中存储有长度为8字节的标识字段，长度为16～64字节的特征字段，长度为4字节的校验字段；
所述管理终端3包括第二感应区304和供电区；所述供电区设有导磁柱301，导磁柱301底端嵌套于供电线圈305中，顶端向外凸出形成插入充电孔105内的圆柱形凸台；所述第二感应区304内部设有NFC感应线圈；管理终端3的一组相对的侧面各设有一组弹性卡扣303，另一侧面设有接线端口302；管理终端3内部还设有无线网络模块和供电模块306；
所述云端的管理服务器中存储有以不同的标识字段为索引的一定数量电子标签1信息数据，包括特征字段、操作记录；管理服务器通过无线网络连接多个管理终端3或多个应用终端，通过校验算法验证来自管理终端3的数据包。
所述电子标签1本体外壳为全封闭ABS工程塑料材质，所述固定带2为改性尼龙材质，固定带2上设有用于调整其长度的调节扣，所述标识牌102为金属材质，表面形成抗氧化层。
所述管理终端3内的无线网络模块为3G或4G模块。
所述电子标签1顶面和底面形成条形卡槽104，所述管理终端3的弹性卡扣303嵌入卡槽104内。
所述校验码生成模块根据标识字段的内容和当前日期生成校验字段并写入到存储模块中。
所述应用终端内置NFC收发芯片和NFC线圈，并通过3G或4G网络访问管理服务器。
所述管理终端3的接线端口302连接内部的供电模块306和控制电路，管理终端3还通过接线端口302连接外部的电池组和PC机。
实施例一：
本发明的原理和使用方法为：
标识牌102上刻有树木的种类、种植年份、主要特征介绍等文字信息，标识牌102四角的固定脚103弯折并嵌入电子标签1顶面和底面的嵌位孔101内。标识牌102为标准化生产，安装电子标签1之前就需要将标识牌102在电子标签1上固定完成。
将管理终端3的导磁柱插入充电孔105内，弹性卡扣303嵌入卡槽104内，第一感应区106和第二感应区304贴合。管理终端3的接线端口302连接外部的PC机和电池组。其中电池组通过相互耦合的电力感应线圈108和供电线圈305为电子标签1内部的电池充电。导磁柱301的存在，一方面可保证管理终端3和电子标签1贴合紧密，另一方面保证了更多的磁感线穿过电力感应线圈108，提高了电能转换效率。相互靠近的第一感应区106和第二感应区304之间，形成了PC机到电子标签1内部的数据通道，进而可通过PC机向电子标签内部的NFC模块写入或修改数据，数据内容最终存放于存储模块中，包括长度为8字节的标识字段，长度为16～64字节的特征字段。标识字段为ID号，每棵树木均不相同；特征字段允许一定的相同，里面存放的是树木的基本信息，包括树龄、习性等。数据内容写入或修改完毕后，管理终端3将内容通过3G或4G网络上传云端的管理服务器；管理服务器以数据库的方式，根据每棵树木的ID号，对其进行标记。
电子标签1固定于树干上，本体的弧面结构内侧朝向树干，并使用发泡胶粘接在树干上；粘接完毕再将固定带2环绕树干扎紧。
实施例二：
园林管理部门统一查看所辖范围内所有部署电子标签1的树木，并根据各自习性，安排相应的管理维护人员，按照特定日期前往特定地点维护和管理相应的树木，例如浇水、施肥、喷洒农药、除虫等。
管理维护人员完成维护工作后，按实施例一的方式，建立管理终端3与电子标签1之间的连接，一方面修改电子标签1中存储模块里面对应“最后维护时间”的字段内容；另一方面读取电子标签1中的校验字段，并将此次维护记录连同校验字段一起发送给位于云端的管理服务器。
由于校验字段由树木的ID与当前日期通过特定算法计算出来；管理服务器中执行相同算法，即可校验管理终端3发来的校验字段是否正确；如不正确，就不会更新此次维护记录，并将此管理终端计入可疑名单，此种情况下，存在管理维护人员伪造管理记录的可能性。使用校验字段可以避免此类情况的出现。
实施例三：
市民使用内置NFC模块的智能手机靠近电子标签1时，可读取标签内容，通过专属的APP软件或基于BS架构的网络系统，将读取到的树木标识字段发送给管理服务器，即可收到管理服务器的回复信息，信息中包括树木的种类及详细介绍，生活习性，种植年份等信息。便于市民对自己喜欢的绿植进行深入了解。

Claims (7)

1.一种城市绿植智能电子标签的管理系统，其特征在于，包括部署于绿植上的电子标签(1)、与电子标签(1)交互信息并为其充电的管理终端(3)、部署于云端的管理服务器、从电子标签(1)获取信息并与管理服务器通讯的应用终端；
所述电子标签(1)上设有固定带(2)；电子标签(1)本体为弧形，左右两侧分别为标识区和充电区，中间为第一感应区(106)，第一感应区(106)内部设有NFC感应线圈；所述标识区外壁设有标识牌(102)，标识牌(102)四角设有固定脚(103)，固定脚(103)弯折并嵌入电子标签(1)顶面和底面的嵌位孔(101)内；所述充电区中部形成贯穿的充电孔(105)，充电区内置环绕充电孔(105)的电力感应线圈(108)，电力感应线圈(108)两端连接充电电路(107)输入端，充电电路(107)输出端连接充电电池；电子标签(1)内还设有主控制器和NFC收发芯片，主控制器通过控制管脚连接NFC收发芯片，NFC收发芯片连接NFC感应线圈；所述主控制器内部设有存储模块、计时模块和校验码生成模块，所述存储模块中存储有长度为8字节的标识字段，长度为16～64字节的特征字段，长度为4字节的校验字段；
所述管理终端(3)包括第二感应区(304)和供电区；所述供电区设有导磁柱(301)，导磁柱(301)底端嵌套于供电线圈(305)中，顶端向外凸出形成插入充电孔(105)内的圆柱形凸台；所述第二感应区(304)内部设有NFC感应线圈；管理终端(3)的一组相对的侧面各设有一组弹性卡扣(303)，另一侧面设有接线端口(302)；管理终端(3)内部还设有无线网络模块和供电模块(306)；
所述云端的管理服务器中存储有以不同的标识字段为索引的一定数量电子标签(1)信息数据，包括特征字段、操作记录；管理服务器通过无线网络连接多个管理终端(3)或多个应用终端，通过校验算法验证来自管理终端(3)的数据包。
2.如权利要求1所述的一种城市绿植智能电子标签的管理系统，其特征在于，所述电子标签(1)本体外壳为全封闭ABS工程塑料材质，所述固定带(2)为改性尼龙材质，固定带(2)上设有用于调整其长度的调节扣，所述标识牌(102)为金属材质，表面形成抗氧化层。
3.如权利要求1所述的一种城市绿植智能电子标签的管理系统，其特征在于，所述管理终端(3)内的无线网络模块为3G或4G模块。
4.如权利要求1所述的一种城市绿植智能电子标签的管理系统，其特征在于，所述电子标签(1)顶面和底面形成条形卡槽(104)，所述管理终端(3)的弹性卡扣(303)嵌入卡槽(104)内。
5.如权利要求1所述的一种城市绿植智能电子标签的管理系统，其特征在于，所述校验码生成模块根据标识字段的内容和当前日期生成校验字段并写入到存储模块中。
6.如权利要求1所述的一种城市绿植智能电子标签的管理系统，其特征在于，所述应用终端内置NFC收发芯片和NFC线圈，并通过3G或4G网络访问管理服务器。
7.如权利要求1所述的一种城市绿植智能电子标签的管理系统，其特征在于，所述管理终端(3)的接线端口(302)连接内部的供电模块(306)和控制电路，管理终端(3)还通过接线端口(302)连接外部的电池组和PC机。
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