[發明專利]一種WSN與RFID結合的物流監控系統

有效

• 申請號: 201710613615.5
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107343052B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 王宜懷;陳建明;姚望舒;王紹丹
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04W84/18;G01D21/02;G06K17/00;G06Q10/08
• 代理公司: 33273 寧波高新區核心力專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 袁麗花

1.一種WSN與RFID結合的物流監控系統，其特征在于，包括：

遠程監控子系統，部署在倉儲空間或交通工具之中，包括：RFID標簽、傳感器節點、融合節點以及匯聚節點；所述RFID標簽與傳感器節點附著在貨物包裝上；所述融合節點包括RFID讀寫器以及無線節點模塊，通過RFID讀寫器或無線節點模塊與所述RFID標簽、傳感器節點進行數據傳輸，并且所述融合節點對RFID標簽或者傳感器節點的數據進行處理；所述融合節點通過無線傳感器網絡將數據匯聚至匯聚節點；所述匯聚節點通過無線傳感器網絡與融合節點通信，并且通過以太網或GPRS與地面子系統通信；

地面子系統，通過以太網或GPRS與外部網絡通信，接收匯聚節點上傳的信息或者發送信息至匯聚節點；

所述融合節點作為錨節點應用于倉儲定位；錨節點的RFID讀寫器與待測標簽之間通過信號強度進行測距定位；并且錨節點的無線節點模塊通過無線傳感器網絡對所獲得的定位數據進行傳輸；

所述錨節點的無線節點模塊還附加環境數據傳感器，并且控制RFID讀寫器讀取貨物的RFID標簽；所述錨節點的無線節點模塊通過無線傳感器網絡將數據上傳至二級匯聚節點，再由各個二級匯聚節點上傳至一級匯聚節點，由一級匯聚節點上傳至所述地面子系統；

所述錨節點如下進行倉儲定位：

利用所有固定錨節點嘗試讀取待測標簽，實行初步定位，在整個倉儲環境中定位到特定貨架及該貨架的估計區域塊；

該貨架兩側的移動錨節點同時沿貨架一端向另一端移動，若某一側第一次讀到待測標簽的信號開始，記錄當前信號強度及對應橫坐標，若當前時刻信號強度大于前一時刻信號強度，則保留當前時刻下相應數據，若當前時刻小于前一時刻對應信號強度時，回滾到前一時刻并獲得穩定的測量值，未讀到標簽一側的移動錨節點停止移動或自行歸位；

若待測標簽被大于等于兩個固定錨節點檢測到信號，則利用RSSI距離模型，以RSSI值最大的兩個固定錨節點和一個移動錨節點產生的到待測標簽的3個距離值，執行改進的加權質心定位算法，進行二次定位，獲得待測標簽的坐標；

若待測標簽僅處于單個固定錨節點信號覆蓋范圍內，利用穩定狀態下的移動錨節點產生的距離值和對應橫坐標，以及錨節點讀寫器產生的距離值，進行二次定位，獲得待測標簽的位置坐標。

2.根據權利要求1所述的物流監控系統，其特征在于，錨節點分為固定位置錨節點以及移動錨節點；所述固定錨節點布置在貨架的水平中軸上，每個貨架間隔布置若干個固定錨節點，貨架被各錨節點的信號全部覆蓋；在貨架兩側水平支架上各安裝一個所述移動錨節點，并且錨節點可以沿著水平支架滑動，移動錨節點的信號覆蓋半徑大于等于1/2的貨架寬度。

3.根據權利要求1所述的物流監控系統，其特征在于，當應用于在途貨物行為姿態檢測時，傳感器節點附著在貨物之上，所述傳感器節點包含無線節點模塊及一個六軸加速度傳感器，所述六軸加速度傳感器實時檢測貨物的三維加速度和三個姿態角，通過A/D轉換將采集的模擬加速度信號轉換為數字信號，并將數據存放在節點的RAM中，以及執行在途貨物行為姿態檢測；RFID標簽附著在貨物上，用于對貨物進行標識和物流信息的記錄；并且，融合節點包括無線節點模塊和與之相連的RFID讀寫器，用于對標簽進行讀寫，通過讀寫器獲取標簽數據進行上傳，還用于通過RFID讀寫器改寫標簽信息；所述匯聚節點通過無線傳感器網絡從融合節點獲得信息，通過以太網或GPRS與地面子系統通信。

4.根據權利要求3所述的物流監控系統，其特征在于，所述傳感器節點如下進行在途貨物行為姿態檢測：

信號預處理，對獲取的三軸加速度和三軸姿態角數據執行平滑濾波，通過設置門限閾值對連續時間上的三軸加速度數據流進行切分，檢測出現貨物行為的時間窗口；

特征提取，對貨物的不同行為進行特征分析，選取代表貨物行為的數據特征；

采用決策樹分類器對貨物行為進行分類。