CN109190424B - 电子标签数据采集系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明旨在提供电子标签数据采集系统，以解决现有技术方案中的至少一个问题。电子标签数据采集系统包括电子标签、RFID读写器、RFID服务器、Zig Bee路由节点和基于Zig Bee的嵌入式数据采集节点；电子标签数据采集方法，包括：控制RFID读写器读取RFID读写器可读范围内电子标签的数据以获取RFID数据，将RFID数据发送到嵌入式数据采集节点；控制嵌入式数据采集节点接受并预处理RFID读写器发送的RFID数据，以及，将预处理后的RFID数据发送到Zig Bee路由节点；控制Zig Bee路由节点将接收预处理后的RFID数据，并将预处理后的RFID数据发送到RFID服务器以供RFID服务器处理。有益技术效果：相对于现有技术降低了数据传输的成本。

Description

电子标签数据采集系统及方法
技术领域
本发明涉及电力领域，具体涉及一种电子标签数据采集系统及方法。
背景技术
电缆线路的巡检是电力行业的常备工作，主要由现场工作人员进行检测，并将检测结果带回，其工作量大，效率低；在电子标签数据采集技术的广泛应用环境下，现有技术通过电子标签存储电缆线路的检测数据，由RFID读写器从电子标签采集原始的检测数据，并采用GPRS网络技术将检测数据传输到服务器，最终由服务器进行统一处理，该现有技术技术存在如下问题：
1、采用GPRS网络技术传输检测数据，成本高、能耗高且无自组织能力；
2、RFID读写器从电子标签采集的检测数据存在着冗余问题(多个阅读器同时检测到同一标签时，就会产生冗余数据)，冗余数据使得检测数据传输带宽要求高、服务器负担重。
发明内容
本发明旨在提供电子标签数据采集系统，以解决现有电子标签数据采集系统成本高的问题。
为了实现所述目的，本发明电子标签数据采集系统，包括电子标签、RFID读写器、RFID服务器、Zig Bee路由节点和基于Zig Bee的嵌入式数据采集节点；
所述电子标签，用于存储电缆线路状态信息；
所述RFID读写器，用于读取电子标签的数据以获取RFID数据，将RFID数据发送到嵌入式数据采集节点；
所述嵌入式数据采集节点与RFID读写器以及Zig Bee路由节点通信相连，用于接受并预处理所述RFID读写器发送的RFID数据，以及，将预处理后的RFID数据发送到Zig Bee路由节点；
所述Zig Bee路由节点与RFID服务器通信相连，用于将接收预处理后的RFID数据，并将预处理后的RFID数据发送到RFID服务器以供RFID服务器处理。
可选的，所述嵌入式数据采集节点包括读写器连接接口，所述嵌入式数据采集节点通过读写器连接接口与RFID读写器有线连接。
可选的，所述嵌入式数据采集节点包括ZigBee无线通信模块；所述嵌入式数据采集节点通过ZigBee无线通信模块与Zig Bee路由节点通信相连。
可选的，所述嵌入式数据采集节点包括处理模块；所述处理模块用于执行所述预处理操作。
可选的，系统还包括蓝牙适配器，所述嵌入式信息采集节点还包括蓝牙无线通信模块；所述嵌入式信息采集节点通过蓝牙无线通信模块与蓝牙适配器通信连接。
可选的，所述预处理包括：冗余过滤。
可选的，所述RFID数据包括标签编码和阅读时间，所述冗余过滤包括：
步骤S1：获取阅读时间在设定时间段内的所有RFID数据；
步骤S2：将步骤S1获取的RFID数据按阅读时间以从后往前的顺序排列，获得排列后的RFID数据集U；
步骤S3：计算得到RFID数据集U中RFID数据的总数量N；
步骤S4：初始化n等于1，初始化s等于2，其中，所述n和s均表示正整数；
步骤S5：获取RFID数据集U中的第n个数据Rn和第s个数据Rs；判断R数据Rn与数据Rs之间的关系是否满足预设条件，如果满足预设条件，则标记该数据Rs，并执行步骤S6；如果不满足设定条件；则执行步骤S8；其中，所述预设条件为：数据Rn的标签编码与数据Rs的标签编码相同且数据Rn的阅读时间与数据Rs的阅读时间的差值小于预设值a；
步骤S6：判断s是否小于N；如果s小于N，则通过公式s＝s+1修改s；并进入步骤S5，如果S不小于N，进入步骤S7；
步骤S7：判断n是否小于N-2；如果n小于N-2，则通过公式n＝n+2修改n，通过公式s＝n+3修改s，如果n不小于N-2，则进入步骤10，
步骤S8：判断s是否小于N；如果s小于N，则通过公式s＝s+1修改s；并进入步骤S5，如果S不小于N，进入步骤S9；
步骤S9：判断n是否小于N-1；如果n小于N-1，则通过公式n＝n+1修改n，通过公式s＝n+2修改s，如果n不小于N-1，则进入步骤10；
步骤S10：删除所有标识过的数据，并结束步骤。
可选的，所述设定时间段为[T-t,T],T表示当前时间，t表示预设时长。
可选的，预设时长t的值为2小时，预设值a的值为1分钟。
本发明另一方面，电子标签数据采集方法，包括：
控制RFID读写器读取电子标签的数据以获取RFID数据，将RFID数据发送到嵌入式数据采集节点；
控制嵌入式数据采集节点接受并预处理RFID读写器发送的RFID数据，以及，将预处理后的RFID数据发送到Zig Bee路由节点；
控制Zig Bee路由节点将接收预处理后的RFID数据，并将预处理后的RFID数据发送到RFID服务器以供RFID服务器处理。
通过实施本发明可以取得以下有益技术效果：由嵌入式数据采集节点将RFID读写器采集的数据通过Zig Bee路由节点发送到服务器；鉴于ZigBee具备低功耗特性、低成本特性和自组织特性，使得本发明的电子标签数据采集系统相对于现有技术，兼备了传输成本低、能耗低、具有自组织的优点；同时，本发明通过嵌入式数据采集节点对RFID数据进行预处理，较少RFID服务器需要处理的内容，进而降低服务器的负担。
由于ZigBee有传输速率低的缺点，本发明通过在预处理过程中实现冗余过滤，减少冗余，进而减少数据传输量，克服了ZigBee有传输速率低的缺点。
附图说明
图1为本申请实施例中电子标签数据采集系统的连接图；
图2为本申请实施例中冗余过滤的流程图；
图3为本申请实施例中电子标签数据采集方法的流程图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明：
实施例1：
如图1所示，本发明电子标签数据采集系统，包括电子标签1、RFID读写器2、RFID服务器5、Zig Bee路由节点4和基于Zig Bee的嵌入式数据采集节点3；
所述电子标签1，用于存储电缆线路状态信息；
所述RFID读写器2，用于读取电子标签1的数据以获取RFID数据，将RFID数据发送到嵌入式数据采集节点3；
所述嵌入式数据采集节点3与RFID读写器2以及Zig Bee路由节点4通信相连，用于接受并预处理所述RFID读写器2发送的RFID数据，以及，将预处理后的RFID数据发送到ZigBee路由节点4；
所述Zig Bee路由节点4与RFID服务器5通信相连，用于将接收预处理后的RFID数据，并将预处理后的RFID数据发送到RFID服务器5以供RFID服务器5处理。
通过实施本发明可以取得以下有益技术效果：由嵌入式数据采集节点将RFID读写器采集的数据通过Zig Bee路由节点发送到服务器；鉴于ZigBee具备低功耗特性、低成本特性和自组织特性，使得本发明的电子标签数据采集系统相对于现有技术，兼备了传输成本低、能耗低、具有自组织的优点；同时，本发明通过嵌入式数据采集节点对RFID数据进行预处理，减少RFID服务器需要处理的内容，进而降低服务器的负担。
应当知道的，所述RFID读写器读取电子标签的数据时，该RFID读写器读取器可读范围内所有电子标签的数据。
可选的，读取电子标签1的数据以获取RFID数据可以包括：读取电子标签1的数据，获取读取数据时的阅读时间，将阅读时间与电子标签1的数据打包形成RFID数据。
可选的，所述嵌入式数据采集节点3包括读写器连接接口31，所述嵌入式数据采集节点3通过读写器连接接口31与RFID读写器2有线连接。其中，读写器连接接口31可以为RS232接口。
可选的，所述嵌入式数据采集节点3包括ZigBee无线通信模块33；所述嵌入式数据采集节点3通过ZigBee无线通信模块33与Zig Bee路由节点4通信相连。ZigBee无线通信模块33作为Zig Bee终端节点与Zig Bee路由节点通信以实现嵌入式数据采集节点3与RFID服务器的通信。
可选的，所述嵌入式数据采集节点3包括处理模块32；所述处理模块32用于执行所述预处理操作。处理模块32可以包括CPU(中央处理器)、FLASH闪存(Flash Memory)和SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步动态随机存储器)；Flash闪存用于存放程序代码、SDRAM作为程序的运行空间、数据及堆栈区。
可选的，系统还包括蓝牙适配器4，所述嵌入式信息采集节点还包括蓝牙无线通信模块34；所述嵌入式信息采集节点3通过蓝牙无线通信模块34与蓝牙适配器4通信连接。蓝牙适配器4用于与PC(个人电脑)或服务器连接；使得服务器或PC可以通过蓝牙适配器4与嵌入式信息采集节点通信；
可选的，所述预处理包括：冗余过滤。由于ZigBee有传输速率低的缺点，本发明通过在预处理过程中实现冗余过滤，减少冗余，进而减少数据传输量，克服了ZigBee有传输速率低的缺点。
可选的，所述冗余过滤可以采用现有技术论文《EERSFS:高能效的混杂RFID数据冗余过滤方法》中的过滤方法。
可选的，所述RFID数据包括标签编码和阅读时间，如图2所示，所述冗余过滤包括：
步骤S1：获取阅读时间在设定时间段内的所有RFID数据；
步骤S2：将步骤S1获取的RFID数据按阅读时间以从后往前的顺序排列，获得排列后的RFID数据集U；
步骤S3：计算得到RFID数据集U中RFID数据的总数量N；
步骤S4：初始化n等于1，初始化s等于2，其中，所述n和s均表示正整数；
步骤S5：获取RFID数据集U中的第n个数据Rn和第s个数据Rs；判断R数据Rn与数据Rs之间的关系是否满足预设条件，如果满足预设条件，则标记该数据Rs，并执行步骤S6；如果不满足设定条件；则执行步骤S8；其中，所述预设条件为：数据Rn的标签编码与数据Rs的标签编码相同且数据Rn的阅读时间与数据Rs的阅读时间的差值小于预设值a；
步骤S6：判断s是否小于N；如果s小于N，则通过公式s＝s+1修改s；并进入步骤S5，如果S不小于N，进入步骤S7；
步骤S7：判断n是否小于N-2；如果n小于N-2，则通过公式n＝n+2修改n，通过公式s＝n+3修改s；并进入步骤S5，如果n不小于N-2，则进入步骤10，
步骤S8：判断s是否小于N；如果s小于N，则通过公式s＝s+1修改s；并进入步骤S5，如果S不小于N，进入步骤S9；
步骤S9：判断n是否小于N-1；如果n小于N-1，则通过公式n＝n+1修改n，通过公式s＝n+2修改s，如果n不小于N-1，则进入步骤10；
步骤S10：删除所有标识过的数据，并结束步骤。
通过上述步骤可以快速且完整地过滤冗余数据。
可选的，所述设定时间段为[T-t,T],T表示当前时间，t表示预设时长，其中预设时长t的值可以设置成2小时，预设值a的值可以设置为1分钟；可选的，所述冗余过滤每1分钟执行所述步骤S1～步骤S10。
实施例2：
如图3所示，电子标签数据采集方法，包括：
步骤Y1：控制RFID读写器读取电子标签的数据以获取RFID数据，将RFID数据发送到嵌入式数据采集节点；
步骤Y2：控制嵌入式数据采集节点接受并预处理RFID读写器发送的RFID数据，以及，将预处理后的RFID数据发送到Zig Bee路由节点；
步骤Y3：控制Zig Bee路由节点将接收预处理后的RFID数据，并将预处理后的RFID数据发送到RFID服务器以供RFID服务器处理。
在一个实施例中，所述RFID数据包括标签编码和阅读时间，所述预处理包括冗余过滤，如图2所示，所述冗余过滤包括：
步骤S1：获取阅读时间在设定时间段内的所有RFID数据；
步骤S2：将步骤S1获取的RFID数据按阅读时间以从后往前的顺序排列，获得排列后的RFID数据集U；
步骤S3：计算得到RFID数据集U中RFID数据的总数量N；
步骤S4：初始化n等于1，初始化s等于2，其中，所述n和s均表示正整数；
步骤S5：获取RFID数据集U中的第n个数据Rn和第s个数据Rs；判断R数据Rn与数据Rs之间的关系是否满足预设条件，如果满足预设条件，则标记该数据Rs，并执行步骤S6；如果不满足设定条件；则执行步骤S8；其中，所述预设条件为：数据Rn的标签编码与数据Rs的标签编码相同且数据Rn的阅读时间与数据Rs的阅读时间的差值小于预设值a；
步骤S6：判断s是否小于N；如果s小于N，则通过公式s＝s+1修改s；并进入步骤S5，如果S不小于N，进入步骤S7；
步骤S7：判断n是否小于N-2；如果n小于N-2，则通过公式n＝n+2修改n，通过公式s＝n+3修改s，如果n不小于N-2，则进入步骤10，
步骤S8：判断s是否小于N；如果s小于N，则通过公式s＝s+1修改s；并进入步骤S5，如果S不小于N，进入步骤S9；
步骤S9：判断n是否小于N-1；如果n小于N-1，则通过公式n＝n+1修改n，通过公式s＝n+2修改s，如果n不小于N-1，则进入步骤10；
步骤S10：删除所有标识过的数据，并结束步骤。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.电子标签数据采集系统，其特征在于，包括电子标签、RFID读写器、RFID服务器、ZigBee路由节点和基于Zig Bee的嵌入式数据采集节点；
所述电子标签，用于存储电缆线路状态信息；
所述RFID读写器，用于读取电子标签的数据以获取RFID数据，将RFID数据发送到嵌入式数据采集节点；
所述嵌入式数据采集节点与RFID读写器以及Zig Bee路由节点通信相连，用于接受并预处理所述RFID读写器发送的RFID数据，以及，将预处理后的RFID数据发送到Zig Bee路由节点；
所述Zig Bee路由节点与RFID服务器通信相连，用于将接收预处理后的RFID数据，并将预处理后的RFID数据发送到RFID服务器以供RFID服务器处理；
所述嵌入式数据采集节点包括读写器连接接口，所述嵌入式数据采集节点通过读写器连接接口与RFID读写器有线连接；所述嵌入式数据采集节点包括ZigBee无线通信模块；所述嵌入式数据采集节点通过ZigBee无线通信模块与Zig Bee路由节点通信相连；所述嵌入式数据采集节点包括处理模块；所述处理模块用于执行所述预处理操作；系统还包括蓝牙适配器，所述嵌入式数据采集节点还包括蓝牙无线通信模块；所述嵌入式数据采集节点通过蓝牙无线通信模块与蓝牙适配器通信连接；所述预处理包括：冗余过滤；所述RFID数据包括标签编码和阅读时间，所述冗余过滤包括：
步骤S1：获取阅读时间在设定时间段内的所有RFID数据；
步骤S2：将步骤S1获取的RFID数据按阅读时间以从后往前的顺序排列，获得排列后的RFID数据集U；
步骤S3：计算得到RFID数据集U中RFID数据的总数量N；
步骤S4：初始化n等于1，初始化s等于2，其中，所述n和s均表示正整数；
步骤S5：获取RFID数据集U中的第n个数据R n和第s个数据Rs；判断R数据R n与数据Rs之间的关系是否满足预设条件，如果满足预设条件，则标记该数据Rs，并执行步骤S6；如果不满足设定条件；则执行步骤S8；其中，所述预设条件为：数据R n的标签编码与数据Rs的标签编码相同且数据R n的阅读时间与数据Rs的阅读时间的差值小于预设值a；
步骤S6：判断s是否小于N ；如果s小于N，则通过公式s=s+1修改s；并进入步骤S5，如果s不小于N，进入步骤S7；
步骤S7：判断n是否小于N-2；如果n小于N-2，则通过公式n=n+2修改n，通过公式s=n+3修改s，如果n不小于N-2，则进入步骤10，
步骤S8：判断s是否小于N ；如果s小于N，则通过公式s=s+1修改s；并进入步骤S5，如果s不小于N，进入步骤S9；
步骤S9：判断n是否小于N-1；如果n小于N-1，则通过公式n=n+1修改n，通过公式s=n+2修改s，如果n不小于N-1，则进入步骤10；
步骤S10：删除所有标识过的数据，并结束步骤；
所述设定时间段为[T-t,T],T表示当前时间，t表示预设时长；预设时长t的值为2小时，预设值a的值为1分钟。
2.电子标签数据采集方法，应用于权利要求1所述电子标签数据采集系统，其特征在于，包括：
控制RFID读写器读取电子标签的数据以获取RFID数据，将RFID数据发送到嵌入式数据采集节点；
控制嵌入式数据采集节点接受并预处理RFID读写器发送的RFID数据，以及，将预处理后的RFID数据发送到Zig Bee路由节点；
控制Zig Bee路由节点将接收预处理后的RFID数据，并将预处理后的RFID数据发送到RFID服务器以供RFID服务器处理。
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