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基于物联网的广电监测台管理系统

基于物联网的广电监测台管理系统

点击数:7557 次   录入时间:03-04 11:38:25   整理:http://www.55dianzi.com   计算机应用

  一、物联网概述
   
    物联网是以感知为核心的物物互连的综合信息系统,起源于传感器网络和射频识别,关键技术包括:射频识别(RFID)技术、传感器技术、嵌入系统技术、网络技术、智能化信息处理技术等。它通过各种信息传感设备、装置与技术,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体过程,目的是结合互联网、移动通信网实现人与人、人与物、物与物全面信息传递与交互,从而提升对物质世界的感知能力以及智能化的决策控制能力。
  
  物联网的发展,已成为世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一,其覆盖范围与时俱进,遍及智能交通、政府工作、公共安全、平安家居、个人健康等方方面面,根据美国研究机构Forrester预测,物联网所带来的产业价值将比互联网大30倍,预计未来三年,中国物联网整体市场规模将达到万亿元,可以说,物联网产业链的细化将带来市场进一步细分,造就一个庞大的物联网产业市场。

  二、射频识别(RFID)技术组成原理

    1.概念及组成

  射频识别即RFID(RadioFrequencyIdentifICation)技术,俗称电子标签,又称无线射频识别,是实现物联网的关键技术之一,是以计算机技术和通信技术的发展为基础的综合性科学技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量,并不需要电池;也有标签本身拥有电源,并可以主动发出无线电波(调成无线电频率的电磁场),标签包含了电子存储的信息擞米之内都可以识别,且识别工作无需人工干预,即可完成信息的输入和处理,能快速、实时、准确地采集和处理信息,可工作干各种环境。
  
  RFID系统由阅读器(Reader)、电子标签(TAG)、RF1D中间件及应用软件组成,电子标签由芯片和天线组成,所衍生的产品有两大类:被动无源RFID产品、主动有源RFID产品;中间件主要功能是读写器协议控制、数据过滤与处理、数据路由与集成、进程管理;阅读器分移动式的和固定式的,由天线、射频接口和逻辑控制单元组成。
  
  2.工作原理

    RFID利用无线射频方式,在阅读器和电子标签之间进行非接触双向数据传输,以达到目标识别和数据交换的目的,具体工作流程是标签进入磁场后,接收阅读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(PassiveTa,无源标签或被动标签),或者由标签主动发送某一频率的信号(ActiveTag,有源标签或主动标签),阅读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。

  三、射频识别《RFID)技术在广电监测台的应用管理

    广电监测台主要职责是监测广播电视传输和播出质量、核查广播电视覆盖效果、维护广播电视的空中电波秩序、严格保护并有效利用频谱资源、保证广大群众良好收听收看;承担全国广播电视技术服务监督和全国广播电视网络安全播出保障工作,因此,对监测台内部人员(包括外来人员)、监测数据存储介质以及资产的管理尤为重要。
  
  针对目前物联网技术的发展应用,在如下几方面提出一些管理初识。
  
  1.人员出入管理

    是以RFID技术为核心,以计算机和通信技术为手段,使内部的多项管理功能成为一个有机的整体,该系统具有对出入通道的控制,记录进出信息等多种功能,实现人员考勤、人员和卡号对应识别,用于管理内部工作人员出入、临时访客人员的出入。
  
  RFID电子标签卡授权后,人员在通过读写器时,系统自动读取持卡人员所携带的RFID卡片数据,并传输至后台管理系统,经比对复核通过后会自动打开出入通道。也可采取划分科室内部工作人员的区域准人权限,或针对外来人员采取区域权限和时间权限设置,对所有非授权进入行为和离开时未归还临时卡的人员进行语音提示或其他方式提醒。系统工作流程见下图。

系统工作流程

  2.移动存储介质管理
 
  广电监测台肩负着全国广播电视技术服务监督和全国广播电视网络安全播出保障工作,日常收集的图文资料和采集的数据信息为后期业务开展以及科学的决策提供了有力保障,对此,如何安全的、科学的管理敏感数据信息的移动存储介质以及重要图文资料就显得尤为重要;随着RFID技术的发展,给重要移动存储介质以及图文资料管理的自动化、智能化、安全化带来了可能性。
  
  采用RFID技术管理后,对重要的移动存储介质和图文资料安装RFID电子标签(根据介质不同各类,可安装有源或粘贴超薄防撤无源电子标签)。当带有电子标签的介质进入RFID阅读器监管区域时,RFID管理系统会自动识别出物品的名称、类型以及重要级别等信息,同时RFID管理系统也会自动反馈复核结果,如果经RFID管理系统认证允许带出监管区域,则会自动打开通道或门放行;未经RFID管理系统认证允许带出监管区域的,系统将会自动报警,同时不会打开通道或门;对借用重要的移动存储介质和图文资料的人员,系统会记录借用人员所有信息和归还时间,到期时管理系统会自动提醒管理人员收回物品;日常的介质和图文资料查询以及盘点,只需通过手持RFID终端或固定RFID阅读器对众多电子标签进行识别,管理系统便可快速的统计移动存储介质和图文资料的借用、种类以及归还情况,大大降低了管理成本,提高了工作效率。
  
  系统工作流程见下图所示。

系统工作流程

  3.资产管理

  随着广电监测业务的多元化,办公设备、监’测系统设备以及相关的备品备件等资产日益增多,资产管理变成一项重要任务。传统资产管理系统是一种静态的管理方法,对资产的各种管理操作依赖装在计算机上的资产管理软件,记录方式繁琐、效率低下、容易出错且成本相对较高,随着RFID技术的发展,尤其是RFID读写器的手持设备的发展,实现了资产管理的盘库智能化,有效保证了资产管理全过程各个环节数据的真实性、准确性。
  
  基于RFID的资产管理系统可快速、高效、智能的对资产录入、资产调拨、资产转移、资产回收、资产报废和资产查询等进行管理,因此,引入RFID技术对目前的资产一体化管理有着长远的战略意义。
  
  系统工作流程图见下图所示。

系统工作流程图

  四、关键技术研究

  1.RFID关键技术
   
    RFID关键技术的研究主要体现在识别速度快、技术多样化、防碰撞算法、安全加密算法、封装技术等方面。
  
  1)识别速度快:RFID采用电感耦合、电磁反向散射耦合无线射频技术,数据的读取无需光源,标签一进入磁场,阅读器就可以即时读取其中的信息,而且能够同时处理多个标签,实现批量识别。
  
  2)技术多样化:RFID设计时采用了不同的耦合和供电方式,实际需求时可根据这两种方式选择不同系统技术,通常有被动无源RFID产品、主动有源RFID产品;移动式和固定式阅读器以及低频(125kHz~134,2kHz)、高频(13.56MHz)、超高频(902MHz~928MHz),微波(2.45GHz~5.8GHz)等技术。
  
  3)防碰撞算法:为解决多个标签同时与阅读器通信发生信息碰撞的现象,RFID系统在设计时基本采用4种防撞算法:空分多路法、频分多路法、时分多路法和码分多路法;受技术和成本的影响目前一般采用时分多路法,该算法是把整个可供使用的信道容量按时间分配给多个标签,让多个标签信息逐个通过射频信道与阅读器通信,这样多个标签的响应信息在阅读器的接收端就不会产生混叠现象。

  4)安全加密算法:为防止信息的复制和盗取,RFID系统采用了较为完善的加密算法,如:DES、3DES、AES甚至包括公钥RSA和ECC加密算法,但由于RFID目前计算能力、存储空间以及电源供给有限,RFID安全协议仍然成为全世界一个具有挑战性的研究课题。
  
  5)封装技术:RFID标签的工作频率高、芯片微小超薄,在封装时通常采用最先进的倒装芯片( flipChip)技术,该技术具有高性能、低成本、微型化、高可靠性的特点,确保了标签的大小、厚度、柔韧性和高温高压工艺中芯片电路的安全性。
  
  2.广电监测台关键应用技术

  a1)权限认证:应用该系统实现人员出入管理和移动存储介质管理,对于非法的人员和介质电子标签系统会立即发出报警提示,此时系统不会打开出入通道;对于忘记带卡人员可通过输入姓名编码进行复核出入。
  
  2)信息备查:管理系统通过远距离读卡器自动记录出入人员或重要移动存储介质(或物品)出现在监控区域的时间、证件等信息,这些记录信息保存在管理系统数据库中,可根据需要按照时间段、证件号码、人名、证件类型以及移动存储介质(或物品)名称、编号、类型等不同的关键字任意组合查询或打印成统计报表。
  
  31内部考勤及物品统计:管理系统能灵活地设置作息时间、管理类别以及重要移动存储介质(或物品)带出的统计方式,在接受阅读器采集的人员证件和物品进出时间信息后,管理系统据此自动计算持卡人考勤功口班、迟到、旷工等数据统计,事后自动生成报表。
  
  4)排班管理:管理系统提供丰富的排班功能,针对上班周期规律,可以进行周期排班、对部门进行排班,可以将员工分组,进行批量排班。
  
  51外来人员管理:门卫将外来人员有效证件通过管理系统进行阅读或输人证件信息,发放受访部门以及受访区域的访客卡,管理系统会自动识别验证其身、份,通过后方可进入,外来人员离开时,门位人员注销临时卡,一次访客完成。
  
  6)移动存储介质跟踪:重要的移动存储介质和图文资料上安装RFID电子标签,通过RFID阅读器可快速查询和跟踪管理。
  
  71资产录入与查询。
  
  8)资产分配与转移。
  
  91资产回收与报废。




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