CN109377004A - 一种基于无线技术的工具管理便携装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无线技术的工具管理便携装置及方法，其中，该方法包括如下步骤：在工具上设置无线电子标签；领用工具时，采用便携装置扫描工具上的无线电子标签，生成领用工具清单并存储在便携装置中；使用工具过程中，采用便携装置扫描工具进行工具清点和处理，并提示处理结果。该方法有效实现了工具的现场管理，避免了维护人员使用工具过程中工具丢失的情况发生，提升了工具管理的效率。

Description

一种基于无线技术的工具管理便携装置及方法

技术领域

本发明涉及一种用于工具管理的便携装置，尤其涉及一种基于无线技术的工具管理便携装置，同时涉及该装置实现的工具管理方法。

背景技术

铁路系统中传统的工具管理方式是靠人工清点的方法，在进入工作区进行维护检修前，需要人工清点维护检修人员从库房领用的工具；然后再由维护检修人员将工具带入工区，维护检修人员工作结束后将工具带出工区，归还给库管人员，库管人员进行清点后入库。在工具入库前的清点过程中，一旦出现工具丢失的情况，维护人员需返回工区查找。通常的工区有几公里长，查找丢失的工具会耗费大量的人力和时间，并且效率不高，不利于及时排除安全隐患。

随着无线标签识别技术的发展，例如，利用RFID技术，在工具上粘贴RFID射频标签，通过RFID读写器扫描工具上的标签，实现对工具的管理。常见的RFID读写器是手持终端，采用手持RFID扫描终端时，要确保粘贴在工具上的RFID射频标签不被遮挡，例如两个金属材质的工具叠放在一起时，手持终端就会存在因射频信号被屏蔽而扫描不到的情况。因此在扫描工具时要么将工具按要求摆放好进行扫描，要么逐个进行扫描，才能确保每件工具均能被扫描到。这种方式，显然效率不高，且由于天窗时间和现场环境限制，很难应用于工区现场，目前仅应用于工具出入库的清点管理。

综上所述，铁路系统中现有的工具管理装置或方法存在如下缺陷或弊端：

1)采用人工清点的方式，耗时耗力，不利于及时排除安全隐患；

2)采用RFID技术，目前可实现在工具出入库时对工具的管理，但是手持终端扫描工具的方式难以应用在现场，因此无法及时发现工具丢失的情况，工具入库时如有缺失还需要人工返回工区查找，效率依旧比较低下，不利于及时排除安全隐患。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种基于无线技术的工具管理便携装置。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种基于无线技术的工具管理方法。

为实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种基于无线技术的工具管理便携装置，包括工具收纳模块、标签识别模块、系统控制模块、存储模块和提示模块：

其中，所述工具收纳模块用于放置工具；

所述标签识别模块对放置于工具收纳模块内的工具进行无线扫描清点，并将清点结果发送给所述系统控制模块，所述工具上设置有匹配标签识别模块的无线电子标签；

所述系统控制模块用于对所述标签识别模块进行管理；接收所述标签识别模块发送的清点结果，并对清点结果进行处理；

所述存储模块用于存储领用工具清单；

所述提示模块用于向使用者提示系统控制模块的处理结果。

其中较优地，所述系统控制模块接收所述标签识别模块发送的清点结果，并对清点结果进行处理，其特征在于：

将清点结果与领用工具清单进行对比，如有工具缺失，则调整标签识别模块中用于定位的天线功率，在所述工具收纳模块之外的范围内检测缺失工具。

其中较优地，所述标签识别模块包括多组天线，分别设置于所述工具收纳模块的不同位置。

其中较优地，所述标签识别模块和匹配的无线电子标签所使用的无线技术为蓝牙或RFID。

其中较优地，所述提示模块包括屏幕显示、语音提示、灯光提示中的一种或任意组合。

其中较优地，所述标签识别模块的天线功率可调整，且初始设定只覆盖工具收纳模块内部区域。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种基于无线技术的工具管理方法，包括如下步骤：

在工具上设置无线电子标签；

领用工具时，采用便携装置扫描工具上的无线电子标签，生成领用工具清单并存储在便携装置中；

使用工具过程中，采用便携装置扫描工具进行工具清点和处理，并提示处理结果。

其中较优地，所述使用工具过程中，采用便携装置扫描工具进行工具清点和处理，并提示处理结果，包括如下步骤：

将工具置于所述便携装置的工具收纳模块内进行扫描清点；

将清点结果与领用工具清单进行对比；

清点结果发现有工具缺失，调整标签识别模块的天线功率，在所述工具收纳模块之外的范围内检测缺失工具；

如检测到缺失工具，提示所述缺失工具所在的位置范围；

如未检测到缺失工具，则提示未检到。

其中较优地，所述标签识别模块的天线功率可调整，且初始设定只覆盖工具收纳模块内部区域。

其中较优地，所述标签识别模块包含多组天线，且分别设置于工具收纳模块的不同位置。

本发明所提供的基于无线技术的工具管理方法，通过在工具上设置蓝牙标签或RFID射频标签，利用便携工具装置来实现对工具的现场管理，防范工具丢失。

附图说明

图1为本发明所提供的基于无线技术的工具管理便携装置的结构示意图；

图2为本发明所提供的基于无线技术的工具管理方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容进行详细具体的说明。

本发明提出了一种基于无线技术的工具管理便携装置，简称装置，该装置具有便携性和实时性，同时具有对特定工具的小范围定位能力。该装置可以是封闭式容器也可以以其他非封闭式形态存在，可以根据需求进行设定。在本发明所提供的实施例中，以该装置为封闭式工具箱为例进行说明，以下简称工具箱。本发明主要应用在铁路系统中，帮助铁路系统维护人员对工具进行管理，避免在工具入库时才发现工具缺失需要返回查找的情况发生，提高工具管理的效率。本发明也可应用于其它场景下，比如机场地勤人员维护飞机、码头船舶维修人员维修船只、电力工人维修线缆等，这些场景下工具遗漏现场会造成重大安全隐患。

本发明所涉及无线技术可以采用蓝牙通信技术或RFID射频识别技术。应用蓝牙通信技术时，标签识别模块可由蓝牙路由器来实现，而匹配的无线电子标签就是蓝牙标签；应用RFID射频识别技术时，标签识别模块由RFID射频读写器及射频天线来实现，匹配的无线电子标签就是RFID射频标签。

其中，蓝牙路由器是一种能将蓝牙信号扩展与延伸、实现多台蓝牙设备较大范围的连接与组网的设备，目前蓝牙路由器的最远通信距离已经达到300m。蓝牙标签是一种小型的蓝牙设备，可安装在贵重物品或易丢失物品上，然后使用蓝牙路由器等设备跟踪该标签，以达到检测物品位置的目的。

RFID射频识别技术包括RFID射频标签、读写器、天线等部分，读写器通过扫描工具或物品上的RFID射频标签，来判断物品的位置及种类。射频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；读写器是读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式两种，天线用于在标签和读取器间传递射频信号。

本装置内可以安装RFID读写器，也可以安装蓝牙路由器，或者两种都有。当装置上安装RFID读写器时，对应待管理的工具需设置RFID射频标签，当装置上安装蓝牙路由器时，对应待管理的工具上需设置有蓝牙标签。

具体采用RFID技术还是蓝牙技术，取决于工具的特点。鉴于蓝牙标签通常是有源标签，体积较大，而RFID标签可以是无源标签，体积很小，且很多RFID标签是柔性材质的，对于柔性工具(如抹布)、小型工具(小螺丝刀)等，在结构安装上就不适合用蓝牙标签，而适合采用RFID射频标签，对于一些体积较大的工具，如活动扳手、锤子等，两种标签都可采用。但因蓝牙技术的识别距离更远，更利于对丢失工具的定位查找，所以对两者都适用的工具，优先采用蓝牙标签。如果工具上设置的标签有两种，那么对应的标签识别模块也应有两种。

使用该装置能够帮助铁路维修人员随时随地掌握使用工具的清点收纳情况，可对丢失的工具进行快速的定位，缩短寻找时间，提高铁路运行的安全性。

针对目前铁路系统中对工具管理上存在的耗费大量人力、效率低下、无法实现工区内现场管理及丢失工具的区域定位的问题，提出了基于无线技术的工具管理便携装置，能够更好的提升铁路系统工具管理的效率和安全性。

如图1所示，本发明所提供的基于无线技术的工具管理便携装置，包括工具收纳模块、标签识别模块、存储模块、系统控制模块和提示模块。在工具上需要设置匹配标签识别模块的无线电子标签，无线电子标签可以为蓝牙标签或者RFID射频标签，根据需要设置在工具上。便携装置还包括供电模块，为标签识别模块、系统控制模块、提示模块提供所需的电源，供电模块可以是锂电池组或其他可供电的设备。本实施例中，便携装置设计为一个箱体，工具收纳模块在箱内，简称为工具箱。以采用RFID技术为例，在箱体三个侧面及底面均放置有RFID射频天线，使装置内部的工具存放区域处在一个RFID射频场内。实现从多个方向对工具上的标签进行扫描。通过布置多个天线，形成一个射频场，实现能够从各个方向上对工具上的标签进行扫描，避免出现因信号被屏蔽而扫描不到的情况。

本实施例中标签识别模块即为RFID读写器，可对带有RFID射频标签的工具(RFID射频标签工具)进行检测。在领用工具时，通过对放置在箱子内的领用的工具进行扫描清点，生成领用工具清单。在使用工具的过程中，只要将工具放进箱子进行清点即可。清点结果会发送给系统控制模块。一旦发现有工具缺失，即自动调整RFID读写器的功率，增大RFID射频信号覆盖范围，在较大范围内对丢失的工具进行定位搜索。

系统控制模块用于对整个装置进行统一管理和控制，包括对蓝牙路由器或者RFID读写器上报的数据进行存储、记录，语音提示工具状态，系统电源管理等。具体的，当系统控制模块接收标签识别模块发送的清点结果时，与所存储的领用工具清单进行对比，如果发现工具缺失，调整标签识别模块的天线功率，改变无线信号覆盖范围，在箱体之外的一定范围内对丢失的工具进行定位搜索，具体的处理过程内容在后续进行详细说明。

提示模块用于提示系统控制模块的处理结果，通常具有屏幕显示和语音提示等功能。例如在工具箱上设置一块小屏幕并带有音响和警示灯，当有工具缺失时可以发出警示音或语音提示，并伴有灯光提示，并在屏幕上显示工具名称和图片。处理结果可以是标签识别模块上传的信息，也可以是对工具进行扫描时丢失的工具的位置信息或是工具缺失的提醒信息。其中，提示模块可以是手机等便携式手持终端设备的实现方式，维护人员可通过终端设备与系统控制模块连接，从手机等终端设备上获取工具信息。

图2所示是本发明提供的基于无线技术的工具管理方法的流程图，发明所提供的实施例中，以蓝牙标签和蓝牙路由器为例进行说明。当使用RFID标签和RFID读写器时使用过程相似。本发明提供的基于无线技术的工具管理方法，具体包括如下步骤：

S1，在工具上设置无线电子标签。本例中设置的是蓝牙标签，可以采用粘贴、悬挂或内置等方式来固定标签。

S2，领用工具时，采用便携装置扫描工具上的无线电子标签，生成领用工具清单并存储在便携装置中。

在本发明所提供的实施例中，维修人员从库房领用工具后，打开工具箱的电源，将工具放入工具箱内；待全部工具放入完毕后，按下清点按钮，自动清点箱内工具。

首先通过蓝牙路由器扫描带有蓝牙标签的工具，记录工具数量及类型，并将记录结果上报给系统控制模块。为避免干扰问题，同时节省功耗，延长电池使用寿命，数据上报完成后关闭蓝牙路由器。在本发明所提供的实施例中，蓝牙路由器在扫描到某个工具上的标签，确认工具在箱内并成功读取到蓝牙标签中的ID(蓝牙标签的ID代表工具的类型信息)后，即不再和该标签建立连接，直到下次需要扫描时再建立连接去读取工具的信息。以达到节省带宽和系统功耗的目的。

另外，为了避免多个工具箱之间的相互干扰，初始设定蓝牙路由器的功率或者RFID读写器的功率仅能覆盖工具箱内部区域，以避免系统间的相互干扰问题。

系统控制模块接收蓝牙路由器上报的数据，包括工具数量及类型，将数据记保存好并显示在工具箱的屏幕上，并提示维修人员和库管员工具出库扫描完成，然后由维修人员切断系统电源。如果此时装置通过移动终端加终端适配模块实现，维护人员配有蓝牙手持终端设备，在与本装置的终端适配模块配对连接后，蓝牙手持终端设备上也可会接收到装置控制模块发送的领用工具清单。

S3，使用工具过程中，采用便携装置扫描工具进行工具清点和处理，并提示处理结果。

维修人员进入工区，完成某个维护点以后，现场使用工具箱对所使用的工具进行清点，并将清点结果与系统控制模块中存储的领用工具清单进行比对，如果一致，则提示工具齐全，可继续维护工区内的下一维护点；否则对缺失工具进行定位。定位时逐步调整蓝牙标签识别模块的天线功率，以改变信号覆盖范围，搜索缺失工具所在的区域。在此过程中，如果检测到工具就停止功率调整，并提示检测到工具所在的距离；如果直至最大功率都未检测到，则提示最大覆盖范围的距离内未检到缺失工具。

虽然检测到缺失工具给出的距离是一个环形范围，例如在290-300m左右的范围内检测到缺失工具，这个信息对工人查找工具仍然是非常有帮助的，因为工人在工区维护时，移动的轨迹是比较简单的，有了这个距离提示工人就可沿移动轨迹在300m左右的位置处去查找缺失工具了。

由于工具箱中内置了多个天线，在对缺失工具进行定位时，不需要将多个天线的功率都增加，只需将其中一个方向可对外辐射的天线的功率逐步增大即可。这个过程可全部由系统控制模块来自动完成。

由于在工具使用过程中即可对工具进行实时管理，避免了工具丢失，因此在维护人员完成任务交回工具时，库房清点工具的工作也就简单多了。入库清点过程是对工区内清点结果的再次确认，有利于库管人员核对工具是否真的收纳齐全，没有遗漏，实现维修人员和库房管理人员对工具状态的双重审查，进一步确保铁路行车安全。

综上所述，本发明所提供的基于无线技术的工具管理便携装置和方法，主要应用于铁路系统各工种上道维修人员对工具的现场管理。避免出了工区以后再返回查找，提升工具管理的效率。本发明也可应用于其它工具遗漏现场会造成重大安全隐患的场合，比如机场地勤人员维护飞机、码头船舶维修人员维修船只等场景。

与现有技术相比，主要具有如下优点：

1)采用便携装置并设计工具收纳空间，便于携带到维护现场，通过在便携装置内布置多个天线，在内部形成射频场，从多个方向对工具进行扫描，避免因信号被屏蔽导致的扫描不到的情况出现；

2)具备一定的缺失工具定位能力，采用RFID技术可以实现最远100m的区域定位，采用蓝牙路由器技术可以实现最远300m的区域定位，能帮助用户快速搜索丢失的工具；对工具的现场管理，做到随时随地防范工具的丢失。

上面对本发明所提供的基于无线技术的工具管理便携装置及方法进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (10)

1.一种基于无线技术的工具管理便携装置，其特征在于包括工具收纳模块、标签识别模块、系统控制模块、存储模块和提示模块：

其中，所述工具收纳模块用于放置工具；

所述标签识别模块对放置于工具收纳模块内的工具进行无线扫描清点，并将清点结果发送给所述系统控制模块，所述工具上设置有匹配标签识别模块的无线电子标签；

所述系统控制模块用于对所述标签识别模块进行管理；接收所述标签识别模块发送的清点结果，并对清点结果进行处理；

所述存储模块用于存储领用工具清单；

所述提示模块用于向使用者提示系统控制模块的处理结果。

2.如权利要求1所述的基于无线技术的工具管理便携装置，所述系统控制模块接收所述标签识别模块发送的清点结果，并对清点结果进行处理，其特征在于：

将清点结果与领用工具清单进行对比，如有工具缺失，则调整标签识别模块中用于定位的天线功率，在所述工具收纳模块之外的范围内检测缺失工具。

3.如权利要求1或2所述的基于无线技术的工具管理便携装置，其特征在于：

所述标签识别模块包括多组天线，分别设置于所述工具收纳模块的不同位置。

4.如权利要求3所述的基于无线技术的工具管理便携装置，其特征在于：

所述标签识别模块和匹配的无线电子标签所使用的无线技术为蓝牙或RFID。

5.如权利要求1所述的基于无线技术的工具管理便携装置，其特征在于：

所述提示模块包括屏幕显示、语音提示、灯光提示中的一种或任意组合。

6.如权利要求1所述的基于无线技术的工具管理便携装置，其特征在于：所述标签识别模块的天线功率可调整，且初始设定只覆盖工具收纳模块内部区域。

7.一种基于无线技术的工具管理方法，其特征在于包括如下步骤：

在工具上设置无线电子标签；

领用工具时，采用便携装置扫描工具上的无线电子标签，生成领用工具清单并存储在便携装置中；

使用工具过程中，采用便携装置扫描工具进行工具清点和处理，并提示处理结果。

8.如权利要求7所述的基于无线技术的工具管理方法，所述使用工具过程中，采用便携装置扫描工具进行工具清点和处理，并提示处理结果，具体包括如下步骤：

将工具置于所述便携装置的工具收纳模块内进行扫描清点；

将清点结果与领用工具清单进行对比；

清点结果发现有工具缺失，调整标签识别模块的天线功率，在所述工具收纳模块之外的范围内检测缺失工具；

如检测到缺失工具，提示所述缺失工具所在的位置范围；

如未检测到缺失工具，则提示未检到。

9.如权利要求7所述的基于无线技术的工具管理方法，其特征在于：所述标签识别模块的天线功率可调整，且初始设定只覆盖工具收纳模块内部区域。

10.如权利要求9所述的基于无线技术的工具管理方法，其特征在于：所述标签识别模块包含多组天线，且分别设置于工具收纳模块的不同位置。