CN108399441A - 基于rfid技术的珍稀濒危保护植物电子档案管理体系 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于RFID技术的珍稀濒危保护植物电子档案管理体系，包括安装在植株上的RFID电子标签、具有NFC芯片的智能手机、与读取设备通过无线网络连接的数据库服务器和系统应用服务器；巡护人员利用现有支持NFC芯片的智能手机，可将RFID电子标签内的信息直接录入上传至数据库服务器；本系统无需为巡护人员单独采购读取设备，在保证珍稀濒危保护植物电子档案管理系统正常使用的前提下，大大降低了成本；同时不同形状的RFID电子标签设于不同位置的植株上，满足对珍稀濒危保护植物编码的显示同时，降低了整个系统的成本；在科普区设二维码标签，公众可直接扫描了解植株信息，无需纸质宣传科普，节约社会成本。

Description

基于RFID技术的珍稀濒危保护植物电子档案管理体系

技术领域

本发明涉及珍稀濒危保护植物档案管理系统技术领域，具体涉及一种基于RFID技术的珍稀濒危保护植物电子档案管理体系。

背景技术

射频识别，RFID(Radio Frequency Identification)技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，俗称电子标签。可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。具有以下优点：

1、快速扫描；2、体积小型化、形状多样化；3、抗污染能力和耐久性；4、可重复使用；5、穿透性和无屏障阅读；6、数据的记忆容量大； 7、安全性：由于RFID电子标签承载的是电子式信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不易被伪造及变造。

手机二维码是二维码技术在手机上的应用，二维码是用特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的矩形方阵记录数据符号信息的新一代条码技术，由一个二维码矩阵图形和一个二维码号，以及下方的说明文字组成，具有信息量大，纠错能力强，识读速度快，全方位识读等特点。将手机需要访问时、使用的信息编码到二维码中，利用手机的摄像头识读，这就是手机二维码。手机二维码可以印刷在包装、图书等多种载体上，用户通过手机摄像头扫描二维码或输入二维码下方的号码、关键字即可实现快速上网，快速便捷的浏览网页、下载图文、音乐、了解企业产品信息，而省去了在手机上输入URL的繁琐过程，实现一键上网。同时，还可以方便的获取公共服务信息，实现手机阅读等功能。

目前并没有一款专门针对珍稀濒危保护植物的电子档案的管理系统，常用的是手工测量、记录，纸质保存，或者将纸质的内容录入或扫描至电脑进行保存，不能随时快速的调取每个植株的相关信息，不但效率低，无法满足管理部门的需求，也没有针对公众的科普需求设计相应可随时查看的电子资料。

现有的电子档案管理系统中的RFID阅读器都是一个单独的设备，对于应用本系统的企事业属于一笔大的支出，因此需要开发一种可以应用现有具有NFC功能的手机来完成电子标签阅读的系统，同时根据不同的需求制作不同类型的电子标签。随着智能手机和NFC技术的普及，通过 NFC技术来拓展智能手机的硬件功能成为智能手机应用拓展的一种重要途径。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于RFID技术的珍稀濒危保护植物电子档案管理体系，以解决现有技术中的问题。

本发明的一种基于RFID技术的珍稀濒危保护植物电子档案管理体系，包括安装在植株上的具有珍稀濒危保护植物编码的RFID电子标签、读取RFID电子标签上的珍稀濒危保护植物编码的读取设备、与读取设备通过无线网络连接的数据库服务器和具有对外信息发布及查询功能的系统应用服务器；还包括由系统应用服务器生成的二维码标签，用于对社会公众提供信息推介与科普信息服务；所述读取设备包括信息处理单元以及与其连接的信息读取单元、信息录入单元、信息显示单元、信息存储单元、植株定位单元和具有无线上网功能的信息传输单元，所述信息读取单元包括用于采集植株图像照片的摄像头和用于采集RFID电子标签内的珍稀濒危保护植物编码的NFC芯片，所述信息传输单元根据珍稀濒危保护植物编码与数据库服务器上的植株管理信息数据库进行交互；

所述数据库服务器上有数据库软件且建立有相应的各珍稀濒危保护植物的植株管理信息数据库；所述系统应用服务器上开发有植株信息管理系统，用于实现对外信息发布及管理部门查询功能；

所述珍稀濒危保护植物编码由保护区编码和植株的保护编码构成，珍稀濒危保护植物编码采用15位数字或字母构成，所述保护区编码为5 位数字，所述植株的保护编码为10位数字，所述植株的保护编码由4 位的公里网格编号、1位的地块类型编号和5位的网格内流水编码构成，每棵植株的保护编码都是唯一的；

所述RFID电子标签包括通用型RFID电子标签和展示型RFID电子标签，所述通用型RFID电子标签的形状为直径30mm的圆形，且中心留有直径3mm的圆孔，方便悬挂于植株上；所述展示型RFID电子标签的形状为4.5cm*2.5cm的长方形，且左上角留有直径3mm的圆孔，方便悬挂于植株上。

优选的，所述信息录入单元采用按键，用于录入植株的基本信息；所述信息显示单元采用显示器，用于显示植株的基本信息；所述植株定位单元采用GPS定位单元，用于测量植株所处位置的经纬度；所述信息传输单元采用GPRS单元。

优选的，所述读取设备采用具有NFC芯片的智能手机。

优选的，所述RFID电子标签采用无源RFID芯片。

采用以上的结构，使本发明的具有以下有益效果：

1、本发明中的巡护人员利用现有支持NFC芯片的智能手机，直接安装珍稀濒危保护植物电子档案管理系统的APP软件，即可将RFID电子标签内的信息直接录入上传至数据库服务器，同时将现场测量得到的植株基本信息录入系统进行交互；本系统无需为巡护人员单独采购读取设备，在保证珍稀濒危保护植物电子档案管理系统正常使用的前提下，大大降低了成本；同时不同形状的RFID电子标签设于不同位置的植株上，满足对珍稀濒危保护植物编码的显示同时，降低了整个系统的成本。

2、本发明由系统应用服务器生成的二维码标签，悬挂于科普区，公众可以直接利用智能手机的微信扫码功能扫描二维码标签了解当前植株的基本信息，满足信息获取与科普信息需求，无需纸质宣传科普，节约社会成本。

3、本发明可通过摄像头对植株进行拍照，并将植株照片上传至数据库服务器，供管理部门通过植株信息管理系统及时了解植株的生长情况；可以通过NFC芯片读取珍稀濒危保护植物编码，同时利用GPS定位单元对植株的经纬度进行采集，并通过信息传输单元将珍稀濒危保护植物编码和经纬度上传至数据库服务器对植株所处的保护区的具体位置、经纬度和地块类型进行保存，供管理部门通过植株信息管理系统及时查看。

4、本发明利用先进的RFID技术，实现植株监测、巡护数据的自动读写和智能化管理，数据的科学分析与处理，在节约人力、提高管理和科研效率的同时，实现信息共享，既能为保护区的科学研究提供数据支撑，也能为社会公众提供信息推介与科普信息服务；本发明基于RFID 技术的珍稀濒危保护植物电子档案管理体系为巡护人员通过系统定位与识别特定植株提供方便，提高了巡护工作效率。管理部门通过本发明能够快速、及时、准确的了解每株植株的保护编码、地理位置、生态环境及巡护情况。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出本发明的流程框图示意图；

图2示出本发明的通用型RFID电子标签的结构示意图；

图3示出本发明的展示型RFID电子标签的结构示意图；

图4示出本发明实施例的攀枝花苏铁国家级自然保护区公里网格示意图；

图5示出本发明实施例中电子标签编码表格示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。

所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其他实施例，都属于本发明所保护的范围。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介简介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体意义。

如图1-3所示，本发明的一种基于RFID技术的珍稀濒危保护植物电子档案管理体系，包括安装在植株上的具有珍稀濒危保护植物编码的 RFID电子标签、读取RFID电子标签上的珍稀濒危保护植物编码的读取设备、与读取设备通过无线网络连接的数据库服务器和具有对外信息发布及查询功能的系统应用服务器；还包括由系统应用服务器生成的二维码标签，用于对社会公众提供信息推介与科普信息服务；所述RFID电子标签采用无源RFID芯片；所述读取设备包括信息处理单元以及与其连接的信息读取单元、信息录入单元、信息显示单元、信息存储单元、植株定位单元和具有无线上网功能的信息传输单元，所述信息读取单元包括用于采集植株图像照片的摄像头和用于采集RFID电子标签内的珍稀濒危保护植物编码的NFC芯片，所述信息传输单元根据珍稀濒危保护植物编码与数据库服务器上的植株管理信息数据库进行交互；所述读取设备采用具有NFC芯片的智能手机或者具有NFC芯片的平板电脑；巡护人员利用现有支持NFC芯片的智能手机，直接安装珍稀濒危保护植物电子档案管理系统的APP软件，即可将RFID电子标签内的信息直接录入上传至数据库服务器，同时将现场测量得到的植株基本信息录入系统进行交互；本系统无需为巡护人员单独采购读取设备，在保证珍稀濒危保护植物电子档案管理系统正常使用的前提下，大大降低了成本；由系统应用服务器生成的二维码标签，悬挂于科普区，公众可以直接利用智能手机的微信扫码功能扫描二维码标签了解当前植株的基本信息，满足信息获取与科普信息需求，无需纸质宣传科普，节约社会成本；

所述数据库服务器上有数据库软件且建立有相应的各珍稀濒危保护植物的植株管理信息数据库；所述系统应用服务器上开发有植株信息管理系统，用于实现对外信息发布及管理部门查询功能；

所述珍稀濒危保护植物编码由保护区编码和植株的保护编码构成，珍稀濒危保护植物编码采用15位数字或字母构成，所述保护区编码为5 位数字，所述植株的保护编码为10位数字，所述植株的保护编码由4 位的公里网格编号、1位的地块类型编号和5位的网格内流水编码构成，每棵植株的保护编码都是唯一的；方便植株的定位查询；

所述RFID电子标签包括通用型RFID电子标签和展示型RFID电子标签，所述通用型RFID电子标签的形状为直径30mm的圆形，且中心留有直径3mm的圆孔，方便悬挂于植株上；所述展示型RFID电子标签的形状为4.5cm*2.5cm的长方形，且左上角留有直径3mm的圆孔，方便悬挂于植株上，不同形状的RFID电子标签设于不同位置的植株上，满足对珍稀濒危保护植物编码的显示同时，降低了整个系统的成本。

所述信息录入单元采用按键，用于录入植株的基本信息；所述信息显示单元采用显示器，用于显示植株的基本信息；所述植株定位单元采用GPS定位单元，用于测量植株所处位置的经纬度；所述信息传输单元采用GPRS单元；本发明通过摄像头对植株进行拍照，并将植株照片上传至数据库服务器，供管理部门通过植株信息管理系统及时了解植株的生长情况；可以通过NFC芯片读取珍稀濒危保护植物编码，同时利用GPS 定位单元对植株的经纬度进行采集，并通过信息传输单元将珍稀濒危保护植物编码和经纬度上传至数据库服务器对植株所处的保护区的具体位置、经纬度和地块类型进行保存，供管理部门通过植株信息管理系统及时查看。

具体操作流程：首先利用RFID电子标签初始化设备对RFID电子标签进行初始化，为每个RFID电子标签赋予唯一编码，然后由巡护人员通过RFID电子标签上的圆孔利用细铝丝悬挂于植株上，完成悬挂后，利用具有NFC芯片的智能手机对RFID电子标签进行扫描，将RFID电子标签中的对应的保护区、公里网格、地块类型、网格流水号进行录入，同时对当前植株的生长情况进行测量以及对所处的经纬度进行测量，根据测量得到的信息通过手机的按键和摄像头完成当前植株信息的录入，则完成了植株的信息采集，没有网络时可以存储在手机的信息存储单元，有网络时直接利用其GPRS单元将数据信息上传至数据库服务器，通过植株信息管理系统进行显示。

由系统应用服务器生成的二维码标签，采用同样的悬挂方式悬挂于科普区的植株上，公众可以直接利用智能手机的微信扫码功能扫描二维码标签了解当前植株的基本信息，满足信息获取与科普信息需求，无需纸质宣传科普，节约社会成本。

具体实施例：

所述植株信息管理系统采用电脑软件终端，所述电脑软件终端包含物种目录模块、植株档案模块和监测管理模块；

物种目录模块下包含用于对物种进行查询、重置和新建操作的名录管理模块；植株档案模块包含植株档案管理模块、植株照片管理模块、物种组成管理模块和电子标签管理模块；植株档案管理模块用于对植株基本信息进行编辑、删除和增加，植株照片管理模块用于对照片进行查询、重置和新建，以及对每个照片进行编辑和删除，物种组成管理模块用于对物种的组成名称进行查询、重置和新增，电子标签管理模块用于对RFID电子标签数据信息进行查询、导出、重置和新增；监测管理模块包含植株监测管理模块、巡护记录管理模块和鸟类监测管理模块；植株监测管理模块用于对每个植株的珍稀濒危保护植物编码进行查询、导出、重置和新增；巡护记录管理模块用于通过具体的巡护人员编号对巡护信息进行查询、导出、新增和重置，巡护记录包含巡护编号、巡护路线、组长、记录人、天气、巡护日期、巡护情况等信息，这些信息可以被编辑和删除；鸟类监测管理模块用于通过调查巡护人员、地点区域、开始和结束时间查询到具体的监测信息，同时可对这些信息进行查询、导出、重置和新增。

将本系统应用的珍稀濒危保护植物具体为：攀枝花苏铁。

所述通用型RFID电子标签，采用具有唯一电子编码的电子标签，根据在保护区的勘察情况，在小样地、大样地、科普试验区共建设20000 个攀枝花苏铁通用型RFID电子标签，所述通用型RFID电子标签的形状为直径30mm的圆形，且中心留有直径3mm的圆孔，方便悬挂于植株上；首先对每一个通用型RFID电子标签进行初始化，为每个通用型RFID电子标签赋予唯一珍稀濒危保护植物编码，然后根据不同的公里网格以及相匹配的通用型RFID电子标签，安排若干巡护人员负责相应的公里网格内攀枝花苏铁的信息采集，巡护人员通过通用型RFID电子标签上的圆孔将1mm左右的细铝丝贯穿，然后悬挂于攀枝花苏铁的树干上，可以将细铝丝缠绕树干若干圈，然后将细铝丝两端结合拧在一起，保证通用型RFID电子标签不受自然因素而脱落遗失，完成悬挂后，利用具有NFC芯片的智能手机对RFID电子标签进行扫描和经纬度采集，将RFID电子标签中的对应的保护区、公里网格、地块类型、网格流水号进行录入，同时对当前植株的生长情况进行测量以及对所处的经纬度进行测量，根据测量得到的信息通过手机的按键和摄像头完成当前植株信息的录入，则完成了植株的信息采集，没有网络时可以存储在手机的信息存储单元，有网络时直接利用其GPRS单元将数据信息上传至数据库服务器，通过植株信息管理系统进行显示；

具体性能参数如下：

芯片容量：至少能够存储15位的数字或字母组合(例： 510080206109055，图2)；

数据保存：最少10年；

读写时间：1–2毫秒；

读写距离：0–10毫米；

工作温度：-20℃–55℃；

可擦写次数：10万次以上；

供电方式：无源卡；

读取设备：具有NFC芯片的手机；支持小米3、华为MATE 2、华为麦芒C199等读取设备；

耐用性能：防水防尘防腐蚀、抗渗漏、抗日晒，适合在户外长期使用，两年之内不掉色、不变形。

表面雕刻内容为：数字编号，图2为通用型RFID电子标签的雕刻示意图。

所述展示型RFID电子标签，采用具有唯一电子编码的电子标签，在小样地、大样地、科普试验区共建设10000个展示型RFID电子标签，所述展示型RFID电子标签的形状为4.5cm*2.5cm的长方形，且左上角留有直径3mm的圆孔，具体的悬挂方式同通用型RFID电子标签的悬挂方式；具体性能参数如下：

芯片容量：至少能够存储15位的数字或字母组合(例： 510080206100001，图3)；

数据保存：最少10年；

读写时间：1–2毫秒；

读写距离：0–10毫米；

工作温度：-20℃–55℃；

擦写次数：10万次以上；

供电方式：无源卡；

读取设备：具有NFC芯片的手机；支持小米3、华为MATE 2、华为麦芒C199等读取设备。

耐用性能：防水防尘防腐蚀、抗渗漏、抗日晒，适合在户外长期使用，两年之内不掉色、不变形。

表面印刷有数字编号，图3为展示型RFID电子标签结构示意图。

在科普试验区，建立了1000个攀枝花苏铁科普宣教用二维码标签，二维码标签由系统应用服务器生成，打印至相应的载体上，此载体可悬挂于攀枝花苏铁上，具体设置可以与展示型RFID电子标签的介质相同；或者打印在不同材质的纸上，然后封装；二维码标签内包括攀枝花苏铁的植株经纬度、杆高、直径、叶数、叶长、花长、冠幅，以及攀枝花苏铁植株的生长习性、主要价值等信息，访客可通过二维码扫描或具有NFC 近场通讯功能的手机快速了解身边苏铁植株的相关信息，能够满足科普信息服务需求，同时发现异常也可以快速向系统报警。

所述RFID电子标签上设有珍稀濒危保护植物编码，所述有珍稀濒危保护植物编码由保护区编码和植株的保护编码构成，所述有珍稀濒危保护植物编码采用15位数字或字母构成，所述保护区编码为5位数字，攀枝花苏铁国家级自然保护区编码为：51008，其中51表示四川，008是攀枝花苏铁保护区在四川省内保护区的编码，此编码为省厅制定的标准；所述植株的保护编码为10位数字，所述植株的保护编码由4位的公里网格编号、1位的地块类型编号(1位数字，标识地块类型：1、样地；2、普通地；其他等)和5位的网格内流水编码构成，每一个植株的保护编码都是唯一的。网格内流水编码从展示型RFID电子标签开始编起，通用型RFID电子标签继续展示型RFID电子标签的编号往后编。

图4示出本发明实施例的攀枝花苏铁国家级自然保护区公里网格示意图；图4中曲线构成的闭环内是攀枝花苏铁国家自然保护区，与长方形网格内公里网格编号相重叠的部分则为有效公里网格编号，包括 0102、0103、0104、0105、0106、0202、0203、0204、0205、0206、0207、 0301、0302、0303、0304、0305、0306、0307、0401、0402、0403、0404、 0405、0406、0407。

图5示出本发明实施例中电子标签编码表格示意图；其中，攀枝花苏铁国家级自然保护区编码为：51008，其中51表示四川，008是攀枝花苏铁保护区在四川省内保护区的编码，此编码为省厅制定的标准；所述植株的保护编码为10位数字，所述植株的保护编码由4位的公里网格编号，此次要悬挂RFID电子标签的植株分布在0206和0207格内，1位的地块类型编号，1位数字，标识地块类型：1、样地；2、一般地和5 位的网格内流水编码构成，网格内流水编码从展示型RFID电子标签开始编起，通用型RFID电子标签继续展示型RFID电子标签的编号往后编，共计10068个展示型RFID电子标签，10700个通用型电子标签，每一个植株的保护编码都是唯一的。

本发明利用先进的RFID技术，实现植株监测、巡护数据的自动读写和智能化管理，数据的科学分析与处理，在节约人力、提高管理和科研效率的同时，实现信息共享，既能为保护区的科学研究提供数据支撑，也能为社会公众提供信息推介与科普信息服务。本发明基于RFID技术的珍稀濒危保护植物电子档案管理体系为巡护人员通过系统定位与识别特定植株提供方便，提高了巡护工作效率。管理部门通过本发明能够快速、及时、准确的了解每株植株的保护编码、地理位置、生态环境及巡护情况。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种基于RFID技术的珍稀濒危保护植物电子档案管理体系，其特征在于：包括安装在植株上的具有珍稀濒危保护植物编码的RFID电子标签、读取RFID电子标签上的珍稀濒危保护植物编码的读取设备、与读取设备通过无线网络连接的数据库服务器和具有对外信息发布及查询功能的系统应用服务器；还包括由系统应用服务器生成的二维码标签，用于对社会公众提供信息推介与科普信息服务；所述读取设备包括信息处理单元以及与其连接的信息读取单元、信息录入单元、信息显示单元、信息存储单元、植株定位单元和具有无线上网功能的信息传输单元，所述信息读取单元包括用于采集植株图像照片的摄像头和用于采集RFID电子标签内的珍稀濒危保护植物编码的NFC芯片，所述信息传输单元根据珍稀濒危保护植物编码与数据库服务器上的植株管理信息数据库进行交互；

所述数据库服务器上有数据库软件且建立有相应的各珍稀濒危保护植物的植株管理信息数据库；所述系统应用服务器上开发有植株信息管理系统，用于实现对外信息发布及管理部门查询功能；

所述珍稀濒危保护植物编码由保护区编码和植株的保护编码构成，珍稀濒危保护植物编码采用15位数字或字母构成，所述保护区编码为5位数字，所述植株的保护编码为10位数字，所述植株的保护编码由4位的公里网格编号、1位的地块类型编号和5位的网格内流水编码构成，每棵植株的保护编码都是唯一的；

所述RFID电子标签包括通用型RFID电子标签和展示型RFID电子标签，所述通用型RFID电子标签的形状为直径30mm的圆形，且中心留有直径3mm的圆孔，方便悬挂于植株上；所述展示型RFID电子标签的形状为4.5cm*2.5cm的长方形，且左上角留有直径3mm的圆孔，方便悬挂于植株上。

2.根据权利要求1所述的基于RFID技术的珍稀濒危保护植物电子档案管理体系，其特征在于：所述信息录入单元采用按键，用于录入植株的基本信息；所述信息显示单元采用显示器，用于显示植株的基本信息；所述植株定位单元采用GPS定位单元，用于测量植株所处位置的经纬度；所述信息传输单元采用GPRS单元。

3.根据权利要求1所述的基于RFID技术的珍稀濒危保护植物电子档案管理体系，其特征在于：所述读取设备采用具有NFC芯片的智能手机。

4.根据权利要求1所述的基于RFID技术的珍稀濒危保护植物电子档案管理体系，其特征在于：所述RFID电子标签采用无源RFID芯片。