危险化学品身份信息的非接触式自动读写系统技术方案

本发明专利技术涉及种危险化学品身份信息的非接触式自动读写系统及方法，属于危险化学品身份信息读取技术领域。该系统包括主控电路单元、无线自主感知单元、通讯接口单元以及天线；主控电路单元分别与无线自主感知单元、通讯接口电路单元相连；无线自主感知单元还与天线相连；本系统解决了现有危险化学品身份信息监管体系无法直接反映危险化学品流通阶段内的动态流通特性所存在的安全隐患，以及人工管理危险化学品身份信息容易出错且效率低的问题。本发明专利技术应用于危险化学品身份信息的出入库管理，能实现对批量危险化学品的危险化学品标识信息进行批量读写，改变传统的危险化学品仓库管理工作方式与流程，实现更高效精确的数字化监管。

【技术实现步骤摘要】
危险化学品身份信息的非接触式自动读写系统
本专利技术属于危险化学品身份信息读取
，具体涉及一种危险化学品身份信息的非接触式自动读写系统及方法，特别涉及一种基于无线射频自主感知技术的危险化学品身份信息的非接触式固定读写系统。
技术介绍
基于无线射频自主感知技术的危险化学品身份信息的非接触式固定读写系统应用于危险化学品的领域，于上世纪中期，在发达国家和地区起步，经过多年的发展，技术比较成熟，已经形成了从芯片和读写系统的开发到系统应用的完善产业链，具有非接触自主感知、物流跟踪、自动读写等功能的读写系统大规模集中应用于危险化学品领域已成为大势所趋。然而，现阶段危险化学品信息采集与传输装置存在使用不便、价格高昂的问题。因此，设计一种高性能、低成本、使用方便的危险化学品身份信息非接触自动读写系统，采集危险化学品流通阶段信息，实现我国危险化学品流通阶段无缝隙数字化监管，已成为危险化学品应用领域亟待解决的问题。现有石油炼化厂的危险化学品身份信息标签采用传统的纸质标签，在流通和运输途中容易被损坏，不方便读写，且不能重复利用。因此，如何克服现有技术的不足，是危险化学品身份信息读取
亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种远距离、高灵敏度、高速采集的基于无线射频自主感知技术的危险化学品身份信息的非接触式自动读写系统及方法。该系统及方法解决了流通阶段危险化学品身份信息的快速感知需求，改变传统的仓库管理的工作方式与流程，对危化品实现更高效精确的管理。r>为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：危险化学品身份信息的非接触式自动读写系统，包括：主控电路单元、无线自主感知单元、通讯接口单元以及天线；主控电路单元分别与无线自主感知单元、通讯接口电路单元相连；无线自主感知单元还与天线相连；主控电路单元包括微处理器、时钟电路、复位电路和存储器；通讯接口单元包括标准接口和4G模块；微处理器分别与时钟电路、复位电路、存储器、标准接口、4G模块相连；无线自主感知单元包括收发及解调电路、射频信号放大电路单元、射频耦合电路单元、射频开关电路单元、混频器和本地振荡器；收发及解调电路、射频信号放大电路单元、混频器、射频耦合电路单元、射频开关电路单元顺序连接；混频器还与本地振荡器相连；射频开关电路单元与天线相连。所述的收发及解调电路包括发射链路、接收链路、ISO协议处理器和数字接口电路。天线的参数为：频率范围902～928MHz，增益8dBi半功率角E-Plane65°，半功率角H-Plane60°，电压驻波比≤1.3，前后比＞15dB，圆极化，最大功率100W，阻抗50Ω，接头型号为N-K或指定，尺寸为长255mm×宽255mm×高50mm，天线罩材料为ABS。标准接口包括RS-232、JTAG、USB接口。本专利技术无线自主感知单元能使发射功率达到30db，保证读写距离大于10米，并能适应速度不小于80km/h的运输载体。读写系统的设计需考虑数据读取、处理、传输等问题，还应当考虑读写系统天线的安装、传输距离的远近等问题。本专利技术通过对青岛石油炼化厂的实际需求进行调研，并结合化工厂的作业需求，固定式读写系统的读写距离要求不小于5米，读写时间不大于5s，适应时速80km/h。根据实际需求，利用超高频无线射频识别技术对标签进行读写，同时接收来自危险化学品身份信息管理平台的控制指令。读写系统是RFID系统信息控制和处理中心，其工作频率决定了射频识别系统工作的频率，发射功率决定了系统的有效识别距离。本专利技术读写系统具有以下功能：1)读写系统可以与标签进行通信；2)读写系统可以与危险化学品身份信息管理平台进行通信；3)对读写系统和标签之间传送的数据进行编解码；4)对读写系统和标签间传送的数据进行部分加解密；5)能够在作用范围内实现多标签同时识读，具备防冲突功能。读写系统的数据流如图1所示，读写系统和标签的所有行为均由危险化学品身份信息管理平台控制完成。危险化学品身份信息管控平台作为主动方向读写系统发出读写指令，读写系统则作为从动方对危险化学品身份信息管理平台的指令做出响应，对标签做出相应动作，建立某种通信关系。标签则响应读写系统的指令，可见对于标签而言，读写系统成为发送指令的主动方。本专利技术与现有技术相比，其有益效果为：本系统及方法解决了流通阶段危险化学品身份信息的快速感知需求，改变传统的仓库管理的工作方式与流程，对危化品实现更高效精确的管理。本专利技术应用于危险化学品身份信息的出入库管理，能实现对批量危险化学品的危险化学品标识信息进行批量读写，实现更高效精确的数字化监管。现有石油炼化厂的危险化学品身份信息标签采用传统的纸质标签，在流通和运输途中容易被损坏，不方便读写，且不能重复利用。应用本专利技术提供的非接触式自动读写系统，相比传统的纸质标签，具备便捷的非接触读写功能，标签可擦写，能重复利用；同时利用本专利技术的射频信号放大电路单元，使读写距离大于10米，并能适应速度不小于80km/h的运输载体。另外，由于防冲突算法的使用，使得读写系统可以批量读写多个电子标签，这样可以更好地提高工作效率，节约人力资源。附图说明图1为本专利技术危险化学品身份信息的非接触式自动读写系统的数据流示意图；图2为本专利技术危险化学品身份信息的非接触式自动读写系统的结构示意图；图3为本专利技术系统的工作流程图；图4为协议程序流程图；图5为时隙ALOHA算法的流程图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细描述。本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限定本专利技术的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者、具体结构者，均为可以通过购买获得的常规产品。本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限定本专利技术的范围。实施例中未注明具体技术、连接关系或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术、连接关系、条件或者按照产品说明书进行。所用材料、仪器或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接或耦接。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.危险化学品身份信息的非接触式自动读写系统，其特征在于，包括：主控电路单元（100）、无线自主感知单元（200）、通讯接口单元（300）以及天线（400）；/n主控电路单元（100）分别与无线自主感知单元（200）、通讯接口电路单元（300）相连；/n无线自主感知单元（200）还与天线（400）相连；/n主控电路单元（100）包括微处理器（101）、时钟电路（102）、复位电路（103）和存储器（104）；/n通讯接口单元（300）包括标准接口（301）和4G模块（302）；/n微处理器（101）分别与时钟电路（102）、复位电路（103）、存储器（104）、标准接口（301）、4G模块（302）相连；/n无线自主感知单元（200）包括收发及解调电路（201）、射频信号放大电路单元（202）、射频耦合电路单元（203）、射频开关电路单元（204）、混频器（205）和本地振荡器（206）；/n收发及解调电路（201）、射频信号放大电路单元（202）、混频器（205）、射频耦合电路单元（203）、射频开关电路单元（204）顺序连接；混频器（205）还与本地振荡器（206）相连；/n射频开关电路单元（204）与天线（400）相连。/n...

【技术特征摘要】
1.危险化学品身份信息的非接触式自动读写系统，其特征在于，包括：主控电路单元（100）、无线自主感知单元（200）、通讯接口单元（300）以及天线（400）；
主控电路单元（100）分别与无线自主感知单元（200）、通讯接口电路单元（300）相连；
无线自主感知单元（200）还与天线（400）相连；
主控电路单元（100）包括微处理器（101）、时钟电路（102）、复位电路（103）和存储器（104）；
通讯接口单元（300）包括标准接口（301）和4G模块（302）；
微处理器（101）分别与时钟电路（102）、复位电路（103）、存储器（104）、标准接口（301）、4G模块（302）相连；
无线自主感知单元（200）包括收发及解调电路（201）、射频信号放大电路单元（202）、射频耦合电路单元（203）、射频开关电路单元（204）、混频器（205）和本地振荡器（206）；
收发及解调电路（201）、射频信号放大电路单元（202）、混频器（205）、射频耦合电路单元（203...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨智雄，段绍丽，袁小春，郑为建，雷正刚，张培仲，郑传武，张卫峰，胡耀航，严敏，曹莹莹，聂东，
申请(专利权)人：昆明物理研究所，
类型：发明
国别省市：云南;53