CN109902524A - 一种uhf rfid设备及一种设备管理平台系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种UHF RFID读写器设备及一种设备管理平台系统，该设备包括处理器模块、指示灯、通讯、读写器、天线、数字输出IO、数字输入IO、数模转换、传感器模块；所述传感器模块用于对读写器设备内部模块工作温度、湿度、设备使用环境震动数据实时采集；所述数模转换模块将传感器模块采集模拟信号转换成数字信号通过通讯模块将采集的信息输出设备管理系统；所述上位机设备管理信息系统对采集的温度、湿度、工作环境震动数据分析、统计，实时判断设备工作状态，根据历史采集传感器信息，可预测UHF RFID读写器设备在未来一段时间内工作状态；分析评估设备健康状况、性能效率、并预测出设备下一次故障发生的时间，并给出需要进行的维护的具体时间。
Description
技术领域
本发明涉及射频识别技术领域，尤其涉及一种UHF RFID设备及一种设备管理平台系统。
背景技术
现代化的企业，设备是生产的物质技术基础，是完成生产任务的手段，设备管理水平和设备状况的好坏与生产任务的顺利完成密切相关。
设备管理工作是为生产服务的，要适应企业经营方向的变化；应当树立重视设备管理、加强设备管理为生产服务的思想；要根据企业的生产任务、品种质量、设备修理工作的难度，确定重点设备；对重点设备实行维护、修理、备件供应、改造、更新五优先，确保企业生产任务的完成。
传统设备管理的理念是，设备管理工作应执行以“维修为主，检修为辅”的原则，没有正确的维护保养，就不可能有周到的计划检修。
但是设备的维护保养和计划检修之间常会出现一些矛盾，如果计划检修只是抢进度，忽视检修质量而遗留下设备隐患，就会加大维护保养的工作量，反之，如果维护保养不精心，发现问题不及时处理，操作人员不严格执行规章制度，就不仅会带来“小洞不补，大洞吃苦”的后果，而且会加大检修工作量，正常计划被打乱，甚至会造成严重后果。
随着物联网( IoT )技术迅速发展，未来对物联网终端设备需求量将急剧增加，RFID( Radio Frequency Identification，射频识别)技术以其低廉的成本，随着物联网技术的快速发展，其具有标识识别、物品跟踪、信息采集等功能的RFID电子标签逐渐广泛应用于工业自动化、商业自动化等诸多领域。
随着设备需求量的急剧增加，现代设备管理当前面临的最主要挑战是：如何寻找一种新的方法和途径，将设备管理的知识、技术方法和信息控制能力融合在一起，并将相关的各类主要因素构建成为一个开放的控制与反馈系统，使设备在其寿命周期内各个阶段的管理都可按各自的特性有机结合在一起。
发明内容
本发明解决的技术问题是：提供一种UHF RFID设备及一种设备管理平台系统，可以实现对UHF RFID设备工作状态实时监测、并基于机器学习算法和设定的模型来分析评估设备健康状况、性能效率、并预测出设备下一次故障发生的时间，并给出需要进行的维护的具体时间。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案提供了一种UHF RFID读写器，其特征在于，包括处理器模块、指示灯模块、通讯模块、读写器模块、天线模块、数字输出IO模块、数字输入IO模块、数模转换模块、传感器模块；所述指示灯模块、通讯模块、数字输出IO模块、数字输入IO模块、数模转换模块、读写器模块分别与处理器模块连接；所述读写器模块与天线模块连接；所述数模转换模块与传感器模块连接。
所述传感器模块，包含以下至少一种：温度传感器、湿度传感器、振动传感器、陀螺仪传感器、电压采集模块、电流采集模块。
所述数模转模块，用于将传感器模块采集模拟信号转换成数字信号通过所述通讯模块将传感器采集的信息输出给UHF RFID设备管理系统。
所述通讯模块，通过工业以太网有线网络或工业WIFI无线网络，采用标准TCP/IP协议，实时将所述传感器模块采集的数据信息传输给UHF RFID设备管理系统。
所述指示灯模块，与处理器连接，处理器模块检测到通讯模块与UHF RFID设备管理系统间通信连接的正常状态、异常状态、读写器模块异常工作状态、读写器模块与UHFRFID标签间的读/写操作执行成功和执行异常状态、读写器模块与天线模块间连接异常状态，通过控制指示灯模块对所述异常状态反馈提示。
所述数字输入IO模块包含但不限于：漫反射光电传感器、对射式光电传感器、地磁传感器；处理器模块通过接收数字输入IO模块检测到的触发信号，控制读写器模块工作，即提高读写的工作寿命，又解决在读写器识别范围内没有粘贴RFID标签货物的识别的异常场景的判断。
优选地，上述11至16任一项所述的UHF RFID读写器，所述超高频天线的工作频率范围为850MHz～950MHz。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种设备管理平台系统，包括：上述UHFRFID读写器设备、传感器信息采集单元、传感器信息分析单元。
所述传感器信息采集单元，通过所述通讯模块对接收的所述传感器模块采集的信息接收和解析。
所述传感器信息分析单元，通过传感器采集大量的设备数据与历史信息、并基于机器学习算法和设定的模型来分析评估设备健康状况、性能效率、并预测出设备下一次故障发生的时间，并给出需要进行的维护的具体时间。
优选地，还包括报警处理单元，所述报警处理单元，对所述传感器信息分析单元的结论报警处理，处理方式包含但不限于：异常信息邮件推送、异常信息短信信息推送、控制所述数字输出IO模块中的指示灯点亮异常提示。
优选地，还包括设备监测可视化单元，所述可视化单元，对所述传感器信息分析单元的结论的展示方式包含但不限于：折线图、柱状图、饼状图、热力图、文字、报表。
优选地，所述传感器包括以下至少一种：温度传感器、湿度传感器、振动传感器、工作电流采集模块、工作电压采集模块、陀螺仪传感器。
优选地，对所述蓄电池供电方式，UHF RFID设备内部所述工作电压采集模块，用于对蓄电池的剩余电压实时采集。
优选地，所述传感器信息分析包括以下至少一种：设备内部模块的工作电流信息、设备内部模块的温度信息、设备内部模块的湿度信息、设备工作环境的振动信息、设备的供电信息、设备三轴加速度、设备的三轴陀螺仪参数。
附图说明
图1为本发明实施方式提供的一种UHF RFID设备和一种UHF RFID设备管理系统的整体示意图。
图2为本发明实施方式提供的一种UHF RFID设备管理系统的示意图。
图3为本发明实施方式提供的一种UHF RFID设备的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步清楚、完整地描述，所描述的实施例是发明的一部分实施例，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前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明提供的一种UHF RFID读写器和一个UHF RFID设备管理系统间的整体示意图，如图1所示，UHF RFID设备管理系统为了采集、分析各种传感器数据，使用工业级以太网的有线网络或工业级WIFI的无线网络，采用标准TCP/IP协议，与UHF RFID读写器设备建立通信，实现 UHF RFID设备管理系统和UHF RFID读写器设备间各种传感器类型数据的采集，实现对UHF RFID设备的工作状态实时判断，且通过所述传感器模块对UHF RFID设备内部工作温度、湿度、工作电压、工作环境的震动状态的信息采集，通过对大量的设备实时采集数据与历史数据，并基于机器学习算法和设定的模型来分析评估设备健康状况、性能效率、并预测出设备下一次故障发生的时间，并给出需要进行的维护的具体时间。
图2是本发明提供的一种UHF RFID读写器的组成框图，如图2所述，根据本发明提供的一个实施例，UHF RFID读写器包括：包括处理器模块、指示灯模块、通讯模块、读写器模块、天线模块、数字输出IO模块、数字输入IO模块、数模转换模块、传感器模块；所述指示灯模块、通讯模块、数字输出IO模块、数字输入IO模块、数模转换模块、读写器模块分别与处理器模块连接；所述读写器模块与天线模块连接；所述数模转换模块与传感器模块连接。
所述传感器模块，包含以下至少一种：温度传感器、湿度传感器、振动传感器、陀螺仪传感器、电压采集模块、电流采集模块。
所述数模转模块，用于将传感器模块采集模拟信号转换成数字信号通过通讯模块将传感器采集的信息输出给UHF RFID设备管理系统。
所述通讯模块，通过工业以太网有线网络或工业WIFI无线网络，采用标准TCP/IP协议，实时将所述传感器模块采集的数据信息传输给UHF RFID设备管理系统。
所述指示灯模块，与处理器连接，处理器模块检测到通讯模块与UHF RFID设备管理系统间通信连接的正常状态、异常状态、读写器模块异常工作状态、读写器模块与UHFRFID标签间的读/写操作执行成功和执行异常状态、读写器模块与天线模块间连接异常状态，通过控制指示灯模块对所述异常状态反馈提示，提供了一种更加健全的人机交互接口。
所述数字输入IO模块包含但不限于：漫反射光电传感器、对射式光电传感器、地磁传感器；处理器模块通过接收数字输入IO模块检测到的触发信号，控制读写器模块工作，即提高读写的工作寿命，又解决在读写器识别范围内没有粘贴RFID标签货物的识别的异常场景的判断。
优选地，还包括所述读写器模块与所述天线接入状态检测，通过内置检测电路，可实时检测天线和读写器模块间是否连接正常。
优选地，还包括与所述处理器模块连接的蜂鸣器，处理器检测到读写器模块与UHFRFID标签间进行读写操作失败时，蜂鸣器会有声音提示现场操作人员具体的操作失败，当检测到读写器模块工作异常，蜂鸣器会有不同的提示音，用于读写器模块异常工作提示。
优选地，还包括与所述处理器模块连接的电源模块；所述电源模块用于对UHFRFID读写器设备整体供电。
优选地，所述的电源模块，包含开关电源和蓄电池。
以上所述的UHF RFID读写器，所述超高频天线的工作频率范围为850MHz～950MHz。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种UHF RFID设备管理系统，如图2所述，包括：上述UHF RFID读写器设备、传感器信息采集单元、传感器信息分析单元。
所述传感器信息采集单元，通过所述通讯模块采用标准TCP/IP的标准通信协议，与UHF RFID设备管理系统中所述的传感器信息采集单元数据交互，对接收的所述传感器模块采集的信息进行解析并存储。
所述传感器信息分析单元，通过传感器采集大量的设备数据与历史信息、并基于机器学习算法和设定的模型来分析评估设备健康状况、性能效率、并预测出设备下一次故障发生的时间，并给出需要进行的维护的具体时间。
优选地，还包括报警处理单元，所述报警处理单元，对所述传感器信息分析单元的结论报警处理，处理方式包含但不限于：异常信息邮件推送、异常信息短信信息推送、控制所述数字输出IO模块中的指示灯点亮异常提示。
优选地，还包括设备监测可视化单元，所述可视化单元，对所述传感器信息分析单元的结论的展示方式包含但不限于折线图、柱状图、饼状图、热力图、文字、报表。
优选地，其特征在于，所述传感器包括以下至少一种：温度传感器、湿度传感器、振动传感器、工作电流采集模块、工作电压采集模块、陀螺仪传感器。
优选地，对所述蓄电池供电方式UHF RFID设备的剩余电压采集和监控，当蓄电池剩余电压临近硬件系统正常供电范围时，通过所述报警处理单元、所述设备监测可视化单元进行相关报警提示。
优选地，所述传感器信息分析包括以下至少一种：设备内部模块的工作电流信息、设备内部模块的温度信息、设备内部模块的湿度信息、设备工作环境的振动信息、设备的供电信息、设备三轴加速度、设备的三轴陀螺仪参数。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围。
Claims (9)
1.一种UHF RFID读写器设备，其特征在于，包括处理器模块、指示灯模块、通讯模块、读写器模块、天线模块、蜂鸣器模块、数字输出IO模块、数字输入IO模块、数模转换模块、传感器模块；所述指示灯模块、通讯模块、数字输出IO模块、数字输入IO模块、数模转换模块、读写器模块分别与处理器模块连接；所述读写器模块与天线模块连接；所述数模转换模块与传感器模块连接；
所述传感器模块，包含以下至少一种：温度传感器、湿度传感器、振动传感器、陀螺仪传感器、电压采集模块、电流采集模块；
所述数模转模块，用于将传感器模块采集模拟信号转换成数字信号通过通讯模块将传感器采集的信息输出给UHF RFID设备管理系统；
所述通讯模块，通过工业以太网有线网络或工业WIFI无线网络，采用标准TCP/IP协议，实时将所述传感器模块采集的数据信息传输给UHF RFID设备管理系统；
所述指示灯模块，与处理器连接，处理器模块检测到通讯模块与UHF RFID设备管理系统间通信连接的正常状态、异常状态、读写器模块异常工作状态、读写器模块与UHF RFID标签间的读/写操作执行成功和执行异常状态、读写器模块与天线模块间连接异常状态，通过控制指示灯模块对所述异常状态反馈提示；
所述数字输入IO模块包含但不限于漫反射光电传感器、对射式光电传感器、地磁传感器，处理器模块接收数字输入IO模块检测到的触发信号，控制读写器模块工作，即提高读写的工作寿命，又解决在读写器识别范围内没有粘贴RFID标签货物的识别的异常场景的判断。
2.根据权利要求1所述的UHF RFID读写器，其特征在于，还包括所述读写器模块与所述天线接入状态检测、处理器检测到读写器模块与UHF RFID标签信息交互异常、接入天线状态异常、读写器模块工作异常时，控制所述蜂鸣器工作。
3.根据权利要求1至2任一项所述的UHF RFID读写器，其特征在于，所述超高频天线的工作频率范围为850MHz～950MHz。
4.一种设备管理平台系统，其特征在于，包括：根据权利要求1至3任一所述的UHR RFID读写器、传感器信息采集单元、传感器信息分析单元；
所述传感器信息采集单元，通过所述通讯模块对接收的所述传感器模块采集的信息接收和解析；
所述传感器信息分析单元，通过传感器采集大量的设备数据与历史信息、并基于机器学习算法和设定的模型来分析评估设备健康状况、性能效率、并预测出设备下一次故障发生的时间，并给出需要进行的维护的具体时间。
5.根据权利要求4所述的一种设备管理平台系统，其特征在于，还包括报警处理单元，所述报警处理单元，对所述传感器信息分析单元的结论报警处理，处理方式包含但不限于：异常信息邮件推送、异常信息短信信息推送、控制所述数字输出IO模块中的指示灯点亮异常提示。
6.根据权利要求4所述的一种设备管理平台系统，其特征在于，还包括设备检测可视化单元，所述可视化单元，对所述传感器信息分析单元的结论的展示方式包含但不限于折线图、柱状图、饼状图、热力图、文字、报表。
7.根据权利要求4所述的一种设备管理平台系统，其特征在于，所述传感器包括以下至少一种：温度传感器、湿度传感器、振动传感器、工作电流采集模块、工作电压采集模块、陀螺仪传感器。
8.根据权利要求4所述的一种设备管理平台系统，所述工作电压采集模块，对所述蓄电池供电方式，UHF RFID设备内部所述工作电压采集模块，用于对蓄电池的剩余电压实时采集。
9.根据权利要求4所述的一种设备管理平台系统，其特征在于，所述传感器信息分析包括以下至少一种：设备内部模块的工作电流信息、设备内部模块的温度信息、设备内部模块的湿度信息、设备工作环境的振动信息、设备的供电信息、设备三轴加速度、设备的三轴陀螺仪参数。
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