CN102902992B - 基于rfid的贵重物品运输监控***及监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线射频技术应用领域，提供一种基于RFID的贵重物品运输监控***，通过在集装箱上安装RFID读写器，以及在每个贵重物品上贴有RFID标签，RFID读写器将读取的编码和集装箱的位置信息一起发送至后台服务器上与数据库内的数据进行校验，当贵重物品的信息校验通过后，将集装箱的位置信息写入数据库，当贵重物品的信息校验失败时，贵重物品运输监控***进行报警。本发明还提供了本***的监控方法，通过SPC数据序列进行数据校验，对贵重物品进行监控。本发明对物流公司来说，既节省成本，又提高效率、减少风险。

Description

基于RFID的贵重物品运输监控***及监控方法

技术领域

本发明涉及无线射频技术应用领域，特别是基于RFID的贵重物品运输监控***及监控方法。

背景技术

贵重物品由于具有巨大的收藏价值或经济价值而被购买者所重视。其从制造成型到运送至用户手中要经过很多环节，这大大增加了贵重物品的安全风险。特别是一些不法分子觊觎贵重物品所带来的潜在的金钱诱惑，他们不择手段会在运输环节或仓储环节偷窃或调换掉真正的贵重物品以谋取暴利。目前购买者主要是采取为贵重物品购买保险的方式以转移运输环节的风险，当出现贵重物品丢失的时候由运输公司承担赔偿责任。这对物流公司来说提出了巨大的挑战。对物流公司来说，由于贵重物品的高价值性，如果不能有效监督其运输流程，势必会减少企业或公司的利益，影响公司的信誉。目前物流物品主要贴附一维码或二维码，这种方法虽然节省成本，但是由于通常一维码或二维码是纸质的，容易破损，而且读写器读写一维码或二维码标签的距离非常近，如果采用逐次单件识别的方法会大大加重检查的负担。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种基于RFID的贵重物品运输监控***，以期通过RFID技术实现对贵重物品在运输中的监控，减小物流公司的运输成本。

基于RFID的贵重物品运输监控***的技术方案是：

一种基于RFID的贵重物品运输监控***，包括集装箱及所述集装箱内放置的多个贵重物品，其特征是，还包括后台服务器，所述后台服务器上安装有数据库，在所述集装箱上安装RFID读写器，在每个贵重物品上贴有RFID标签，所述集装箱和每个贵重物品均设置一个EPC编码，所述每一个EPC编码预存至所述数据库里，所述RFID读写器还包括GPS模块，所述GPS模块获取集装箱的位置信息，所述RFID读写器在一定的时间间隔内读取所述集装箱和每一个贵重物品的EPC编码，并将读取的编码和集装箱的位置信息一起发送至所述后台服务器上与数据库内的数据进行校验，当所述贵重物品的信息校验通过后，将所述集装箱的位置信息写入所述数据库，当所述贵重物品的信息校验失败时，贵重物品运输监控***进行报警。

进一步，所述RFID读写器为偶数个，所述RFID读写器通过GPRS模块与所述后台服务器通信，对称设置在所述集装箱内部的上下方，在所述RFID读写器的安装位置一侧设置多个GPRS信号发射孔。

进一步，所述EPC编码在通信过程中进行了加密。

进一步，所述集装箱的门口装有位置传感器，所述RFID读写器还包括报警模块，所述报警模块为报警灯和/或蜂鸣器，当要打开集装箱门时，打开者必须输入正确的密码，当输入的密码错时，所述报警模块报警。

进一步，所述RFID标签为抗金属和/或防水标签。

进一步，所述RFID读写器为UHF RFID读写器，所述RFID标签为UHF RFID标签。

进一步，所述贵重物品运输监控***还包括用户终端，所述终端通过访问所述后台服务器对贵重物品的数据进行查询，所述用户终端为手机、台式电脑、笔记本电脑或平板电脑。

本发明还提供一种基于RFID的贵重物品运输监控***对运输中的贵重物品进行监控的方法，来实现对贵重物品的监控。

监控方法的技术方案为：

包括如下步骤：

（1）所述RFID读写器读取所述集装箱和每一个贵重物品的EPC编码；

（2）所述GPS模块得到所述集装箱的位置信息；

（3）所述RFID读写器发送所述集装箱的EPC编码和每一个贵重物品的EPC编码的后四位数以及所述集装箱的位置信息至所述后台服务器；

（4）根据所述集装箱的EPC编码对所述后台服务器的数据库进行查询；

（5）如果查询结果与所述RFID读写器读取的每一个贵重物品的EPC编码的后四位数列表相同，则将集装箱的位置信息写入数据库，延时等待下一轮监控；

（6）如果查询结果与所述RFID读写器读取的每一个贵重物品的EPC编码的后四位数列表不同，则***报警，提示运输人员检查状况。

本发明的有益效果是：

（1）贵重物品监测的非接触性和安全性。集装箱中的每个贵重物品表面都贴有RFID标签，实时、非接触的监测读取确保每个贵重物品都能保证安全。由于UHF RFID具有读取距离远、无线信号干扰少的优良性能，该方法能够实现在不和贵重物品接触并且距离相当远的情况下依然能够检查物品是否处于正常的状态。

（2）贵重物品监测的全程性。RFID读写器一定时间读取标签的EPC信息，将信息反馈到后台，并和数据库建立联系。在整个运输过程中读取过程都在进行。GPS模块会将贵重物品整个运输过程经过的位置都记录在数据库中。当运输过程发生异常时，可以及时发现是在那个地点出现了问题，最大限度减少排查时间。

（3）RFID读写器信息传递的加密和简化。考虑到EPC通常具有较长的长度，如果全部传递将会加重***的负担，特别是集装箱中如果存储非常多的贵重物品时，整个***运转效率将会非常低。该方法只取每个EPC十六进制表示时的后四位作为传递，从而间接提高了传输效率。EPC传输缺失的部分没有传递，间接的提供了加密。对于那些想截取传送数据破译***运作的做法，这里进行了预防。

（4）RFID读写器和RFID标签均可选用超高频(UHF -Ultra High Frequency)读写器和超高频标签，UHF FRID具有传输距离远，抗干扰级力强的优点。

附图说明

附图1为本发明的集装箱内布置示意图；

附图2为本发明的原理示意图；

附图3为本发明的监控流程图。

附图中的标记分别为：

1．集装箱；              2．RFID读写器；

3．贵重物品；            4．RFID标签；

5．RFID读写器天线；        6．RFID标签天线；

7．位置传感器；          8．GPRS模块；

9．以太网；              10．后台服务器；

11．手机；               12．台式电脑；

13．笔记本电脑；         14．平板电脑；

301-313．框图步骤或判断条件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明基于RFID的贵重物品运输监控***及监控方法的具体实施方式作详细说明。

参见附图1，集装箱1的内部进行特殊处理，放有一定数量的贵重物品3，在集装箱1内设置多个RFID读写器2，RFID读写器2固定在集装箱1的正上方和正下方，RFID读写器2的数量依据集装箱的大小以及考虑到障碍物的干扰选择偶数个。RFID读写器2包括有GPRS模块，用于与后台的通信。在每个贵重物品3的表面贴附一个RFID标签4，考虑到金属和液体对RFID信号的干扰，RFID标签4会依据贵重物品3的性质选择对应的标签，对于金属或液态的贵重金属标签采用抗金属或者防水标签。

对于集装箱1来说，在其正上方和正下方开有数个小孔，目的是使得RFID读写器2的GPRS模块能够方便的向外发送无线信号，以便能够和后台服务器10和数据库建立信息交互的桥梁（参见附图2）。该小孔周围要用特殊材料处理，防止雨水天气渗入集装箱1影响贵重物品3的质量。考虑到可能天线信号辐射形状一般小于半球状，集装箱1的下部和贵重物品3下部留有一定距离的间隔，方便RFID读写器2能够在其读写范围内最大限度的读取到贵重物品3上贴附的RFID标签4。

对于RFID读写器2，最好要求成对使用，RFID读写器天线5采用具有全向或半球覆盖方向性的天线。安装在集装箱1上部的RFID读写器天线5垂直地面向下，安装在集装箱1下部的RFID读写器天线5垂直地面向上。这样的布置能够保障最大限度的读取到RFID标签4并和后台服务器10建立信息交互的关系。

参见附图2，RFID读写器2读取集装箱1及贵重物品3的相关信息，以及通过RFID读写器2的GPS模块读取集装箱1的位置信息后，通过RFID读写器2的GPRS模块将信息传送至后台服务器10，通过对读取的信息和后台服务器10预存的信息进行校验，完成对贵重物品3的实时监控。信息的传送可通过中间服务器及以太网9来传输，使信息传输不局限于空间长度。具体为，在装集装箱1时，对贵重物品3的RFID标签4的EPC编码处理得到一个确定的EPC编码序列值。EPC是一种产品标识代码，它可以对供应链中的对象（包括物品、货箱、货盘、位置等）进行全球唯一的标识。对应于特定集装箱1中的贵重物品3的确定的EPC编码序列被提前计算并存储到了后台服务器10的数据库中。RFID读写器一定时间间隔内读取RFID标签4一次，时间间隔可设为几分钟至几十分钟之间。RFID读写器2会将读取到的产品EPC编码信息进行处理，考虑到传递信息的简洁要求，而只将集装箱1的EPC编码、对贵重物品的EPC编码处理得到的排序序列，以及GPS模块读取的集装箱位置信息通过GPRS通信方式传递到后台服务器10进行校验。如果校验得到的贵重物品3的EPC编码加密码和从数据库中提取的加密码是相同的，则进入下一个等待读取的阶段，将GPS位置信息记录到数据库中。如果校验得到的贵重物品EPC编码序列和从数据库中提取的编码序列是不相同的，则报警模块发出报警信号，提示集装箱中的产品发生了异常，需要及时进行确认。

继续参见附图2，贵重物品3的购买者会十分关心该物品的运输位置以确定什么时间安排接收。当贵重物品3的购买者想要了解物品的运输位置时，可以通过多种方式访问后台服务器10，例如通过手机11、台式电脑12、笔记本电脑13或平板电脑等。访问形式是通过网页访问运输公司的主页，采用用户权限登陆查询，购买者需要精确的输入其购买时给定的贵重物品3的EPC编码。该EPC编码具有全球唯一性，符合EPC GEN2标准。服务器在接收到请求信息后到数据库中依据用户输入的产品EPC信息查询该贵重物品3所在的集装箱1的EPC编码信息，进而得到该物品的详细信息，包括贵重物品3的名称、生产商、制造时间、精确位置等。如果贵重物品3的位置信息在两天中每天的查询位置保持不变，则说明该贵重物品已经发生了问题，购买者或拥有者可以及时的咨询运输公司了解详细的信息。

下表中的数据用来实现RFID读写器和服务器间的信息交流。

集装箱EPC编码	贵重物品EPC标签数列
		S1	SUM1
S2	SUM2
		S3	SUM3
…	…
		Sn	SUMn

表中存储着各个集装箱1的RFID 标签EPC编码以及对应于给定的集装箱中的贵重物品EPC编码后4位的编码序列。该表格显示出读写器和服务器间通信数据相对于将每一个EPC信息发送到服务器来说大大减少，相对减少了大量数据传递带来的延时和可能的错误。一般集装箱中存储的贵重物品数量在5万以下，而通常贵重物品的EPC是以十六进制显示，所以贵重物品EPC编码后四位能够表示65536数量的贵重物品，说明方法具有可行性。这里要求同一集装箱的贵重物品EPC后四位都不相同，以方便标签的识别。存储的贵重物品的EPC编码序列是按照升序排列的，即取对应集装箱中所有的贵重物品EPC编码的后四位进行升序排列存储在数据库中。

下表显示的是服务器和后台数据库的交互，主要提供给用户贵重物品详尽的信息。

本表包括了集装箱的EPC编码、对应的集装箱中贵重物品的EPC编码集合、每个物品的位置、物品的安全性以及物品的名称。表中的信息并不局限于给定的几个条目，列举的只是一些例子，它还可以包括物品的销售商等等数据。

参见附图3，监控过程是，RFID读写器获取集装箱的EPC编码S1和贵重物品的EPC编码（步骤301），然后提取贵重物品的EPC编码的后四位，得到贵重物品标签序列sum(1),sum(2),……sum(n)(步骤302),RFID读写器的GPS模块得到集装箱的位置信息d(步骤303),RFID读写器将s1、sum(1)、sum(2)……sum(n)以及位置信息d发送至后台服务器（步骤304），后台服务器对sum(1)、sum(2)… sum(n)处理得到综合升序排序的标签序列Sum1（步骤305），后台服务器依据s1查询后台数据库数据SUM1（步骤306），检查两个数据序列Sum1和SUM1是否相等（条件307），如果相等，将d写入数据库，延时等待下一校验过程（步骤308），一个检测周期完成。如果数据序列Sum1和SUM1不相等，则分析贵重物品EPC序列（步骤309）。在读写器读取到的EPC序列中贵重物品EPC序列是正常的贵重物品EPC编码（条件310），而Sum1和SUM1的差值EPC编码则是异常的EPC编码（条件311）。对于正常的贵重物品EPC编码，将d写入数据库（步骤313），对于异常的EPC编码，表明该部分的贵重物品出现问题，***报警（步骤312），这时，工作人员作出相应处理。

从RFID读写器和后台服务器交互实现的简洁方面考虑，RFID读写器并没有将每一个读取到的贵重物品的EPC全部编码都发送回服务器，而是进行了一些简化的处理，以减轻***的负担。贵重物品的EPC编码一般以16进制的形式显示。读写器读取出贵重物品的EPC编码后，取其最后的4位后进行升序排列得到标签序列sum(1),sum(2)… sum(n)，其中n为集装箱中的读写器数量。读写器带有的GPS模块时刻记录该集装箱的确切位置d。该读写器同时会读取出集装箱的 RFID EPC编码，读写器将该集装箱EPC编码和标签序列sum(1),sum(2)… sum(n)以及集装箱的确切位置d一起通过GPRS通信方式发送到后台服务器。后台服务器接收到读写器发送的标签序列sum(1),sum(2)… sum(n)后会进行综合排序。由于不同的读写器可能同时读到相同的EPC信息，这里服务器将剔除sum(1),sum(2)… sum(n)中相同的EPC标签后四位信息而只保留一个。这样之后再进行升序排列，得到标签序列Sum1。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于RFID的贵重物品运输监控***，包括集装箱及所述集装箱内放置的多个贵重物品，其特征在于：还包括后台服务器，所述后台服务器上安装有数据库，在所述集装箱上安装RFID读写器，在每个贵重物品上贴有RFID标签，所述集装箱和每个贵重物品均设置一个EPC编码，所述每一个EPC编码预存至所述数据库里，所述RFID读写器还包括GPS模块，所述GPS模块获取集装箱的位置信息，所述RFID读写器在一定的时间间隔内读取所述集装箱和每一个贵重物品的EPC编码，并将读取的编码和集装箱的位置信息一起发送至所述后台服务器上与数据库内的数据进行校验，当所述贵重物品的信息校验通过后，将所述集装箱的位置信息写入所述数据库，当所述贵重物品的信息校验失败时，贵重物品运输监控***进行报警，所述RFID读写器为偶数个，所述RFID读写器通过GPRS模块与所述后台服务器通信，所述RFID读写器对称设置在所述集装箱内部的上下方，在所述RFID读写器的安装位置一侧设置多个GPRS信号发射孔。

2.根据权利要求1所述的基于RFID的贵重物品运输监控***，其特征在于：所述EPC编码在通信过程中进行了加密。

3.根据权利要求1所述的基于RFID的贵重物品运输监控***，其特征在于：所述集装箱的门口装有位置传感器，所述RFID读写器还包括报警模块，所述报警模块为报警灯和/或蜂鸣器，当要打开集装箱门时，打开者必须输入正确的密码，当输入的密码错误时，所述报警模块报警。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的基于RFID的贵重物品运输监控***，其特征在于：所述RFID标签为抗金属和/或防水标签。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的基于RFID的贵重物品运输监控***，其特征在于：所述RFID读写器为UHF RFID读写器，所述RFID标签为UHF RFID标签。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的基于RFID的贵重物品运输监控***，其特征在于：所述贵重物品运输监控***还包括用户终端，所述终端通过访问所述后台服务器对贵重物品的数据进行查询，所述用户终端为手机、台式电脑、笔记本电脑或平板电脑。

7.使用如权利要求1所述的基于RFID的贵重物品运输监控***对运输中的贵重物品进行监控的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）所述RFID读写器读取所述集装箱和每一个贵重物品的EPC编码；

（2）所述GPS模块得到所述集装箱的位置信息；

（3）所述RFID读写器发送所述集装箱的EPC编码和每一个贵重物品的EPC编码的后四位数以及所述集装箱的位置信息至所述后台服务器；

（4）根据所述集装箱的EPC编码对所述后台服务器的数据库进行查询；

（5）如果查询结果与所述RFID读写器读取的每一个贵重物品的EPC编码的后四位数列表相同，则将集装箱的位置信息写入数据库，延时等待下一轮监控；

（6）如果查询结果与所述RFID读写器读取的每一个贵重物品的EPC编码的后四位数列表不同，则分析贵重物品的EPC编码列表，如果贵重物品的EPC编码列表正常，则将集装箱的位置信息写入数据库，延时等待下一轮监控；如果贵重物品的EPC编码列表异常，则***报警。