基于物联网的分离报警与集合控制模组和超感知管理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及RFID技术，无线通信技术，软件与通信接口技术、电子电路技术、自动控制技术、机械设计、ET可追溯性信息技术(含ET系统及ET通信信息技术)，以及小五金件制造、皮具箱包制造技术。
【背景技术】
[0002]随着网络通信技术和普适计算技术的发展，人类的生产生活越来越离不开数据信息的传递，每个人都可以随机地与互联网上的N个接触点取得数据信息交互，显然，当每个人身边的物品都接入到互联网之后，它们之间就存在数据信息交互，就目前而言，这种交互更多的是互联网上的N个接触点主动向物品发出的信息交互(例如信息侦测、网络攻击、远程控制或盗取)。
[0003]显然，上述所指的信息交互所用的工具，在产业上可能更多地倾向于某种移动终端(一般地，俗称“手机”)。
[0004]移动电话发展到智能手机，是移动通信发展的产物之一，在移动通信和物联网共同推动发展下，人们身边的物品联接到互联网，面临的是N对N的时空随机变换的数据信息交互形态，其安全性和准确性必然是一项即将面临并且是极具挑战性的问题。
[0005]就目前单一手机使用者与互联网之间的信息交互状况来看，非对称、时空隔离以及诚信问题都是网络信息安全问题多发的重要症结。
[0006]因此，可以预见，单一的智能手机并不能安全有效地、完整地承担起物联网数据信息交互的工具角色。
[0007]一种安全可靠的信息交互技术形态是N11N，用于取代常规思路的NlN (俗称的:互联网节点N-智能手机-物件N)。
[0008]上述的NllN技术形态，可能的一种实现方式是:互联网节点N-手机-智能钱包-物件N。
[0009]所述的实现方式中，互联网节点N-手机之间的数据信息交互，已经在产业上初具规模，但尚有许多信息安全问题亟待解决。
[0010]所述的实现方式中，手机-智能钱包-物件N之间的数据信息交互，需要由以下【背景技术】作支撑:
(I)物品识别技术:
目前广泛应用的自动识别技术有图像特征识别、条码、磁卡、射频识别、红外识别、指纹识别或其它生物识别等，它们都有各自的优缺点及适用场合。RFID技术的优点在于:非接触识别、自动化、批量化、不易损坏、可识别高速运动目标、操作便捷、低频短距离RFID技术具有不怕油渍、灰尘等恶劣环境的优点、高频长距离RFID技术可识别达几十米，可用于跟踪托盘、车辆、动物等目标。此外，RFID还具有全天候性、安全不易攻击的可靠性、易编写修改等等优点。RFID技术已经越来越普遍地运用于物品跟踪、追溯、防伪、防盗系统、自动生产线、图书管理、动物识别、门禁管理、停车场和关卡控制、物流与供应链管理控制等领域。[0011 ] RFID系统解决方案构成及技术特性:
常见的RFID系统解决方案一般由以下部分组成:电子标签、标签天线、读写器、读写器天线、控制模块、接口模块、数据管理系统等7大部分组成。按照标签的供电方式可划分为有源RFID系统和无源RFID系统，对应的RFID标签可分为有源标签(由标签上的自带电池供电)和无源标签(标签不带电池，能量由读写器发射的射频信号提供)两种。按照耦合方式的不同，无源RFID系统可分为电感耦合和电磁反向散射耦合两种。
[0012]RFID技术按信号类别可分为:长波(频率:低于135KHZ)、短波(高频，即HF，频率:13.56MHz)、超短波(超高频，即UHF，频率:900MHz左右)、微波(频率:2.45GHz)，它们的读取范围分别为:〈10cm、〈lm、10m左右、2m左右。
[0013]对于不同频段RFID系统的优缺点，仅本发明主要使用的UHF RFID频段(特别地，也可能采取低、中、高、超频或微波段RFID技术组合应用的方式，以提高发射电磁脉冲的绕障、穿透和抗干扰能力，以提高读写器对标签侦测/读取数据的可靠度)列举如下::优点是识别距离远、天线尺寸小、传输速度快、非视距识别和定向识别，缺点是各国都有不同的频段管制，对人体的伤害还难以定论，发射功率受限，受某些材料影响较大。
[0014](2)无线通信频段规划:
中国无线电管理委员会已经对RFID业务所使用的频段做出了规定。由于RFID使用的HF和UHF2.4GHz频段基本上是国际通用的ISM频段，所以目前我国RFID业务在这两个频段的使用规定基本上与国际保持一致。对于860?960MHz频段，各国规定不同，使得各国及地区在这一频段对RFID业务频率的规划存在差异。根据我国的频率划分规定，860?960MHz主要用作固定移动业务，中国860?960MHz频段频率使用情况列举如下:870_880ΜΗζ (用于CDMA下行频段业务)、885-915 MHz (用于GSM上行频段业务)、915_917 MHz (用于无中心对讲机业务)、917-925 MHz (用于点对点立体声广播链路业务)、925_930 MHz (用于航空导航业务)、930-960 MHz (用于GSM下行频段业务)。
[0015]ISM频段无需执照，但要求工作在此频段的设备应遵守相应的频谱使用管理机构在发射功率(小功率通信小于lOmW/MHz)、天线增益和扩频方式等方面的规定。无线局域网(WLAN) IEEE 802.llb/g和无线个人局域网(WPAN) IEEE802.15.1 (蓝牙)、IEEE802.15.3、IEEE802.15.4 (Zigbee)等设备都工作在ISM频段。二〇〇七年四月二十日，工业与信息产业部发布了《800/900MHZ频段射频识别(RFID)技术应用试行规定(试行)》(信部无〔2007〕205号)，对800/900MHz频段RFID技术的应用规定如下:840.50-844.5 MHz^920.50-924.5MHz (频率范围)，2W (发射功率 e.r.p) ;840-845 MHz、920_925MHz (频率范围)，10mW (发射功率e.r.p)。
[0016](3)无线识别技术(RFID技术)标准化进程:
RFID标准体系主要由空中接口规范、物理特性(一致性测试和性能测试标准，如ISO/IEC 18046、18047系列标准)、读写器协议、编码体系、数据应用接口规范(负责处理读写器与应用程序之间的各种通讯，但不涉及设备接口和设备管理功能)、数据交换与协议标准(如EPCIS与ONS标准，用于通过互联网来访问RFID数据)、数据与网络安全标准(信息安全，包括:RFID标签自身安全、空中接口标准安全、RFID读写器安全、RFID系统所连接的网络的自身安全)、无线电频率管理条例、健康与安全条例、传感器接口标准(传感器网络与RFID标签接口标准)、设备接口标准(应用程序和读写器之间传输数据的设备接口标准)等标准组成。国际标准化组织ISO、以美国为首的EPCglobal、日本UID标准化组织是目前制定RFID标准体系的先行者。IS0/IEC 18000、EPCglobal、日本UID三个标准体系的空中接口协议正在完善中。这三个标准相互之间并不兼容，主要差别在通讯方式、防冲突协议和数据格式这三个方面，在技术上差距其实并不大。其中EPC Global公司已经完成了 ElectronicProduct Code标准(如EPC Global class Gen2)，并在一些运用领域占有一定的主导权。
[0017]“电子标签”已经成为21世纪全球自动识别技术发展的主要方向，根据中华人民共和国科学技术部等十五部委于2006年6月9日发布的《中国射频识别(RFID)技术政策白皮书》的论述:“RFID技术实施进程应有步骤分阶段进行:第一阶段培育期(2006年至2008年):跟踪国际最新共性技术的研发，结合重点行业应用，研发具有自主知识产权的RFID技术，按照国家RFID标准体系框架，制定相应技术标准与应用标准，开展应用示范工程。第二阶段成长期(2007年至2012年):突破应用与产业化关键技术，加快相关技术标准及行业应用标准制定，基本形成中国RFID标准体系，拓展应用领域。第三阶段成熟期:形成国际同期先进水平的技术体系，实现RFID技术的广泛应用及与其它技术的融合。”
由此可见，国家对RFID技术的运用趋势和未来成长机会都做了战略考量。目前我国常用的两个RFID标准为用于非接触智能卡的两个ISO标准:IS014443和IS015693。我国第二代电子身份证采用的标准是IS014443 TYPE B协议，其中的通信系列命令序列的防冲撞原理是与TYBE A和接触式IC卡的主要区别，TYBE A主要基于位冲撞检测协议。ISO 15693采用轮寻机制、分时查询的方式完成防冲撞机制，防冲撞机制使得同时处于读写区内的多张卡的正确操作成为可能。
[0018](4)其它相关技术:
本发明除了运用RFID识别技术，还需结合必要的控制电子电路、通信接口标准、自动控制技术、机械设计、ET可追溯性信息技术(含ET系统及ET通信信息技术)、手机及底层软件开发，以及小五金件制造、皮具箱包制造技术，其中的控制电子电路、通信接口及技术标准/协议、手机软件及底层程序指令等相关技术已在相应领域模块化集成并运用得较为成熟。
【发明内容】
[0019]本发明所述的基于物联网的分离报警与集合控制模组和超感知管理系统，其主要功能应用可概述为如下案例A:防遗忘智能钱包:
案例A:防遗忘智能钱包
一位80后创业者A君迫于生计压力，需整天穿梭忙碌于繁忙拥挤的现代都市圈进行市场开拓和产品技术创新，承担了不少商务压力和竞争威胁，同时还需要兼顾个人生活与家庭和谐。尤其让A君后悔莫及的是，在2014.9.11日的商务差旅中，A君在与国外客户的商务谈判中，因为A君的胡须实在让这位法国客户Miss Wang难以正视，造成了该客户坚决认为延期谈判的决定，客户Miss Wang临走前，与A君交换了 TG名片。
[0020]事后A君对此次商务谈判进行了深刻反省，因为近段时间的商务繁忙，当日早上A君才意识到自己胡须太长，可是由于酒店配备的设施较为简陋，出于时间匆忙，A君出于无奈地将就应对了此次商务谈判。
[0021]由于客户延期谈判给商务合同的顺利签订和自己企业的资金流带来了重大不确定性，这次“出行物件重大疏漏导致的与客户商谈失败事件”给创业者A君造成了极大经营发展障碍，A君在心里不断端测Miss Wang的下一步商务决定。。。
[0022]当晚，A君拨通了家人的国际长途，严厉质问妻子为什么我的剃须刀没有装在旅行箱里！ ”，妻子刚反问完:“那天宠物狗嘴里叼出门外的是防晒霜还是剃须刀？ ”，A君听到手机嘟嘟嘟的挂断声。。。A君正纳闷究竟是对方生气了把电话挂了？还是手机突然馈电断了？！亦或是通信信号故障或被劫断啦？！
为了犒劳此次失落的国际旅行，A君决定改签了行程，飞往锡林郭勒大草原走一次开阔畅快的草原之旅，在美丽而又富饶的锡林郭勒大草原，A君再一次领略到大自然的美丽，追忆往事，A君总是抱憾:“自己空有理论知识，如何才能实现“让一切更好”起来的伟大而又现实的梦想！ ”。在一次偶然的机会，A君有幸骑上了当地牧民的马并与牧民B交谈起来，A君看到B的牧场规模不小，就问起了其经营情况，B的回复再一次震撼了 A君刚毅却又要崩溃的心情。草原牧民B不乏有抱怨之辞:“别以为我们牧民天天骑着马像闲庭信步，压力大着呢！每天早出晚归，羊群里面还天天出事。就拿9.8日到现在9.14日这7天，每天都会少几只羊！现在养羊是利润越来越薄了！ ”A君反问:“那为什么没有多养些奶牛呢？”B答道:“奶牛也没少走丢的，草原那么大，看不过来！去年养了 450头奶牛，到年终算下来，也就挣了保本的钱。我们是吃草的奶牛，不喂饲料，产奶质量高，可是大集团收购牛奶都是统一价，全按饲料奶价格算。” A君问:“您可以跟人家理论呀！ ” B:“没法理论，你也拿不出证据说你家奶牛天天只吃草呀！人家也不可能天天在你们家奶牛屁股后面盯着，你说是不是？哎呀，现在国内都不相信本国的牛奶有多纯啦，有点经济基础的家庭，都从国外买牛奶回来的啦。大集团也借此叫苦说他们也没办法，本国草原产的奶，就是这个价。也不知道他们是不是借此压价，我们也不好说。” A君回答:“那是，那是。”在锡林郭勒的这几天，A君强烈感受到大自然是如此的纯粹与亲近，他突然意识到，如此大的草原，人体吸收的电磁波辐射，比繁华城市应该少很多。。。
[0023]坐在广袤的大草原上，A君与亲朋好友打了几通电话畅聊起来。。。
[0024]当获知小侄子地理考试成绩一塌糊涂时，A君严厉地批评道:“你这孩子，成天贪玩打游戏，手舞足蹈没个正经象，做作业也从来没有计划性，你看这次寒假作业就知道了！也不知道课堂上有没有认真听老师讲课，基本公式准则都没有背牢，难道是老师没有教？即便是社会上不乏有教师哀叹“吃着地沟油的命，操着共和国的心！ ”，也不至于这点基础知识也不传授给学生们吧！”
风和日丽的大草原上，A君幸喜接到来自山青水秀革命老区的外婆家的电话，说是要共同预祝“老奶奶98岁生日快乐！ ”，谈话之余，A君无意间从旅行包中掏出了一罐形似电动剃须刀的防晒霜。。。
[0025]诸如以上的经历和体会，创业者A君相信许多人也能感同身受。概括起来而言，人们类似的困惑归结为以下十大方面的问题:
(1)在差旅过程中，常常是刚住下旅馆打开行李包才抱怨:“这次出差，雨伞、充电器和剃须刀又忘记带出来啦”。以至于现在他每天出门时，刚锁上家门，走下楼梯不远，就会担心自己是否遗忘了某些物件，甚至需要在脑袋里面重新细数一遍背包里面和行李箱里面是否有备齐所需的物件；
(2)总是在心里不断揣测客户此次谈判的结果，客户是否在敷衍结果和进一步商谈的机会，以及客户能否如期赴约下次谈判或会面等等真诚度问题；
(3)管理家庭事务是不是真的很难？家庭宠物怎么管教？如何对家庭资产进行灵活有效的管理，特别是家居电器等智能产品？妻子怎么连准备剃须刀的小事都办不好？
(4)出门在外，手机总是匮电，该如何解决？
(5)牧民B的民生大计，如何能让我这个满腔热情的创业者心安？羊群、牛群、牛奶是不是真的很难集中控制和追溯管理？
(6)对于食品安全及商品流通管理，如何从消费者端实现可追溯性质量管理？
(7)繁华城市里，电磁辐射是否真正安全？越来越普及的移动互联网络，以及玲琅满目的APP和通信端口、纵横交错的无线电磁波信息传输，是否真正能确保信息安全？
(8)现在城市生活如此丰富多彩，社会经济发展突飞猛进中又暗藏贫富差距的恶性扩大，这对下一代孩子的监护、教育、培养、发展，无疑将造成毁灭性的影响；
(9)随着我国人口老龄化的加剧，对老年人的关爱和健康护理将成为一个严峻而又重要的课题。
[0026](10)面对庞大而又纵横交错的空中无线电磁通信信号，个体如何针对性的对无线通信信道进行安全核查将成为问题(尤其是在垄断经营的信息资源非对称控制的体制环境下。)？自主触发的核查机制显然会因庞大的基站等设施需求而显得不切实际，那么，如何构建基于个人即时信息安全的、主动触发核查的通信安全核查机制？
A君针对上述十大问题，结合实际经验并仔细研究相关技术，开发了如附图1所示的基于物联网的分离报警与集合控制模组(模块集)和超感知管理系统架构。其中:
图1所示“应用场景I”及其所联接的模块和系统用于解决问题(I);
图1所示“应用场景2”及其所联接的模块和系统用于解决问题(2);
图1所示“应用场景3”及其所联接的模块和系统用于解决问题(3);
图1所示“应用场景4”及其所联接的模块和系统用于解决问题(4);
图1所示“应用场景5”及其所联接的模块和系统用于解决问题(5);
图1所示“应用场景6”及其所联接的模块和系统用于解决问题(6);
图1所示“应用场景7”及其所联接的模块和系统用于解决问题(7);
图1左下所示“25501 (应用场景8)”及其所联接的模块和系统用于解决问题(8);
图1左下所示“26601 (应用场景9)”及其所联接的模块和系统用于解决问题(9);
图1左上所示“9933717 (应用场景10)”及其所联接的模块和系统用于解决问题(10); 方案1:针对上述问题(1)，“应用场景I”中所提出的解决方案其技术特征是:
将图1中MCU模块(1)、RFID读写器模块(2)、RFID天线(3)、备用RFID标签储放盒(4)、蜂鸣器(5)等硬构件组合成分离报警与集合控制模块，并将该模块嵌入到防遗忘智能钱包(如附图2其主视图、附图3其俯视图、附图4其前视图、附图5其右视图、附图6其后视图、附图7其左视图、附图8其仰视图)中，结合相关的技术协议(如图1中代号后缀为99的部分)构成智能可携带式周边物件控制中心。
[0027]所述的周边物件控制中心，是由上述的分离报警与集合控制模块、防遗忘智能钱包结构体、手机APP(26之27)或手机ETAPP(26之3301)、RFID标签设计及贴附方案(88003图2)、以及相关的通信协议/技术方案构成的系统。
[0028]所述的防遗忘智能钱包结构体，由如图2的电子模块(88001)、辅助电池仓(88021)、备用RFID储存盒(88002 )、自锁控制单元(888067图4 )、加固存储盒(88034图2 )、隔热隔磁板(88065图4)、RFID天线板(88071图5)、透明胶套(88033)、手机置放盒(88080图7)、钥匙扣存储盒((88079图7)、伸缩螺纹绳(88027)、平衡构件(88019)、内衬布(面衬布88040、底衬布88010)、面皮套(88041)、底皮套(88035)、底层拉链条及衬布(88011，对应的手机置放盒层所属为面层拉链条及衬布)、腕带(88042)、主电池(88004)、控制按键舱(88005 )、照明/射灯(88006 )、微摄像头(88007 )、物品序列&照片显示屏(88008 )、手机置放盒(888080图15)以及相关结构件构成。<