CN111814506B - 危险化学品身份信息的非接触式自动读写系统 - Google Patents
危险化学品身份信息的非接触式自动读写系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111814506B CN111814506B CN202010688741.9A CN202010688741A CN111814506B CN 111814506 B CN111814506 B CN 111814506B CN 202010688741 A CN202010688741 A CN 202010688741A CN 111814506 B CN111814506 B CN 111814506B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- radio frequency
- circuit unit
- circuit
- antenna
- identity information
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 59
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 11
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 11
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 13
- 230000006870 function Effects 0.000 description 14
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
- G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
- G06K7/10009—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
- G06K7/10297—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves arrangements for handling protocols designed for non-contact record carriers such as RFIDs NFCs, e.g. ISO/IEC 14443 and 18092
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K17/00—Methods or arrangements for effecting co-operative working between equipments covered by two or more of main groups G06K1/00 - G06K15/00, e.g. automatic card files incorporating conveying and reading operations
- G06K17/0022—Methods or arrangements for effecting co-operative working between equipments covered by two or more of main groups G06K1/00 - G06K15/00, e.g. automatic card files incorporating conveying and reading operations arrangements or provisions for transferring data to distant stations, e.g. from a sensing device
- G06K17/0029—Methods or arrangements for effecting co-operative working between equipments covered by two or more of main groups G06K1/00 - G06K15/00, e.g. automatic card files incorporating conveying and reading operations arrangements or provisions for transferring data to distant stations, e.g. from a sensing device the arrangement being specially adapted for wireless interrogation of grouped or bundled articles tagged with wireless record carriers
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
- G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
- G06K7/10009—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
- G06K7/10316—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves using at least one antenna particularly designed for interrogating the wireless record carriers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
Abstract
本发明涉及种危险化学品身份信息的非接触式自动读写系统及方法，属于危险化学品身份信息读取技术领域。该系统包括主控电路单元、无线自主感知单元、通讯接口单元以及天线；主控电路单元分别与无线自主感知单元、通讯接口电路单元相连；无线自主感知单元还与天线相连；本系统解决了现有危险化学品身份信息监管体系无法直接反映危险化学品流通阶段内的动态流通特性所存在的安全隐患，以及人工管理危险化学品身份信息容易出错且效率低的问题。本发明应用于危险化学品身份信息的出入库管理，能实现对批量危险化学品的危险化学品标识信息进行批量读写，改变传统的危险化学品仓库管理工作方式与流程，实现更高效精确的数字化监管。
Description
技术领域
本发明属于危险化学品身份信息读取技术领域，具体涉及一种危险化学品身份信息的非接触式自动读写系统及方法，特别涉及一种基于无线射频自主感知技术的危险化学品身份信息的非接触式固定读写系统。
背景技术
基于无线射频自主感知技术的危险化学品身份信息的非接触式固定读写系统应用于危险化学品的领域，于上世纪中期，在发达国家和地区起步，经过多年的发展，技术比较成熟，已经形成了从芯片和读写系统的开发到系统应用的完善产业链，具有非接触自主感知、物流跟踪、自动读写等功能的读写系统大规模集中应用于危险化学品领域已成为大势所趋。然而，现阶段危险化学品信息采集与传输装置存在使用不便、价格高昂的问题。
因此，设计一种高性能、低成本、使用方便的危险化学品身份信息非接触自动读写系统，采集危险化学品流通阶段信息，实现我国危险化学品流通阶段无缝隙数字化监管，已成为危险化学品应用领域亟待解决的问题。
现有石油炼化厂的危险化学品身份信息标签采用传统的纸质标签，在流通和运输途中容易被损坏，不方便读写，且不能重复利用。因此，如何克服现有技术的不足，是危险化学品身份信息读取技术领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种远距离、高灵敏度、高速采集的基于无线射频自主感知技术的危险化学品身份信息的非接触式自动读写系统及方法。该系统及方法解决了流通阶段危险化学品身份信息的快速感知需求，改变传统的仓库管理的工作方式与流程，对危化品实现更高效精确的管理。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
危险化学品身份信息的非接触式自动读写系统，包括：主控电路单元、无线自主感知单元、通讯接口单元以及天线；
主控电路单元分别与无线自主感知单元、通讯接口电路单元相连；
无线自主感知单元还与天线相连；
主控电路单元包括微处理器、时钟电路、复位电路和存储器；
通讯接口单元包括标准接口和4G模块；
微处理器分别与时钟电路、复位电路、存储器、标准接口、4G模块相连；
无线自主感知单元包括收发及解调电路、射频信号放大电路单元、射频耦合电路单元、射频开关电路单元、混频器和本地振荡器；
收发及解调电路、射频信号放大电路单元、混频器、射频耦合电路单元、射频开关电路单元顺序连接；混频器还与本地振荡器相连；
射频开关电路单元与天线相连。
所述的收发及解调电路包括发射链路、接收链路、ISO协议处理器和数字接口电路。
天线的参数为：频率范围902～928MHz，增益8dBi半功率角E-Plane65°，半功率角H-Plane60°，电压驻波比≤1.3，前后比＞15dB，圆极化，最大功率100W，阻抗50Ω，接头型号为N-K或指定，尺寸为长255mm×宽255mm×高50mm，天线罩材料为ABS。
标准接口包括RS-232、JTAG、USB接口。
本发明无线自主感知单元能使发射功率达到30db，保证读写距离大于10米，并能适应速度不小于80km/h的运输载体。
读写系统的设计需考虑数据读取、处理、传输等问题，还应当考虑读写系统天线的安装、传输距离的远近等问题。本发明通过对青岛石油炼化厂的实际需求进行调研，并结合化工厂的作业需求，固定式读写系统的读写距离要求不小于5米，读写时间不大于5s，适应时速80km/h。根据实际需求，利用超高频无线射频识别技术对标签进行读写，同时接收来自危险化学品身份信息管理平台的控制指令。读写系统是RFID系统信息控制和处理中心，其工作频率决定了射频识别系统工作的频率，发射功率决定了系统的有效识别距离。本发明读写系统具有以下功能：
1)读写系统可以与标签进行通信；
2)读写系统可以与危险化学品身份信息管理平台进行通信；
3)对读写系统和标签之间传送的数据进行编解码；
4)对读写系统和标签间传送的数据进行部分加解密；
5)能够在作用范围内实现多标签同时识读，具备防冲突功能。
读写系统的数据流如图1所示，读写系统和标签的所有行为均由危险化学品身份信息管理平台控制完成。危险化学品身份信息管控平台作为主动方向读写系统发出读写指令，读写系统则作为从动方对危险化学品身份信息管理平台的指令做出响应，对标签做出相应动作，建立某种通信关系。标签则响应读写系统的指令，可见对于标签而言，读写系统成为发送指令的主动方。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
本系统及方法解决了流通阶段危险化学品身份信息的快速感知需求，改变传统的仓库管理的工作方式与流程，对危化品实现更高效精确的管理。
本发明应用于危险化学品身份信息的出入库管理，能实现对批量危险化学品的危险化学品标识信息进行批量读写，实现更高效精确的数字化监管。
现有石油炼化厂的危险化学品身份信息标签采用传统的纸质标签，在流通和运输途中容易被损坏，不方便读写，且不能重复利用。应用本发明提供的非接触式自动读写系统，相比传统的纸质标签，具备便捷的非接触读写功能，标签可擦写，能重复利用；同时利用本发明的射频信号放大电路单元，使读写距离大于10米，并能适应速度不小于80km/h的运输载体。另外，由于防冲突算法的使用，使得读写系统可以批量读写多个电子标签，这样可以更好地提高工作效率，节约人力资源。
附图说明
图1为本发明危险化学品身份信息的非接触式自动读写系统的数据流示意图；
图2为本发明危险化学品身份信息的非接触式自动读写系统的结构示意图；
图3为本发明系统的工作流程图；
图4为协议程序流程图；
图5为时隙ALOHA算法的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者、具体结构者，均为可以通过购买获得的常规产品。
本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术、连接关系或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术、连接关系、条件或者按照产品说明书进行。所用材料、仪器或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接或耦接。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设有”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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
危险化学品身份信息的非接触式自动读写系统，包括：主控电路单元100、无线自主感知单元200、通讯接口单元300以及天线400；
主控电路单元100分别与无线自主感知单元200、通讯接口电路单元300相连；
无线自主感知单元200还与天线400相连；
主控电路单元100包括微处理器101、时钟电路102、复位电路103和存储器104；
通讯接口单元300包括标准接口301和4G模块302；
微处理器101分别与时钟电路102、复位电路103、存储器104、标准接口301、4G模块302相连；
无线自主感知单元200包括收发及解调电路201、射频信号放大电路单元202、射频耦合电路单元203、射频开关电路单元204、混频器205和本地振荡器206；
收发及解调电路201、射频信号放大电路单元202、射频耦合电路单元203、射频开关电路单元204顺序连接；
无线自主感知单元（200）包括收发及解调电路（201）、射频信号放大电路单元（202）、混频器205、射频耦合电路单元（203）、射频开关电路单元（204）、混频器（205）和本地振荡器（206）；混频器205还与本地振荡器206相连；
射频开关电路单元204与天线400相连。
所述的收发及解调电路201包括发射链路2011、接收链路2012、ISO协议处理器2013和数字接口电路2014。
天线400的参数为：频率范围902～928MHz，增益8dBi半功率角E-Plane65°，半功率角H-Plane60°，电压驻波比≤1.3，前后比＞15dB，圆极化，最大功率100W，阻抗50Ω，接头型号为N-K或指定，尺寸为长255mm×宽255mm×高50mm，天线罩材料为ABS。
标准接口301包括RS-232、JTAG、USB接口。
其中，微处理器101执行控制部件和算术逻辑部件的功能，能完成取指令、执行指令，以及与外界存储器和逻辑部件交换信息等操作；
时钟电路102就是产生像时钟一样准确运动的振荡电路，用于产生读写装置的工作时序；
复位电路103是一种用来使读写装置的电路恢复到起始状态的电路设备；
存储器104的主要功能就是读写，随机存取存储器(RAM)用于读写数据，只读存储器(ROM)用于存储程序指令；
收发及解调电路201的功能：一方面接收来自天线的高频射频信号，并将接收到的高频信号进行频谱搬移，转换为低频信号；另一方面将频率较低的基带信号调制为频率较高的射频信号；
射频信号放大电路单元202的功能是放大从天线接收到的微弱的射频信号；
射频耦合电路单元203的功能是将微弱的接收信号耦合进接收信道，或是将较大的发射信号发射到天线上；
射频开关电路单元204发射和接受射频载波信号的选择。
如图2所示，本发明危险化学品身份信息的非接触式自动读写系统包括主控电路单元、射频信号的无线自主感知单元、通讯接口电路单元以及天线。
1、主控电路单元，包括微处理器、时钟电路、复位电路和存储器。主控电路单元作为读写装置核心控制部分，是各电路模块信息、数据交互的中心，主要完成整个读写系统中各模块的控制；对射频信号的无线自主感知单元传输过来的数字信号进行解码，获得电子危险化学品标识的信息；将要写入电子危险化学品标识的信息解码后发送给射频信号的无线自主感知单元，完成基本的电子危险化学品标识的读写操作。控制电路单元还可以通过标准接口或者4G公用网络将电子标签内容以及其他信息传给后台危险化学品身份信息管控平台。
2、无线自主感知单元，包括收发及解调电路、射频信号放大电路单元、射频耦合电路单元、射频开关电路单元。与主控电路单元相连接，用于基带信号和射频信号的相互转换，并与天线相连，可以将频率很低的基带信号（原始的电信号）转换成射频信号，然后传输至天线，也可以将天线接收的射频信号转换为频率很低的基带信号。天线的作用主要是用来发射和接收射频载波信号，在电子标签和读写系统之间进行射频信号的传递。收发及解调电路具有高接收灵敏度，高集成度，高效率，低功耗，使用先进的时隙ALOHA防碰撞算法，具有载波抑制能力，支持EPC global UHF C1G2/ISO 18000-6C/ISO 18000-6B协议标准，具备DSB、SSB、PR-ASK三种调制解调模式，工作频率在840~960 MHz之间，同时标签识别率大于250 tags/s。当要进行写操作时，微处理器将信息编码后发送给收发及解调电路，数字接口电路将这些编码信息变成模拟信号，再由收发及解调电路进行频谱搬移，将频率较低的基带信号转换为频率较高的射频信号由天线发射出去。本发明采用了时隙ALOHA防碰撞算法，使得读写系统可以批量读写多个电子标签时，碰撞概率减少，提高吞吐率。
（1）射频信号放大电路单元，作为射频发射的重要环节，功率放大电路的主要作用是将射频信号放大到足够的功率电平，以实现射频信号的有效发射。功放模块的性能直接影响着读写装置工作性能的好坏。经过功率放大后再输送到射频端口。改进设计的一款高信噪比、高增益的功率放大器，扩展的外部功放的最大输出功率提高到30dBm，实现了提高射频输出功率的目的，进而提高危险化学品标识的读写距离。
（2）射频耦合电路单元的主要作用是：前向功率和后向功率的检测及作为本地振荡器的输入；
（3）射频开关电路单元的主要作用是：发射和接受射频载波信号的选择。
3、通讯接口电路，主要作用是连接本发明读写系统与后台危险化学品身份信息管理平台，该部分电路为本发明读写系统与后台危险化学品身份信息管理平台的数据交互提供最基础的物理链路，通过电平、协议、数据格式等参数的转换，为读写装置与后台危险化学品身份信息管理平台提供一条稳定、可靠的数据交互桥梁。
4、天线负责把电流信号转换成电磁波发射出去；收到标签发回的电磁波后，天线把电磁波转换成电流形式，由收发及解调电路进行调制。影响天线应用性能的主要参数有：天线类型、尺寸结构、材料特性、成本价格、工作频率、频带宽度、极化方向、方向性、增益、阻抗问题和环境影响等，所以在设计天线时，要对上述参数加以权衡，优选天线参数如表1所示。
表1
5、软件模块
读写装置的软件设计中，采用C语言编程，依据模块化和结构化的设计思想。其软件架构主要包括主程序、无线通信处理程序、协议处理程序和防碰撞算法等。主程序主要是负责系统的整体调度；无线通信程序主要实现与后台服务器的通信；协议处理程序是负责ISO/EPC协议的处理；防碰撞程序主要是为了实现二进制树和ALOHA算法。
（1）主程序
系统主程序主要是协调各个模块之间的工作，实现读写装置系统基本的读写操作。其主要功能包括系统初始化、接收后台服务器命令、完成ISO/EPC协议的调度以及数据处理结果的回传。如图3，系统主程序的工作过程如下：
a) 上电复位，进行R2000，ARM的初始化；
b) 接收后台接收危险化学品身份信息管理平台的指令，调用ISO/IEC 18000-6C；
c) 协议处理程序调用成功则进行协议处理，协议处理程序；并将处理好的数据回传；否则则终止操作，返回协议处理程序重新开始。
（2）ISO/IEC18000-6C 协议处理程序
ISO/IEC18000-6C 协议中读写系统采用选择（select）、存盘（inventory）和访问（access）三个基本操作来管理标签，每个操作都是由若干个命令组成的。R2000内部集成ISO/IEC18000-6C 协议，所以该协议的主程序主要是完成串口初始化、功率控制和防碰撞等功能。协议程序流程图，如图4所示。
（3）防碰撞算法实现
ISO/IEC18000-6C 协议采用的是时隙ALOHA算法，时隙ALOHA算法是对纯ALOHA算法的改进，能够实现比较小的吞吐率的最佳化，碰撞概率减少。这些优点的取得必须采用同步技术，增加了帧时延和控制的复杂性。时隙ALOHA算法的流程图如图5所示。
（三）应用实例
选择中石化青岛炼化作为试点单位进行设备性能检验，分别对液体产品、固体产品进行设备性能检验。
青岛炼化生产的汽油通过槽罐车运输，固体硫磺和聚丙烯均以袋装形式通过车辆运输。固体产品和液体产品的出入口不同，结合现场条件采用的现场实施方案如下：
对于液体产品，汽油装车时，将携带危险化学品身份信息的电子标签贴在油罐车上，车辆标签放在驾驶室里。在出口称重处，在两车道中间将固定式读写装置固定在立柱上，当运输车辆通过时，读取标签信息，并将信息通过无线网上传到后台危险化学品身份信息管控平台。
对于固体产品，由于固体产品以包装袋为单位装车运输，固体硫磺装车时，将标签贴在包装袋上，在出口门禁处，将固定式读写装置固定在立柱上，当运输车辆通过时，读取批量读取危险化学品的标签信息，并将信息通过无线网上传到后台危险化学品身份信息管控平台。
现有石油炼化厂的危险化学品身份信息标签采用传统的纸质标签，在流通和运输途中容易被损坏，不方便读写，且不能重复利用。应用本发明提供的非接触式自动读写系统，相比传统的纸质标签，具备便捷的非接触读写功能，标签可擦写，能重复利用；同时利用本发明的射频信号放大电路单元，使读写距离大于10米，并能适应速度不小于80km/h的运输载体。另外，由于防冲突算法的使用，使得读写系统可以批量读写多个电子标签，这样可以更好地提高工作效率，节约人力资源。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.危险化学品身份信息的非接触式自动读写系统，其特征在于，由主控电路单元（100）、无线自主感知单元（200）、通讯接口单元（300）以及天线（400）组成；
主控电路单元（100）分别与无线自主感知单元（200）、通讯接口电路单元（300）相连；
无线自主感知单元（200）还与天线（400）相连；
主控电路单元（100）包括微处理器（101）、时钟电路（102）、复位电路（103）和存储器（104）；
通讯接口单元（300）包括标准接口（301）和4G模块（302）；
微处理器（101）分别与时钟电路（102）、复位电路（103）、存储器（104）、标准接口（301）、4G模块（302）相连；
无线自主感知单元（200）包括收发及解调电路（201）、射频信号放大电路单元（202）、射频耦合电路单元（203）、射频开关电路单元（204）、混频器（205）和本地振荡器（206）；
收发及解调电路（201）、射频信号放大电路单元（202）、混频器（205）、射频耦合电路单元（203）、射频开关电路单元（204）顺序连接；混频器（205）还与本地振荡器（206）相连；
射频开关电路单元（204）与天线（400）相连；
所述的收发及解调电路（201）包括发射链路（2011）、接收链路（2012）、ISO协议处理器（2013）和数字接口电路（2014）；
微处理器（101）用于完成取指令、执行指令，以及与外界存储器和逻辑部件交换信息操作；
时钟电路（102）用于产生读写装置的工作时序；
复位电路（103）是一种用来使读写装置的电路恢复到起始状态的电路设备；
存储器（104）用于读写，随机存取存储器(RAM)用于读写数据，只读存储器(ROM)用于存储程序指令；
收发及解调电路（201）一方面接收来自天线的高频射频信号，并将接收到的高频信号进行频谱搬移，转换为低频信号；另一方面将频率较低的基带信号调制为频率较高的射频信号；
射频信号放大电路单元（202）用于放大从天线接收到的微弱的射频信号；
射频耦合电路单元（203）用于将微弱的接收信号耦合进接收信道，或是将较大的发射信号发射到天线上；
射频开关电路单元（204）用于发射和接受射频载波信号的选择；
天线（400）的参数为：频率范围902～928MHz，增益8dBi半功率角E-Plane65°，半功率角H-Plane60°，电压驻波比≤1.3，前后比＞15dB，圆极化，最大功率100W，阻抗50Ω，接头型号为N-K或指定，尺寸为长255mm×宽255mm×高50mm，天线罩材料为ABS；
标准接口（301）包括RS-232、JTAG、USB接口；
收发及解调电路（201）使用时隙ALOHA防碰撞算法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010688741.9A CN111814506B (zh) | 2020-07-16 | 2020-07-16 | 危险化学品身份信息的非接触式自动读写系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010688741.9A CN111814506B (zh) | 2020-07-16 | 2020-07-16 | 危险化学品身份信息的非接触式自动读写系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111814506A CN111814506A (zh) | 2020-10-23 |
| CN111814506B true CN111814506B (zh) | 2024-03-26 |
Family
ID=72865282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010688741.9A Active CN111814506B (zh) | 2020-07-16 | 2020-07-16 | 危险化学品身份信息的非接触式自动读写系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111814506B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2872476Y (zh) * | 2006-02-16 | 2007-02-21 | 深圳市先施科技有限公司 | 手持式无源射频标签读写器 |
| JP2009159240A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-16 | Nec Tokin Corp | 筐体組み込み用アンテナおよびそれを用いたラベルプリンタ |
| CN103633429A (zh) * | 2013-09-10 | 2014-03-12 | 刘琦 | 高定向可集成于包裹快递单中的rfid标签天线 |
| CN203707316U (zh) * | 2013-12-12 | 2014-07-09 | 上海金圳智能化科技有限公司 | 一种天线系统 |
| CN107506962A (zh) * | 2017-08-18 | 2017-12-22 | 上海上大鼎正软件股份有限公司 | 一种基于rfid的化学危险品的物流仓储管控方法 |
| CN209182836U (zh) * | 2019-01-15 | 2019-07-30 | 南宁职业技术学院 | Rfid读写器 |
| CN209543358U (zh) * | 2019-01-24 | 2019-10-25 | 湖北旭志信息技术有限公司 | 一种射频识别读写器 |
-
2020
- 2020-07-16 CN CN202010688741.9A patent/CN111814506B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2872476Y (zh) * | 2006-02-16 | 2007-02-21 | 深圳市先施科技有限公司 | 手持式无源射频标签读写器 |
| JP2009159240A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-16 | Nec Tokin Corp | 筐体組み込み用アンテナおよびそれを用いたラベルプリンタ |
| CN103633429A (zh) * | 2013-09-10 | 2014-03-12 | 刘琦 | 高定向可集成于包裹快递单中的rfid标签天线 |
| CN203707316U (zh) * | 2013-12-12 | 2014-07-09 | 上海金圳智能化科技有限公司 | 一种天线系统 |
| CN107506962A (zh) * | 2017-08-18 | 2017-12-22 | 上海上大鼎正软件股份有限公司 | 一种基于rfid的化学危险品的物流仓储管控方法 |
| CN209182836U (zh) * | 2019-01-15 | 2019-07-30 | 南宁职业技术学院 | Rfid读写器 |
| CN209543358U (zh) * | 2019-01-24 | 2019-10-25 | 湖北旭志信息技术有限公司 | 一种射频识别读写器 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张亚军 等.超高频RFID读写器模块匹配网络研究.自动化技术与应用.2014,第33卷(第11期),第43-47+73页. * |
| 韦晓凯 等.物联网技术在危险化学品管理中的应用.信息系统工程.2010,(第05期),第66-67页. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111814506A (zh) | 2020-10-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8704641B2 (en) | Method and communication system for controlling communication distance of RF SIM card with the aid of tag identification | |
| US7215249B2 (en) | Radio frequency identification reader | |
| US7616120B1 (en) | Multiple RF-port modulator for RFID tag | |
| CN104361388A (zh) | 一种超高频无线传感标签 | |
| KR100766973B1 (ko) | Ｒｆｉｄ 판독기능 및 인터넷 통신기능이 통합된 장치 및그 방법 | |
| CN103053118B (zh) | 用于射频识别与分组无线电通信的混合体系结构 | |
| CN102968649A (zh) | 一种基于开放式软件无线电平台的射频识别系统 | |
| CN103235961A (zh) | 一种基带控制芯片和超高频射频读写装置 | |
| CN101208870A (zh) | 用于多类无线接收机的设备、系统和方法 | |
| CN2906749Y (zh) | 射频识别读写器 | |
| CN111814506B (zh) | 危险化学品身份信息的非接触式自动读写系统 | |
| Ying et al. | A system design for UHF RFID reader | |
| CN103971145A (zh) | 手持式物联网终端 | |
| CN103942513A (zh) | 一种移动式阅读器 | |
| CN210955099U (zh) | 基于4g传输的rfid电子标签读写器及4g无线传输装置 | |
| CN203838734U (zh) | 手持式物联网终端 | |
| CN102256018B (zh) | 一种集成rfid功能的手机 | |
| CN101388082A (zh) | 超高频电子标签识别器 | |
| CN204189947U (zh) | 环路馈源标签天线 | |
| CN203217599U (zh) | 一种基带控制芯片和超高频射频读写装置 | |
| CN202049519U (zh) | 一种多模式物流系统有源射频标签 | |
| CN101599131B (zh) | 一种高速射频自动识别系统和方法 | |
| KR20100055707A (ko) | Ｒｆｉｄ 리더와 그의 베이스밴드 모뎀용 송신 장치 및 수신 장치 | |
| CN205139952U (zh) | 一种中远距离rfid智能终端读写系统 | |
| CN202013578U (zh) | 一种智能卡检测设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |