CN108334916B - 一种基于主动通讯实现气瓶全封闭在线监管的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于主动通讯实现气瓶全封闭在线监管的系统，包括电子信息标签、充装站接收器、客户端接收器、固定接收器、车载接收器、便携接收器、一键呼叫接收器、移动式电子信息标签管理器和管理云平台，其方法为利用移动式电子信息标签管理器和信息管理APP将安装在气瓶上的电子信息标签与气瓶信息一对一绑定，通过电子信息标签主动发射信号，与各接收器建立联系，然后利用互联网通讯技术与云平台建立服务连接，在云平台上实现对气瓶的实时在线监控和管理。本发明能解决当前气瓶管理方法的各种管理短板和漏洞，能降低气瓶的安全隐患，提高气瓶的监管水平，适合各类燃气公司与监管部门对辖下的气瓶以及运营中各环节的行为进行实时在线监管。

Description

一种基于主动通讯实现气瓶全封闭在线监管的系统及方法

技术领域

本发明涉及液化石油气瓶的监管技术，具体为一种基于主动通讯实现气瓶全封闭在线监管的系统及方法。

背景技术

当前，行业内普通采用的气瓶管理方法因技术更新、漏洞暴露，导致气瓶的监管出现漏洞，形成了管理短板。现行的监管技术已无法满足现时的客户需求和气瓶监管要求，既不利于行业的健康发展，也存在很大的安全隐患。

目前，行业内普遍采用的气瓶管理方法主要利用二维码、无源RFID芯片、NFC芯片等，通过人工操作扫描设备来获取信息。但根据应用调研和用户反馈，采用这些原始的管理方法主要存在以下问题：（1）气瓶信息滞后，无法对气瓶进行实时的在线管理；（2）气瓶使用过程中，无法形成完整的闭合环节进行全程、实时、在线管理，尤其客户端的气瓶，长期处于管理真空状态；（3）违规使用、违法充装气瓶的行为不能及时得到监管，甚至无法察觉，不能从根本上解决气瓶管理环节中人为的因素影响；（4）系统外的违规组装、超服役期使用等违规气瓶依然可以存在和使用，且不易被发现，存在很大的安全隐患；（5）已经加装了二维码、无源芯片的气瓶仍然可以进行交叉充装且不易被发现；（6）大量复制的二维码出现，系统无法识别真伪。

发明内容

本发明所要解决的问题是：解决现行监管技术和方法的不足，提供一种基于主动通讯实现气瓶全封闭在线监管的方法，实现对气瓶信息与状态的在线查询、监控、管理。同时，通过关键节点的设置，对于气瓶跨区域充装、非法充装过期气瓶等违法行为，以及气瓶脱离封闭在线环境等异常情况，云平台都能实时监管和及时警示，达到更好的监管效果。

本发明采用全新的技术方案，改进了监管设备，将原来的被动模式转变为主动模式，在气瓶端安装有源的电子信息标签，在所有涉及到气瓶的地方通过各类型接收器建立起封闭的运作环境，定时向管理云平台发送气瓶的状态信息，并由管理平台对气瓶全生命周期内的各项信息进行封闭、实时、在线管理。本发明结合了新的监管设备方案与云信息管理平台，实现对气瓶的有效监管。

为实现本发明所述的新的监管技术，本发明需要解决的另一些技术问题包括：

电子信息标签的安全、尺寸和供电时间问题，既要确保电子信标的安全，实现实时在线管理，还要确保低功耗，使电子信标满足防爆要求和待机时间要求；新型物联网技术在百万级以上气瓶监管场景中的应用；管理云平台的接口程序、特定设置及信息处理和管理；对终端客户服务请求的响应；如何形成封闭的气瓶循环系统，实时进行监控管理，杜绝气瓶流失、非自有产权瓶充装以及使用过期气瓶等情况的发生。

要解决上述问题，本发明所采用的技术方案和方法如下：

利用窄带物联网传输技术（在本发明中，主要采用原生2.4G无线通信作为具体实施方式，但技术思路亦不限于蓝牙、ZigBee、RFID、NB-loT等），根据不同的应用场景，设计了充装站接收器、客户端接收器、固定接收器、车载接收器、便携接收器、一键呼叫接收器等多种类型的接收器，将接收器布置于所有气瓶循环流通的各环节，形成封闭的物联网系统。

该基于主动通讯方式实现气瓶全封闭在线监管的系统，包括：

电子信息标签，该标签有固定于气瓶防护罩上和嵌入角阀两种安装形式，为有源电子信息标签，已通过防爆认证，其会主动、定时向接收器发送状态、电量等信息，当其内置的霍尔开关被感应接通，也会发送包含ID号、电量等信息的特定功能码；

充装站接收器，用于接收电子信息标签发送过来的信息，再将信息传送至信息管理云平台；充装站接收器是系统管理中的一个关键节点，电子信息标签只有经过充装站接收器之后，方可再被客户端接收器或一键呼叫接收器接受；

客户端接收器，用于接收电子信息标签发送过来的信息，再将信息传送至信息管理云平台，客户端接收器是系统管理中的一个关键节点，电子信息标签在进入一个客户端接收器如超过设定时间后（该时间可根据需要进行设置，如为2小时），在没有经过充装站接收器之前，不再被其它客户端接收器或一键呼叫接收器接受；

固定接收器，主要安装于门店、检测站、电子标签生产厂家等场所，用于接收电子信息标签发送过来的信息，再将信息传送至信息管理云平台；

车载接收器，安装在危险品运输车上，用于接收运输车上所载气瓶的电子信息标签发送的信息，再将信息传送至信息管理云平台；

便携接收器，由送气工随身携带，用于接收送气工配送气瓶时的电子信息标签发送的信息，再将信息传送至信息管理云平台；

一键呼叫接收器，安装于居民用户家中，用于接收电子信息标签发送过来的信息，再将信息传送至信息管理云平台；用户也可以按动一键呼叫接收器上的按钮，发送订气或检修等需求给云平台，由后台客服人员完成服务响应；

移动式电子信息标签管理器，用于感应电子信息标签使其发送特定功能码让设备接收，设备在显示屏上显示电子信息标签的电量、ID号以及生成该ID号所对应的二维码；

管理云平台，通过接口程序接收电子信息标签通过接收器传送过来的信息，并对信息进行处理、管理和响应，平台名为：Maxlumos Information Management System（简称MIMS），是一套基于“互联网+”的全封闭在线监管系统；该套系统实现了液化石油气瓶全生命周期的封闭、实时、在线监管，旨在让正规燃气企业直接掌握及管理终端客户与气瓶，杜绝非法充装，防止使用过期瓶，保障用气安全；同时，也应用于监管部门对辖下经营企业的行为和气瓶进行实时监管；

气瓶信息管理APP，提供“新增气瓶”、“检测气瓶”两种气瓶信息与电子信息标签绑定的方式，通过录入气瓶信息及扫描移动式电子信息标签管理器提供的电子信息标签二维码，将气瓶信息与电子信息标签一对一绑定，同时提供检测合格气瓶信息与电子信息标签一对一绑定的管理；

用户端APP，用户可进行一键呼叫、订气、确认订单、评价服务、意见反馈、气瓶信息查询等操作；

所述电子信息标签通过窄带物联网传输信号至各个接收器，各个接收器通过无线通讯信号与在线管理云平台进行服务连接，所述管理云平台架设于云服务器上，为各类气瓶企业和监管机构提供实时在线服务，对接收的气瓶相关信息进行实时的信息处理，并根据预置规则做出相应的响应，为客户提供便利的服务平台；所述管理云平台分别与企业呼叫中心、政府监管部门进行通讯连接。

所述移动式电子信息标签管理器，包括壳体和设置在壳体内的PCB板、开关电源，所述PCB板上安装有ARM芯片，所述ARM芯片分别与开关电源、无线收发模块及磁感应装置、状态指示灯、液晶屏电路连接；所述无线收发模块可采用不同窄带传输技术（2.4G RF、RFID、ZigBee、蓝牙等），可以实现空旷环境下直线感应通信距离≤30厘米（距离可通过系统设定调整其接收范围）；所述磁感应装置在电子信息标签内霍尔开关响应距离内能使霍尔开关接通，移动式电子信息标签管理器接收到电子信息标签接通霍尔开关后发出的特定功能码后，获得该电子信息标签的电量、ID号，将其电量、ID号显示于显示屏上，并且生成该ID号对应的二维码显示于显示屏上。

所述的电子信息标签，包括壳体和设置在壳体内的PCB板、纽扣电池，所述PCB板上安装有主控MCU和若干个状态指示灯，所述主控MCU分别与定时器、霍尔开关、无线收发模块和纽扣电池电路连接，所述无线收发模块可采用2.4G RF、RFID、ZigBee、蓝牙等各种窄带技术，采用稳定有效的通信机制，可以实现空旷环境下感应距离≥20米以上，确保数据发送成功，所述霍尔开关在接受特定强度磁场时，接通无线收发模块使其发送一次特定的功能码让移动式电子信息标签管理器接收，所述纽扣电池有低电量报警功能。所述电子信息标签能适应多种气候以及震动工作环境，通过防爆产品认证。

所述一键呼叫接收器，包括壳体和设置在壳体内的PCB板、开关电源，所述PCB板上安装有MCU芯片，所述MCU芯片分别与开关电源、无线收发模块及数据通讯模块电路连接；所述无线收发模块可采用不同窄带传输技术（2.4G RF、RFID、ZigBee、蓝牙等），可以实现空旷环境下直线感应通信距离≥20米（距离可通过系统设定减小其接收范围）；所述数据通讯模块采用GSM、WiFi或NB-loT中的一种通讯模块；所述接收器通过各种窄带技术接收电子信息标签信号，采用GPRS或NB-loT等方式通信；所述数据通信时间可通过系统设定进行调节，在数据通信间隔时，所述一键呼叫接收器处于休眠状态；所述一键呼叫接收器有一键呼叫按钮，按下按钮自动复位，同时向管理云平台上传信号。

所述接收器，包括充装站接收器、客户端接收器、固定接收器，车载接收器，便携接收器等类型；所述接收器的通用结构包括壳体和设置在壳体内的PCB板、开关电源；所述壳体外接天线；所述PCB板上安装有MCU芯片，所述MCU芯片分别与开关电源、无线收发模块及数据通讯模块电路连接；所述无线收发模块可采用不同窄带传输技术（2.4G RF、RFID、ZigBee、蓝牙等），可以实现空旷环境下直线感应通信距离≥20米（可自定义）；所述数据通讯模块采用GSM、WiFi或NB-loT中的一种通讯模块；所述接收器通过各种窄带技术接收电子信息标签信号，采用GPRS或NB-loT等方式通信；所述接收器能适应多种气候并具有一定的防水防尘防爆效果；所述接收器能快速读取大数量电子信息标签信息，并在信息发生变化时通过WiFi、GPRS或NB-loT等方式定向将信标传送的信息上传管理云平台。

该基于主动通讯实现气瓶全封闭在线监管的方法，包括如下过程：

利用移动式电子信息标签管理器、气瓶信息管理APP将安装在气瓶上的电子信息标签与气瓶信息（包括：制造单位、使用单位、出厂编号、使用编号、末次检验年月、下次检验年月、报废年月等）一对一绑定，通过电子信息标签主动发射信号，与各接收器建立联系，使气瓶在封闭的物联网系统中运营，然后利用互联网通讯技术（包括但不限于GPRS、4G、WIFI等）与云平台建立服务连接，在云平台上实现对气瓶的实时在线监控和管理。

气瓶信息管理APP，由气瓶检测单位或燃气经营企业使用。在气瓶信息管理APP中，可利用APP提供的气瓶信息输入及扫描功能，将新购/检测气瓶的相关信息与安装在气瓶上的电子信息标签一对一绑定，也可以将已经导入管理云平台中的气瓶信息，通过扫描电子信息标签的二维码，将气瓶信息与安装在气瓶上的电子信息标签一对一进行绑定；所述气瓶信息管理APP可提供气瓶生产相关信息（包括：制造单位、使用单位、出厂编号、使用编号、末次检验年月、下次检验年月、报废年月等）录入、信息查询等功能。

事先在管理云平台将充装站接收器、客户端接收器、固定接收器和对应的地址信息进行绑定，将车载接收器和对应的车辆车牌号码信息进行绑定，以及将便携接收器与使用该设备的送气工信息进行绑定，确保各接收器在合适位置及连接网络连接，并做好保护措施；所述接收器通过各种窄带技术接收电子信息标签信号，所述接收器能快速读取大数量电子信息标签信息，并在信息发生变化时通过WiFi、GPRS或NB-loT等方式定向将电子信息标签传送的信息上传管理云平台。

所述云平台还设置有用户端APP，提供给终端用户使用。在用户端APP上，用户可进行一键呼叫、订气、确认订单、评价服务、意见反馈、气瓶信息查询等操作，是用户与企业之间建立供需关系的直接渠道之一；

客户关注用户端APP后，在APP上可以将客户信息、一键呼叫接收器的ID号进行注册，注册成功后即实现一键呼叫接收器与与客户信息绑定，也可通过管理云平台的后台人员将一键呼叫接收器与客户信息绑定，然后将一键呼叫接收器放置在合适位置并注意保护；所述一键呼叫接收器每接收到电子信息标签状态变化的信息之后即将电子信息标签的信息发送到管理云平台，一键呼叫接收器的数据通信时间可通过系统设定进行调节，在数据通信间隔时，一键呼叫接收器处于休眠状态，所述一键呼叫接收器有一键呼叫按钮，按下按钮自动复位，同时向管理云平台上传信号。

当电子信息标签脱离接收器建立起的封闭物联网系统，云平台会实时提出警示信息，通过查看气瓶轨迹，可以知道气瓶丢失的时间及相关责任人；通过设置充装站接收器作为关键环节，当气瓶到非所属经营企业的充装站进行充装，未经过所属经营企业的充装站接收器解除锁定，再次送到客户端时，云平台会实时提出警示信息，通过查看气瓶轨迹，可以知道对气瓶进行非法充装的相关责任人；当某一公司的气瓶进入其他公司接收器范围，云平台会实时提出警示信息，通过查看气瓶轨迹，可以知道气瓶被其他公司收取的时间及相关责任人；当气瓶超期使用，云平台通过判断所绑定气瓶的信息提出警示信息。

所述管理云平台包括11个功能模块，分别为一键呼叫模块、订单管理模块、气瓶跟踪模块、广告管理模块、消费者模块、分组管理模块、接收器管理模块、信标管理模块、网关管理模块、异常管理模块和系统管理模块。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、变被动为主动，安装于气瓶上的电子信息标签通过主动通讯的方式定期发射信号，传送状态等信息，通过接收器接收然后向管理云平台发送相关信息，消除了人为因素影响，保证所有气瓶在其整个全生命周期内都实时在线，处于受控状态，确保气瓶监管的完整性和有效性；

2、每个电子信息标签有唯一电子标签号，与气瓶的信息绑定后，能对气瓶身份进行有效识别，非平台内的气瓶，无法通过平台网关进入，保证气瓶身份的唯一性和可溯源性；

3、通过各种接收器建立起一个封闭的物联网运营系统，依托管理云平台作为数据服务中心，使加装了电子信息标签的气瓶在该系统中循环使用，通过对关键环节的特定设置，实现实时在线监控管理，一旦气瓶脱离接收器、跨区域违规充装或超期使用，平台立即报警提示，通过气瓶轨迹查出相关责任人进行查处，从而彻底杜绝气瓶流失、交叉充装、使用过期瓶等违规违法行为，确保气瓶状态可控，充装合法合规；

4、平台可对接政府监管部门的执法系统，将所监控到的异常警示信息作为线索提交给执法系统，形成企业、政府监管部门共同监督，维护燃气市场良好的秩序和行为，打击黑气以及各种违法违规行为，消除各类安全隐患；

5、一键呼叫接收器可对客户端气瓶状态进行实时监管，解决了客户端气瓶长期缺乏有效监管的问题，同时“一键呼叫”功能使客户需求定向发送到管理云平台，既方便了客户，也避免了客户受非法经销商影响而使用不明来源的产品。用户还可通过用户端APP，查看所使用气瓶的状态，避免使用非自有产权气瓶和超期气瓶。企业可通过一键呼叫接收器实时监控客户端气瓶状态、筛选及锁定客户。

附图说明

图1为本发明的系统结构图；

图2为本发明电子信息标签的电路框图；

图3为本发明家用一键呼叫接收器的电路框图；

图4为本发明移动式电子信息标签管理器的电路框图；

图5为本发明的云管理平台系统功能架构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本发明所述的一种基于主动通讯实现气瓶全封闭在线监管的系统，包括电子信息标签（1）、充装站接收器（2）、客户端接收器（3）、固定接收器（4）、车载接收器（5）、便携接收器（6）、一键呼叫接收器（7）、移动式电子信息标签管理器（8）、管理云平台（9）、用户端APP（10）、气瓶信息管理端APP（11）；该系统对应的方法为：首先将电子信息标签安装到气瓶护罩或阀门上，然后通过移动式电子信息标签管理器和气瓶信息录入APP，将电子信息标签与气瓶的制造单位、制造日期、出厂编号、检验日期、报废日期等信息一对一绑定；安装在气瓶上的电子信息标签会定时地通过窄带物联网发送状态、电量等信息至各种类型的接收器，上述接收器再通过WIFI、4G、GPRS等通讯方式将信息实时或定时传送至云服务平台，将气瓶的信息纳入在线系统进行实时监管；同时根据气体充装行业特点针对性的设计了一些关键节点，确保一旦出现跨区域充装气瓶或充装非自有产权瓶等违法行为，系统会自动进行警示。

以下对各部件的构成及使用方法做进一步阐述：

电子信息标签（1），该电子信息标签是本质安全型防爆电子产品，如图2所示，外壳为防静电PC，通过超声波密封，防水防尘。采用一节CR2032-SMT锂电池供电，使用环境温度为-20~60℃。采用无线通讯方式定期主动广播自己的状态信息，包括：ID号、心跳数据、电量数据等，无需人工操作。为确保信息数据的传输，该产品不能用金属将其表面完全覆盖，也不能靠近明火。其实施方式为：

1. 电子信息标签的审批

电子信息标签生产完毕后，信号初次被安装于厂家的接收器接收并上传管理云平台后，平台显示其ID号。此时进行第一级“出厂审批”。通过出厂审批到达气瓶使用单位，进行第二级审批“到货审批”。只有通过了两级审批的电子信息标签，其信息才能正常被管理云平台接收以及管理。该设置是最大限度避免伪造的电子信息标签混入管理云平台而造成混乱。

2. 电子信息标签的安装

电子信息标签有两种方式安装到气瓶上：

A．通过铆钉将电子信息标签固定在气瓶护罩上；

B． 使用工业胶水将电子信息标签粘贴到专门开发的气瓶角阀侧面凹槽内；

3. 电子信息标签与气瓶信息的绑定

当电子信息标签靠近移动式电子信息标签管理器，其内置的霍尔开关感应到磁场后接通，电子信息标签主动发送特定的功能码，管理器收到功能码之后，将该信标的ID号显示到屏幕上，同时生成该ID的二维码。使用气瓶信息绑定APP，录入气瓶信息，然后扫描二维码，上传数据，即将该电子信息标签和气瓶绑定。

充装站接收器（2），其工作原理为：充装站接收器的接收范围是以该接收器为圆心，空旷环境下半径30米的范围都可接收到电子信息标签发送的2.4G RF信息。接收到信息后，即通过WiFi实时将所接收的信息传输到管理云平台。具体实施方式包括：

S1：充装站接收器与充装站信息的绑定

充装站接收器需在管理云平台填写使用地点的具体地址，即将充装站的地理位置与该接收器绑定，从而在系统中即认为，从该接收器发送到管理云平台的电子信息标签信息，都是由该充装站范围内的电子信息标签发送出来的，也就是与电子信息标签绑定的气瓶都在其范围内。

S2：充装站接收器的安装及WiFi连接

充装站接收器主机、2.4G RF天线应通过固定装置安装在气瓶集中操作的地方（例如：充装台、气瓶仓库）30米半径范围内，且最好相对空旷且不易被人员碰撞的地方。同时由于充装站属于防爆场所，因此其电源接头应安装在防爆接线盒内。

充装站接收器的安装位置应该能够接收到充装站的WiFi信号。在安全的地方打开外壳，接通电源，此时主板上的红色指示灯亮起。长按指示灯旁的连接按钮5秒松开，松开后约8秒红灯急促闪烁时，通过手机软件“I SMELL”等近距离搜索设备。找到设备后，输入WiFi密码，红灯颜色变蓝，常亮不再闪烁即为连接成功。关闭外壳紧固螺丝，再安装到工作的位置即可。

S3：充装站接收器的工作方式及使用注意事项

工作方式：接收器属于主动工作状态，无需人工操作。如管理云平台提示系统离线，需要人工切断电源再重新接通电源，以重启设备。

注意事项：该接收器属于电子产品，需注意防雷。接收器工作的场所属于防爆场所，因此电源应安装在防爆接线盒内。

客户端接收器（3），其工作原理是：客户端接收器的接收范围是以该接收器为圆心，空旷环境下半径30米的范围都可接收到电子信息标签发送的2.4G RF信息。接收到信息后，即通过WiFi实时将所接收的信息传输到管理云平台。具体实施方式如下:

S1：客户端接收器与客户信息的绑定

客户端接收器需在管理云平台填写使用地点的具体地址，即将客户的地理位置与该接收器绑定，从而在系统中即认为，从该接收器发送到管理云平台的电子信息标签信息，都是由该客户范围内的电子信息标签发送出来的，也就是与电子信息标签绑定的气瓶都在其范围内。

S2：客户端接收器的安装及WiFi连接

客户端接收器主机通过固定装置安装在瓶库外墙上，将2.4G RF天线引入瓶库内固定好。

客户端接收器的安装位置应该能够接收到客户的WiFi信号。在安全的地方打开外壳，接通电源，此时主板上的红色指示灯亮起。长按指示灯旁的连接按钮5秒松开，松开后约8秒红灯急促闪烁时，通过手机软件“I SMELL”等近距离搜索设备。找到设备后，输入WiFi密码，红灯颜色变蓝，常亮不再闪烁即为连接成功。关闭外壳紧固螺丝，再安装到工作的位置即可。

S3：客户端接收器的工作方式及使用注意事项

工作方式：接收器属于主动工作状态，无需人工操作。如管理云平台提示系统离线，需要人工切断电源再重新接通电源，以重启设备。

注意事项：该接收器属于电子产品，需注意防雷。接收器的电源插头应注意防水。

固定接收器（4），其工作原理是：固定接收器的接收范围是以该接收器为圆心，空旷环境下半径30米的范围都可接收到电子信息标签发送的2.4G RF信息。接收到信息后，即通过WiFi实时将所接收的信息传输到管理云平台。具体实施方式为：

S1：固定接收器与使用地点信息的绑定

固定接收器需在管理云平台填写使用地点的具体地址，即将地址与该接收器绑定，从而在系统中即认为，从该接收器发送到管理云平台的电子信息标签信息，都是由该地址范围内的电子信息标签发送出来的，也就是与电子信息标签绑定的气瓶都在其范围内。

S2：固定接收器的安装及WiFi连接

固定接收器主机通过固定装置安装在适合高度的墙上，将2.4G RF天线指向气瓶或电子信息标签存放使用的场所。

固定接收器的安装位置应该能够接收到该处的WiFi信号。在安全的地方打开外壳，接通电源，此时主板上的红色指示灯亮起。长按指示灯旁的连接按钮5秒松开，松开后约8秒红灯急促闪烁时，通过手机软件“I SMELL”等近距离搜索设备。找到设备后，输入WiFi密码，红灯颜色变蓝，常亮不再闪烁即为连接成功。关闭外壳紧固螺丝，再安装到工作的位置即可

S3：固定接收器的工作方式及使用注意事项

工作方式：接收器属于主动工作状态，无需人工操作。如管理云平台提示系统离线，需要人工切断电源再重新接通电源，以重启设备。

注意事项：该接收器属于电子产品，需注意防雷。接收器的电源插头应注意防水。

车载接收器（5），其工作原理为：车载接收器的接收范围是车厢范围内的电子信息标签发送的2.4G RF信息。接收到信息后，将所接收到的信息储存于设备中，每5分钟（该时间间隔可调整）通过gprs方式将电子信息标签的信息汇总传输到管理云平台。具体实施方式如下：

S1：车载接收器与运输车辆信息的绑定

车载接收器需在管理云平台填写所对应的车辆车牌号码，即将车辆与该接收器绑定，从而在系统中即认为，从该接收器发送到管理云平台的电子信息标签信息，都是由运输车内的电子信息标签发送出来的，也就是与电子信息标签绑定的气瓶都在该运输车上。

S2：车载接收器的安装

车载接收器通过铆钉和固定装置安装在车厢前侧的外车厢板上，将2.4G RF天线引入车厢内固定好，不影响操作不易被碰撞到。车载接收器的电源线经由车厢板和大梁，接入车辆的蓄电池，同时应确保正负极安装正确，否则设备不工作。

S3：车载接收器的工作方式及使用注意事项

工作方式：接收器属于主动工作状态，无需人工操作。

注意事项：车载接收器安装完毕，天线不应超出车厢上沿。电源线应用扎带或其它方式固定，并应经常检查电线有无破损。

便携接收器（6），其工作原理为：便携接收器的接收范围是以该接收器为圆心，空旷环境下半径3米的范围内（该距离可调节）可接收到电子信息标签发送的2.4G RF信息。每5分钟（该时间间隔可调整）通过gprs方式将电子信息标签的信息汇总传输到管理云平台。其具体的实施方式如下：

S1：便携接收器与送气工信息的绑定

便携接收器需在管理云平台填写使用该设备的送气工信息，包括姓名、身份证号、联系电话等，即将送气工与该接收器绑定，从而在系统中即认为，从该接收器发送到管理云平台的电子信息标签信息，都是由该送气工所配送的电子信息标签发送出来的，也就是与电子信息标签绑定的气瓶都由该送气工配送。

S2：便携接收器的工作方式及使用注意事项

工作方式：接收器打开时处于主动工作状态，无需人工操作，必要的时候可以关闭该接收器电源开关。

注意事项：便携接收器指示灯正常工作时颜色为蓝色，当指示灯变红色即表明电池电量低，应进行充电至指示灯颜色变绿表示电池已充满。接收器应注意保护，避免淋雨以及摔砸等行为。

一键呼叫接收器（7），其工作原理为：一键呼叫接收器的接收范围是以该接收器为圆心，空旷环境下半径10米的范围内（该距离可调节）可接收到电子信息标签发送的2.4GRF信息。每接收到电子信息标签状态（包括新进入、离开、电量低等）变化的信息之后即通过gprs方式将电子信息标签的信息发送到管理云平台，如图3所示。当电子信息标签状态无变化时，接收器即进入休眠状态，每60分钟（该时间间隔可调整）通过gprs方式向管理云平台发送一次心跳信息。

当客户按下一键呼叫按键，接收器通过gprs方式向管理云平台发送一个特定的功能信息，系统即提示该接收器有呼叫。具体实施方式如下：

S1：一键呼叫接收器与客户信息的绑定

客户关注用户端APP后，在APP上填写注册用户信息，包括用户名、姓名、身份证号码、常用联系电话、地址及一键呼叫接收器的ID号等信息。注册成功后，该一键呼叫接收器即与客户信息绑定。

也可通过管理云平台的后台人员人工将一键呼叫接收器与客户信息绑定。

S2：一键呼叫接收器的安装

客户根据自己需要将一键呼叫接收器放置在干燥平坦的地方，接通电源，接收器蓝色灯光常亮即显示其已进入正常工作状态。

S3：一键呼叫接收器的工作方式及使用注意事项

工作方式：接收器接通电源后处于主动工作状态，无需人工操作。

注意事项：接收器指示灯正常工作时颜色为蓝色，当按下一键呼叫按键，指示灯由常亮变为闪烁，如信号发送成功，闪烁5次后指示灯恢复常亮。如指示灯持续闪烁，表明信号发送不成功，可重新按下按键，直至指示灯闪烁5次后恢复常亮。接收器应注意保护，避免遇水、明火以及摔砸等行为。

移动式电子信息标签管理器（8），其工作原理是：利用磁感应装置感应电子信息标签的霍尔开关，然后接收电子信息标签发送的特定功能信息。经ARM处理器处理后，将发送特定功能信息的电子信息标签的电量、ID号显示在屏幕上，同时生成对应的二维码显示在屏幕上，供气瓶信息管理端APP进行扫描，如图4所示。具体实施方式如下：

打开移动式电子信息标签管理器电源开关，按下开始扫描按钮，将设备靠近电子信息标签，利用磁感应装置接通电子信息标签的霍尔开关，电子信息标签主动发送特定的功能码，移动式电子信息标签管理器接收到功能码之后，将该电子信息标签的电量、ID号显示到屏幕上，同时生成该ID的二维码。按下停止按钮，移动式电子信息标签管理器暂停扫描功能，此时，可以通过气瓶信息管理端APP扫描显示屏上面的二维码。

注意事项：移动式电子信息标签管理器属于电子产品，应避免遇水、明火以及摔砸等行为。当设备提示电量低的时候，应及时充电。

气瓶信息管理端APP（11），通过该APP将气瓶信息录入管理云平台并且与安装在气瓶上的电子信息标签绑定。也可以将完成检测的气瓶信息录入管理云平台并且与安装在气瓶上的电子信息标签绑定，具体方法为：

在安卓操作系统的手机中下载并安装APP，运行该APP使用云管理平台账号即可进入。在APP内填写完整相关的气瓶信息，包括：制造单位、使用单位、出厂编号、使用编号、末次检验年月、下次检验年月、报废年月等，也可通过查询气瓶的出厂编号或使用编号获得系统内已有的气瓶信息，然后扫描移动式电子信息标签管理器生成的电子信息标签二维码，将该电子信息标签安装到对应的气瓶上，即完成电子信息标签与气瓶的绑定。

当气瓶通过定期检测，运行该APP，通过查询气瓶的出厂编号或使用编号获得系统内已有的气瓶信息，然后扫描移动式电子信息标签管理器生成的电子信息标签二维码，将该电子信息标签安装到对应的气瓶上，即完成电子信息标签与气瓶的绑定。

用户端APP（10），其实施方式为：客户关注用户端APP后，在APP上填写注册用户信息，包括用户名、姓名、身份证号码、常用联系电话、地址及一键呼叫接收器的ID号等信息。进入APP可进行“一键呼叫”操作，其作用与一键呼叫接收器的一键呼叫按键一样，点击后发送需求到管理云平台，由客服人员与客户沟通预约服务时间并在管理云平台下单成功后，APP收到订单信息。当服务完成，客户可在APP确认送到家中的气瓶状态是否正常。

客户还可以通过APP对上门服务的人员进行评价，向企业反馈意见等。

确认完成后，该气瓶即与客户的一键呼叫接收器绑定。在气瓶上的电子信息标签重新被车载、充装站等接收器感应到之前，气瓶不会被解除绑定。管理云平台（9），本发明所述的管理云平台是一套基于“互联网+”的对液化石油气瓶全业务环节、全生命周期的实时在线管理信息系统。系统包括11个功能模块（如图5所示），主要包括：

一键呼叫模块：对一键呼叫器提交的所有记录和需求进行信息自动记录和在线实时处理，由企业客服人员根据呼叫记录的不同需求作出相应的响应：对于需要充气的，提交充气订单；对于需要检修服务的，安排人员上门服务等等。在该模块，还能查询到对应客户的姓名、电话、地址等信息，以及该客户通过一键呼叫器提交的所有历史记录。

订单管理模块：主要记录客户通过一键呼叫接收器、客户端APP提交的各类订单，并对订单信息进行系统的管理。在接到客户的需求提示后，后台客服人员可以联系客户预约服务类型及时间，记录客户的订单类型、客户姓名、客户电话、地址、预约时间、下单时间、订单金额等信息，并由系统自动生成订单号；对于终端客户在APP上提交的订单，系统将自动记录相关的订单信息。该模块还提供订单查询、状态维护、查看详情等功能。

气瓶跟踪模块：主要用来在线管理气瓶的实时状态，系统提供两种查看模式，一是列表查看模式，在该模式下，可按接收器的种类（包括一键呼叫、固定、车载、便携、客户端、充装站）查看所属的气瓶列表，记录电子标签号、当前位置、状态、所属消费者、分组、活动轨迹等信息；二是地图查看模式，在该模式下，通过在线地图实时监控到每一个气瓶所在的位置和状态。

通过系统记录的气瓶轨迹，可以查看在某一时间点，气瓶所归属的接收器、状态等信息，对气瓶进行不间断的实时在线监管，并提供轨迹信息的导出功能。同时，系统还与行政监管部门的系统进行对接，将气瓶的异常状态信息通过接口传送给监管部门，为气瓶的安全监管提供实时准确的数据支撑。

广告管理模块：对燃气企业发布在用户端APP上的广告、促销、通知等信息进行管理，根据各燃气企业的需要，通过操作系统提供的模块功能，可以新增、修改、删除、停用、启用相应的广告记录，主要信息包括广告名称、状态、发布时间、分组、链接和图片等信息。

消费者模块：对用户端APP注册的用户信息进行统一管理，记录用户账号、姓名、身份证、电话、地址、邮箱、状态、接收器（一键呼叫接收器）ID号等信息。系统提供密码重置、用户停用、用户启用、模板下载与批量导入功能。

分组管理模块：该模块主要完成燃气企业的分组，根据企业的不同，对不同的分组设置一些属性，包括分组名称、订单类型、气瓶规格、气瓶丢失判断周期、低电量阀值、接收器离线判断周期、接收器归属标识号等信息。

接收器管理模块：对各类型的接收器进行系统管理，主要完成新增、删除、导入接收器的功能。系统将记录接收器的相关属性信息，包括接收器编号、类型、位置、所属分组、状态、送气工姓名、所属网关等信息。

信标管理模块：提供实时在线管理电子信息标签的功能，记录所有电子信息标签的相关信息，包括电子标签号、当前位置、当前状态、出厂审批操作、到货审批操作等。同时，可完成电子信息标签的查询、删除、审批等功能。

网关管理模块：对电子信息标签的信号接收网关进行维护管理，可以添加、删除或修改网关信息。电子信息标签发送的信息，通过接收器接收后，再经过网关被系统所接收，并记录下来进行实时管理。

异常管理模块：对气瓶和接收器的异常状况自动进行记录，并纳入系统管理。后台管理人员通过查看异常提示，及时在线了解气瓶和接收器的状态，根据系统记录的报警对象、报警时间、异常内容等信息进行相应的处理。同时，系统提供异常信息的报表导出功能。

系统管理模块：该模块主要为系统的业务功能服务，提供一系列常规的管理功能与系统参数配置，使系统的使用更便捷、操作更合规，主要提供了操作日志管理、意见反馈管理、后台角色管理、后台用户管理、外观管理、密码管理、通信管理等功能模块。

系统主要作用及功能：

1、各种类型接收器组成封闭的物联网运营系统，电子标签定期发送信号，接收器接收到信号后，将信号上传云服务器，从而实现封闭条件下对绑定了电子信息标签的气瓶进行实时管理，一旦电子标签所发送的信号无法被接收器接收到，平台报警提示；

2、通过设置特定的“充装站接收器”，实现气瓶每次离开客户端接收器后，电子标签所发射信号必须被“充装站接收器”接收到，然后再次释放进入下一次循环使用，否则报警提示，杜绝了交叉充装；

3、通过设置，不同公司之间的电子标签不能被其他公司的接收器所接收，否则报警提示，也是杜绝交叉充装必不可少的一个功能；

4、一键呼叫接收器有“一键呼叫”功能，客户需求定向发送到企业，杜绝黑气骚扰；

5、客户手机APP应用，协助客户确认气瓶信息，消除可能存在的接收器交叉接收电子标签信号的情况，而且接收订单信息，帮助客户辨别是否是正规公司的合格产品。

本发明属于物联网与互联网相结合的“互联网+”领域，该方法颠覆传统的气瓶（液化石油气气瓶）被动间隔通讯、被动接受监管的模式，以一种主动的、实时的通讯方式，将与气瓶信息绑定的电子信息标签的状态、位置、电量等信息通过多种类型的接收器终端向云平台传送，实现对气瓶的全封闭式在线监管，保证在气瓶的全生命周期内，都处于实时监管之下，在受控的环境中流转。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.一种基于主动通讯方式实现气瓶全封闭在线监管的系统，其特征在于，包括：

电子信息标签，该标签有固定于气瓶防护罩上和嵌入角阀两种安装形式，为有源电子信息标签，已通过防爆认证，其会主动、定时向接收器发送状态、电量，当其内置的霍尔开关被感应接通，也会发送包含ID号、电量的特定功能码；

充装站接收器，用于接收电子信息标签发送过来的信息，再将信息传送至信息管理云平台；充装站接收器是系统管理中的一个关键节点，电子信息标签只有经过充装站接收器之后，方可再被客户端接收器或一键呼叫接收器接受；所述充装站接收器包括壳体和设置在壳体内的PCB板、开关电源，所述壳体外接天线；所述PCB板上安装有MCU芯片，所述MCU芯片分别与开关电源、无线收发模块及数据通讯模块电路连接；

客户端接收器，用于接收电子信息标签发送过来的信息，再将信息传送至信息管理云平台，客户端接收器是系统管理中的一个关键节点，电子信息标签在进入一个客户端接收器如超过设定时间后，在没有经过充装站接收器之前，不再被其它客户端接收器或一键呼叫接收器接受；所述客户端接收器包括壳体和设置在壳体内的PCB板、开关电源，所述壳体外接天线；所述PCB板上安装有MCU芯片，所述MCU芯片分别与开关电源、无线收发模块及数据通讯模块电路连接；

固定接收器，主要安装于门店、检测站、电子标签生产厂家，用于接收电子信息标签发送过来的信息，再将信息传送至信息管理云平台；

车载接收器，安装在危险品运输车上，用于接收运输车上所载气瓶的电子信息标签发送的信息，再将信息传送至信息管理云平台；

便携接收器，由送气工随身携带，用于接收送气工配送气瓶时的电子信息标签发送的信息，再将信息传送至信息管理云平台；

一键呼叫接收器，安装于居民用户家中，用于接收电子信息标签发送过来的信息，再将信息传送至信息管理云平台；用户也可以按动一键呼叫接收器上的按钮，发送订气或检修需求给云平台，由后台客服人员完成服务响应；

移动式电子信息标签管理器，用于感应电子信息标签使其发送特定功能码让设备接收，设备在显示屏上显示电子信息标签的电量、ID号以及生成该ID号所对应的二维码；

管理云平台，通过接口程序接收电子信息标签通过接收器传送过来的信息，并对信息进行处理、管理和响应；

气瓶信息管理APP，提供“新增气瓶”、“检测气瓶”两种气瓶信息与电子信息标签绑定的方式，通过录入气瓶信息及扫描移动式电子信息标签管理器提供的电子信息标签二维码，将气瓶信息与电子信息标签一对一绑定，同时提供检测合格气瓶信息与电子信息标签一对一绑定的管理；

用户端APP，用户可进行一键呼叫、订气、确认订单、评价服务、意见反馈、气瓶信息查询；

所述电子信息标签通过窄带物联网传输信号至各个接收器，各个接收器通过无线通讯信号与在线管理云平台进行服务连接，所述管理云平台架设于云服务器上，为各类气瓶企业和监管机构提供实时在线服务，对接收的气瓶相关信息进行实时的信息处理，并根据预置规则做出相应的响应，为客户提供便利的服务平台；所述管理云平台分别与企业呼叫中心、政府监管部门进行通讯连接。

2.根据权利要求1所述的基于主动通讯方式实现气瓶全封闭在线监管的系统，其特征在于：所述移动式电子信息标签管理器包括壳体和设置在壳体内的PCB板、开关电源，所述PCB板上安装有ARM芯片，所述ARM芯片分别与开关电源、无线收发模块及磁感应装置、状态指示灯、液晶屏电路连接，所述磁感应装置在电子信息标签内霍尔开关响应距离内能使霍尔开关接通。

3.根据权利要求1所述的基于主动通讯方式实现气瓶全封闭在线监管的系统，其特征在于：所述的电子信息标签，包括壳体和设置在壳体内的PCB板、纽扣电池，所述PCB板上安装有主控MCU和若干个状态指示灯，所述主控MCU分别与定时器、霍尔开关、无线收发模块和纽扣电池电路连接。

4.根据权利要求1所述的基于主动通讯方式实现气瓶全封闭在线监管的系统，其特征在于：所述一键呼叫接收器，包括壳体和设置在壳体内的PCB板、开关电源，所述PCB板上安装有MCU芯片，所述MCU芯片分别与开关电源、无线收发模块及数据通讯模块电路连接。

5.根据权利要求1所述的基于主动通讯方式实现气瓶全封闭在线监管的系统，其特征在于：所述接收器，包括充装站接收器、客户端接收器、固定接收器、车载接收器、便携接收器；所述接收器的通用结构包括壳体和设置在壳体内的PCB板、开关电源，所述壳体外接天线；所述PCB板上安装有MCU芯片，所述MCU芯片分别与开关电源、无线收发模块及数据通讯模块电路连接。

6.根据权利要求1所述的基于主动通讯实现气瓶全封闭在线监管的系统的方法，其特征在于，包括如下过程：利用移动式电子信息标签管理器、气瓶信息管理APP，结合APP提供的输入及扫描功能，将安装在气瓶上的电子信息标签与气瓶信息一对一绑定；通过电子信息标签主动发射信号，与各接收器建立联系，使气瓶在封闭的物联网系统中运营，然后利用互联网通讯技术与云平台建立服务连接，在云平台上实现对气瓶的实时在线监控和管理。

7.根据权限要求6所述的基于主动通讯实现气瓶全封闭在线监管的方法，其特征在于：事先在管理云平台将充装站接收器、客户端接收器、固定接收器和对应的地址信息进行绑定，将车载接收器和对应的车辆车牌号码信息进行绑定，以及将便携接收器与使用该设备的送气工信息进行绑定，确保各接收器在合适位置及连接网络连接，并做好保护措施；所述接收器通过各种窄带技术接收电子信息标签信号，所述接收器能快速读取大数量电子信息标签信息，并在信息发生变化时通过WiFi、GPRS或NB-loT定向将电子信息标签传送的信息上传管理云平台。

8.根据权限要求6所述的一种基于主动通讯实现气瓶全封闭在线监管的方法，其特征在于：所述云平台还设置有用户端APP，客户关注用户端APP后，在APP上可以将客户信息、一键呼叫接收器的ID号进行注册，注册成功后即实现一键呼叫接收器与与客户信息绑定，也可通过管理云平台的后台人员将一键呼叫接收器与客户信息绑定，然后将一键呼叫接收器放置在合适位置并注意保护，在用户端APP上，用户可进行一键呼叫、订气、确认订单、评价服务、意见反馈、气瓶信息查询；所述一键呼叫接收器每接收到电子信息标签状态变化的信息之后即将电子信息标签的信息发送到管理云平台，一键呼叫接收器的数据通信时间可通过系统设定进行调节，在数据通信间隔时，一键呼叫接收器处于休眠状态，所述一键呼叫接收器有一键呼叫按钮，按下按钮自动复位，同时向管理云平台上传信号。

9.根据权限要求6所述的一种基于主动通讯实现气瓶全封闭在线监管的方法，其特征在于：当电子信息标签脱离接收器建立起的封闭物联网系统，云平台会实时提出警示信息，通过查看气瓶轨迹，可以知道气瓶丢失的时间及相关责任人；通过设置充装站接收器作为关键环节，当气瓶到非所属经营企业的充装站进行充装，未经过所属经营企业的充装站接收器解除锁定，再次送到客户端时，云平台会实时提出警示信息，通过查看气瓶轨迹，可以知道对气瓶进行非法充装的相关责任人；当某一公司的气瓶进入其他公司接收器范围，云平台会实时提出警示信息，通过查看气瓶轨迹，可以知道气瓶被其他公司收取的时间及相关责任人；当气瓶超期使用，云平台通过判断所绑定气瓶的信息提出警示信息。

10.根据权限要求6所述的一种基于主动通讯实现气瓶全封闭在线监管的方法，其特征在于：所述管理云平台包括11个功能模块，分别为一键呼叫模块、订单管理模块、气瓶跟踪模块、广告管理模块、消费者模块、分组管理模块、接收器管理模块、信标管理模块、网关管理模块、异常管理模块和系统管理模块。

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