一種基於rfid技術的多功能溫溼度監控系統的製作方法
2023-11-01 23:44:02
專利名稱：一種基於rfid技術的多功能溫溼度監控系統的製作方法
技術領域：
本發明專利應用於溫溼度監控領域，可實時準確採集溫溼度信息，並通過無線射頻方式收發信息，系統搭建簡單方便，並配有簡訊發送和運輸車輛實時定位功能。
背景技術：
目前，隨著科技的不斷進步，醫院生物製品、科研單位實驗室等對溫溼度的要求越來越高。然而大多數單位目前仍採用原始的人工記錄方式，這種方式存在很多弊端如數據採集量大，耗時又浪費人力；無法動態顯示溫溼度信息，而且記錄的信息保存起來有困難； 人員頻繁進出倉庫會對室內溫溼度造成影響，使生物製品等產生不可估量的損失；另外，人工記錄還存在報警不及時、不準確等弊端。由此可見，傳統的溫溼度採集方式已經越來越不適應當前形勢發展的需要。為解決以上問題，本發明專利提供了一套全自動、準確採集溫溼度信息並能長久保存信息、實時報警和實時定位的系統。
發明內容
本發明專利提供的溫溼度監控系統由多個溫溼度採集標籤、多個中央控制器、上層控制系統、GPS模塊和GPRS模塊組成；所述的溫溼度標籤分布在不同的待測環境中，實時採集當前環境下的溫溼度信息並且通過無線射頻識別方式與中央控制器進行數據通信；所述的中央控制器通過無線方式接收標籤傳來的溫溼度信息，並通過RS232通信接口將處理後的溫溼度信息傳送給上層控制系統；所述的上層控制系統通過RS232通信接口與中央控制器相連，並對中央控制器上傳的數據進行處理、記錄溫溼度情況並判斷是否超限，還能夠生成實時動態曲線圖和歷史溫溼度曲線圖；同時上層控制系統通過RS232通信接口與GPRS 模塊連接，當需要報警或匯報情況時上層控制系統控制GPRS模塊發送簡訊到相關人員手機上；所述的GPS模塊安裝在運輸車輛上，通過網絡實時上傳數據；所述的GPRS模塊通過 RS232通信接口與上層控制系統連接，通過接收上層控制系統發送的指令來實現發簡訊功能。本發明專利提供的溫溼度監控系統，其中所述溫溼度採集標籤為433MHz有源 RFID電子標籤；溫溼度採集標籤包含溫溼度傳感器、信息處理模塊和無線收發模塊；溫溼度採集標籤用於溫溼度數據採集和無線傳輸；溫溼度傳感器包含溫溼度採集晶片和與標籤信息處理模塊相連的接口電路。本發明專利提供的溫溼度監控系統，其中所述中央控制器是對有源RFID電子標籤進行讀寫操作的設備；中央控制器包括無線收發模塊、MCU處理模塊、RS232通信接口模塊。本發明專利提供的溫溼度監控系統，其中所述的無線收發模塊為無線Wi-Fi信息收發模塊。本發明專利提供的溫溼度監控系統，其中所述的上層控制系統即為上位機軟體部分，包含數據收發模塊、數據處理模塊、數據顯示模塊。
本發明專利提供的溫溼度監控系統，其中所述的上層控制系統是用java語言編寫，資料庫採用MYSQL資料庫。本發明專利提供的溫溼度監控系統，其中所述的GPS模塊由無線收發模塊、MCU數據處理模塊及電源接口電路組成。本發明專利提供的溫溼度監控系統，其中所述的GPRS模塊由無線收發模塊、MCU 數據處理模塊及與上層控制系統相連接的串口通信接口電路組成。本發明專利提供的溫溼度監控系統，其中所述的GPRS模塊與上層控制系統之間的通信協議採用的是AT指令集。本發明專利提供的溫溼度監控方法，包含以下步驟溫溼度採集標籤收集並處理溫溼度傳感器上傳的數據，然後通過無線方式發送給中央控制器；中央控制器接收溫溼度採集標籤傳來的數據並處理後通過RS232通信接口上傳給上層控制系統，同時中央控制器還能通過無線方式發送相關指令給溫溼度採集標籤；上層控制系統接收並處理中央控制器傳來的溫溼度數據，記錄溫溼度數據並發送報警信息到用戶手機；同時上層控制系統還能處理運輸車輛位置信息。本發明專利提供的溫溼度監控方法，還包括發簡訊步驟GPRS模塊通過RS232通信接口與上層控制系統相連；當有報警信息時上層控制系統發送指令給GPRS模塊，GPRS模塊就能發送簡訊到用戶手機；另外，本發明專利提供的溫溼度監控方法，還包括運輸車輛定位步驟GPS模塊通過通信網絡將位置信息傳給上層控制系統，上層控制系統將接收到的數據與地圖對應起來，實時顯示運輸車輛的位置。本發明專利提供的溫溼度監控系統是為醫院生物製品庫房、科研單位實驗室等對溫溼度要求比較嚴格的場所設計；此系統組網靈活方便，操作簡單易行。與現有技術相比， 本發明專利提供的溫溼度監控系統有以下幾個優點1、此系統採用無線組網方式，可以靈活組網，節省空間和成本；另外溫溼度標籤採用433MHz有源RFID技術，通過無線Wi-Fi上傳數據，可以減少布線對環境的影響；2、此系統設備簡單經濟，易於安裝管理，可移植性強； 3、此系統接有GPRS模塊，在溫溼度超限時系統能控制GPRS模塊發送簡訊到相關人員的手機終端，確保監控環境的安全；4、此系統包含GPS模塊，可實時監控運輸車等移動環境的溫溼度和位置情況，並能查詢歷史運行軌跡；5、此系統能實時顯示溫溼度信息，記錄並長期保存相關數據；6、此系統能查看實時溫溼度曲線和歷史曲線，並能以表格形式顯示歷史溫溼度記錄；7、此系統能導出每個監控環境的溫溼度歷史記錄到EXCEL表格，極大地方便了管理人員分析數據。
圖1為本發明所描述的整體系統框架圖。圖2為本發明所描述的架構示意圖。圖3為本發明所描述的整套系統工作流程圖。圖4為本發明所描述的GPRS模塊工作流程5為本發明所描述的GPS模塊工作流程圖
具體實施例方式
根據圖1整體框架圖和圖2系統架構示意圖說明本發明的具體實施方式
。由圖1 和圖2可以看出，本溫溼度監控系統由多個溫溼度採集標籤、多個中央控制器、上層控制系統、GPRS模塊、GPS模塊組成。其中，所述的溫溼度採集標籤帶有傳感器，可以實時收集周圍溫溼度數據，收集的數據經中央處理模塊處理後經無線收發模塊發送到中央控制器；所述的中央控制器包含無線收發模塊和數據處理模塊，無線收發模塊將接收的標籤數據處理後通過RS232通信接口上傳到上層控制系統；所述的上層控制系統包含數據處理模塊、顯示模塊和控制模塊；數據處理模塊負責分析數據，產生報警信息並向GPRS模塊提供要發送的內容，同時對收集的數據進行處理供顯示模塊使用；顯示模塊負責實時顯示環境溫溼度以及運輸車輛位置，並能顯示實時溫溼度曲線和歷史溫溼度曲線；控制模塊負責控制GPRS模塊發送簡訊，控制模塊使用的指令是AT指令集，既能發送英文簡訊又能發送中文簡訊；所述的GPRS模塊工作流程如圖4所示，GPRS模塊通過RS232通信接口與上層控制系統連接， GPRS模塊由無線收發模塊、MCU數據處理模塊及與上層控制系統相連接的串口通信接口電路組成，其中MCU數據處理模塊用於處理上層控制系統傳來的指令並生成待發送信息；無線收發模塊負責將簡訊通過無線發送出去，此時簡訊能夠通過移動基站傳送到對方手機； 另外，在運輸車輛監控方面，車載GPS模塊能夠利用人造衛星實時定位，並通過通信網絡將產生的數據實時傳給上層控制系統供其分析，同時PC機端能實時顯示位置地圖，上述工作流程如圖5所示。
權利要求
1.本發明專利提供了一種實時溫溼度監控系統，特徵在於系統由多個中央控制器、多個溫溼度採集標籤、GPS定位模塊和GPRS模塊組成；其中，溫溼度採集標籤是工作於433MHz的有源RFID標籤，RFID即無線射頻識別技術；溫溼度採集標籤包含溫溼度傳感器和無線收發模塊；溫溼度傳感器能實時採集周圍環境的溫溼度信息，無線收發模塊用於與中央控制器進行無線通信；中央控制器即讀寫器，是對溫溼度採集標籤進行讀、寫操作的設備；中央控制器包含無線收發模塊和MCU中央控制模塊；無線收發模塊通過無線方式收集溫溼度採集標籤上傳的溫溼度信息，並能發送相關命令到溫溼度採集標籤；MCU中央控制模塊用於處理收集到的溫溼度數據，並將處理後的數據上傳給上層控制系統，同時也能將上層控制系統發出的指令處理後下發給溫溼度採集標籤；上層控制系統是工作在PC端的上位機軟體系統；上層控制系統是整套系統的核心部分，負責處理各種數據信息，包含數據收發模塊、數據處理模塊、數據顯示模塊；GPS模塊用於運輸車輛的實時定位和歷史軌跡記錄，並通過GPRS模塊將溫溼度信息傳給上層控制系統；GPRS模塊與上層控制系統相連，當溫溼度超限時，上層控制系統控制GPRS模塊發送簡訊給相關人員。
2.如權利要求1所述的多功能溫溼度監控系統，其特徵在於溫溼度採集標籤接有溫溼度傳感器，能實時採集溫溼度信息；溫溼度採集標籤和中央控制器都接有無線收發模塊， 兩者之間採用無線射頻識別方式進行數據通信。
3.如權利要求1所述的多功能溫溼度監控系統，其特徵在於中央控制器通過RS232 通信接口與上層控制系統連接，通過串口傳輸數據。
4.如權利要求1所述的多功能溫溼度監控系統，其特徵在於上層控制系統通過RS232 通信接口與GPRS模塊連接，並控制GPRS模塊發送簡訊，簡訊內容包含溫溼度信息及報警信肩、ο
5.如權利要求1所述的多功能溫溼度監控系統，其特徵在於上層控制系統通過通信網絡與GPS模塊進行數據交換，能實時接收並處理運輸車位置信息和運輸車內溫溼度信肩、ο
6.如權利要求1所述的多功能溫溼度監控系統，其特徵在於標籤的溫溼度傳感器採集周圍溫溼度信息溫度精確到小數點後兩位，溼度誤差在5%以內，溫度測量範圍為-40°C _120°C，溼度測量範圍為20% RH-80% RH。
7.如權利要求1所述的多功能溫溼度監控系統，其特徵在於溫溼度採集標籤由溫溼度採集晶片、無線收發模塊和MCU處理控制模塊組成。
8.如權利要求1所述的多功能溫溼度監控系統，其特徵在於上層控制系統與GPRS模塊之間的通信協議採用的是AT指令集。
9.如權利要求1所述的多功能溫溼度監控系統的監控方法，包含以下步驟溫溼度採集標籤收集並處理溫溼度傳感器上傳的數據，然後通過無線方式發送給中央控制器；中央控制器接收溫溼度採集標籤傳來的數據並處理後通過RS232通信接口上傳給上層控制系統，同時中央控制器還能通過無線方式發送相關指令給溫溼度採集標籤；上層控制系統接收並處理中央控制器傳來的溫溼度數據，記錄溫溼度數據並發送報警信息到用戶手機；同時上層控制系統還能處理運輸車輛位置信息。
10.如權利要求1所述的多功能溫溼度監控系統的監控方法，還包含發簡訊和車輛定位步驟GPRS模塊通過RS232通信接口與上層控制系統相連；當有報警信息時上層控制系統發送指令給GPRS模塊，GPRS模塊就能發送簡訊到用戶手機；另外，GPS模塊通過通信網絡將位置信息傳給上層控制系統，上層控制系統將接收到的數據與地圖對應起來，實時顯示運輸車輛的位置。
全文摘要
本發明是一種基於433MHz有源RFID技術的多功能溫溼度監控系統及其監控方法。系統主要應用於溫溼度監控領域。此系統由一個或一個以上中央控制器及通過無線連接的多個溫溼度採集標籤組成；中央控制器包含無線收發模塊、MCU中央控制模塊；溫溼度採集標籤包含無線收發模塊和溫溼度傳感器；系統接有GPRS模塊用於發簡訊報警；另外，系統還包含GPS定位模塊，能實時監控運輸車的位置和運行軌跡，並通過GPRS模塊發送簡訊，將溫溼度信息上傳給上層控制系統；該發明專利還包含一套溫溼度監控方法，用於收集並顯示溫溼度信息、處理報警信息，並通過控制GPRS模塊發送報警信息到相關人員手機，同時處理GPS系統上傳的數據。
文檔編號G01S19/42GK102387183SQ20111000623
公開日2012年3月21日 申請日期2011年1月10日 優先權日2011年1月10日
發明者張海生, 楊凱文, 王新峰, 趙晴 申請人:北京六所新華科電子技術有限公司