[發(fā)明專利]一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能物品監(jiān)測跟蹤和管理系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910028672.2
• 申請日: 2009-01-09
• 公開（公告）號: CN101477188A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳鑫;王輝;馬永
• 申請（專利權(quán)）人: 吳鑫;王輝;馬永
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02;G01K1/02;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信息技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能物品監(jiān)測跟蹤和管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

無線物品監(jiān)測管理是指使用無線技術(shù)對設(shè)備人員等物品的標(biāo)識、溫度、濕度、位置等參數(shù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的無線監(jiān)測，對異常情況進(jìn)行及時(shí)報(bào)警，并通過歷史數(shù)據(jù)分析提高物品的使用效率。無線物品監(jiān)測管理技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)療行業(yè)、生物制藥行業(yè)、食品行業(yè)、機(jī)械制造行業(yè)以及物流等其他行業(yè)，可以大大提高上述行業(yè)的效率和安全性，降低運(yùn)營的成本。例如目前醫(yī)療機(jī)構(gòu)面臨的主要問題包括：醫(yī)療設(shè)備的使用率低下，過多的醫(yī)療設(shè)備的采購，無法滿足醫(yī)療監(jiān)管部門的各種要求，員工的效率低下，設(shè)備的丟失率過高，特殊醫(yī)護(hù)病人的監(jiān)管以及醫(yī)療事故的發(fā)生等等，智能物品監(jiān)測跟蹤系統(tǒng)可以在多個(gè)方面解決醫(yī)療機(jī)構(gòu)當(dāng)前所面臨的種種問題，包括設(shè)備的無線的溫度監(jiān)測，設(shè)備定位和管理，人員管理以及人員識別和權(quán)限管理等等。

目前應(yīng)用的技術(shù)主要是射頻識別即RFID(Radio?Frequency?IDentification)技術(shù)，又稱電子標(biāo)簽、無線射頻識別，這是一種可通過無線電信號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。RFID系統(tǒng)包括RFID標(biāo)簽和讀寫器，一般來說RFID標(biāo)簽成本較低，一般在幾元(被動(dòng)式)到幾百元(主動(dòng)式)，而讀寫器成本很高，高達(dá)人民幣數(shù)千元。RFID標(biāo)簽分為被動(dòng)，主動(dòng)兩大類。被動(dòng)式標(biāo)簽沒有內(nèi)部供電電源。其內(nèi)部集成電路通過接收到的電磁波進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，這些電磁波是由RFID讀取器發(fā)出的。當(dāng)標(biāo)簽接收到足夠的訊號時(shí)，可以向讀取器發(fā)出數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)不僅包括ID號(全球唯一標(biāo)示ID)，還可以包括預(yù)先存在于標(biāo)簽內(nèi)EEPROM中的數(shù)據(jù)。由于被動(dòng)式標(biāo)簽具有價(jià)格低廉，無需電源的優(yōu)點(diǎn)。目前市場的RFID標(biāo)簽主要是被動(dòng)式的。但是主動(dòng)式標(biāo)簽的作用距離很短只有幾厘米，另外存儲(chǔ)的信息也很有限。與被動(dòng)式和半被動(dòng)式不同的是，主動(dòng)式標(biāo)簽本身具有內(nèi)部電源供應(yīng)器，用以供應(yīng)內(nèi)部IC所需電源以產(chǎn)生對外的訊號。一般來說，主動(dòng)式標(biāo)簽擁有較長的讀取距離和較大的內(nèi)存容量可以用來儲(chǔ)存讀取器所傳送來的一些附加訊息，但是成本也相應(yīng)得高很多。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wireless?sensor?network，WSN)被認(rèn)為是21世紀(jì)最重要的技術(shù)之一，是眾多的傳感器通過無線通信的方式，相互聯(lián)系，處理、傳遞信息的網(wǎng)絡(luò)(圖8)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)主要特點(diǎn)包括：幾乎為零安裝成本，更加簡單方便的配置，更加靈活的傳感器布置，更適用于惡劣或者災(zāi)害環(huán)境，更加智能的網(wǎng)絡(luò)從而提高對傳感器數(shù)據(jù)的反應(yīng)和處理能力，更低的能耗和更長的壽命。

在2000年美國的移動(dòng)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)國際會(huì)議上，提出了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是下一個(gè)世紀(jì)面臨的發(fā)展機(jī)遇。2003年，美國《技術(shù)評論》雜志論述未來新興十大技術(shù)時(shí)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)被列為第一項(xiàng)未來新興技術(shù)。2003年，美國《商業(yè)周刊》未來技術(shù)專版，論述四大新技術(shù)時(shí)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)也列入其中。2007年12月26日，在由國務(wù)院總理溫家寶主持召開國務(wù)院常務(wù)會(huì)議上審議并原則通過的國家重大專項(xiàng)實(shí)施方案中，短距離無線互聯(lián)和傳感器網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)重要的方向。《國家“十一五”科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》也指出，掌握近短距離無線互聯(lián)系統(tǒng)與傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)，加大科技成果的商業(yè)應(yīng)用是重要目標(biāo)之一。目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用市場逐步啟動(dòng)，在監(jiān)測控制、災(zāi)害預(yù)測以及軍事等領(lǐng)域都能看到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的身影。

相對于RFID技術(shù)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有著更長的壽命，更強(qiáng)的組網(wǎng)和抗干擾能力，更好的定位能力以及很低的成本，因此特別適用于在復(fù)雜的電磁環(huán)境(如醫(yī)療機(jī)構(gòu)或者工廠)中使用，同時(shí)，具有Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)特性的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可使兼容的設(shè)備隨意添加到網(wǎng)絡(luò)中，具有很高的靈活性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能物品監(jiān)測跟蹤和管理系統(tǒng)，在醫(yī)院或者工廠等復(fù)雜的電磁環(huán)境下實(shí)現(xiàn)從溫度監(jiān)測到人員定位等各種功能。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決方案是：一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能物品監(jiān)測跟蹤和管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)將無線傳感器終端與設(shè)備或者人員相連，通過傳感器采集溫度、壓力以及信號強(qiáng)度等信號，并將這些信號通過免費(fèi)的無線頻段傳送至中心服務(wù)器，中心服務(wù)器可以從接受的信號判斷設(shè)備的健康狀態(tài)，人員的位置等信息，對異常情況進(jìn)行及時(shí)報(bào)警。

所述系統(tǒng)包括多個(gè)無線傳感器終端、多個(gè)識別和定位終端、多個(gè)參考節(jié)點(diǎn)、一個(gè)網(wǎng)關(guān)和一個(gè)中心服務(wù)器：

1)無線溫度傳感器終端