CN102238024A - 基于rfid的智慧网络*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于RFID的智慧网络***，包括：RFID电子标签，其安装在网络中所有需要管理的非智能设备上；RFID读写器，用于读取RFID电子标签的信息；控制器，其与RFID读写器相连接，用于控制多个RFID读写器。本发明首先利用RFID技术给网络中所有需要管理的非智能设备一个身份，然后在非智能设备出现的地方安装合适的RFID读写设备，读写设备可以识别非智能设备并定位。其次利用传感器技术和RFID技术相结合，可以获取非智能设备的各种环境参数，如温度、湿度等。最后，网络中还有很多有标准输出的非智能设备和智能设备，这些信息也可以和RFID技术相结合，从而使这些信息被合理利用起来。所有信息由后台管理软件统一管理。

Description

基于RFID的智慧网络***

技术领域

本发明主要应用在机房、综合布线、网络设备的智能化管理领域。具体实现技术上主要是利用RFID、电子电路、传感器、ARM、嵌入式软件及WEB等技术。

背景技术

长期以来网络管理一直不能实现真正的智能化，其原因在于网络中有大量的非智能设备，如线路、UPS、空调、配线架、机柜等。要实现网络管理的真正智能化，必须使这些设备都智能起来。目前，全球有3家著名IT公司拥有各自的局部网络智能化方案，但有实现技术复杂、成本高、功能不完善、可实施性不强等问题存在。

随着网络在办公及生活中普及，网络建设和管理变得越来越重要，越来越复杂。现有的半自动化信息***已经满足不了用户的需求。尤其是物理层，如线路等管理，更是毫无办法。近几年的统计数据表明，网络故障大多发生在物理层，超过70％的网络故障与网络线路等非智能设备有关。与此同时，随着企业的不断发展，网络***日渐庞大却还是感觉不够用，网络运行效率随着运行时间的增加而日渐低下。因此，基础网络建设的厂商不仅要给客户提供高性能的综合布线、完善的设备连接、完整的基础信息，而且需要一个高效的智能管理***。这样的网络管理才没有后顾之忧，为日后故障排除省去更多的人力和财力。本发明讨论的物理层的非智能设备一般包括：综合布线相关的线路、配线架和机柜等，机房建设相关的电源、空调和视频***等。除了这些非智能设备外，还有部分智能设备，如交换机和路由器，也需要做进一步的智能化。

综合布线的核心理念是对线的管理贯穿布线工程以及长期的实际应用。对线的安装、更新、变动、增加和变化做到全程受控。配线架是用来规范综合布线的一种设备，一般在网络安装(如局域网等)中用到，和交换机配合使用，安装在机柜内。在综合布线中线路的变动基本上都发生在配线架和交换机之间的跳线的变动。综合布线***处于信息***的最底层(物理层)，而布线设备不具备智能通讯功能，所以传统的网络管理软件无法对这一层次的设备进行直接管理。现阶段网络综合布线在企业中基本上承载了企业的全部的信息流通。机房数据方面不说，电话(不管是模拟或IP电话)，IP视频监控，门禁***(读卡类或生物识别***)，环境监控等等这些都是全部承载在一套综合布线内。应用的不断增加，管理维护人员配备越来越少，这些对信息管理部门来说，都是相当大的挑战。

智能机房是这几年比较热门的词，而事实上，目前大家所说的智能机房还有很大的改进余地。目前的智能机房主要集中在电源的监控和管理、空调设备的监控和管理、机房内温度和湿度的监控和管理、监控***的监控和管理等。并利用这些监控和管理的数据对机房内的设备做优化，如：根据温度调节空调的工作状态，从而达到节能的效果；监控电源输出以防止电源的超负荷。

除了机房内需要智能化管理以外，存放网络设备的专用仓库也是需要智能管理的。这是因为大部分网络设备都非常昂贵，都是固定资产，必须定期的盘点，且整个生命周期内都要被实时管理。另外，网络设备非常多，要迅速找到一个设备在什么位置非常困难。真正的智能化***也应该解决这样的问题。

一个中等规模的网络一般有一万多条线路、一千多个配线架、几百个机柜、上千个交换机和路由器、几十个机房、大量的机房内空调、电源等等。要实现所有的这些设备的智能化，首先要给这些设备一个身份，RFID等技术的发展给真正的智能化网络管理带来了新的机会。有了身份就可以识别并定位它们。再配合传感器、电子电路技术、嵌入式软件技术及WEB技术就可以构建一个完美的智能***。在智能***中可以对布线和智能机房做统一的管理，配合交换机、路由器等已有的智能设备，可以使整个网络真正的智能起来。称之为“智慧网络”。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种基于RFID的智慧网络***，其可以使网络中大量的非智能设备，如线路、UPS、空调、配线架、机柜等实现网络管理的真正智能化。

为解决以上技术问题，本发明提供了一种基于RFID的智慧网络***，包括：RFID电子标签，其安装在网络中所有需要管理的非智能设备上；RFID读写器，用于读取RFID电子标签的信息；控制器，其与RFID读写器相连接，所述控制器包括处理器，用于控制多个RFID读写器。

本发明的有益效果在于：首先利用RFID技术给网络中所有需要管理的非智能设备一个身份，然后在非智能设备出现的地方安装合适的RFID读写设备，读写设备可以识别非智能设备并定位。其次利用传感器技术和RFID技术相结合，可以获取非智能设备的各种环境参数，如温度、湿度等。最后，网络中还有很多有标准输出的非智能设备和智能设备，这些信息也可以和RFID技术相结合，从而使这些信息被合理利用起来。该发明可以实时监控网络环境中的跳线、链路、交换机、路由器、终端、空调、UPS等的变化情况，支持断电恢复、工作单管理、现场线路和设备的变更、追踪等一系列功能。

附图说明

图1为本发明实施例所述实现技术框架示意图；

图2为本发明实施例所述软件结构图；

图3为本发明实施例所述产品结构图；

图4为本发明实施例所述控制器的硬件结构图；

图5为本发明实施例所述RFID专用读写器的硬件结构图。

具体实施方式

“智慧网络”顾名思义就是使整个网络智能化，让网络变得有智慧，该词语是从IBM的智慧地球引申而来的。本发明利用RFID、传感器等技术来实现网络智能化，和IBM提出的智慧地球在网络上的体现，也属于“物联网”范畴。智慧网络涉及到的具体业务功能繁多，而且会随着技术的不断进步而不断扩充。目前，本发明所涉及到的智慧网络的具体功能有以下几个部分。

对于本发明的***功能：

管理功能是从业务的角度来分析本发明，可以对本发明有一个非常直观的了解。根据管理对象的不同，可以将管理功能划分为以下几个部分。

1.智能资产

在网络中设备的数量非常惊人，大部分设备都是作为固定资产被管理起来。管理员要在需要的时候，及时查找到这些设备的存放地点或者使用地点，并且定期对这些资产进行盘点等。本发明中通过RFID、WiFi、IR(红外)等技术定位这些设备和资产，管理员可以随时通过后台管理软件找到他关心的任何网络设备信息，软件***又通过RFID、WiFi和IR(红外)***找到设备的实物。这在资产管理中是一个很大的进步，之前所有的资产管理软件都是资产信息的管理。智慧网络中的所有资产都是实物和信息的统一。这样在企业的管理中真正做到了资金流、信息流和实物流的统一。本发明还根据IT资产的特点，在存放IT资产最多的机柜门及其他重要门上安装了开关门传感器，无论这些门何时打开或关闭都将被RFID读写器实时监控，确保资产的绝对安全。

2.智能线路

线路和资产不一样，它不是一个设备。线路是一条条的，并且在网络中多条线路之间是有连接关系。在网络综合布线中将线路分成永久链路和跳线。永久链路是不变化的，且经常埋藏在墙内或地下；跳线是经常变化的，一般在机柜内使用。在本发明中，利用自己发明的RFID专用高频读写器和天线阵列可以识别每一根跳线，并可以精确定位每一根跳线。利用第三方成熟的RFID低频读写器识别永久链路，即使埋藏在地下或墙内也可以比较准确定位链路。同时，RFID高频读写器可以识别每一个工作中配线架和交换机。这样，就能够知道每一根跳线的二端是连接到配线架和交换机的具体端口，从而可以解决线路的配线问题。这样，既可以防止未授权的线路变更，又可以防止错误的线路连接，在非法操作或产生错误时以声光信号报警。这些信息还可以被实时收集到后台管理***。管理人员通过软件就可以查看到所有的永久线路和跳线的实时状态。当线路变化时，能够被实时检测到，并能确定其位置。

跳线和永久链路一般在室内，且长度一般不超过100米。但是，实际网络中(尤其是电信网络)有许多长距离通信线缆都是埋藏在室外地下较深的地方，在必要的时候必须能够在地面上比较准确地定位。本发明中利用低频RFID电子标签绑定在埋藏在室外地下的线缆上。在需要时，利用手持式RFID读写器在地面扫描就能够比较准确地定位地下的电缆。手持式RFID读写器可以通过WiFi或蜂窝网络和后台管理软件保持实时通讯。

3.智能电源

对于机房和其他重要部分的供电***来说电源的智能化是非常重要的。为了解决突然停电的问题，人们使用UPS(不间断电源)来保证机房设备在断电情况下继续工作。但是，当机房内增加设备时往往忽视了电源过载的问题。当设备过多，供电***或者UPS过载时会使整个供电***瘫痪。智能电源就是实时监控UPS和电源的状态，在他们达到过载警戒线时及时通知用户，并自动采取必要的补救措施，防止供电***瘫痪。

4.智能空调

空调***对整个机房或者其他安装很多设备的场所来说至关重要，如果空调有故障肯定会造成整个机房的温度升高，从而使很多设备不能正常运转，其后果不堪设想。所以要对空调***进行智能监控。本发明中可以通过温度传感器知道整个机房内的温度，当温度超出正常范围后，就立刻报警，并自动采取必要补救措施，如启动备用空调。另外，还可以监控每个空调的出风口的温度，判断空调是否正常。温度传感器和智能空调相结合，可以在温度适当的时候，使空调暂停工作，这样就可以节省能源。

5.智能视频

无论是网络机房还是办公室都有很多重要的设备，就不可避免的有视频***(CCTV)来监控这些重要的设备。但是视频***24小时不停机的工作记录下来的大部分画面信息都是没有用的。并且由于摄像机的视角是有一定范围的，所以往往有很多必要的地方无法被拍到。要使视频***在需要的时候工作，或者在需要的角度拍摄就必须使视频***和RFID***及红外传感***结合。当有人进入的时候视频***就会自动跟踪人的行走路线拍摄并保存画面，当有设备或者线路需要变化时，摄像***就拍摄该设备或者线路并保存画面。其他无关紧要的画面可以定期删除了。

6.智能环境

机房内、仓库及其他重要的场所的环境参数非常重要，除了上面提到的温度外，还有湿度、烟雾浓度、流体检测(防止漏水、漏油等)等都很重要。本发明中采用传感器技术和RFID技术相结合可以实时监控这些参数，并在这些参数超出安全界限后报警。

7.断电恢复

网络中最主要的就是线路和设备。在智慧网络中，无论是线路、设备都被完全地监控，并在必要的时候根据实际情况作出智能决策和动作。但是，网络的最大灾难是断电。要保证所有的设备和线路在断电期间没有遭到破坏和更改，或者即使有更改也能及时告警是一件很难的事情。在本发明中，可以实时监控每个设备和线路，所以在断电前就已经存储了所有的参数。在断电恢复后可以取得线路和设备的最新信息，并和断电前的作比较，将被更改之处提示给用户，由用户来处理。

针对本发明的***设计：

本发明首先利用RFID技术给网络中所有需要管理的非智能设备一个身份，然后在非智能设备出现的地方安装合适的RFID读写设备，读写设备可以识别非智能设备并定位。其次利用传感器技术和RFID技术相结合，可以获取非智能设备的各种环境参数，如温度、湿度等。最后，网络中还有很多有标准输出的非智能设备和智能设备，这些信息也可以和RFID技术相结合，从而使这些信息被合理利用起来。无论是RFID信息、传感器信息还是标准输出信息，都将通过硬件中间层被收集起来，并被定义成标准的事件数据。硬件中间层是利用电子电路技术和嵌入式软件技术实现的。业务***可以通过事件发现和解析来控制硬件层的标准事件数据。业务***在设计上采用SOA架构，具体实现技术上利用Java、Flex等WEB技术来构建并发布。参见附图1

整个***在技术上是采用多层结构，采用基于事件的业务驱动模式，使软硬件严格分开。各层功能明确、接口简单。以最简单的形式来实现最复杂的应用。该***结构有很大的通用性，可以适合很多RFID***或传感网络***。整个***包括以下几个部分：识别对象、识别和传感硬件层、硬件中间层、软件中间层、业务逻辑层。

1.识别对象

不用说，识别对象当然是出现在网络中的各种设备，包括智能设备和非智能设备，如：机柜、配线架、线路、UPS、空调、交换机、路由器、服务器、防火墙、地下或墙内线缆等。所有被识别对象根据管理需求被定义为不同的识别级别。如：工作中交换机、工作中路由器、工作中配线架和跳线需要在识别的基础上精确的定位，误差为1毫米；UPS、服务器、PC、防火墙、闲置中交换机、闲置中路由器、闲置中配线架、空调等设备在识别的基础上作模糊的定位，误差为1米；地下或墙内的线缆及永久链路也需要在识别的基础上作模糊定位，误差为20厘米。模糊定位利用有源RFID技术、低频无源RFID技术、WiFi技术和IR(红外)技术相结合进行定位。精确定位场合利用自己研发的高频RFID定位天线阵列来识别和定位每一个对象。所以，每个被精确定位的对象都有一个高频的RFID标签作为身份，模糊定位的都有有源的RFID标签或者低频的RFID标签或者利用其MAC地址作为身份。各个有身份的对象就构成了识别对象层。

2.识别和传感硬件层

识别主要是指对识别对象的身份信息的收集。主要利用RFID读写器来收集识别对象，在收集身份信息同时可以根据读写器天线的位置及检测到的识别对象的信号强弱来判断识别对象的位置。理论上，三个天线就能够判断一个对象的水平位置，实际中根据环境的不同会作适当调整。除了对对象的识别及定位，还需要获得和对象相关的一些环境参数的信息，比如温度、湿度等。这些信息是通过传感器来获取的，结合RFID识别到的对象及其位置就能获知非常准确的环境参数。在实现的时候，精确定位和传感器是利用单片机技术控制RFID高频读写器以及传感器来达到目的的，这种自主研发，产生了很多创造。有源RFID定位、低频RFID定位、WiFi定位及IR(红外)定位主要是利用第三方已有的设备和技术来完成的。该层的最大特点是设备种类繁杂，数据格式多样，且不能直接被应用***利用。

3.硬件中间层

识别和传感层的特点是设备种类繁多、数据样式繁杂。如何控制好这些设备并利用好这些数据是一个很麻烦的工作。本发明在设计的时候特意设计了一个硬件中间层，来解决这个问题。所有的识别和传感层的设备都支持标准的RS485或RS232或USB或WiFi接口或以太网接口，并通过这些标准接口和硬件中间层相连接。硬件中间层根据不同的设备以不同的通讯方式和它们通讯，并收集它们的信息，将收集到的信息打包成符合自定义的事件模型，可通过以太网或专用网络通讯，供上位***调用。该层在硬件设计上采用ARM9内核的CPU为主控芯片，辅助必要的外设和自行设计的特殊外设，最终满足整体的业务需求。软件上采用内核版本号为2.6的嵌入式Linux***。ARM和Linux的结合是很成熟的，可以让***的设计人员将自己的精力最大限度地放在软件编程上，对应用层事件进行封装和解析。从而缩短开发周期，提高***性能。由于该层要处理大量而复杂的硬件数据和各种复杂的事件模型的定义，为了提高软件的性能，降低软件的编程复杂度，采用了嵌入式数据库技术。

4.软件中间层

软件中间层就是针对硬件中间层所封装的各种事件提供解析和监控服务。考虑到***的灵活性和可扩展性。整个软件***的设计思想是SOA架构。所以软件中间层对外的接口也是采用了标准开发的接口。软件中间层的接口没有采用常见的COBOL和DCOM方式，而是用Java技术实现。同时考虑到***发布的灵活性和EJB技术的局限性，所以软件中间层直接以WEB形式发布。

5.业务逻辑层

业务逻辑层是智慧网络日常管理中一些必要的业务过程建模、定义及控制。在日常管理中一般有设备和信息的查找、监控、变更等等。以往的管理***都是纯粹信息的管理，不能进行实物管理。本***使实物和信息完美地结合起来，并且不需要人为的干预，让人真正地只从事脑力劳动。业务过程的定义是基础，定义是为了确定具体的业务，并划分成最合适的原子模块。定义结束后是针对业务过程中的对象建模，模型是参与到不同过程中的数据实体，贯穿整个业务***。业务过程的监控则是业务逻辑层的核心，它控制着各种模型和过程的动作先后顺序及主从关系。除此以外，还有一些针对业务的必要的多维视图供不同的人在不同的场合查看。在实现思想上也是采用基于SOA的架构方式，对业务进行必要的划分，并都以独立服务的形式发布。实现技术上采用Java和C#结合的方式。业务逻辑层不可避免地涉及到永久数据存储层，就是通常所说的数据平台。业务的过程模型最终以关系表的形式存储在数据平台中。参见附图2

本发明的产品结构包括：

本发明不是一个单一的元器件，也不是一个简单的解决方法，而是涉及到很多具体的软硬件产品的庞大***。整个***包括后台管理软件、控制器、专用和通用RFID读写器、各种传感器、各种标准输出设备以及附着在识别对象上的RFID标签。参见附图3

1.后台管理软件

从业务的角度来说，后台管理软件是整个智能配线管理***的指挥中心。负责整个***的业务逻辑处理，可以控制控制器，并通过控制器来控制RFID读写器、传感器和标准输出设备等各种硬件来完成***的业务逻辑。

后台管理软件的重要作用决定了其不仅在功能上重要，在性能上也必须有充分的保障。所以，软件的体系结构和部署方式是必须严格设计的。基于SOA的思想，将后台管理软件涉及到的用户交互、基础业务逻辑、智能设备SNMP监控、控制器管理、CAD数据处理及展示全部以服务的形式发布出来，***之间通过服务相互调用。服务的具体形式是WEB服务。这种体系结构有很多优点，比如松耦合，每个逻辑上独立的业务都作为单独的服务可被多个其他的服务调用；流程可配置，各个服务可以按照既定的流程工作，也可以按照用户自定义流程工作；安全性高，每个服务的调用都有相应的身份验证和权限验证；实时性有保证，针对不同的服务采用不同的通讯和调用方式，实时性要求高的服务，采用Socket的长连接，保障信息的实时性；硬件工作状态可优化，通过WEB***可以控制几乎所有的硬件，每个硬件都可以定义自己的休眠策略、响应时间和周期等。

除此之外，在具体的实现方式上也必须充分考虑软件的可靠性、成本和使用的直观性等各种因素。Java是众多WEB实现技术中的佼佼者，但是Java技术的客户端表现能力有限，所以软件在后台逻辑处理部分采用Java技术，同样为了满足***的维护和升级采用了Spring技术和Hibernate技术。前台页面采用Flex技术。Flex是一种富客户端技术，功能强大、技术成熟。前台界面直观、简洁、易于操作。用户通过空间图、实物图、拓扑图、配线图可以很清晰、很直观地管理当前网络的所有设备。空间图中显示所有建筑、楼层、机柜、交换机、UPS、空调、配线架、室内室外线路等物体在空间上的关系，用树形图表示；实物图显示楼层建筑等的实物照片，楼层的CAD图，房间、模块、设备等的位置图；拓扑图可以清晰看到各个具体设备和终端之间的逻辑关系；配线图可以管理每根跳线和永久链路。

2.控制器

控制器是本***中特定设备的名称，意思是能根据业务逻辑来控制多个下位的RFID固定读写器和移动读写器、及其它一些有标准输出的设备，如UPS、空调、CCTV***等，指挥每个设备按照特定的业务逻辑的要求进行工作，并取得返回信息，然后把处理后的结果返回给后台管理软件。可以看出，在整个***中，控制器充当重要的桥梁作用，就是硬件中间层的实物化。但是，一个控制器的接口是有限的，也就是说它能控制的下位设备是有限的，所以一个大的网络中会有很多控制器，而指挥它们的就是后台管理软件了。控制器具有以太网接口，用户可以轻易地将控制器划分到管理员可以管理的网段中去。同时控制器也提供了专门的安全网络接口——RS485接口，在一些安全性要求非常高的场合使用。

控制器是典型的嵌入式设备。本***中的控制器正是利用ARM架构的微处理器搭配合适外设作为硬件框架。具体硬件有S3C2440、Flash存储器、SDRAM内存、语音模块、显示屏、按键、网络通讯模块、RS485通讯模块等。控制器的软件***包括嵌入式操作***Linux、嵌入式数据库SQLite和应用程序。***启动时，嵌入式Linux***和根文件***从Flash存储器中被拷贝到SDRAM中运行。应用程序要处理大量业务逻辑的，它会从后台管理软件那里接收很多数据，又需要从下位机器中读取许多数据。所以，数据处理是控制器的一个主要功能。为了实现数据的高效处理及业务的模块化和简单化，采用了开源的嵌入式数据库。嵌入式数据库存储后台发送的所有工作单信息，在编写应用程序时，只要调用嵌入式数据库的API接口函数，就能查询工作单的信息了。在本发明中，运用嵌入式数据库SQLite在ARM-Linux平台上构建嵌入式数据库***。参见附图4。

3.RFID读写器

本***利用RFID技术对非智能网络设备进行身份识别的同时对设备进行定位，涉及到无源高频、无源低频和有源三种方式。无源高频的频率是13.56MHz，用于精确定位，其特点是识别距离短。无源低频的频率采用1K到200KHz，其特点是穿透性强，可以识别地下和墙内物体。有源RFID的频率采用303MHz，用于模糊定位，其特点是识别距离长。

无源高频RFID***是自主设计的RFID专用读写器，设计时主要参照的标准是ISO15693标准。RFID专用读写器通过发射天线发送一个13.56M的射频信号，当标签进入发射天线工作区域时产生感应电流，标签获得能量被激活，并将自身编码等信息通过标签内置发送天线发送出去；阅读器接收天线接收到从标签发送来的载波信号，天线的信号经过解调和解码工作单元后发送给阅读器的控制***。在发明中对通用的RFID天线和读写器都做了特化，天线采用较复杂的天线阵列，读写器动作方式、指令和数据格式都按照自己的业务逻辑定义。该RFID专用读写器采用了8位单片机PIC16F887作为中央控制器。控制射频读写芯片按照业务逻辑的要求进行读写；控制数码管显示其本身的编号；控制LED灯显示不同天线的工作状态。该RFID专用读写器通过RS485接口与控制器通讯，从控制器获得指令和业务数据，实时地控制天线阵列中的一个或者多个天线按照既定规律工作。当任何带有RFID标签进入天线阵列区域后，读写器都能实时发现，并定位RFID标签。所有的结果经过中央控制器运算后又通过RS485接口返回给控制器。如果有非法的RFID标签闯入阵列或者有合法的RFID标签离开阵列中自己的位置，中央控制器都会通过天线阵列对应位置的LED灯的闪烁来通知使用者。参见附图5。

有源RFID主要采用现有的通用RFID读写器(已经有成熟产品)，它们在性能和功能上已经能够满足本***的要求。本发明中有源的RFID读写设备和标签暂时都采用美国RFCode公司生产的产品——M200和R200读写器。用于地下或墙内的线缆定位的低频RFID读写器暂时都采用3M公司生产的Dynatel 2500系列产品，它可以通过WiFi方式和后台管理软件进行通讯。

4.传感器

除RFID技术获的大部分基础信息外，传感器技术可以获得其他一些RFID无法获得的参数。本***中利用温度、湿度等传感器感应房间的温度、湿度等信息，并作为一个重要的参数被收集。温湿度传感器目前采用温湿度一体的传感器，其参数如下。

二线数字输出；湿度测量范围：0~100％RH；温度测量范围：-40~123.8摄氏度；湿度测量精度：1.8％RH；温度测量精度：0.3摄氏度；低功耗。

将来会随着功能的增加加入不同的传感器，如烟雾传感器、流体检测传感器、开关门传感器等。这些传感器有的和高频RFID读写器集成在一起，有的和有源RFID标签集成在一起。

5.标准输出设备

UPS、空调、交换机、路由器等都有自己的标准输出。这些输出有的是RS232接口，有的是通过有线网络接口，有的通过无线网络接口。在本发明中，这些接口可以统一连接到离自己最近的控制器当中去。控制器会根据预先设定好的各个设备的种类及型号去控制和管理这些设备。

6.电子标签

根据RFID读写器的不同，电子标签也不同，本***中包括无源高频标签、无源低频标签和有源标签。无源高频标签采用的是TI的符合ISO15693协议的标签。无源低频标签采用的是3M提供的专用感应器。有源标签采用美国RFCode公司生产的R120、R135及R155感应器。它们除了有普通RFID标签的功能外，还各有特点。R120能够能够检测门的开关，R135能够实时检测是否有流体流出，R155能够实时监测温度和湿度。它们会向RFCode任何有源RFID固定和移动阅读器发送各自检测到的数据及其唯一ID码。用于地下或墙内的电缆定位的电子标签大部分采用无源的低频RFID标签，部分采用有源的RFID标签。根据应用场合的不同，这些标签在封装形式上也千差万别。

具体来讲，本发明还包括以下一些内容：

1、RFID标签的选择和封装

针对网络中的不同设备及其功能要求的不同，选择不同类型的RFID标签及不同封装形式。在本发明中针对线路是做精确定位的，所以使用的高频的符合ISO15693标准的标签。根据线路类型的不同，标签的大小和封装形式也不同。铜缆一般使用水晶头，水晶头和铜缆的体积都比较大，所以选择比较大的标签。又由于铜缆是金属，会屏蔽射频信号，所以标签在封装上采用金属封装。光缆及光缆连接器都比较小，所以要选择更小的标签。不过光缆对电磁波没有影响，所以标签的封装形式只要是普通封装就可以。除线路外，使用中配线架、交换机等也需要精确定位，所以都采用高频标签。其他的设备，如机柜、空调、电源等都不需要精确定位，所以选用有源RFID标签。地下或墙内线缆需要选用低频无源标签。准备好标签后，就将这些标签安装在识别对象上。安装方式有很多种，有源标签和低频标签一般采用粘贴或螺丝固定的方式，高频的RFID标签一般封装在产品里面。

2、RFID读写器及传感器的安装

标签安装好后就可以安装读写器和传感器。RFID读写器包括有源、无源高频和无源低频。有源的是RFCode的成熟产品。无源高频是本发明单位自行研发的符合ISO15693标准的产品。无源低频是3M公司的Dynatel 2500。有源的读写器识别距离远，覆盖范围广，所以对安装地点没什么特别要求。无源高频读写器都是专用的读写器，识别距离近、覆盖范围小、容易受环境的影响。所以，都是做成特定的形状，可以附着在配线架、交换机、机柜等各种设备上。其形状和大小各异，安装的时候也要根据不同的场所选择不同形状的读写器。除了安装RFID固定读写器外，用于定位地下或墙内线缆的低频读写器基本采用手持式移动读写器，所以不需要安装。

上面提到过，有源的RFID标签内带有温湿度的传感器。在本***中，很多传感器都是和相应的产品一起安装的。如每个高频RFID读写器都有一个温湿度传感器，每个有源的RFID标签都可能带有温湿度、流体检测、开关门传感器。还有一些单独的传感器需要单独安装，如烟雾检测传感器。

安装好以后，可以给读写器和传感器上电，每个设备都会在上电时自检。

3、标准输出设备的安装

标准输出设备是指UPS、空调、交换机、路由器等。每个设备都有自己的安装和固定方式。

4、控制器的安装

控制器是本***的一个主要产品，其外形类似于一个2U的路由器，可以固定在机柜中。安装好控制器以后就可以将它要控制的各个无源RFID读写器、有源RFID读写器、标准输出设备、传感器等等都通过标准的RS485接口或、网络接口等连接到控制器。然后，通过以太网上联接口将控制器接入到以太网中，或者通过RS485上联接口接入到RS485HUB中。

5、控制器设定和调试

控制器的设定至关重要，它的每个端口连接的是什么设备，都需要在安装的时候手动设定。设定好以后，控制器就会以既定的协议和这个端口的设备进行通讯。控制器本身是通过以太网上联还是通过RS485上联也需要设定，还要设定相应的地址等。除此以外，一些其它的基础信息也可以在此设定，如控制器的位置、管理员、口令等。设定好以后，可以启动控制器的自动调试功能。控制器会执行自动检测程序，会对本身及其下联的各个设备进行检测。安装人员可以根据测试结果对其本身和下联设备作进一步调试。

6、管理软件的安装、发布和测试

管理软件的安装也很复杂，需要安装数据库，导入最基本的测试数据；需要安装并发布各个服务，并设定服务的必要参数，便于彼此之间的连接和通讯；需要安装CAD等组件，便于数据整理和加工。服务安装结束后，运行软件的一些最基本的功能，通过测试数据可以看出软件运行是否正常。

7、基础信息的录入

软件安装和测试结束后需要整理和录入基础信息。这些基础信息包括网络环境的空间CAD图，拓扑图，各个网络设备的参数，永久链路的数据以及RFID读写器、传感器、控制器的数据。录入以后，***的所有功能就可以发挥作用了。当然，权限管理等基础信息也是必要的。

8、后台管理软件内管理控制器和设备的信息

控制器及现场设备的必要信息是必须在现场设定的，如IP地址。但其他信息既可以在现场设定，也可以在后台管理软件内设定、查看和更改。

9、实时监控

后台管理软件可以实时访问控制器，控制器又可以实时访问RFID读写器、传感器和其它标准输出设备。所以，后台管理软件可以实时监控现场的所有设备，可以知道每个设备的位置，线路之间的连接关系，某个设备状态是否正常，机房内的温度、湿度等。任何异常发生时，后台管理软件会即时报警，并以图形的形式将这些关节点显示出来，并可以打印出来或者通过移动终端直接查看。

10、业务逻辑的测试

一切配置好以后，对主要的业务逻辑功能要做测试，如智能资产、智能线路、智能电源等。并和现场的实际情况作对比，防止基础数据错误造成的一些意外。

11、各种报表查看

***还设定了许多常用的查询功能和相应的报表输出。使用者可以根据自己的需要查询相应的数据，比如：所有线路的配线报表、资产报表等。这些报表都可以导出为EXCEL和PDF格式的文件。

本发明并不限于上文讨论的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在于为了描述和说明本发明涉及的技术方案。基于本发明启示的显而易见的变换或替代也应当被认为落入本发明的保护范围。以上的具体实施方式用来揭示本发明的最佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用本发明的多种实施方式以及多种替代方式来达到本发明的目的。

Claims (10)

1.一种基于RFID的智慧网络***，其特征在于，包括：

RFID电子标签，其安装在网络中所有需要管理的非智能设备上；

RFID读写器，用于读取RFID电子标签的信息；

控制器，其与RFID读写器相连接，所述控制器包括处理器，用于控制多个RFID读写器。

2.如权利要求1所述的基于RFID的智慧网络***，其特征在于，还包括：传感器，所述传感器包括与控制器相连接的温度传感器和/或湿度传感器和/或烟雾传感器和/或流体传感器和/或开关门传感器。

3.如权利要求1所述的基于RFID的智慧网络***，其特征在于，所述控制器可以多个同时工作，每个控制器上带有网络接口和RS485接口，通过局域网或RS485HUB与服务器相连接。

4.如权利要求1所述的基于RFID的智慧网络***，其特征在于，所述控制器还可以连接不间断电源UPS和/或空调和/或闭路电视监控***，控制其工作；

所述RFID电子标签还可以位于机柜和/或线路和/或地下和墙内线缆和/或配线架和/或交换机和/或路由器和/或服务器和/或防火墙上和/或UPS和/或空调和/或闭路电视***。

5.如权利要求1所述的基于RFID的智慧网络***，其特征在于，所述RFID电子标签包括有源RFID电子标签和/或无源RFID高频电子标签和/或无源RFID低频电子标签。

6.如权利要求1所述的基于RFID的智慧网络***，其特征在于，所述RFID读写器包括有源RFID读写器和/或无源RFID读写器，RFID固定读写器和/或RFID手持式读写器。

7.如权利要求6所述的基于RFID的智慧网络***，其特征在于，所述无源RFID高频读写器工作在13.65M频段，其结构包括天线，与天线连接的微处理器，微处理器连接有RS485通讯接口。

8.如权利要求7所述的基于RFID的智慧网络***，其特征在于，所述天线为天线阵列；单片机连接LED灯，用于控制LED灯显示不同天线的工作状态。

9.如权利要求1所述的基于RFID的智慧网络***，其特征在于，所述控制器包括微处理器，以及与微处理器相连接的存储器、内存、显示器以及通讯模块。

10.如权利要求1所述的基于RFID的智慧网络***，其特征在于，所述控制器连接有RS485接口和/或RS232接口和/或USB接口和/或WiFi接口和/或以太网接口。

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