[實用新型]基于NFC技術的分布式傳感器網絡系統

有效

• 申請號: 201520532961.7
• 申請日: 2015-07-22
• 公開（公告）號: CN204965148U
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發明（設計）人: 李燕;劉源;李爭;張寧
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;H04W84/18;H04L29/08
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 郭英

技術領域

本專利涉及一種分布式傳感器網絡系統，具體涉及一種基于NFC技術的分布式傳感器網絡系統，它應用于倉儲管理中能夠實時獲取元件在倉庫中的位置信息。

背景技術

隨著社會的不斷發展，人們對于倉儲系統的要求越來越來高。傳統的倉儲系統依賴于人工模式和手工操作，不僅操作失誤多并且效率低下，已經遠遠不能滿足要求。現代化的倉儲系統與傳統倉儲系統有著顯著的區別，它以數字化的計算機管理模式替代人工模式進行管理，建立數字化倉庫，即運用現代信息技術來實現倉庫管理并保障倉庫的合理高效運行。

目前，在國內外的數字化倉庫管理信息系統中廣泛采用了條碼技術和RFID(射頻識別技術)技術，并且便攜終端、數據庫和計算機網絡技術的發展都為倉庫信息系統的發展奠定了基礎。RFID是一項非接觸性自動識別技術，它的核心工作原理是通過無線射頻信號來自動識別目標并獲取目標對象的相關數據。RFID技術的優點在于可識別移動運動物體并且可同時識別多個標簽，操作快捷方便。通過將RFID標簽對元件進行唯一標識，從而進行倉庫信息管理。我國的RFID系統主要用于物流系統、貨物和危險品的追蹤、醫療系統、電子門票、證件防偽等領域。

然而，基于RFID技術的倉庫信息管理系統，由于RFID的探測范圍在幾米到幾十米的空間上，在該范圍內若有多個元件存在時可以同時響應，不能區分各自的位置關系，因而不能進行元件定位；并且，在探測過程中存在信息冗余、串擾和競爭的情況。為了解決這些問題，本專利基于NFC技術(也是RFID的一種)，不僅繼承了RFID的數字化倉庫管理的便捷、高效的特點，還可以對元件位置甚至放置姿態信息進行管理。

目前，基于RFID技術的倉庫信息管理系統，通常采用的結構是由設置在倉庫出入口的讀卡器設備進行倉庫內部元件信息管理。元件進入倉庫時，由讀卡器設備自動識別元件的RFID標簽進行入庫登記，元件取出倉庫時，則同樣由讀卡器設備進行出庫登記操作，并沒有組成實時監控和管理的網絡系統。本專利則采用分布式NFC傳感單元，組建局域傳感網絡，在倉庫內部進行元件位置的實時監控和管理。可以快速、準確的讀取元件信息，并且還可以為在倉庫中查找元件提供位置信息。

發明內容

本專利的目的是提供一種基于NFC技術的分布式傳感器網絡系統，解決現有技術中存在的信息冗余、串擾和競爭的問題。

本專利中NFC分布式傳感網絡系統包括NFC傳感單元、I²C總線、局域網絡控制器、互聯網絡設備和主控機(如圖1)。

所述的NFC傳感單元包括一個MCU和若干NFC終端、SPI總線。其中：MCU是具備I²C、SPI總線接口的處理芯片(如DSP、ARM、FPGA等)。NFC終端(如圖3)是具備SPI總線接口的、具有讀卡器工作模式的NFC標簽識別電路的電路板，它運行在13.56MHz的通信頻率，能夠識別ISO14443A/B、ISO15693、ISO18000的通信協議標簽，如：ST公司的PLUG-CR95HF-B、EVAL-ST96HF等電路板。

所述的局域網絡控制器，是一個包含了處理芯片(比如DSP、FPGA、ARM等)、I²C總線接口和互連網絡接口以及電源等外圍電路的電路板卡。互連網絡接口采用是符合TCP/IP網絡協議的以太網口，或者是無線網絡(如802.11協議系列、WLAN、Wifi等)的網絡接口。

所述的互連網絡設備，是搭建互聯網絡平臺的設備，它采用基于TCP/IP協議簇的有線網絡Internet路由器或者網關，或者無線網絡WLAN的路由器和AP設備。

所述的主控機采用安裝人機交互設備以及倉儲信息管理軟件的、帶有網絡接口的通用計算機或者服務器。所述的人機交互設備，采用通用輸入輸出設備，如顯示器、鼠標、鍵盤、觸摸屏等。

系統中若干個NFC傳感單元分布在倉庫元件擺放位置上，每個NFC傳感單元是由MCU和若干個NFC終端并聯在SPI總線上，其中MCU作為SPI總線主設備管理SPI總線的片選信號線CS；若干個NFC傳感單元通過MCU并聯到I²C總線上，并且與局域網絡控制器的I²C總線接口相連接，局域網絡控制器是I²C總線的主設備，通常一個倉庫布置一個NFC傳感器局域網絡；若干個局域網絡控制器與主控機通過互聯網絡設備相連接，組成邏輯統一的NFC分布式傳感器網絡系統。