基于物联网技术的智能工器具管理系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种基于物联网技术的智能工器具管理系统，包括若干智能工器具柜和后台管理系统；储物柜内放置有多种贴有抗金属RFID标签的电力工器具；UHF天线RFID读卡器用于扫描柜内抗金属RFID标签，以判断哪些工器具在储物柜内；后台管理系统用于对电力工器具和人员信息的集中管理，并根据对人员和工器具信息的识别、跟踪，判断人员与工器具的使用关系，自动生成领用、归还记录。本发明系统将所有工器具统一固定上独一无二的电子标签以确定其唯一的“身份”；使用人通过门禁开启库门时，系统后台自动识别并记录使用人，将使用人信息与出入库的工器具信息进行关联，并自动判断、记录工器具的种类以及被取出或被放入的状态，实现了人与物的自动、实时绑定。
【专利说明】基于物联网技术的智能工器具管理系统
【【技术领域】】
[0001]本发明涉及一种工器具库，特别是一种电力工器具出入管理系统。
【【背景技术】】
[0002]目前，电力工器具 存放环境简单、混杂放置、归还不及时、偷盗或损坏后无法追责等情况经常发生；工器具的使用时间和其维护校准等信息均为人工手动纸质记录，一方面人工记录易出错，耗时耗力，另一方面纸质文件不便于保存和查看，这样就会造成工器具不能及时报废更新和不合格工器具被取出使用。在这种传统管理方式下，信息化程度低、记录出错率高，很难实现对工器具状态实时监管。
【
【发明内容】
】
[0003]本发明的目的在于提供一种基于物联网技术的智能工器具管理系统，以解决上述技术问题。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0005]基于物联网技术的智能工器具管理系统，包括若干智能工器具柜和后台管理系统；
[0006]智能工器具柜包括储物柜，储物柜上设有数码刷卡锁、门开关检测模块、UHF天线RFID读卡器和柜体控制器；储物柜内放置有多种电力工器具，每个工器具上均贴有抗金属RFID标签，抗金属RFID标签中记录对应工器具的唯一标识信息；门开关检测模块和UHF天线RFID读卡器连接柜体控制器；门开关检测模块用于检测储物柜的柜门处于打开状态还是锁闭状态，并将检测信息反馈给柜体控制器；储物柜内的两侧壁上各最少设有两个UHF天线RFID读卡器，UHF天线RFID读卡器用于扫描柜内抗金属RFID标签，以判断哪些工器具在储物柜内，并将检测信息反馈给柜体控制器；
[0007]柜体控制器通过有限或者无线网络连接后台管理系统；
[0008]后台管理系统用于对电力工器具和人员信息的集中管理，并根据对人员和工器具信息的识别、跟踪，判断人员与工器具的使用关系，自动生成领用、归还记录。
[0009]本发明进一步的改进在于:后台管理系统给每一个使用者分配一张和该使用者身份对应的数码识别卡；使用者进入工器具仓库，凭借数码识别卡进行刷卡，数码刷卡锁识别对应的数码识别卡，并通过柜体控制器与后台管理系统进行通讯，比对后台管理系统中是否有此张数码识别卡的信息，如果比对成功数码刷卡锁打开；门开关检测模块检测到数码刷卡锁打开，记录打开时间并将对应的时间信息和打开状态通过柜体控制器传输给后台管理系统；数码刷卡锁打开后，使用者拉开储物柜的门，拿取其中贴有抗金属RFID标签的工器具，或者归还贴有抗金属RFID标签的工器具；完成领用、归还工器具的动作后，使用者关上储物柜的门；数码刷卡锁检测到储物柜的门关闭，然后进入闭锁状态锁上储物柜的门；同时门开关检测模块检测到数码刷卡锁闭锁，记录闭锁时间并将对应的时间信息和闭锁状态通过柜体控制器传输给后台管理系统；柜体控制器收到门开关检测模块上传的数码刷卡锁闭锁的信息后，控制UHF天线RFID读卡器进行工作，扫描柜内的所有贴有抗金属RFID标签的工器具，并将扫描的信息通过柜体控制器传输给后台管理系统；后台管理系统通过将柜体控制器上传的此次的柜体内剩余的工器具信息与上一次扫描的柜体内剩余的工器具信息进行比对，判断该使用者领取了哪些工器具，归还了哪些工器具，生成历史记录，记录该使用者什么时间打开储物柜，领取了那些工器具，归还了那些工器具，什么时间关闭储物柜。
[0010]本发明进一步的改进在于:柜体控制器中设有存储器，网络中断后，柜体控制器将上传给后台管理系统的信息进行储存，联网后自动重发。
[0011]本发明进一步的改进在于:智能工器具柜中设有电源模块和UPS，给数码刷卡锁、门开关检测模块、UHF天线RFID读卡器和柜体控制器供电；当电源模块断电时，自动切换至UPS工作。
[0012]本发明进一步的改进在于:智能工器具柜中还设有空调和温湿度传感器，温湿度传感器采集储物柜中温湿度，并将信息传送给空调，以控制空调运行与否，保持储物柜内的温湿度在设定的范围内。
[0013]基于物联网技术的智能工器具管理系统，包括工器具仓库和后台管理系统；
[0014]工器具仓库设有门，门上安装有数码刷卡锁和门开关检测模块；门的外侧安装有一对UHF天线RFID读卡器，门的内侧也安装有一对UHF天线RFID读卡器；数码刷卡锁和门开关检测模块连接控制器，门开关检测模块用于检测门处于打开状态还是锁闭状态，并将检测信息反馈给柜体控制器；控制器通过有限或者无线网络连接后台管理系统；
[0015]两对UHF天线RFID读卡器，用于扫描使用者打开与关闭门的时间段内，使用者领取、归还了哪些贴有抗金属RFID标签的工器具；
[0016]后台管理系统用于对电力工器具和人员信息的集中管理，并根据对人员和工器具信息的识别、跟踪，判断人员与工器具的使用关系，自动生成领用、归还记录。
[0017]本发明进一步的改进在于:门外一对UHF天线RFID读卡器首先感知有抗金属RFID标签进入门外区域，而后在使用者进入工器具仓库内后，门内一对UHF天线RFID读卡器感知到该抗金属RFID标签进入门内区域，由此时间先后判断出抗金属RFID标签经历了由外至内的过程，判定工器具入库；反之，工器具出库时，门内一对UHF天线RFID读卡器首先感知抗金属RFID标签电磁波，而后门外一对UHF天线RFID读卡器感知，进而判断对应的工器具出库。
[0018]相对于现有技术，本发明具有以下优点:
[0019]本发明系统将所有工器具统一固定上独一无二的电子标签以确定其唯一的“身份”。使用人通过门禁开启库门时，系统后台自动识别并记录使用人，将使用人信息与出入库的工器具信息进行关联，并自动判断、记录工器具的种类以及被取出或被放入的状态，实现了人与物的自动、实时绑定。同时，建立了可实时更新的台账资料库并生成工器具出入库记录表，达到了工器具的实时管理要求，规范了工器具管理流程，加深了工器具精细化管理程度。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0020] 图1是本发明一种基于物联网技术的智能工器具管理系统的功能框图；[0021]图2是本发明另一种实施方式的框图。
【【具体实施方式】】
[0022]下面结合附图对本发明做进一步详细描述。
[0023]请参阅图1所示，本发明一种基于物联网技术的智能工器具管理系统由物理应用层、网络通讯层和核心处理层构成。
[0024]物理应用层以硬件为主，包括智能工器具柜；智能工器具柜包括储物柜，储物柜上设有数码刷卡锁、门开关检测模块、UHF天线RFID读卡器和柜体控制器；储物柜内放置有多种电力工器具，每个工器具上均贴有抗金属RFID标签，该抗金属RFID标签中记录对应工器具的唯一标识信息；门开关检测模块和UHF天线RFID读卡器连接柜体控制器；门开关检测模块用于检测储物柜的柜门处于打开状态还是锁闭状态，并将检测信息反馈给柜体控制器；储物柜内的两侧壁上各最少设有两个UHF天线RFID读卡器，UHF天线RFID读卡器用于扫描柜内抗金属RFID标签，以判断哪些工器具在储物柜内，哪些离开储物柜，并将检测信息反馈给柜体控制器。
[0025]网络通讯层为有限网络或者无线网络，柜体控制器通过网络通讯层连接核心处理层；核心处理层为一个后台管理系统，该后台管理系统用于对电力工器具和人员信息的集中管理，并根据对人员和工器具的信息的识别、跟踪，判断人与物的使用关系，自动生成领用、归还记录，即出入库记录存储存储器中。柜体控制器中设有存储器，网络中断后，柜体控制器将上传给后台管理系统的信息进行储存，联网后自动重发。
[0026]后台管理系统给每一个使用者分配一张和该使用者身份对应的数码识别卡；使用者进入工器具仓库，凭借数码识别卡进行刷卡，数码刷卡锁识别对应的数码识别卡，并通过柜体控制器与后台管理系统进行通讯，比对后台管理系统中是否有此张数码识别卡的信息，如果比对成功数码刷卡锁打开；门开关检测模块检测到数码刷卡锁打开，记录打开时间并将对应的时间信息和打开状态通过柜体控制器传输给后台管理系统；数码刷卡锁打开后，使用者拉开储物柜的门，拿去其中贴有抗金属RFID标签的工器具，或者归还贴有抗金属RFID标签的工器具；完成领用、归还工器具的动作后，使用者关上储物柜的门；数码刷卡锁检测到储物柜的门关闭，然后进入闭锁状态锁上储物柜的门；同时门开关检测模块检测到数码刷卡锁闭锁，记录闭锁时间并将对应的时间信息和闭锁状态通过柜体控制器传输给后台管理系统；柜体控制器收到门开关检测模块上传的数码刷卡锁闭锁的信息后，控制UHF天线RFID读卡器进行工作，扫描柜内的所有贴有抗金属RFID标签的工器具，并将扫描的信息通过柜体控制器传输给后台管理系统；后台管理系统通过将柜体控制器上传的此次的柜体内剩余的工器具信息与上一次扫描的柜体内剩余的工器具信息进行比对，判断该使用者领取了哪些工器具，归还了哪些工器具，生成历史记录，记录该使用者什么时间打开储物柜，领取了那些工器具，归还了那些工器具，什么时间关闭储物柜；方便历史追溯和管理。如果是第一次使用储物柜，后台管理系统中记录着储物柜中所有原始工器具信息；使用者第一次使用后，UHF天线RFID读卡器扫描的工器具信息与原始工器具信息进行对比，判断使用者领用了哪些工器具；后面每次，后台管理系统比对此次扫描的工器具信息与上一次领用后扫描的工器具信息，判断使用者领用、归还了哪些工器具。
[0027]智能工器具柜中设有电源模块和UPS，给数码刷卡锁、门开关检测模块、UHF天线RFID读卡器和柜体控制器供电；当电源模块断电时，自动切换至UPS工作。智能工器具柜中还设有空调和温湿度传感器，温湿度传感器采集储物柜中温湿度，并将信息传送给空调，以控制空调运行与否，保持储物柜内的温湿度，使各个模块能够工作在最佳环境下。
[0028]智能工器具柜主要实现电力工器具的管理功能，具备开关柜门身份认证，工器具进出身份认证以及网络通讯功能。该层实现自动采集智能工器具柜开关信息以及柜内物品动态与静态存取状态信息，通过有线或无线网络通讯为应用服务提供实时数据。
[0029]工器具柜中对使用人身份的识别装置能够实现门禁功能，为使用人建立身份识别标签，对人的信息进行采集识别。采用RFID射频卡，工器具的所有使用人都有一张卡，用来标示人员身份。
[0030]请参阅图2所示，为本发明另一种实施；安装在工器具仓库门内外的4个UHF天线RFID读卡器，两两一组，一组安装在门外，另一组安装在门内；分别监控室内和室外抗金属RFID标签动向，当一线作业员拿着贴有抗金属RFID标签的工器具从室外进入室内时，室外UHF天线RFID读卡器I和UHF天线RFID读卡器2首先感知有抗金属RFID标签进入门外区域，而后在作业员进入室内后，室内UHF天线RFID读卡器3和UHF天线RFID读卡器4感知到有抗金属RFID标签进入门内区域，由此时间先后可判断出抗金属RFID标签经历了由外至内的过程，因此，判定工器具入库，反之，工器具出库时，门内UHF天线RFID读卡器3和UHF天线RFID读卡器4首先感知抗金属RFID标签电磁波，而后门外UHF天线RFID读卡器I和UHF天线RFID读卡器2感知，进而判断出库。工器具仓库门上同样设置数码刷卡锁、门开关检测模块和控制器；每次领取、归还工器具的过程中，四个UHF天线RFID读卡器的扫描信息、时间信息以及使用者的刷卡信息通过控制器上传给后台管理系统；后台管理系统根据刷卡信息、四个UHF天线RFID读卡器的扫描信息以及扫描到电子标签的前后顺序，判断该使用者领取、归还了哪些工器具，生成历史记录。
【权利要求】
1.基于物联网技术的智能工器具管理系统，其特征在于，包括若干智能工器具柜和后台管理系统； 智能工器具柜包括储物柜，储物柜上设有数码刷卡锁、门开关检测模块、UHF天线RFID读卡器和柜体控制器；储物柜内放置有多种电力工器具，每个工器具上均贴有抗金属RFID标签，抗金属RFID标签中记录对应工器具的唯一标识信息；门开关检测模块和UHF天线RFID读卡器连接柜体控制器；门开关检测模块用于检测储物柜的柜门处于打开状态还是锁闭状态，并将检测信息反馈给柜体控制器；储物柜内的两侧壁上各最少设有两个UHF天线RFID读卡器，UHF天线RFID读卡器用于扫描柜内抗金属RFID标签，以判断哪些工器具在储物柜内，并将检测信息反馈给柜体控制器； 柜体控制器通过有限或者无线网络连接后台管理系统； 后台管理系统用于对电力工器具和人员信息的集中管理，并根据对人员和工器具信息的识别、跟踪，判断人员与工器具的使用关系，自动生成领用、归还记录。
2.根据权利要求1所述的基于物联网技术的智能工器具管理系统，其特征在于，后台管理系统给每一个使用者分配一张和该使用者身份对应的数码识别卡；使用者进入工器具仓库，凭借数码识别卡进行刷卡，数码刷卡锁识别对应的数码识别卡，并通过柜体控制器与后台管理系统进行通讯，比对后台管理系统中是否有此张数码识别卡的信息，如果比对成功数码刷卡锁打开；门开关检测模块检测到数码刷卡锁打开，记录打开时间并将对应的时间信息和打开状态通过柜体控制器传输给后台管理系统；数码刷卡锁打开后，使用者拉开储物柜的门，拿取其中贴有抗金属RFID标签的工器具，或者归还贴有抗金属RFID标签的工器具；完成领用、归 还工器具的动作后，使用者关上储物柜的门；数码刷卡锁检测到储物柜的门关闭，然后进入闭锁状态锁上储物柜的门；同时门开关检测模块检测到数码刷卡锁闭锁，记录闭锁时间并将对应的时间信息和闭锁状态通过柜体控制器传输给后台管理系统；柜体控制器收到门开关检测模块上传的数码刷卡锁闭锁的信息后，控制UHF天线RFID读卡器进行工作，扫描柜内的所有贴有抗金属RFID标签的工器具，并将扫描的信息通过柜体控制器传输给后台管理系统；后台管理系统通过将柜体控制器上传的此次的柜体内剩余的工器具信息与上一次扫描的柜体内剩余的工器具信息进行比对，判断该使用者领取了哪些工器具，归还了哪些工器具，生成历史记录，记录该使用者什么时间打开储物柜，领取了那些工器具，归还了那些工器具，什么时间关闭储物柜。
3.根据权利要求1所述的基于物联网技术的智能工器具管理系统，其特征在于，柜体控制器中设有存储器，网络中断后，柜体控制器将上传给后台管理系统的信息进行储存，联网后自动重发。
4.根据权利要求1所述的基于物联网技术的智能工器具管理系统，其特征在于，智能工器具柜中设有电源模块和UPS，给数码刷卡锁、门开关检测模块、UHF天线RFID读卡器和柜体控制器供电；当电源模块断电时，自动切换至UPS工作。
5.根据权利要求1所述的基于物联网技术的智能工器具管理系统，其特征在于，智能工器具柜中还设有空调和温湿度传感器，温湿度传感器采集储物柜中温湿度，并将信息传送给空调，以控制空调运行与否，保持储物柜内的温湿度在设定的范围内。
6.基于物联网技术的智能工器具管理系统，其特征在于，包括工器具仓库和后台管理系统；工器具仓库设有门，门上安装有数码刷卡锁和门开关检测模块；门的外侧安装有一对UHF天线RFID读卡器，门的内侧也安装有一对UHF天线RFID读卡器；数码刷卡锁和门开关检测模块连接控制器，门开关检测模块用于检测门处于打开状态还是锁闭状态，并将检测信息反馈给柜体控制器；控制器通过有限或者无线网络连接后台管理系统； 两对UHF天线RFID读卡器，用于扫描使用者打开与关闭门的时间段内，使用者领取、归还了哪些贴有抗金属RFID标签的工器具； 后台管理系统用于对电力工器具和人员信息的集中管理，并根据对人员和工器具信息的识别、跟踪，判断人员与工器具的使用关系，自动生成领用、归还记录。
7.根据权利要求6所述的基于物联网技术的智能工器具管理系统，其特征在于，门外一对UHF天线RFID读卡器首先感知有抗金属RFID标签进入门外区域，而后在使用者进入工器具仓库内后，门内一对UHF天线RFID读卡器感知到该抗金属RFID标签进入门内区域，由此时间先后判断出抗金属RFID标签经历了由外至内的过程，判定工器具入库；反之，工器具出库时，门内一对UHF天线RFID读卡器首先感知抗金属RFID标签电磁波，而后门外一对UHF天线RFID读卡器 感知，进而判断对应的工器具出库。
【文档编号】G07C9/00GK103942888SQ201410165802
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月23日 优先权日:2014年4月23日
【发明者】赵宏斌, 白开峰, 郑远峰, 刘千金, 杨华, 蔺颖健, 党林 申请人:国家电网公司, 国网陕西省电力公司西安供电公司