CN113610543B - 一种基于rfid技术的特种装备转运方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种物联网的技术领域，公开了一种基于RFID技术的特种装备转运方法，包括：将基于RFID技术的标签与特种装备转运箱进行绑定，并将基于RFID技术的标固定在转运箱；利用基于RFID技术的标签实时获取特种装备转运箱的温湿度数据以及定位信息；基于RFID技术的标签实时将所获取的温湿度数据以及定位信息上传到RFID转运系统，RFID转运系统利用标签过滤的信息接收策略接收有效的RFID标签信息，并在温湿度以及转运箱定位位置异常时进行报警；当特种装备转运箱到达接收目的位置，特种装备接收端工作人员使用手持终端扫描转运箱上的标签的进行解绑。本发明还提供了一种基于RFID技术的特种装备转运系统。本发明实现了物联网环境下的装备转运。
Description
技术领域
本发明涉及物联网的技术领域，尤其涉及一种基于RFID技术的特种装备转运方法及系统。
背景技术
研究所、大学、企业等具有单位在进行精密仪器、已计量装备、防静电板卡等有温湿度要求的特种装备物品转运的过程中，一般使用纸质标签对装备进行标识，但是由于环节复杂、参与人数多等原因容易导致纸质标签污染或者破坏，如果标签被污染或者破坏，那么可能会导致特种装备物品混乱、丢失；另一方面，转运过程中由于路途遥远或者车辆颠簸等不可控因素很容易发生温湿度变化，如果没有及时的补救措施，可能导致这些特种装备物品精度变差、计量不准或器件失效，甚至需要重新进行调试、计量、修复，严重降低了这些特种装备转运工作的效率。
鉴于此，如何避免标签污染导致的特种装备信息丢失及混乱、对转运温湿度进行检测及预警，同时对转运的特种装备进行跟踪定位，实现对特种装备转运的全生命周期管理，成为本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供一种基于RFID技术的特种装备转运方法，通过将温湿度定位标签与转运箱进行绑定并将所述温湿度定位标签固定在转运箱内，将包含待运转特种装备信息的信息标签粘贴在用于装载待转运特种装备的包装箱表面，利用温湿度定位标签在转运过程中实时获取特种装备的温湿度数据以及定位信息，并自动将特种装备的温湿度数据以及定位信息发送到RFID转运系统，在温湿度异常时进行报警；特种装备接收端工作人员使用手持终端分别扫描转运箱内的温湿度定位标签及特种装备包装箱上的信息标签进行解绑，完成全部转运流程。
为实现上述目的，本发明提供的一种基于RFID技术的特种装备转运方法，包括：
将基于RFID技术的标签与特种装备转运箱进行绑定，并将基于RFID技术的标固定在转运箱；
利用基于RFID技术的标签实时获取特种装备转运箱的温湿度数据以及定位信息；
基于RFID技术的标签实时将所获取的温湿度数据以及定位信息上传到RFID转运系统，RFID转运系统利用标签过滤的信息接收策略接收有效的RFID标签信息，并在温湿度以及转运箱定位位置异常时进行报警；
当特种装备转运箱到达接收目的位置，特种装备接收端工作人员使用手持终端扫描转运箱上的标签的进行解绑。
可选地，所述将基于RFID技术的标签与特种装备转运箱进行绑定，包括：
将基于RFID技术的标签与特种装备转运箱进行绑定，并将基于RFID技术的标固定在转运箱内，所述基于RFID技术的标签分为温湿度定位标签以及包含待运转特种装备信息的信息标签，温湿度定位标签内置温湿度传感器、GPS、控制器和报警器，其中温湿度传感器检测转运箱内实时温湿度、GPS定位转运箱实时位置、控制器将实时温度及实时位置上传至RFID转运系统；
在本发明一个具体实施例中，本发明将温湿度定位标签与转运箱进行绑定并将所述温湿度定位标签固定在转运箱内，将包含待运转特种装备信息的信息标签粘贴在用于装载待转运特种装备的包装箱表面；
利用手持终端分别扫描转运箱内的温湿度定位标签及特种装备包装箱表面的信息标签进行绑定。
可选地，所述利用标签实时获取特种装备转运箱的温湿度数据以及定位信息，包括：
利用温湿度定位标签实时获取特种装备转运箱的温湿度数据，在本发明一个具体实施例中，由于特种装备运输过程的复杂性，可能存在面临超高温的情况，传统温湿度传感器可能存在失效风险，因此本发明对温湿度定位标签内的温湿度传感器进行改进；
所述温湿度定位标签内温湿度传感器的改进方法为：
计算并联和串联情况下电阻电容之间的转换关系：
Rp＝Rs[1+(wCpRp)]2
其中：
Rp为并联电阻，Rs为串联电阻；
Cp为并联电容，Cs为串联电容；
f＝2w/π为测试电压频率；
根据上述公式，在高温带来的超高频情况下，等效的串联和并联电容的值没有太大差别，而串联电阻值与并联电阻值成反比；计算串联情况下温湿度传感器的阻抗：
由于高温会使串联电阻降低，而温湿度传感器与串联电阻为正相关，且温湿度传感器为低电压电源，因此需要选择串联电阻的温湿度传感器；
利用线性回归方法得到电阻与温度T之间的关系：
Rs(T)＝R0+a1T+a2T2
Cs(T)＝C0+a3T+a4T2
其中：
R0为在25摄氏度时的电阻值；
C0为在25摄氏度时的电容值；
a1，a2表示串联电阻的温度系数，a1＝-1.21×10-3，a2＝-1.26×10-5；
a3，a4表示串联电阻的温度系数，a3＝-2.15×10-3，a4＝-0.98×10-5；
设定T为80摄氏度，计算不同电阻串联的温湿度传感器在80摄氏度的电阻值和电容值，选取此时能正常运行的温湿度传感器作为温湿度定位标签中内置的温湿度传感器，并利用该传感器实时获取特种装备转运箱的温湿度数据；
利用温湿度定位标签中的GPS定位转运箱实时位置，得到转运箱的定位信息。
可选地，所述RFID转运系统利用标签过滤的信息接收策略接收有效的RFID标签信息，并在温湿度以及转运箱定位位置异常时进行报警，包括：
所述RFID转运系统内存在大量已知标签信息以及未知标签信息，其中已知标签信息是已读的标签信息，未知标签信息为新移入的未读标签信息，每个标签信息都有一个唯一的128比特大小的ID，在RFID转运系统的运转过程中，需要排除已知标签信息，实时寻找未知标签信息，并对查询到的未知标签信息进行处理；
所述RFID转运系统利用标签过滤的信息接收策略接收有效的RFID标签信息，所述信息接收策略流程为：
1)遍历目前所有已知的标签信息ni，计算标签ni的指纹xi：
xi＝FingerPrint(IDi)
其中：
IDi表示标签信息ni对应128比特大小的唯一ID；
所述指纹为标签信息的位字符串；
初始化一个长度位L的数组，对于标签信息ni，分别计算其在数组中的初始位置P1(ni)以及替代位置P2(ni)：
P1(ni)＝hash(IDi)mod L
检查数组L，若L[P1(ni)]＝0或L[P2(ni)]＝0，则将标签信息ni插入到数组L中位置L[P1(ni)]或L[P2(ni)]所对应的映射标签信息表中，并设置插入位置值的数组L[]为1；
对所有标签信息进行上述映射处理，直到数组L已满或映射完所有已知标签信息；
2)将数组L中为1的元素替换为对应标签信息的指纹，所述指纹大小为m比特，并将数组L中为0的元素替换为m比特的0字符串；
对于目前RFID转运系统中存在的标签信息nj，利用哈希函数Kj＝P1()和K′j＝P2()，利用下述规则确定标签是否未知标签信息：
(1)若L[Kj]≠′0′且L[K′j]＝′0′，则说明标签信息nj可能被映射到数组L中的Kj位置，计算标签信息nj的指纹xj，若L[Kj]＝xj，则说明标签信息nj为已知标签信息，否则为标签未知信息；
(2)若L[Kj]＝′0′且L[K′j]≠′Q′，则说明标签信息nj可能被映射到数组L中的K′j位置，计算标签信息nj的指纹xj，若L[K′j]＝xj，则说明标签信息nj为已知标签信息，否则为标签未知信息；
(3)若L[Kj]＝′0′且L[K′j]＝′0′，则说明标签信息nj为已知标签信息；
(4)若L[Kj]≠′0′且L[K′j]≠′0′，计算标签信息nj的指纹xj，若L[K′j]＝xj或L[Kj]＝xj，则说明标签信息nj为已知标签信息，否则为标签未知信息；
对于识别到的未知标签信息，所述RFID转运系统对未知标签信息进行识别处理，在标签信息中温湿度以及转运箱定位位置异常时进行报警，在本发明一个具体实施例中，当温湿度信息高于温湿度阈值T，转运箱定位未知偏理导航G千米时，则会进行报警；
将处理后的未知标签信息映射到数组L中。
可选地，所述特种装备接收端工作人员使用手持终端扫描转运箱上的标签的进行解绑，包括：
当特种装备转运箱到达特种装备的接收目的位置，特种装备接收端的工作人员使用手持终端使用手持终端分别扫描转运箱内的温湿度定位标签及特种装备包装箱上的信息标签进行解绑；
若在特种装备转运箱转运过程中存在异常报警情况，则需要对转运箱以及特种装备进行安全检测。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种基于RFID技术的特种装备转运系统，所述系统包括：
转运箱绑定模块，用于将温湿度定位标签与转运箱进行绑定并将温湿度定位标签固定在转运箱内；
标签粘贴模块，用于将包含待转运特种装备的信息标签粘贴在用于装载待转运特种装备的包装箱表面；
标签绑定模块，用于利用手持终端分别扫描转运箱内的温湿度定位标签及特种装备表面的信息标签进行绑定；
转运模块，用于温湿度定位标签在转运过程中自动向RFID转运系统传输温湿度数据及定位信息，并在温湿度异常时进行报警；
标签解绑模块，用于特种装备接收端工作人员使用手持终端分别扫描转运箱内的温湿度定位标签及特种装备包装箱上的信息标签进行解绑。
此外，为实现上述目的，所述转运模块中包含检测单元、信息传输单元以及报警单元，其中，检测单元用于温湿度传感器检测转运箱内实时温度以及GPS定位转运箱实时位置；信息传输单元用于控制器将实时温度及位置上传至RFID转运系统；报警单元用于转运箱的实施温湿度达到预先设置的警报温湿度时控制器控制报警器进行报警。
相对于现有技术，本发明提出一种基于RFID技术的特种装备转运方法，该技术具有以下优势：
首先，由于特种装备运输过程的复杂性，可能存在面临超高温的情况，传统温湿度传感器可能存在失效风险，因此本发明对温湿度定位标签内的温湿度传感器进行改进，首先计算并联和串联情况下电阻电容之间的转换关系：
Rp＝Rs[1+(wCpRp)]2
其中：Rp为并联电阻，Rs为串联电阻；Cp为并联电容，Cs为串联电容；f＝2w/π为测试电压频率；根据上述公式，在高温带来的超高频情况下，等效的串联和并联电容的值没有太大差别，而串联电阻值与并联电阻值成反比；计算串联情况下温湿度传感器的阻抗：
由于高温会使串联电阻降低，而温湿度传感器与串联电阻为正相关，且温湿度传感器为低电压电源，因此需要选择串联电阻的温湿度传感器；利用线性回归方法得到电阻与温度T之间的关系：
Rs(T)＝R0+a1T+a2T2
Cs(T)＝C0+a3T+a4T2
其中：R0为在25摄氏度时的电阻值；C0为在25摄氏度时的电容值；a1，a2表示串联电阻的温度系数，a1＝-1.21×10-3，a2＝-1.26×10-5；a3，a4表示串联电阻的温度系数，a3＝-2.15×10-3，a4＝-0.98×10-5；设定T为80摄氏度，计算不同电阻串联的温湿度传感器在80摄氏度的电阻值和电容值，选取此时能正常运行的温湿度传感器作为温湿度定位标签中内置的温湿度传感器，并利用该传感器实时获取特种装备转运箱的温湿度数据。
同时，所述RFID转运系统内存在大量已知标签信息以及未知标签信息，其中已知标签信息是已读的标签信息，未知标签信息为新移入的未读标签信息，每个标签信息都有一个唯一的128比特大小的ID，在RFID转运系统的运转过程中，需要排除已知标签信息，实时寻找未知标签信息，并对查询到的未知标签信息进行处理，现有的未知标签识别方法普遍存在两个缺点：耗时和不完全性，主要由于传统方法中只有0和1可以用来区分未知标签和已知标签，需要多轮操作来灭活所有的已知标签，导致时间消耗过大；其次，可能发生‘未知-已知’标签冲突，即指一些未知的标签被当作已知的标签而被灭活，从而导致识别的不完全性，因此本发明提出利用标签过滤的信息接收策略接收有效的RFID标签信息，所述信息接收策略流程为：遍历目前所有已知的标签信息ni，计算标签ni的指纹xi：
xi＝FingerPrint(IDi)
其中：IDi表示标签信息ni对应128比特大小的唯一ID；初始化一个长度位L的数组，对于标签信息ni，分别计算其在数组中的初始位置P1(ni)以及替代位置P2(ni)：
P1(ni)＝hash(IDi)mod L
检查数组L，若L[P1(ni)]＝0或L[P2(ni)]＝0，则将标签信息ni插入到数组L中位置L[P1(ni)]或L[P2(ni)]所对应的映射标签信息表中，并设置插入位置值的数组L[]为1，相较于传统技术，每个标签信息存在两个数组位置，只要两个数组位置中存在任意一个数组位置为空，便可将将标签映射到数组中，从而增加了有用数组元素1的数量，减少了不必要的数组遍历通信开销，提高了识别效率；将数组L中为1的元素替换为对应标签信息的指纹，所述指纹大小为m比特，并将数组L中为0的元素替换为m比特的0字符串，相较于传统技术用0和1来区分未知标签和已知标签，本发明使用标签指纹对数组中的元素进行替换，当一个标签的指纹与所选数组位置内存储的指纹匹配时，才会被视为已知标签，执行几轮之后可以使已知标签与未知标签达到完全的分离；根据上述策略，对于目前RFID转运系统中存在的标签信息nj，利用哈希函数Kj＝P1()和K′j＝P2()，利用下述规则确定标签是否未知标签信息：(1)若L[Kj]≠′0′且L[K′j]＝′0′，则说明标签信息nj可能被映射到数组L中的Kj位置，计算标签信息nj的指纹xj，若L[Kj]＝xj，则说明标签信息nj为已知标签信息，否则为标签未知信息；(2)若L[Kj]＝′0′且L[K′j]≠′0′，则说明标签信息nj可能被映射到数组L中的K′j位置，计算标签信息nj的指纹xj，若L[K′j]＝xj，则说明标签信息nj为已知标签信息，否则为标签未知信息；(3)若L[Kj]＝′0′且L[K′j]＝′0′，则说明标签信息nj为已知标签信息；(4)若L[Kj]≠′0′且L|K′j]≠′0′，计算标签信息nj的指纹xj，若L[K′j]＝xj或L[K′j]＝xj，则说明标签信息nj为已知标签信息，否则为标签未知信息；对于识别到的未知标签信息，所述RFID转运系统对未知标签信息进行识别处理，在标签信息中温湿度以及转运箱定位位置异常时进行报警。相较于传统技术，本发明所述方法避免了标签污染导致的特种装备信息丢失及混乱、对转运温湿度进行了检测及预警，同时对转运的特种装备进行跟中定位，实现了对特种装备的全生命周期管理，并因其实时性可以保障特种装备防止其在转运过程中因环境条件的变化而引起精度、性能变化。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的一种基于RFID技术的特种装备转运方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的一种基于RFID技术的特种装备转运系统的结构示意图；
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
通过将温湿度定位标签与转运箱进行绑定并将所述温湿度定位标签固定在转运箱内，将包含待运转特种装备信息的信息标签粘贴在用于装载待转运特种装备的包装箱表面，利用温湿度定位标签在转运过程中实时获取特种装备的温湿度数据以及定位信息，并自动将特种装备的温湿度数据以及定位信息发送到RFID转运系统，在温湿度异常时进行报警；特种装备接收端工作人员使用手持终端分别扫描转运箱内的温湿度定位标签及特种装备包装箱上的信息标签进行解绑，完成全部转运流程。参照图1所示，为本发明一实施例提供的基于RFID技术的特种装备转运方法示意图。
在本实施例中，基于RFID技术的特种装备转运方法包括：
S1、将基于RFID技术的标签与特种装备转运箱进行绑定，并将基于RFID技术的标固定在转运箱。
首先，本发明将基于RFID技术的标签与特种装备转运箱进行绑定，并将基于RFID技术的标固定在转运箱内，所述基于RFID技术的标签分为温湿度定位标签以及包含待运转特种装备信息的信息标签，温湿度定位标签内置温湿度传感器、GPS、控制器和报警器，其中温湿度传感器检测转运箱内实时温湿度、GPS定位转运箱实时位置、控制器将实时温度及实时位置上传至RFID转运系统；
在本发明一个具体实施例中，本发明将温湿度定位标签与转运箱进行绑定并将所述温湿度定位标签固定在转运箱内，将包含待运转特种装备信息的信息标签粘贴在用于装载待转运特种装备的包装箱表面；
利用手持终端分别扫描转运箱内的温湿度定位标签及特种装备包装箱表面的信息标签进行绑定。
S2、利用基于RFID技术的标签实时获取特种装备转运箱的温湿度数据以及定位信息。
进一步地，本发明利用温湿度定位标签实时获取特种装备转运箱的温湿度数据，在本发明一个具体实施例中，由于特种装备运输过程的复杂性，可能存在面临超高温的情况，传统温湿度传感器可能存在失效风险，因此本发明对温湿度定位标签内的温湿度传感器进行改进；
所述温湿度定位标签内温湿度传感器的改进方法为：
计算并联和串联情况下电阻电容之间的转换关系：
Rp＝Rs[1+(wCpRp)]2
其中：
Rp为并联电阻，Rs为串联电阻；
Cp为并联电容，Cs为串联电容；
f＝2w/π为测试电压频率；
根据上述公式，在高温带来的超高频情况下，等效的串联和并联电容的值没有太大差别，而串联电阻值与并联电阻值成反比；计算串联情况下温湿度传感器的阻抗：
由于高温会使串联电阻降低，而温湿度传感器与串联电阻为正相关，且温湿度传感器为低电压电源，因此需要选择串联电阻的温湿度传感器；
利用线性回归方法得到电阻与温度T之间的关系：
Rs(T)＝R0+a1T+a2T2
Cs(T)＝C0+a3T+a4T2
其中：
R0为在25摄氏度时的电阻值；
C0为在25摄氏度时的电容值；
a1，a2表示串联电阻的温度系数，a1＝-1.21×10-3，a2＝-1.26×10-5；
a3，a4表示串联电阻的温度系数，a3＝-2.15×10-3，a4＝-0.98×10-5；
设定T为80摄氏度，计算不同电阻串联的温湿度传感器在80摄氏度的电阻值和电容值，选取此时能正常运行的温湿度传感器作为温湿度定位标签中内置的温湿度传感器，并利用该传感器实时获取特种装备转运箱的温湿度数据；
利用温湿度定位标签中的GPS定位转运箱实时位置，得到转运箱的定位信息。
S3、基于RFID技术的标签实时将所获取的温湿度数据以及定位信息上传到RFID转运系统，RFID转运系统利用标签过滤的信息接收策略接收有效的RFID标签信息，并在温湿度以及转运箱定位位置异常时进行报警。
进一步地，特种装备转运箱内的温湿度定位标签将实时温度及实时位置上传至RFID转运系统，所述RFID转运系统内存在大量已知标签信息以及未知标签信息，其中已知标签信息是已读的标签信息，未知标签信息为新移入的未读标签信息，每个标签信息都有一个唯一的128比特大小的ID，在RFID转运系统的运转过程中，需要排除已知标签信息，实时寻找未知标签信息，并对查询到的未知标签信息进行处理；
所述RFID转运系统利用标签过滤的信息接收策略接收有效的RFID标签信息，所述信息接收策略流程为：
1)遍历目前所有已知的标签信息ni，计算标签ni的指纹xi：
xi＝FingerPrint(IDi)
其中：
IDi表示标签信息ni对应128比特大小的唯一ID；
所述指纹为标签信息的位字符串；
初始化一个长度位L的数组，对于标签信息ni，分别计算其在数组中的初始位置P1(ni)以及替代位置P2(ni)：
P1(ni)＝hash(IDi)mod L
检查数组L，着L[P1(ni)]＝0或L[P2(ni)]＝0，则将标签信思ni插入到数组L中位置L[P1(ni)]或L[P2(ni)]所对应的映射标签信息表中，并设置插入位置值的数组L[]为1；
对所有标签信息进行上述映射处理，直到数组L已满或映射完所有已知标签信息；
2)将数组L中为1的元素替换为对应标签信息的指纹，所述指纹大小为m比特，并将数组L中为0的元素替换为m比特的0字符串；
对于目前RFID转运系统中存在的标签信息nj，利用哈希函数Kj＝P1()和K′j＝P2()，利用下述规则确定标签是否未知标签信息：
(1)若L[Kj]≠′0′且L[K′j]＝′0′，则说明标签信息nj可能被映射到数组L中的Kj位置，计算标签信息nj的指纹xj，若L[Kj]＝xj，则说明标签信息nj为已知标签信息，否则为标签未知信息；
(2)若L[Kj]＝′0′且L[K′j]≠′0′，则说明标签信息nj可能被映射到数组L中的K′j位置，计算标签信息nj的指纹xj，若L[K′j]＝xj，则说明标签信息nj为已知标签信息，否则为标签未知信息；
(3)若L[Kj]＝′0′且L[K′j]＝′0′，则说明标签信息nj为已知标签信息；
(4)若L[Kj]≠′0′且L[K′j]≠′0′，计算标签信息nj的指纹xj，若L[K′j]＝xj或L[Kj]＝xj，则说明标签信息ni为已知标签信息，否则为标签未知信息；
对于识别到的未知标签信息，所述RFID转运系统对未知标签信息进行识别处理，在标签信息中温湿度以及转运箱定位位置异常时进行报警，在本发明一个具体实施例中，当温湿度信息高于温湿度阈值T，转运箱定位未知偏理导航G千米时，则会进行报警；
将处理后的未知标签信息映射到数组L中。
S4、当特种装备转运箱到达接收目的位置，特种装备接收端工作人员使用手持终端扫描转运箱上的标签的进行解绑。
进一步地，当特种装备转运箱到达特种装备的接收目的位置，特种装备接收端的工作人员使用手持终端使用手持终端分别扫描转运箱内的温湿度定位标签及特种装备包装箱上的信息标签进行解绑；
若在特种装备转运箱转运过程中存在异常报警情况，则需要对转运箱以及特种装备进行安全检测。
下面通过一个算法实验来说明本发明的具体实施方式，并对发明的处理方法进行测试。本发明算法的硬件测试环境为：Inter(R)Core(TM)i7-6700K CPU，软件为Matlab2018b；对比方法为基于Zigbee的特种装备转运方法以及基于GSM的特种装备转运方法。
在本发明所述算法实验中，本实验利用matlab对特种装备转运过程进行仿真模拟，将特种装备转运的有效性作为算法可行性的评价指标，其中特种装备转运的有效性越高，则说明算法的有效性、可行性越高。
根据实验结果，基于Zigbee的特种装备转运方法的特种装备转运有效性为85.31％，基于GSM的特种装备转运方法的特种装备转运有效性为84.12％，本发明所述方法的特种装备转运有效性为88.92％，相较于对比算法，本发明所提出的基于RFID技术的特种装备转运方法能够实现更有效的特种装备转运过程。
发明还提供一种基于RFID技术的特种装备转运系统。参照图2所示，为本发明一实施例提供的基于RFID技术的特种装备转运系统的内部结构示意图。
在本实施例中，所述基于RFID技术的特种装备转运系统至少包括转运箱绑定模块、标签粘贴模块、标签绑定模块、转运模块，以及标签解绑模块。
其中，转运箱绑定模块，用于将温湿度定位标签与转运箱进行绑定并将温湿度定位标签固定在转运箱内，在一些实施例中，可以是手持终端或非手持终端设备，包括PC(Personal Computer，个人电脑)，或者是智能手机、平板电脑、便携计算机、摄像头等终端设备；
标签粘贴模块，用于将包含待转运特种装备的信息标签粘贴在用于装载待转运特种装备的包装箱表面；
标签绑定模块，用于利用手持终端分别扫描转运箱内的温湿度定位标签及特种装备表面的信息标签进行绑定；
转运模块，用于温湿度定位标签在转运过程中自动向RFID转运系统传输温湿度数据及定位信息，并在温湿度异常时进行报警；
标签解绑模块，用于特种装备接收端工作人员使用手持终端分别扫描转运箱内的温湿度定位标签及特种装备包装箱上的信息标签进行解绑，在一些实施例中，可以是手持终端设备，包括智能手机、扫描器等。
所述转运模块中包含检测单元、信息传输单元以及报警单元，其中，检测单元用于温湿度传感器检测转运箱内实时温度以及GPS定位转运箱实时位置；信息传输单元用于控制器将实时温度及位置上传至RFID转运系统；报警单元用于转运箱的实施温湿度达到预先设置的警报温湿度时控制器控制报警器进行报警。
需要说明的是，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。并且本文中的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上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内。
Claims (1)
1.一种基于RFID技术的特种装备转运方法，其特征在于，所述方法包括：
S1:将基于RFID技术的标签与特种装备转运箱进行绑定，并将基于RFID技术的标固定在转运箱；
所述将基于RFID技术的标签与特种装备转运箱进行绑定，包括：
将基于RFID技术的标签与特种装备转运箱进行绑定，并将基于RFID技术的标固定在转运箱内，所述基于RFID技术的标签分为温湿度定位标签以及包含待运转特种装备信息的信息标签，温湿度定位标签内置温湿度传感器、GPS、控制器和报警器，其中温湿度传感器检测转运箱内实时温湿度、GPS定位转运箱实时位置、控制器将实时温度及实时位置上传至RFID转运系统；
将温湿度定位标签与转运箱进行绑定并将所述温湿度定位标签固定在转运箱内，将包含待运转特种装备信息的信息标签粘贴在用于装载待转运特种装备的包装箱表面；
利用手持终端分别扫描转运箱内的温湿度定位标签及特种装备包装箱表面的信息标签进行绑定；
S2:利用基于RFID技术的标签实时获取特种装备转运箱的温湿度数据以及定位信息；
利用标签实时获取特种装备转运箱的温湿度数据以及定位信息，包括：
温湿度定位标签内温湿度传感器的改进方法为：
计算并联和串联情况下电阻电容之间的转换关系：
；
；
其中：
为并联电阻，/>为串联电阻；
为并联电容，/>为串联电容；
为测试电压频率；
计算串联情况下温湿度传感器的阻抗：
；
利用线性回归方法得到电阻与温度T之间的关系：
；
；
其中：
为在25摄氏度时的电阻值；
为在25摄氏度时的电容值；
表示串联电阻的温度系数，/>，/>；
表示串联电阻的温度系数，/>，/>；
设定T为80摄氏度，计算不同电阻串联的温湿度传感器在80摄氏度的电阻值和电容值，选取此时能正常运行的温湿度传感器作为温湿度定位标签中内置的温湿度传感器，并利用该传感器实时获取特种装备转运箱的温湿度数据；
利用温湿度定位标签中的GPS定位转运箱实时位置，得到转运箱的定位信息；
S3:基于RFID技术的标签实时将所获取的温湿度数据以及定位信息上传到RFID转运系统，RFID转运系统利用标签过滤的信息接收策略接收有效的RFID标签信息，并在温湿度以及转运箱定位位置异常时进行报警；
所述RFID转运系统利用标签过滤的信息接收策略接收有效的RFID标签信息，所述信息接收策略流程为：
1）遍历目前所有已知的标签信息，计算标签/>的指纹/>：
；
其中：
表示标签信息/>对应128比特大小的唯一ID；
所述指纹为标签信息的位字符串；
初始化一个长度位L的数组，对于标签信息，分别计算其在数组中的初始位置/>以及替代位置/>：
；
；
检查数组L，若或/>，则将标签信息/>插入到数组L中位置或/>所对应的映射标签信息表中，并设置插入位置值的数组/>为1；
对所有标签信息进行上述映射处理，直到数组L已满或映射完所有已知标签信息；
2）将数组L中为1的元素替换为对应标签信息的指纹，所述指纹大小为m比特，并将数组L中为0的元素替换为m比特的0字符串；
对于目前RFID转运系统中存在的标签信息，利用哈希函数/>和/>，利用下述规则确定标签是否未知标签信息：
（1）若且/>，则说明标签信息/>可能被映射到数组L中的/>位置，计算标签信息/>的指纹/>，若/>，则说明标签信息/>为已知标签信息，否则为未知标签信息；
（2）若且/>，则说明标签信息/>可能被映射到数组L中的/>位置，计算标签信息/>的指纹/>，若/>，则说明标签信息/>为已知标签信息，否则为未知标签信息；
（3）若且/>，则说明标签信息/>为已知标签信息；
（4）若且/>，计算标签信息/>的指纹/>，若/>或/>，则说明标签信息/>为已知标签信息，否则为未知标签信息；
对于识别到的未知标签信息，所述RFID转运系统对未知标签信息进行识别处理，在标签信息中温湿度以及转运箱定位位置异常时进行报警；
将处理后的未知标签信息映射到数组L中；
S4:当特种装备转运箱到达接收目的位置，特种装备接收端工作人员使用手持终端扫描转运箱上的标签的进行解绑；
所述特种装备接收端工作人员使用手持终端扫描转运箱上的标签的进行解绑，包括：
当特种装备转运箱到达特种装备的接收目的位置，特种装备接收端的工作人员使用手持终端使用手持终端分别扫描转运箱内的温湿度定位标签及特种装备包装箱上的信息标签进行解绑；
若在特种装备转运箱转运过程中存在异常报警情况，则需要对转运箱以及特种装备进行安全检测。
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| CN202110898138.8A CN113610543B (zh) | 2021-08-05 | 2021-08-05 | 一种基于rfid技术的特种装备转运方法及系统 |
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