CN109816578A - 基于rfid的多区域物资监管系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于RFID的多区域物资监管系统及方法，所述基于RFID的多区域物资监管系统包括：射频识别模块，包括RFID读写器及RFID标签，所述RFID读写器用于读取监控区域内RFID标签的信息；GPS定位模块，用于跟踪定位所述监控区域的实时位置；绑定及解绑模块，用于建立物资与人员或监控区域的绑定关系，以及解除物资与人员或监控区域的绑定关系；信息展示模块，用于显示人员和/或物资在不同监控区域间转移的信息及物资在监控区域内存储的信息；数据存储模块，用于存储人员和/或物资在不同监控区域间转移的信息及物资在监控区域内存储的信息。如此设置，降低了人为管理成本，提高了多区域物资监管的可靠性与安全性。

Description

基于RFID的多区域物资监管系统及方法

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种基于RFID的多区域物资监管系统及方法。

背景技术

一些特殊的物资比如枪支、钱箱等，对所有部门及机关有重大监管意义，所以需要对这些物资进行更加合法、科学的监管，而安全、科学的监管往往离不开信息化的管理。以枪支信息为例，随着法治社会的逐步建立与司法机构的完善，在法院、警察局、押运公司等安全部门拥有专门的枪械库，并为其制定了严格的枪支保管及领取措施及方案。作为重要物资监管的重要环节，监控区域内部的物资监管一般使用人为监管结合视频监管的方式，领取物资需要手工登记，为了确保安全也往往安排固定人员领取。在离开固定监控区域后，一般使用人工监督、主动汇报的方式进行管控，辅以视频监管、移动监控区域GPS定位等。但是这种被动的监管方式，难以实现对物资的主动的、可靠的、响应式的定位和监控。

随着物联网技术及定位技术的完善与发展，全球定位系统(Global PositioningSystem，GPS)和无线射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)这两种典型定位技术也被引入物资监管中，但是在多区域内物资监管及涉及移动监控区域物资监管中，难以实现对物资所处状态的实时监控。

有鉴于此，有必要设计一种基于RFID的多区域物资监管系统及方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于RFID的多区域物资监管系统及方法，以降低人为管理成本，提高多区域物资监管的可靠性与安全性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于RFID的多区域物资监管系统，包括：

射频识别模块，包括设于监控区域内的RFID读写器以及设于人员和物资上的RFID标签，所述RFID读写器用于读取监控区域内RFID标签的信息；

GPS定位模块，包括GPS设备，用于跟踪定位所述监控区域的实时位置；

绑定及解绑模块，用于建立物资与人员或监控区域的绑定关系，以及解除物资与人员或监控区域的绑定关系；

信息展示模块，包括设于监控区域内的显示器，用于显示人员和/或物资在不同监控区域间转移的信息及物资在监控区域内存储的信息；

数据存储模块，用于存储人员和/或物资在不同监控区域间转移的信息及物资在监控区域内存储的信息。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述监控区域为装有RFID读写器及GPS设备的固定监控区域或移动监控区域。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述RFID标签为主动式RFID标签，并包括人员RFID标签和物资RFID标签，所述人员RFID标签内配备有人员信息，物资RFID标签内配备有物资信息，所述RFIP读写器接收人员RFID标签和物资RFID标签发出的射频信号，以便调取人员信息和物资信息。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述绑定关系包括人员信息、物资信息及绑定时间信息。

作为本发明进一步改进的技术方案，人员携带物资在不同监控区域间移动的信息、人员在不同监控区域间转移的信息、物资在不同监控区域间转移的信息及物资在监控区域内存储的信息均通过所述信息展示模块进行展示和所述数据存储模块进行存储。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述数据存储模块包括终端数据库存储、打印的纸质存储及人员手动记录存储三种存储方式。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述信息展示模块包括信息列表展示和GIS地图信息展示。

为实现上述目的，本发明还采用如下技术方案：一种基于RFID的多区域物资监管方法，适用于上述基于RFID的多区域物资监管系统，所述基于RFID的多区域物资监管方法包含以下步骤：

S1：为人员配备具有人员信息的人员RFID标签，为物资配置具有物资信息的物资RFID标签；

S2：在监控区域内，RFID读写器读取所述物资RFID标签的物资信息，并实时展示在所述监控区域内的显示器上，数据存储模块记录并存储所述物资与所述监控区域的绑定关系；

S3：当人员进入监控区域时，RFID读写器读取所述人员RFID标签的人员信息，并实时展示在所述监控区域内的显示器上，数据存储模块记录并存储所述人员进入所述监控区域的信息；

S4：当人员和/或物资离开监控区域时，RFID读写器丢失人员RFID标签和物资RFID标签的信号，所述监控区域内的显示器实时展示人员和/或物资离开的信息，数据存储模块记录并存储人员和/或物资离开的信息。

作为本发明进一步改进的技术方案，还包括步骤：

S5：当人员携带物资进入其他监控区域时，RFID读写器读取人员RFID标签和物资RFID标签的信息，并解除人员和物资的绑定关系、建立物资与监控区域的绑定关系，数据存储模块记录人员携带物资进入监控区域的信息，并在显示器上实时显示。

作为本发明进一步改进的技术方案，当人员携带物资离开监控区域时，RFID读写器丢失人员RFID标签和物资RFID标签的信号，并解除物资和监控区域的绑定关系、建立人员与物资的绑定关系，数据存储模块记录人员携带物资离开监控区域的信息，并在显示器上实时显示。

由以上技术方案可知，本发明将RFID射频识别技术与GPS定位技术相结合，在物资、人员上分别布置RFID标签，在监控区域内布置RFID读写器及GPS设备，从而可对监控区域内部实时监控，自动记录和存储人员、物资的转移信息，进而降低了人为管理成本，提高了多区域物资监管的可靠性与安全性。

附图说明

图1为本发明基于RFID的多区域物资监管系统的结构框图。

图2为本发明基于RFID的多区域物资监管系统的业务场景示意图。

图3为本发明基于RFID的多区域物资监管系统的业务流程示意图。

图4为本发明基于RFID的多区域物资监管系统的系统架构示意图。

图5为本发明基于RFID的多区域物资监管方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

请参图1至图4所示，本发明提供了一种基于RFID的多区域物资监管系统，包含射频识别模块、GPS定位模块、绑定及解绑模块、信息展示模块及数据存储模块。其中，射频识别模块、GPS定位模块及绑定及解绑模块设置于监控区域中，监控区域具体包括固定监控区域及移动监控区域。信息展示模块及数据存储模块设置在监控区域及监控总台中，其中，监控总台位于监控区域之外，用于远程监控及存储多个监控区域及其中人员及物资的转移信息。

射频识别模块包括RFID读写器、RFID标签、RFID天线。具体的，RFID标签设于人员和物资上，本发明中，RFID标签采用自带电池的主动RFID标签，可在各种恶劣环境下工作，且识别距离可达几十米。另外，RFID标签的数据存储量大，可根据用户需求扩充到10K，且具有唯一的RFID编号。通过内部存储字段，可将RFID标签区分为物资RFID标签及人员RFID标签，人员RFID标签内配备有人员信息，物资RFID标签内配备有物资信息。其中，人员信息至少包括工种和工号，物资信息至少包括名称、品牌和编号。

RFID天线与RFID读写器通过馈线相连，用于读取监控区域内的物资RFID标签及人员RFID标签；RFID读写器通过连接线与工控主机相连，用于接收数据及处理接收到的数据。RFID读写器接收人员RFID标签与物资RFID标签发出的射频信号，以便调取数据存储模块中的人员信息及物资信息。

GPS定位模块包括GPS设备，用于跟踪定位监控区域的实时位置；GPS定位模块采用USB模块接入监控总台，接受模式可以为GPS、GLONASS、Galileo等模式，水平精度小于2.0m，可在3.6～5.5V工作环境下持续工作。

信息展示模块包括设于监控区域内的显示器，用于显示人员和/或物资转移的信息及物资存储的信息；具体来讲，人员携带物资在不同监控区域间移动的信息、人员在不同监控区域间转移的信息、物资在不同监控区域间转移的信息及物资在监控区域内存储的信息均可通过所述信息展示模块的显示器进行展示。

优选的，信息展示模块选用LCD显示器展示信息；在监控总台及固定的监控区域配置大屏LCD显示器，在移动的监控区域如押运车等配置车载LCD显示器，准确显示监控区域内包含物资信息及物资、人员进入及离开监控区域的情况。

从信息展示内容来讲，信息展示模块包括信息列表展示和GIS(GeographicInformation System，GIS)地图信息展示。如此设置，可在监控总台显示所有监控区域的地理位置及监控区域内的物资情况，对于移动监控区域而言，可实时更新移动监控区域的位置及移动监控区域内人员、物资的情况，做到对多个监控区域中的所有物资的及时、可靠、有效的监控。

绑定及解绑模块用于建立物资与人员或监控区域的绑定关系，以及解除物资与人员或监控区域的绑定关系；具体来讲，根据射频识别模块，将读取到的物资RFID标签自动与监控区域A或B建立绑定关系，而当满足物资RFID标签及人员RFID标签在短时间内一起离开时，可自动解除监控区域A或B与物资Y的绑定关系，建立人员X与物资Y的绑定关系；当人员X重新进入监控区域A或B时，再自动解除人员X物资Y的绑定关系，重新建立监控区域A或B与物资Y的绑定关系。

具体的，绑定关系包括人员信息、物资信息及绑定时间信息。如此可以实时查看监控区域A或B内物资Y所处的状态，而且，监控区域A或B以外的物资Y具有对应的人员X，如此可以对物资Y进行有效的安全保证。

射频识别模块与GPS定位模块用于锁定人员X、物资Y所处的监控区域，其中射频识别模块读取到监控区域内的物资RFID标签后，通过绑定及解绑模块自动建立或解除物资与监控区域的绑定关系，并将该绑定关系输出于监控区域中的LCD显示器中进行显示。

数据存储模块用于存储人员和/或物资转移的信息及物资存储的信息；具体包括：人员携带物资在不同监控区域间移动的信息、人员在不同监控区域间转移的信息、物资在不同监控区域间转移的信息及物资在监控区域内存储的信息。数据存储模块分别设置在监控总台、固定的监控区域及移动的监控区域中，以便每个监控区域实时记录并存储该监控区域内的物资信息及物资、人员进入和离开监控区域的情况。

数据存储模块包括终端数据库存储、打印的纸质存储及人员手动记录存储三种存储方式，优选为终端数据库存储。

请参图5所示，本发明还提供了一种基于RFID的多区域物资监管方法，主要包含以下步骤：

S1：为人员配备具有人员信息的人员RFID标签，为物资配置具有物资信息的物资RFID标签；

S2：在监控区域内，RFID读写器读取物资RFID标签的物资信息，并实时展示在监控区域内的显示器上，数据存储模块记录并存储物资与监控区域的绑定关系；

S3：当人员进入监控区域时，RFID读写器读取人员RFID标签的人员信息，并实时展示在监控区域内的显示器上，数据存储模块记录并存储人员进入所述监控区域的信息；

S4：当人员和/或物资离开监控区域时，RFID读写器丢失人员RFID标签和物资RFID标签的信号，监控区域内的显示器实时展示人员和/或物资离开的信息，数据存储模块记录并存储人员和/或物资离开的信息；

S5：当人员携带物资进入其他监控区域时，RFID读写器读取人员RFID标签和物资RFID标签的信息，并解除人员和物资的绑定关系、建立物资与监控区域的绑定关系，数据存储模块记录人员携带物资进入监控区域的信息，并在显示器上实时显示。

其中，步骤S1具体为：人员X配备人员RFID标签，人员X的人员信息(包括工种、工号等)存储在人员RFID标签中，物资Y配置物资RFID标签，物资Y的信息(包括名称、品牌、编号等)存储在物资RFID标签中。

步骤S2具体为：物资Y在监控区域A内，RFID读写器主动识别物资RFID标签中的物资信息，绑定及解绑模块建立物资Y与监控区域A的绑定关系，数据存储模块记录并存储物资Y与监控区域A的绑定关系，并在显示器中显示监控区域A内的物资信息。

步骤S3具体为：人员X进入监控区域A时，RFID读写器主动识别其人员RFID标签中的人员信息，记录人员X进入监控区域A的信息，并将其存入数据存储模块中，同时显示器上显示人员X进入监控区域A的信息。

步骤S4具体为：人员X携带物资Y离开监控区域A时，RFID读写器同时失去物资RFID标签信号及人员RFID标签信号，此时绑定及解绑模块解除物资Y与监控区域A的绑定关系、建立人员X与物资Y的绑定关系；监控总台主动向监控区域A发送人员X携带物资Y离开监控区域A的信息，数据存储模块记录人员X携带物资Y离开，并在监控区域A的显示器中去除物资Y的展示，同时在监控区域A以外的显示器中显示人员X携带物资Y离开监控区域A的文字信息。

步骤S5具体为：当人员X携带物资Y进入监控区域B时，监控区域B内的RFID读写器同时读取到人员X、物资Y的RFID标签的信息，此时绑定及解绑模块解除人员X与物资Y的绑定关系、建立物资Y与监控区域B的绑定关系；数据存储模块记录人员X携带物资Y进入监控区域B，并在显示器中显示人员X携带物资Y进入监控区域B的文字信息。

进一步的，当人员X进入监控区域B后，放置物资Y于监控区域B内并离开，此时RFID读写器丢失人员RFID标签的信号，绑定及解绑模块解除人员X与物资Y的绑定关系、重新建立物资Y与监控区域B的绑定关系，数据存储模块记录并存储人员X安置物资Y于监控区域B，并在监控区域B内的显示器上增加安置的物资Y信息。

进一步的，本发明还包括对物资的预警程序，具体来讲，当其他人员(未装配RFID标签的人员)携带物资离开监控区域时，射频识别模块将检测到与监控区域绑定的物资离开监控区域时未与人员建立绑定关系，会主动在终端数据库存储物资异常信息，并在显示器中显示。

以下为本发明应用于押解重要物资的一种实施方式：

请参图3所示，人员X具体为押解员，物资Y具体为枪支，监控区域A具体为储存枪支的枪械库，监控区域B具体为押运车。首先，在枪械库和押运车中布置RFID设备、GPS设备及作为控制系统的工控主机及LCD显示器，所有工控主机通过4G网络或有线网络相连，保证各监控区域数据同步；并在枪支枪托位置安装物资RFID标签，人员RFID标签绑定在押解员胸口口袋中。

其中，RFID设备包括主动式RFID读写器及RFID天线，在监控区域主要位置(如枪械库门口、押运车门内外等)布置RFID天线，RFID天线与主动式RFID读写器通过馈线相连，以便读取监控区域内物资RFID标签及人员RFID标签的信息；RFID读写器通过连接线与押运车内及监控区域内的工控主机相连，用于处理接收到的数据。

GPS设备布置在空旷、开阔、信号不被遮挡/屏蔽的位置，如押运车车头处，枪械库门口或窗口等位置，GPS设备通过USB连接线与工控主机连接，处理接收到的GPS数据。

显示器布置在空旷、易观察监控区域，在枪械库内，显示器布置在枪械库枪械柜位置，押运车中显示器与倒车系统相结合，布置在押运车倒车镜位置。

请参图3和图4所示，当枪支在枪械库时，RFID读写器读取处于枪托处的物资RFID标签的信息，并经过数据处理后展示在枪械库的显示器中，显示器用于显示枪械库存储的枪支数量、编号等信息；

当押解员进入枪械库领取枪支时，枪械库中的RFID读写器识别押解员的人员RFID标签，并将押解员进入枪械库的记录存储在数据存储模块中，同时在枪械库及监控总台的显示器中显示“押解员进入枪械库”；

当押解员领取枪支并携带枪支离开枪械库时，RFID读写器失去押解员及枪支的RFID标签的信号，绑定及解绑模块解除枪支与枪械库的绑定关系，并建立押解员与枪支的绑定关系，将失去信号的押解员及枪支信息存储在数据存储模块中，同时在枪械库及监控总台的显示器中显示“押解员携带枪支离开枪械库”；

当押解员携带枪支进入押运车，押运车中的RFID读写器读取枪支、押解员的RFID标签，绑定及解绑模块解除枪支与人员的绑定关系、建立枪支与押运车的绑定关系，数据存储模块存储进入押运车的人员、枪支信息，并在押运车及监控总台的显示器中显示“押解员携带枪支进入押运车”，与此同时显示监控区域增加枪支的展示；

当押解员开车携带枪支等重要物资去银行等关键位置领取其他物资时，GPS设备将统计地理位置信息并显示在押运车的显示器中，同时将押运车位置信息、押运车内包含的押解员及枪支信息传输至监控总台，以GIS地图展示、列表展示等方式进行统一监控；

当押解员离开押运车执行押运任务时，押运车中的RFID读写器同时失去枪支及人员RFID标签的信号，绑定及解绑模块解除押运车与枪支的绑定关系、建立押解员与枪支的绑定关系，此时押运车及监控总台的显示器显示“押解员携带枪支离开押运车”，押运车的枪支展示监控区域去除此枪支信息，并将枪支、人员失去信号数据存储在数据存储模块中；

当押解员返回押运车时，重新进行人员和物资RFID标签的信息读取，并建立新的绑定关系，此处与押解员携带枪支初次进入押运车时的情况相同，不再赘述；

当押解员执行完押运任务并携带枪支返回枪械库时，枪支、人员同时离开押运车，绑定及解绑模块解除枪支与押运车的绑定关系，押运车的枪支展示监控区域去除此枪支信息，并在LCD显示器中显示“押解员携带枪支离开押运车”；

当押解员携带枪支重新进入枪械库中，枪械库内的RFID读写器感应到枪支、人员的RFID标签信号，在枪械库的LCD显示器中显示“押解员携带枪支进入枪械库”，并解除押解员与枪支的绑定关系、建立枪械库与枪支的绑定关系，与此同时监控总台的显示器中增加归还的枪支信息，并将归还记录存储在数据存储模块中；

押解员归还枪支离开枪械库后，枪械库内的RFID读写器失去对押解员的人员RFID标签的感应，此时枪械库的LCD显示器中会显示“押解员离开枪械库”。

特别的，当非押解员进入枪械库、押运车等监控区域拿走枪支时，RFID读写器失去枪支的RFID标签信号，此时枪械库、押运车将在监控总台的显示器及监控区域主动以语音、文字等形式报警，提示相关人员检查枪支异常情况。具体的，当非押解员进入枪械库/押运车拿走枪支时，枪械库/押运车中的RFID读写器失去枪支的RFID标签信号，由于绑定及解绑模块未解除枪械库/押运车与枪支的绑定关系，此时枪械库/押运车及监控总台的显示器中均显示“枪械异常”的文字信息，并存储于数据存储模块中。

综上所述，本发明将RFID射频识别技术与GPS定位技术相结合，在物资、人员上分别布置RFID标签，在监控区域内布置RFID读写器及GPS设备，从而可对监控区域内部实时监控，一方面可以对物资的领用情况有效记录，对非法领用物资、偷窃物资等行为主动记录、主动预警，提高了多区域物资监管的可靠性与安全性；另一方面，自动记录并存储人员、物资的转移信息，降低了人为管理成本。

以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种基于RFID的多区域物资监管系统，其特征在于：包括

射频识别模块，包括设于监控区域内的RFID读写器以及设于人员和物资上的RFID标签，所述RFID读写器用于读取监控区域内RFID标签的信息；

GPS定位模块，包括GPS设备，用于跟踪定位所述监控区域的实时位置；

绑定及解绑模块，用于建立物资与人员或监控区域的绑定关系，以及解除物资与人员或监控区域的绑定关系；

信息展示模块，包括设于监控区域内的显示器，用于显示人员和/或物资在不同监控区域间转移的信息及物资在监控区域内存储的信息；

数据存储模块，用于存储人员和/或物资在不同监控区域间转移的信息及物资在监控区域内存储的信息。

2.根据权利要求1所述的基于RFID的多区域物资监管系统，其特征在于：所述监控区域为装有RFID读写器及GPS设备的固定监控区域或移动监控区域。

3.根据权利要求1所述的基于RFID的多区域物资监管系统，其特征在于：所述RFID标签为主动式RFID标签，并包括人员RFID标签和物资RFID标签，所述人员RFID标签内配备有人员信息，物资RFID标签内配备有物资信息，所述RFIP读写器接收人员RFID标签和物资RFID标签发出的射频信号，以便调取人员信息和物资信息。

4.根据权利要求3所述的基于RFID的多区域物资监管系统，其特征在于：所述绑定关系包括人员信息、物资信息及绑定时间信息。

5.根据权利要求1所述的基于RFID的多区域物资监管系统，其特征在于：人员携带物资在不同监控区域间移动的信息、人员在不同监控区域间转移的信息、物资在不同监控区域间转移的信息及物资在监控区域内存储的信息均通过所述信息展示模块进行展示和所述数据存储模块进行存储。

6.根据权利要求1所述的基于RFID的多区域物资监管系统，其特征在于：所述数据存储模块包括终端数据库存储、打印的纸质存储及人员手动记录存储三种存储方式。

7.根据权利要求1所述的基于RFID的多区域物资监管系统，其特征在于：所述信息展示模块包括信息列表展示和GIS地图信息展示。

8.一种基于RFID的多区域物资监管方法，适用于权利要求1～7任一项所述的基于RFID的多区域物资监管系统，其特征在于：所述基于RFID的多区域物资监管方法包含以下步骤：

S1：为人员配备具有人员信息的人员RFID标签，为物资配置具有物资信息的物资RFID标签；

S2：在监控区域内，RFID读写器读取所述物资RFID标签的物资信息，并实时展示在所述监控区域内的显示器上，数据存储模块记录并存储所述物资与所述监控区域的绑定关系；

S3：当人员进入监控区域时，RFID读写器读取所述人员RFID标签的人员信息，并实时展示在所述监控区域内的显示器上，数据存储模块记录并存储所述人员进入所述监控区域的信息；

S4：当人员和/或物资离开监控区域时，RFID读写器丢失人员RFID标签和物资RFID标签的信号，所述监控区域内的显示器实时展示人员和/或物资离开的信息，数据存储模块记录并存储人员和/或物资离开的信息。

9.根据权利要求8所述的基于RFID的多区域物资监管方法，其特征在于，还包括步骤：

S5：当人员携带物资进入其他监控区域时，RFID读写器读取人员RFID标签和物资RFID标签的信息，并解除人员和物资的绑定关系、建立物资与监控区域的绑定关系，数据存储模块记录人员携带物资进入监控区域的信息，并在显示器上实时显示。

10.根据权利要求8所述的基于RFID的多区域物资监管方法，其特征在于：当人员携带物资离开监控区域时，RFID读写器丢失人员RFID标签和物资RFID标签的信号，并解除物资和监控区域的绑定关系、建立人员与物资的绑定关系，数据存储模块记录人员携带物资离开监控区域的信息，并在显示器上实时显示。