CN113869821A - 一种计量物资识别周转方法和系统 - Google Patents

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CN113869821A CN202111117619.7A CN202111117619A CN113869821A CN 113869821 A CN113869821 A CN 113869821A CN 202111117619 A CN202111117619 A CN 202111117619A CN 113869821 A CN113869821 A CN 113869821A
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许守东
金琦
崔林
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Abstract

本发明涉及一种计量物资识别周转方法和系统，包括计量物资数据采集，采集客户需求，从各信息系统中获取计量物资存量情况；数据加密；计量物资数据补充周转，根据客户需求，合理新购、调配和周转存量计量物资；再次进行数据加密，反馈至各信息系统。本发明通过指纹技术和信息技术系统联动，在低成本的基础上提升了计量物资的管理可靠性及计量物资周转效率。该产品采用模块化设计，可根据使用需求对周转柜进行多向级联扩容，拓宽了产品的适用场景，益于产品的推广应用。

Description

一种计量物资识别周转方法和系统
技术领域
本发明属于电力领域，更具体地涉及一种计量物资识别周转方法和系统。
背景技术
近年来，随着信息技术的飞速发展，相关云大物移智的技术也运用于各个领域，针对各电力企业事业单位的电能计量装置末级仓储管理主要是依靠人为管理，这种方式存在电能计量装置存取过程容易失控、电能计量装置丢失责任难以划分等隐患。现存的仓储设备由于设计功能单一，大多数没有分类存储的功能，使得物品存放混乱，并且首次安装完成后不宜搬运，使得存储柜的发展很受限制。而电网企业电表类计量设备库存管理业务需要精确到实物个体，为此，在物资管理系统中针对每个计量设备都会生成对应的计量条码信息，仓管员在计量设备的出入库业务办理过程中，需要对涉及的计量设备条码进行人工的识别和绑定关联，然后再上报仓库负责人审核，且其中的出库业务具有频次高、时间分散的特点，传统的人工开展方式，存在工作效率低下、容易出错的情况，具体存在以下的问题：
(1)管理效率低，人力资源消耗大：传统的电表存取管理一般都依赖于仓管员协同申请人领取，领取过程需要仓管员人工识别并在系统中手动关联出库条码信息，然后上报仓库负责人审核。导致领用过程繁琐、效率低下，需要多人对领用设备条码准确性进行校验审核，人力资源消耗大。
(2)应对突发事件的灵活性差：节假日期间应对突发事件的抢修物资领用，还面临无法按流程领出物资情况，抢修物资的紧急领用过程存在先领用、后补单的情况，容易造成迟出、漏出的问题。
(3)存放不规范：由于计量设备存储普遍采用通用货架，从电表等包装箱中直接拿取，而使用传统机械柜，没有根据电表外形定制，规划不当，易杂乱，不规范。
(4)无法对系统动态化管理，造成库存计量物资的大量浪费，无法掌握同一单位不同部门或地方相关物资情况，更无法进行动态调配，实现物资零库存，减小计量物资过多地占公司流动资金。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种计量物资识别周转方法和系统，能够自由组装，分类存放，实现放置灵活，智能管理。通过引入RFID对计量设备的定向存取业务进行管理，实现精准、高效地计量设备存取管理，做到智能化的智慧周转柜，降低人力资源成本，实现精准、高效地实现计量设备存取业务办理，解决用户计量设备安装使用的痛点难点问题。
本发明针对上述现有技术中的问题，实现用户需求的计量物资与现有物资的精准匹配，放置灵活、减小主站式系统，实现精准、高效地实现计量设备存取业务办理，解决用户计量设备安装使用的痛点难点问题。
本发明的技术方案具体如下：
一种计量物资识别周转方法，包括以下：
计量物资数据采集，采集客户需求，从用户单位各信息系统中获取计量物资存量情况；数据加密；
计量物资数据补充周转，根据客户需求，合理新购或更换、调配和周转存量计量物资；再次进行数据加密，反馈至各信息系统，通过本方法，可实时反应，终身追溯到每个计量物资的归属；减小计量物资的存量，提高周转效率；减少人员统计核对计量物资的工作量；便于不同部门不同单位统一调配计量物资。根据客户需求，合理新购或更换、调配和周转存量计量物资具体按以下进行：
根据客户或用户需求，合理对新购、调配和周转存量计量物资进行射频识别、现成总线传输、称重传感、扫码确认，对计量物资采用识别、入库、出库、退库流程的信息化手段周转，最终将用户需求信息周转到最近的供货单位或供货智能周转柜中；具体按以下进行：
计量物资入库时先用射频识别，正确率达到100％时，人工将物资放入周转系统中，如果射频识别编码或数量有问题时，采用扫码确认进行补充，确保正确率达到100％；
出库时，先用射频识别，有问题时，再采用扫码确认；采用称重传感确认计量物资周转识别系统格子有没有存放货物，当格子总重量大于等于阈值时，代表本格子存放有货物，如果小于阈值时，代表本格子是空的，等待放入货物。
进一步地，所述信息系统包括生产管理PMS系统、电网GIS系统、SG186营销系统、电能量采集系统、用电信息采集系统、MIS系统、4A系统以及SCADA系统；获取计量物资标签，标签显示客户或用户需求计量物资的存量情况。
进一步地，射频识别过程具体如下：
第一步、数据采集；
采集RFID客户编码的标签或货物本身标签的数据流进行过滤和集成的预处理；
第二步、通信；
通过无线通信5G、4G、NB-Lot或WIFI，把采集数据传递到周转系统数据库及管理；
第三层、系统应用交互及显示；实现管理的数据与周转系统外部访问接口和界面显示，使人员更加透明清晰知道识别情况；射频识别的距离为3-5m；
扫码确认具体过程如下：
射频识别后，人工找到未识别正确的计量物资，人工进行扫码确认工作；
周转系统格子内底部设置有称重传感器，所述格子外侧壁的前端面设置有转换器，所述转换器分别与所述称重传感器连接，所述转换器将所述称重传感器发送的信号转换为编码，并将编码送至周转系统控制器中，当重量大于一定阈值时，判断格子内有计量物资，否则格子内没有存放物资。
进一步地，数据加密是在计量物资识别、周转过程中，采用软硬件加密算法对计量物资数据进行加密，包括：采用专用硬件UKey盾进行个人密码或指纹识别或图案的方式加密，同时在系统中加以记录。
本发明还涉及的计量物资识别周转系统，包括多个采用区块链的分布式物资识别周转系统构成，分布式物资识别周转系统包括：计量物资数据采集识别模块、计量物资数据补充周转模块、数据加密模块和数据反馈处理模块；
去中心化结构使用分布式物资识别周转系统识别、核算、周转和存储；分布式物资识别周转系统中数据块由整个系统中具有维护功能的节点来共同维护，任一节点停止工作不影响系统整体的运作；
其中，计量物资数据采集识别模块，用于实时采集计量物资识别周转系统中的监测物资编码和周转情况数据，发送所述监测数据给计量物资数据补充周转模块，并将所述计量物资数据补充周转模块返回的处理结果上传至分布式物资识别周转系统；
计量物资数据补充周转模块，用于根据预设处理方式对所述实时数据采集识别模块发送的数据进行处理，或者发送数据获取请求给数据加密模块，根据获取的数据及预设处理方式对所述计量物资数据采集识别模块发送的监测数据进行处理，将处理结果返回给所述数据反馈处理模块，并将所述处理结果中的敏感数据通过所述数据反馈处理模块写入区块链；
数据加密模块，用于根据哈希算法对所述计量物资数据采集识别模块发送的监测数据进行64位的哈希编码，建立哈希表，该编码与监测数据记录一一对应，且无法反推，并打上时间戳放入区块链，形成历史数据；
数据反馈处理模块，用于根据所述数据加密模块发送的数据和用户需求情况，获取区块链中相应的数据并返回给所述计量物资数据补充周转模块，并将所述计量物资数据补充周转模块发送的敏感数据写入区块链，从而对计量物资周转情况进行公证，接收来自各个普通分布式数据加密模块区块并获得各个普通节点的交易验证时长，基于各个普通分布式节点的交易周转情况，计算本轮周转过程中每个节点对应的信誉值，整合来自各个普通分布式节点的子区块并对信誉值打包，生成最终区块并最终在所有分布式计量物资识别周转系统上广播；本方案建立用户请求、供电单位分配的周转机制，达到计量物资周转过程中各参与实体间的分区局部共识，在实现周转的同时兼顾效率，以区块链低成本信任传递为手段，实现系统间的物资流、人流的可信分配。
进一步地，计量物资数据采集识别模块与生产管理PMS系统、电网GIS系统、SG186营销系统、电能量采集系统、用电信息采集系统以及SCADA系统连接。
进一步地，计量物资数据补充周转模块对计量物资数据采集识别模块采集的数据通过数据抽取、数据清洗、数据转换和数据挖掘，获取计量物资标签，标签显示客户或用户需求计量物资的存量情况，同时将计量物资的需求、应用和待补充情况同步反馈到计量物资识别周转系统中；
计量物资数据补充周转模块中通过数据抽取、数据清洗、数据转换和数据挖掘判断数据的准确性和可靠性；其中，数据抽取和清洗采用固定字节分析法，对采集数据中关键字节进行抽取，数据转换通过聚类分析判断采集数据的准确性；数据挖掘指通过神经网络算法、深度神经网络、基于H∞扩展卡尔曼滤波算法判断周转柜的周转率，以便考虑物资的存量情况和下一步调配。
进一步地，其中，基于H∞扩展卡尔曼滤波算法判断周转柜的周转率过程如下：
计量物资周转柜存放物资的用户需求iL、存放时间jL、型号或物资编码kL和周转次数UL之间的关系，随机模型如下：
x(tk)＝x(tk-1)+e(tk) (1)
式中，x(tk)表示时间序列，e(tk)表示随机变量，定义x＝[UpaUpcjLkL]T作为系统状态矢量，系统输入变量u＝iL(用户需求)，输出变量y＝UL(周转次数)，Upa与周转柜通信状态有关，Upc与扫码成功率有关；
Figure BDA0003275928020000041
y(t)＝h(x(t)，u(t))+v(t) (3)
Figure BDA0003275928020000042
Figure BDA0003275928020000043
式(2)、(4)中，ω(t)表示由过程噪声、模型参数估计白噪声组或的增强过程噪声，式(3)中，v(t)表示测量噪声；假设系统预算模型满足高斯噪声的基本条件，满足以下条件才能利用扩展卡尔曼滤波方法，即满足以下条件：
E[ω(t)]＝0
E[v(t)]＝0
E[ω(t)ωT(t)]＝Q(t)δ(t-τ)
E[v(t)vT(t)]＝R(t)δ(t-τ)
E[ω(t)vT(t)]＝0 (6)
电能计量装置物资周转柜观测模型的观察窗，采用偏微分可得：
Figure BDA0003275928020000051
把公式(5)带入公式(7)，观测窗函数表达如下：
Figure BDA0003275928020000052
Figure BDA0003275928020000053
进一步地，数据加密模块包括个人密码或指纹识别或图案加密模块、硬件加密模块。
进一步，数据反馈处理模块将客户需求信息经技术人员进行现场处理后，把换回的老旧记录物资、新安装或使用的计量物资信息反馈填入计量物资识别周转系统和数据采集源的各种信息系统中。
本发明中，计量物资数据补充周转方法即根据客户需求，合理新购、调配和周转存量计量物资，如采用对计量物资入库、出库、退库等流程的信息化手段周转，数据加密方法指采用软硬件加密算法对计量物资数据进行加密，如数据周转过程中人员专用的硬件UKey进行个人密码或指纹识别加密，数据反馈处理方法指将计量物资周转使用后，客户需求信息确认的反馈填入各种信息系统中。
进一步的，数据采集识别方法主要采集客户或用户需求，各种信息系统包括生产管理PMS系统、电网GIS系统、SG186营销系统、电能量采集系统、用电信息采集系统以及SCADA系统，获取计量物资标签，标签显示客户或用户需求计量物资的存量情况，
进一步的，计量物资数据补充周转方法即根据客户或用户需求，合理对新购、调配和周转存量计量物资进行射频识别、现成总线传输、称重传感、图像识别、扫码确认等智能算法，对计量物资采用识别、入库、出库、退库等流程的信息化手段周转，最终将用户需求信息周转到最近的供货单位或供货智能周转柜中。
进一步的，数据加密方法指在计量物资识别、周转过程中，需采用软硬件加密算法对计量物资数据进行加密，以便确保不泄密，常用的方法包括：数据周转过程中操作人员采用专用硬件UKey盾进行个人密码或指纹识别或图案的方式加密，同时在系统中加以记录，永远不能删除；周转操作人员需单位管理人员确认。
进一步的，数据反馈处理方法指将客户需求信息经技术人员进行现场处理后，把换回的老旧记录物资、新安装或使用的计量物资信息反馈填入各种信息系统中，实现计量物资闭环，及全生命周期管理。
本发明中，采用区块链去中心化技术，是相对传统“中心化”而言的新型计量物资识别周转生产过程。去中心化结构使用分布式物资识别周转系统识别、核算、周转和存储，不存在中心化或主机或主站的节点，任意分布式物资识别周转系统的权利和义务都是均等的，分布式物资识别周转系统中数据块由整个系统中具有维护功能的节点来共同维护，任一节点停止工作都会不影响系统整体的运作。
分布式物资识别周转系统采用电力专网或通用通信网络连接，通用通信网络包括：无线方式如4G、5G方式，有线方式如光纤或双绞网线。
计量物资数据采集识别模块中数据采集源包括生产管理PMS系统、电网GIS系统、SG186营销系统、电能量采集系统、用电信息采集系统以及SCADA系统。
进一步的，计量物资数据补充周转模块对计量物资数据采集识别模块采集的数据通过数据抽取、数据清洗、数据转换和数据挖掘等步骤，获取计量物资标签，标签显示客户或用户需求计量物资的存量情况，同时将计量物资的需求、应用和待补充情况同步反馈到计量物资识别周转系统中。
进一步的，数据加密模块包括软件加密算法和硬件加密模块构成，软件加密算法包括，软件操作人员名单需单位管理人员确认，确认后人员需使用个人密码或指纹识别或图案的方式加密；硬件加密模块包括操作人员专用硬件UKey盾，操作后同时在计量物资识别周转系统中加以永久记录，永远不能删除。
进一步的，数据反馈处理模块将客户需求信息经技术人员进行现场处理后，把换回的老旧记录物资、新安装或使用的计量物资信息反馈填入计量物资识别周转系统和数据采集源的各种信息系统中，实现计量物资闭环，及全生命周期管理。
综上所述，与现有技术相比，本发明提供的方法及系统具有以下有益效果：
1、操作简易，随用随取。所述周转柜的使用类似于自动贩卖机，领用人员经身份认证之后通过操作所述主柜的触控显示屏选择所需计量设备即可进行物资领用，不再受节假日这个时间因素的制约；同时所述周转柜采用的是“一主多副”分体式安装，可放置于任何抢修驻点，不受地域的限制，使领用更加便捷。
2、智能审批，高效省力。计量设备出柜之后，所述计量周转控制模块即刻触发所述物资管理系统生成领料单，并自动完成单据，且无漏出、迟出、错出问题。
3、功能扩展，满足需求。所述周转柜的副柜功能可根据实际使用需求进行更改，对应不同类型的计量设备，均可以通过更改副柜大小的方式实现在周转柜中进行自动存取，以此更好满足不同区域、不同业务的使用需求。
总而言之，本发明可以帮助我们及时掌握计量设备的存取情况，实现计量物资周转柜与多个生产信息化系统对接，用于业务协同、分析设备类型、需求情况提供基本条件，方便日常备货量和库存预警管理提供准确的数据参考，实现零库存及物资全生命周期管理。
附图说明
图1为本发明的计量物资识别、周转方法流程图；
图2为本发明的合理新购或更换、调配和周转存量计量物资的流程图；
图3为本发明的计量物资识别周转系统的结构示意图；
图4为本发明的分布式计量物资识别周转系统的结构示意图；
图5为本发明的分布式计量物资识别周转系统的结构示意图；
具体实施方法
下面将结合本申请实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实施例，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，都属于本申请保护的范围。
除非另外定义，本申请实施例中使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
本实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“安装”、“相连”、“连接”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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。“上”、“下”、“左”、“右”、“横”以及“竖”等仅用于相对于附图中的部件的方位而言的，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中的部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
如图1所示，本实施例的计量物资识别周转方法。包括计量物资数据采集识别、计量物资数据补充周转、数据加密和数据反馈。
数据采集识别方法主要采集客户需求，从各种信息系统中获取计量物资存量情况，计量物资数据补充周转方法即根据客户需求，合理新购、调配和周转存量计量物资，如采用对计量物资入库、出库、退库等流程的信息化手段周转，数据加密方法指采用软硬件加密算法对计量物资数据进行加密，如数据周转过程中人员专用的硬件UKey进行个人密码或指纹识别加密，数据反馈处理方法指将计量物资周转使用后，客户需求信息确认的反馈填入各种信息系统中。
如图2所示，根据客户需求，合理新购或更换、调配和周转存量计量物资具体按以下进行：
根据客户或用户需求，合理对新购、调配和周转存量计量物资进行射频识别、现成总线传输、称重传感、扫码确认，对计量物资采用识别、入库、出库、退库流程的信息化手段周转，最终将用户需求信息周转到最近的供货单位或供货智能周转柜中；具体按以下进行：
计量物资入库时先用射频识别，正确率达到100％时，人工将物资放入周转系统中，如果射频识别编码或数量有问题时，采用扫码确认进行补充，确保正确率达到100％；
出库时，先用射频识别，有问题时，再采用扫码确认；采用称重传感确认计量物资周转识别系统格子有没有存放货物，当格子总重量大于等于阈值时，代表本格子存放有货物，如果小于阈值时，代表本格子是空的，等待放入货物。
射频识别过程具体如下：
第一步、数据采集；
采集RFID客户编码的标签或货物本身标签的数据流进行过滤和集成的预处理；
第二步、通信；
通过无线通信5G、4G、NB-Lot或WIFI，把采集数据传递到周转系统数据库及管理；
第三层、系统应用交互及显示；实现管理的数据与周转系统外部访问接口和界面显示，使人员更加透明清晰知道识别情况；射频识别的距离为3-5m；
扫码确认具体过程如下：
射频识别后，人工找到未识别正确的计量物资，人工进行扫码确认工作；
周转系统格子内底部设置有称重传感器，所述格子外侧壁的前端面设置有转换器，所述转换器分别与所述称重传感器连接，所述转换器将所述称重传感器发送的信号转换为编码，并将编码送至周转系统控制器中，当重量大于一定阈值时，判断格子内有计量物资，否则格子内没有存放物资。
数据加密是在计量物资识别、周转过程中，采用软硬件加密算法对计量物资数据进行加密，包括：采用专用硬件UKey盾进行个人密码或指纹识别或图案的方式加密，同时在系统中加以记录。
信息系统包括生产管理PMS系统、电网GIS系统、SG186营销系统、电能量采集系统、用电信息采集系统、MIS系统、4A系统以及SCADA系统；获取计量物资标签，标签显示客户或用户需求计量物资的存量情况。
如图3所示，本实施例的计量物资识别周转系统外观采用分布式射频识别和蜂巢式储物格设计，根据生产信息系统中客户需求或系统自动派发的工单进行驱动，实现计量物资领用及自动盘点管理，通过指纹技术、员工硬件UKey和信息技术系统联动，在低成本的基础上提升了计量物资的管理可靠性及计量物资周转效率，具体设计外观图如图2所示。
如图4所示，该计量物资智能周转系统结构，该系统应用了低成本的分布式射频识别、摄像头及延伸的监控系统、扫描二维码或条形码的技术手段，通过RFID阅读模块结合射频开关电路、天线馈线、天线板及分布式布线技术，将射频识别信号延伸到每一个储物格并读取相应的资产编码信息，然后通过通信模块将其信息传送给工控计算模块进行下一步的加工及处理。通过该技术手段，可实现智能化及自动化的识别及存储。储物格接受到工频计算模块的命令后，可通过智能锁控模块和物资识别、送入和送出机构，实现计量物资的自动送入和送出，节省人员劳动强度。
用户可根据生产信息系统下发的工单直接将计量物资批量放入周转柜储物格，周转柜自动识别及存储，存储完成后自动生成入库清单，其过程无需人工干预，出库及退库过程同理。同时在应急抢修等特殊应用场景下可实现预出库功能，并对出库领用时限进行监控管理。智能锁控模块主要用于红外的方式，实现物品检测、开锁及锁状态实时检测。
本实施例的计量物资智能周转柜主要由电源系统、工控电脑系统、RFID阅读模块、智能电控锁模块、指纹采集及识别模块、扫码模块、摄像头模块、温湿度采集模块、RS485总线组成。智能电控锁模块主要用于红外物品检测、开锁及锁状态检测，并通过RS485总线将信息发送给RFID阅读板；RFID阅读模块主要用于分布式射频识别及所有智能锁孔板的信息接收及处理，并将所有信息通过RS485发送给工控电脑系统；指纹采集及识别模块主要用于指纹采集及授权管理；扫码及采集模块主要用于一维码及二维码的扫码及识别；摄像头模块主要用于退库物资拍照；温湿度采集模块主要用于柜内环境温湿度采集；工控计算模块对RFID阅读板的所有信息进行收集、加工，并通过以太网发送给生产信息系统，同时对生产信息系统下发的工单信息进行处理，进而实现对计量物资的智能周转及管理。
本实施例中：
通过低成本射频识别技术及模块，将RFID阅读模块的射频识别信号通过馈线及天线板分布到每一个储物格，实现计量物资资产标签信息阅读，整个过程自动完成，无需人工干预，大大提升了计量物资入库、出库、退库的可靠性及周转效率。
采用模块化多向级联拼接设计，解决了因周转柜安装场地受限导致的安装局限性问题，提升了周转柜安装环境适应能力。
设计可快速扩容的储物架或柜，采用可靠及快速的零部件安装及固定设计，提升周转柜的组装效率，且降低了后期维护难度。
根据客户需求及生产信息系统中情况，自动跟最近的计量物资识别周转系统连接，生产派发工单，减小设备库存。
本系统没有主站系统，采用基于区块链技术的分布式计量物资识别周转系统，包括多个采用区块链的分布式物资识别周转系统构成，分布式物资识别周转系统包括：计量物资数据采集识别模块、计量物资数据补充周转模块、数据加密模块和数据反馈处理模块；
去中心化结构使用分布式物资识别周转系统识别、核算、周转和存储；分布式物资识别周转系统中数据块由整个系统中具有维护功能的节点来共同维护，任一节点停止工作不影响系统整体的运作；
其中，计量物资数据采集识别模块，用于实时采集计量物资识别周转系统中的监测物资编码和周转情况数据，发送所述监测数据给计量物资数据补充周转模块，并将所述计量物资数据补充周转模块返回的处理结果上传至分布式物资识别周转系统。
计量物资数据补充周转模块，用于根据预设处理方式对所述实时数据采集识别模块发送的数据进行处理，或者发送数据获取请求给数据加密模块，根据获取的数据及预设处理方式对所述计量物资数据采集识别模块发送的监测数据进行处理，将处理结果返回给所述数据反馈处理模块，并将所述处理结果中的敏感数据通过所述数据反馈处理模块写入区块链。
数据加密模块，用于根据哈希算法对所述计量物资数据采集识别模块发送的监测数据进行64位的哈希编码，建立哈希表，该编码与监测数据记录一一对应，且无法反推，并打上时间戳放入区块链，形成历史数据；
数据反馈处理模块，用于根据所述数据加密模块发送的数据和用户需求情况，获取区块链中相应的数据并返回给所述计量物资数据补充周转模块，并将所述计量物资数据补充周转模块发送的敏感数据写入区块链，从而对计量物资周转情况进行公证，接收来自各个普通分布式数据加密模块区块并获得各个普通节点的交易验证时长，基于各个普通分布式节点的交易周转情况，计算本轮周转过程中每个节点对应的信誉值，整合来自各个普通分布式节点的子区块并对信誉值打包，生成最终区块并最终在所有分布式计量物资识别周转系统上广播；本方案建立用户请求、供电单位分配的周转机制，达到计量物资周转过程中各参与实体间的分区局部共识，在实现周转的同时兼顾效率，以区块链低成本信任传递为手段，实现系统间的物资流、人流的可信分配。
计量物资数据补充周转模块对计量物资数据采集识别模块采集的数据通过数据抽取、数据清洗、数据转换和数据挖掘，获取计量物资标签，标签显示客户或用户需求计量物资的存量情况，同时将计量物资的需求、应用和待补充情况同步反馈到计量物资识别周转系统中；
计量物资数据补充周转模块中通过数据抽取、数据清洗、数据转换和数据挖掘判断数据的准确性和可靠性；其中，数据抽取和清洗采用固定字节分析法，对采集数据中关键字节进行抽取，数据转换通过聚类分析判断采集数据的准确性；数据挖掘指通过现有的神经网络算法、深度神经网络、基于H∞扩展卡尔曼滤波算法判断周转柜的周转率，以便考虑物资的存量情况和下一步调配。
其中，基于H∞扩展卡尔曼滤波算法判断周转柜的周转率过程如下：
计量物资周转柜存放物资的用户需求iL、存放时间jL、型号或物资编码kL和周转次数UL之间的关系随机模型如下：
x(tk)＝x(tk-1)+e(tk) (1)
式中x(tk)表示时间序列，e(tk)表示随机变量，定义x＝[UaUcjLkL]T作为系统状态矢量，k表示迭代次数，x(tk)根据不断迭代后，表征的时间序列，系统输入变量u＝iL(用户需求)，输出变量y＝UL(周转次数)，Ua与周转柜通信状态有关，Ucj扫码成功率有关；
Figure BDA0003275928020000111
y(t)＝h(x(t)，u(t))+v(t) (3)
Figure BDA0003275928020000112
Figure BDA0003275928020000113
式(2)、(4)中，ω(t)表示由过程噪声、模型参数估计白噪声组成的增强过程噪声，式(3)中，v(t)表示测量噪声；即x1＝Ua，x1＝Uc，x3＝jLx4＝kLu＝iL(用户需求，代表输入)。
假设系统预算模型满足高斯噪声的基本条件，满足以下条件才能利用扩展卡尔曼滤波方法，即满足以下条件：
E[ω(t)]＝0；
E[v(t)]＝0；
E[ω(t)ωT(t)]＝Q(t)δ(t-τ)；
E[v(t)vT(t)]＝R(t)δ(t-τ)；
E[ω(t)vT(t)]＝0 (6)
电能计量装置物资周转柜观测模型的观察窗，采用偏微分可得：
Figure BDA0003275928020000121
把公式(5)带入公式(7)，观测窗函数表达如下：
Figure BDA0003275928020000122
Figure BDA0003275928020000123
u表示输入；观测窗函数值反映周转率大小。
如图5所示，本实施例给出了一个简化版的分布式计量物资识别周转系统。
本实施例考虑现有信息系统生产工单后，自动与现有物资想比较，是否新购计量物资，或使用现有计量物资，通过数据加密模块，给相应技术人员相应计量存放位置的建议，方便相应计量人员快速给客户需求进行处理。
本实施例主要适用于供电所电表管理、出入库管理工作，目前电网系统在日常设立在本部内的调配中心，仅具备早期的配送功能，物资调剂渠道不顺畅。在仓库储存状况上，大量的账外物资存放在各级实体仓库中，相当部分的实体仓库账卡物不一致，物资存放不规范，未按区域摆放，主业物资和多经物资没有明显分开存放，库存物资的利用速度明显低于不断有新增的积压物资，现有设备产品无法彻底解决电表轮换、检修等出入库问题，并且市场产品功能较为单一关，因此本成果具有较好的市场潜力。
可见，本实施例克服现有技术计量物资管理混乱、效率低等缺点，研制新一代为计量物资智能周转柜，采用工工控计算模块等MCU控制、RFID射频识别模块、先进通信模块、智能传感及算法、指纹识别软硬件加密等技术，具有对计量物资入库、出库、退库等流程的智能管控功能，且能与现有多种类型信息营销系统进行数据交互。该产品不同于常规的周转柜，采用分布式射频识别和蜂巢式储物格设计，实现“工单驱动”的计量物资领用及自动盘点管理，通过指纹技术和信息技术系统联动，在低成本的基础上提升了计量物资的管理可靠性及计量物资周转效率。该产品采用模块化设计，可根据使用需求(包括物资大小、形状和结构等特点)对周转柜进行多向级联物资存放架或柜体扩容，拓宽了产品的适用场景，益于产品的推广应用。本成果产品主要适用于供电局、供电所对计量物资的周转管理，实现对电表、互感器、计量终端等计量物资从出库到废弃进行全生命周期管理，进而改善计量物资全生命周期的管控可靠性及效率。
本实施例跟国内企业的现有周转柜相比，在周转柜固有功能、拼接方式、模块化设计、部件组装及维护方便性等方面均不逊色；尤其在RFID标签识别技术、拼接难易程度、制造成本及价格等方面都优于国内同类产品。
本发明生产的分布式计量物资识别周转系统，依据的质量和环保标准如下：
GB 18580《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》
GB/T3325《金属家具通用技术条件》
GB/T 9813.4《计算机通用规范第四部分：工业应用微型计算机》
GB/T 2423.1《电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温》
GB/T 2423.2《电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温》
GB/T 2423.9《电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Cb：设备用恒定湿热》
GB 15934《电器附件电线组件和互连电线组件》
GB 4943.1《信息技术设备安全第1部分:通用要求》
GB/T 4208《外壳防护等级(IP代码)》
GB/T 5169.11《电工电子产品着火危险试验第11部分：灼热丝/热丝基本试验方法成品的灼热丝可燃性试验方法》
GB/T 13384《机电产品包装通用技术条件》
GB/T 17626.2《静电放电抗扰度试验》
GB/T 17626.3《射频电磁场辐射抗扰度试验》
GB/T 17626.4《电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》
GB/T 17626.5《浪涌(冲击)抗扰度试验》
GB/T 17626.11《电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验》
Q/CSG 113011《中国南方电网有限责任公司单相电子式电能表外形结构规范》
Q/CSG 113012《中国南方电网有限责任公司三相电子式电能表外形结构规范》
本实施例与现有市面上产品性能对比如表1所示：
表1同类产品比对表
比较项目 广西某科技周转柜产品 广东某周转柜产品 本成果产品
RFID标签识别功能 无 无 有
退库功能 有 无 有
多向级联拼接 不支持 不支持 支持
柜体模块化 支持 不支持 支持
散热除湿功能 无 无 有
部件组装及维护 不易组装、维护 不易组装、维护 安装简单，维护方便
主柜储物 不支持 不支持 支持
本实施例的技术指标与现有市面上产品指标对比如表2所示：
表2
Figure BDA0003275928020000141
Figure BDA0003275928020000151
Figure BDA0003275928020000161
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种计量物资识别周转方法，其特征在于：包括以下：
计量物资数据采集，采集客户需求，从用户单位各信息系统中获取计量物资存量情况；数据加密；
计量物资数据补充周转，根据客户需求，合理新购或更换、调配和周转存量计量物资；再次进行数据加密，反馈至各信息系统；根据客户需求，合理新购或更换、调配和周转存量计量物资具体按以下进行：
根据客户或用户需求，合理对新购、调配和周转存量计量物资进行射频识别、现成总线传输、称重传感、扫码确认，对计量物资采用识别、入库、出库、退库流程的信息化手段周转，最终将用户需求信息周转到最近的供货单位或供货智能周转柜中；具体按以下进行：
计量物资入库时先用射频识别，正确率达到100％时，人工将物资放入周转系统中，如果射频识别编码或数量有问题时，采用扫码确认进行补充，确保正确率达到100％；
出库时，先用射频识别，有问题时，再采用扫码确认；采用称重传感确认计量物资周转识别系统格子有没有存放货物，当格子总重量大于等于阈值时，代表本格子存放有货物，如果小于阈值时，代表本格子是空的，等待放入货物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述信息系统包括生产管理PMS系统、电网GIS系统、SG186营销系统、电能量采集系统、用电信息采集系统、MIS系统、4A系统以及SCADA系统；获取计量物资标签，标签显示客户或用户需求计量物资的存量情况。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：射频识别过程具体如下：
第一步、数据采集；
采集RFID客户编码的标签或货物本身标签的数据流进行过滤和集成的预处理；
第二步、通信；
通过无线通信5G、4G、NB-Lot或WIFI，把采集数据传递到周转系统数据库及管理；
第三层、系统应用交互及显示；实现管理的数据与周转系统外部访问接口和界面显示，使人员更加透明清晰知道识别情况；射频识别的距离为3-5m；
扫码确认具体过程如下：
射频识别后，人工找到未识别正确的计量物资，人工进行扫码确认工作；
周转系统格子内底部设置有称重传感器，所述格子外侧壁的前端面设置有转换器，所述转换器分别与所述称重传感器连接，所述转换器将所述称重传感器发送的信号转换为编码，并将编码送至周转系统控制器中，当重量大于一定阈值时，判断格子内有计量物资，否则格子内没有存放物资。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：数据加密是在计量物资识别、周转过程中，采用软硬件加密算法对计量物资数据进行加密，包括：采用专用硬件UKey盾进行个人密码或指纹识别或图案的方式加密，同时在系统中加以记录。
5.一种计量物资识别周转系统，其特征在于：包括多个采用区块链的分布式物资识别周转系统构成，分布式物资识别周转系统包括：计量物资数据采集识别模块、计量物资数据补充周转模块、数据加密模块和数据反馈处理模块；
去中心化结构使用分布式物资识别周转系统识别、核算、周转和存储；分布式物资识别周转系统中数据块由整个系统中具有维护功能的节点来共同维护，任一节点停止工作不影响系统整体的运作；
其中，计量物资数据采集识别模块，用于实时采集计量物资识别周转系统中的监测物资编码和周转情况数据，发送所述监测数据给计量物资数据补充周转模块，并将所述计量物资数据补充周转模块返回的处理结果上传至分布式物资识别周转系统；
计量物资数据补充周转模块，用于根据预设处理方式对所述实时数据采集识别模块发送的数据进行处理，或者发送数据获取请求给数据加密模块，根据获取的数据及预设处理方式对所述计量物资数据采集识别模块发送的监测数据进行处理，将处理结果返回给所述数据反馈处理模块，并将所述处理结果中的敏感数据通过所述数据反馈处理模块写入区块链；
数据加密模块，用于根据哈希算法对所述计量物资数据采集识别模块发送的监测数据进行64位的哈希编码，建立哈希表，该编码与监测数据记录一一对应，且无法反推，并打上时间戳放入区块链，形成历史数据；
数据反馈处理模块，用于根据所述数据加密模块发送的数据和用户需求情况，获取区块链中相应的数据并返回给所述计量物资数据补充周转模块，并将所述计量物资数据补充周转模块发送的敏感数据写入区块链，从而对计量物资周转情况进行公证，接收来自各个普通分布式数据加密模块区块并获得各个普通节点的交易验证时长，基于各个普通分布式节点的交易周转情况，计算本轮周转过程中每个节点对应的信誉值，整合来自各个普通分布式节点的子区块并对信誉值打包，生成最终区块并最终在所有分布式计量物资识别周转系统上广播。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：计量物资数据采集识别模块与生产管理PMS系统、电网GIS系统、SG186营销系统、电能量采集系统、用电信息采集系统以及SCADA系统连接。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：计量物资数据补充周转模块对计量物资数据采集识别模块采集的数据通过数据抽取、数据清洗、数据转换和数据挖掘，获取计量物资标签，标签显示客户或用户需求计量物资的存量情况，同时将计量物资的需求、应用和待补充情况同步反馈到计量物资识别周转系统中；
计量物资数据补充周转模块中通过数据抽取、数据清洗、数据转换和数据挖掘判断数据的准确性和可靠性；其中，数据抽取和清洗采用固定字节分析法，对采集数据中关键字节进行抽取，数据转换通过聚类分析判断采集数据的准确性；数据挖掘指通过神经网络算法、深度神经网络、基于H∞扩展卡尔曼滤波算法判断周转柜的周转率，以便考虑物资的存量情况和下一步调配。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：其中，基于H∞扩展卡尔曼滤波算法判断周转柜的周转率过程如下：
计量物资周转柜存放物资的用户需求iL、存放时间jL、型号或物资编码kL和周转次数UL之间的关系，随机模型如下：
x(tk)＝x(tk-1)+e(tk) (1)
式中，x(tk)表示时间序列，e(tk)表示随机变量，定义x＝[UpaUpcjLkL]T作为系统状态矢量，系统输入变量u＝iL(用户需求)，输出变量y＝UL(周转次数)，Upa与周转柜通信状态有关，Upc与扫码成功率有关；
Figure FDA0003275928010000031
y(t)＝h(x(t)，u(t))+v(t) (3)
Figure FDA0003275928010000032
Figure FDA0003275928010000033
式(2)、(4)中，ω(t)表示由过程噪声、模型参数估计白噪声组成的增强过程噪声，式(3)中，v(t)表示测量噪声；
假设系统预算模型满足高斯噪声的基本条件，满足以下条件才能利用扩展卡尔曼滤波方法，即满足以下条件：
E[ω(t)]＝0
E[v(t)]＝0
E[ω(t)ωT(t)]＝Q(t)δ(t-τ)
E[v(t)vT(t)]＝R(t)δ(t-τ)
E[ω(t)vT(t)]＝0(6)
电能计量装置物资周转柜观测模型的观察窗，采用偏微分可得：
Figure FDA0003275928010000041
把公式(5)带入公式(7)，观测窗函数表达如下：
Figure FDA0003275928010000042
Figure FDA0003275928010000043
9.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：数据加密模块包括个人密码或指纹识别或图案加密模块、硬件加密模块。
10.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：数据反馈处理模块将客户需求信息经技术人员进行现场处理后，把换回的老旧记录物资、新安装或使用的计量物资信息反馈填入计量物资识别周转系统和数据采集源的各种信息系统中。
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