CN112465671B - 一种基于物联网的智能浮标锚链管理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于物联网的智能浮标锚链管理系统及方法。系统包括：射频识别标签，所述射频识别标签安装在锚链设备上，其用于存储和发送锚链设备的全生命周期数据，所述全生命周期数据包括设备编号以及特性参数；手持终端，所述手持终端内置有射频读写模块和无线通信模块，所述手持终端一方面通过射频读写模块读取或者修改射频标签内存储的全生命周期数据，另一方面通过无线通信模块将读取或者修改的全生命周期数据发送至服务器；服务器，所述服务器用于接收并存储所述手持终端发送的锚链设备的全生命周期数据。本发明对科学记录评估航标链的使用和更换情况，实现笨重浮标锚链信息流闭环，管理更精细化，对助航设施的信息化建设具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及水上助航设施建设技术领域，具体而言，尤其涉及一种基于物联网的智能浮标锚链管理系统及方法。
背景技术
现阶段浮标锚链在经过锻造、铸造和焊接等传统制造方法制成之后，浮标锚链以匿名身份存在，无法解决浮标锚链的身份识别问题，不能进行数字化生命周期管理，为制造、采购、使用、库存、报废等各环节带来管理混乱、资源浪费等问题。
发明内容
根据上述提出浮标锚链不能进行数字化生命周期管理的技术问题，而提供一种基于物联网的智能浮标锚链管理系统。本发明主要利用RFID射频识别技术实现传统浮标锚链的物联网身份识别以及彼此之间信息协作，有效解决浮标锚链身份识别问题以及信息化管理问题。
本发明采用的技术手段如下：
本发明提供了一种基于物联网的智能浮标锚链管理系统，包括：
射频识别标签，所述射频识别标签安装在锚链设备上，其用于存储和发送锚链设备的全生命周期数据，所述全生命周期数据包括设备编号以及特性参数；
手持终端，所述手持终端内置有射频读写模块和无线通信模块，所述手持终端一方面通过射频读写模块读取或者修改射频标签内存储的全生命周期数据，另一方面通过无线通信模块将读取或者修改的全生命周期数据发送至服务器；
服务器，所述服务器用于接收并存储所述手持终端发送的锚链设备的全生命周期数据。
进一步地，所述手持终端还包括管理模块，所述管理模块用于通过单步盘点或者循环盘点的方式清点设备数目。
进一步地，所述手持终端还包括初始化模块，所述初始化模块用于对新添设备设置设备编号，并初始化特性参数。
进一步地，所述服务器搭载有浮标锚链管理应用程序，通过所述浮标锚链管理应用程序获取当前用户信息，或者当检测到所述当前用户的执行任务指令时，根据所述执行任务指令处理所述设备的全生命周期数据。
本发明还提供了一种基于物联网的智能浮标锚链管理方法，基于上述设备实现，包括：
通过浮标锚链管理应用程序获取当前用户的任务信息，并显示给当前用户；
当手持终端检测到当前用户执行任务指令时，通过射频读写模块扫描设备的射频识别标签，并获取所述视频识别标签返回的锚链设备的全生命周期数据，并将所述锚链设备的全生命周期数据发送至服务器的锚链管理应用程序，所述锚链管理应用程序根据锚链设备的全生命周期数据获取数据反馈信息；
保存所述处理结果信息。
进一步地，所述当手持终端检测到当前用户执行任务指令时，通过射频读写模块扫描设备的射频识别标签，并获取所述视频识别标签返回的锚链设备的全生命周期数据，并将所述锚链设备的全生命周期数据发送至服务器的锚链管理应用程序，所述锚链管理应用程序根据锚链设备的全生命周期数据获取数据反馈信息，包括：
当所述执行任务的指令是执行追踪设备生产数据时，所述锚链管理应用程序根据获取的追踪任务的执行内容，控制手持终端的射频读写模块扫描设备的射频识别标签，并获取所述射频识别标签返回的设备生产制造的过程数据；
所述锚链管理应用程序根据所述设备生产制造的过程数据获取所述追踪设备生产数据的处理结果信息。
进一步地，所述当手持终端检测到当前用户执行任务指令时，通过射频读写模块扫描设备的射频识别标签，并获取所述视频识别标签返回的锚链设备的全生命周期数据，并将所述锚链设备的全生命周期数据发送至服务器的锚链管理应用程序，所述锚链管理应用程序根据锚链设备的全生命周期数据获取数据反馈信息，包括：
当所述执行任务的指令是执行采集设备使用数据时，所述锚链管理应用程序根据获取的采集任务的执行内容，控制手持终端的射频读写模块扫描设备的射频识别标签，并获取所述射频识别标签返回的设备使用的状态数据；
所述锚链管理应用程序根据所述设备使用的状态数据获取所述采集设备使用数据的处理结果信息。
进一步地，所述当手持终端检测到当前用户执行任务指令时，通过射频读写模块扫描设备的射频识别标签，并获取所述视频识别标签返回的锚链设备的全生命周期数据，并将所述锚链设备的全生命周期数据发送至服务器的锚链管理应用程序，所述锚链管理应用程序根据锚链设备的全生命周期数据获取数据反馈信息，包括：
当所述执行任务的指令是执行追踪设备生产回收和报废数据时，所述锚链管理应用程序根据获取的追踪任务的执行内容，控制手持终端的射频读写模块扫描设备的射频识别标签，并获取所述射频识别标签返回的设备磨损数据；
所述锚链管理应用程序根据所述设备磨损数据获取所述追踪设备生产回收和报废数据的处理结果信息。
较现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明利用RFID射频识别技术实现传统浮标锚链的物联网身份识别以及彼此之间信息协作，有效解决浮标锚链身份识别问题以及信息化管理问题。
2、本发明可通过手持终端进行新型智能浮标锚链的身份识别、生命周期信息更新，以及基于消息队列遥测传输(Message Queuing Telemetry Transport，MQTT)进行状态事件消息发布，实现新型智能浮标锚链的信息感知与信息协作。
3、本发明基于消息队列遥测传输(Message Queuing Telemetry Transport，MQTT)、Nginx消息代理服务器、Redis-Mysql数据库，并结合新型智能浮标锚链闭环全生命周期信息流集成模型构建新型智能浮标锚链闭环全生命周期辅助决策管理系统，实现基于发布/订阅模式的系统架构、千/万级别的新型智能浮标锚链高并发，并保障新型智能浮标锚链现场作业事件实时响应延迟在0-3s，实现对新型智能浮标锚链信息的数字化存储，并基于Echarts为决策者提供浮标锚链生产作业的可视化辅助决策。
基于上述理由本发明可在水上助航设施管理等领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明管理系统结构示意图。
图2为本发明盘点浮标锚链基本流程图。
图3为本发明校验浮标锚链基本流程图。
图4为本发明初始化浮标锚链信息流程图。
图5为本发明浮标锚链全生命周期各阶段信息联络图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
如图1所示本发明提供了一种基于物联网的智能浮标锚链管理系统，包括：射频识别标签、手持终端和服务器。其中，射频识别标签安装在锚链设备上，其用于存储和发送锚链设备的全生命周期数据，所述全生命周期数据包括设备编号以及特性参数。手持终端内置有射频读写模块和无线通信模块，所述手持终端一方面通过射频读写模块读取或者修改射频标签内存储的全生命周期数据，另一方面通过无线通信模块将读取或者修改的全生命周期数据发送至服务器。服务器用于接收并存储所述手持终端发送的锚链设备的全生命周期数据。
进一步地，所述手持终端还包括管理模块，所述管理模块用于通过单步盘点或者循环盘点的方式清点设备数目。
具体来说，盘点新型智能浮标锚链即清点各类型新型智能浮标锚链的数目，当新型智能浮标锚链从生产厂家采购回航标处堆场时或者新型智能浮标锚链从海上打捞回堆场时进行盘点锚链数目情况。开始盘点时可采用两种模式：单步、循环。单步模式即针对每条锚链进行精确识别，此模式对设备功耗低。循环模式则在一定的周期内不断发射相应的甚高频波以探测周围环境中的锚链。在识别的过程中，可能会受到其他物体的干扰，通过过滤可筛选识别物体，以精确识别环境中的灯浮标锚链，识别完成后在界面呈现新型智能锚链的属性信息，如图2所示。
进一步地，手持终端还包括新设备识别模块。识别锚链即使用扫描装置对准灯浮标锚链进行扫描识别，通过检测标签内容是否合法来确定识别是否成功，识别成功时会从锚链标签中识别出锚链编号，然后利用编号内容经过MQTT获取锚链的JSON格式的信息内容，然后经过JSON数据解析算法获取锚链的信息并转换渲染到软件UI，并提示用户识别成功。否则，若识别失败，则提示用户重新识别，如图3所示。
进一步地，所述手持终端还包括初始化模块，所述初始化模块用于对新添设备设置设备编号，并初始化特性参数。
具体来说，初始化新型智能浮标锚链即首先设置锚链编号，再设置锚链类别、长度、链径、制造商、制造日期、关联航标、堆场、航标站以及备注等，然后校验选择的锚链参数是否合法，若未合法重新点选，若合法，将数据参数按照自定义标准格式化未JSON串，并上传云端，同时将编号写入芯片，写入成功后，提示用户锚链初始化成功，如图4所示。
进一步地，所述服务器搭载有浮标锚链管理应用程序，通过所述浮标锚链管理应用程序获取当前用户信息，或者当检测到所述当前用户的执行任务指令时，根据所述执行任务指令处理所述设备的全生命周期数据。
本发明还提供了一种基于物联网的智能浮标锚链管理方法，基于上述设备实现，包括：
S100、通过浮标锚链管理应用程序获取当前用户的任务信息，并显示给当前用户；
S200、当手持终端检测到当前用户执行任务指令时，通过射频读写模块扫描设备的射频识别标签，并获取所述视频识别标签返回的锚链设备的全生命周期数据，并将所述锚链设备的全生命周期数据发送至服务器的锚链管理应用程序，所述锚链管理应用程序根据锚链设备的全生命周期数据获取数据反馈信息；
S300、保存所述处理结果信息。
进一步地，步骤S2包括：
S210、当所述执行任务的指令是执行追踪设备生产数据时，所述锚链管理应用程序根据获取的追踪任务的执行内容，控制手持终端的射频读写模块扫描设备的射频识别标签，并获取所述射频识别标签返回的设备生产制造的过程数据；
S220、所述锚链管理应用程序根据所述设备生产制造的过程数据获取所述追踪设备生产数据的处理结果信息。
或者，步骤S2包括：
S210、当所述执行任务的指令是执行采集设备使用数据时，所述锚链管理应用程序根据获取的采集任务的执行内容，控制手持终端的射频读写模块扫描设备的射频识别标签，并获取所述射频识别标签返回的设备使用的状态数据；
S220、所述锚链管理应用程序根据所述设备使用的状态数据获取所述采集设备使用数据的处理结果信息。
或者，步骤S2包括：
S210、当所述执行任务的指令是执行追踪设备生产回收和报废数据时，所述锚链管理应用程序根据获取的追踪任务的执行内容，控制手持终端的射频读写模块扫描设备的射频识别标签，并获取所述射频识别标签返回的设备磨损数据；
S210、所述锚链管理应用程序根据所述设备磨损数据获取所述追踪设备生产回收和报废数据的处理结果信息。
具体来说，锚链管理应用程序中包括新型智能浮标锚链闭环全生命周期信息流集成模型，模型中包括以下三个模块：
C-BOL(beginning of life)。本模块包括新型智能浮标锚链的设计和制造。主要追踪新型智能浮标锚链生产制造过程中与新型智能浮标锚链相关的数据，例如：链长、链径、磨损率以及制造商等。利用RFID可实现锚链生产过程中锚链信息感知与监控，以便实现锚链生产管理的可视化。
C-MOL(middle of life)。本模块主要设计新型智能浮标锚链的使用和维护。新型智能浮标锚链在使用过程中利用RFID为管理者提供详细的锚链状态信息，例如：新型智能浮标锚链所在堆场、新型智能浮标锚链所在水域等相关信息。维修人员根据新型智能浮标锚链磨损情况进行维护计划的合理安排。
C-EOL(end of life)。本模块包括新型智能浮标锚链的回收和报废过程。当新型智能浮标锚链的磨损情况符合回收要求时，首先会为回收过程中的所有参与者提供新型智能浮标锚链的(磨损率、制造商等)精确信息，有效估计新型智能浮标锚链的回收价值和回收质量并选择适当的处理方式，提高新型智能浮标锚链回收效率。
各模块之间形成正向信息流和逆向信息流，其中自左向右按新型智能浮标锚链生命周期方向即为正向信息流，自右向左即为逆向信息流，两者相互补充，实现新型智能浮标锚链生命周期闭环管理，如图5所示，为新型智能浮标锚链全生命周期各阶段信息联络图。首先在制造新型浮标锚链之前，根据其制造需求进行需求分析，并根据分析结果进行详细设计，设计完成后再进行生产制造。制造完成后通过物流运输到助航保障单位使用/维护。达到使用寿命后报废、再回收、再制造。使用阶段可针对故障以及维修服务信息反馈于“需求分析-详细设计-生产制造”阶段，相反，设计制造相关参数也会反馈给助航保障单位，为助航保障单位提供更科学的使用维护决策。报废/回收阶段将可重用锚链零部件反馈至助航保障单位使用作业部门再重用，而使用/维护阶段会将新型浮标锚链的使用情况和维护历史信息反馈至报废/回收阶段。报废/回收阶段会将新型智能锚链使用信息环境影响数据反馈至“需求分析-详细设计-生产制造”阶段，反过来将新型智能锚链数据、生产制造数据反馈至“报废/回收阶段”。
在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种基于物联网的智能浮标锚链管理系统，其特征在于，包括：
射频识别标签，所述射频识别标签安装在锚链设备上，其用于存储和发送锚链设备的全生命周期数据，所述全生命周期数据包括设备编号以及特性参数；
手持终端，所述手持终端内置有射频读写模块和无线通信模块，所述手持终端一方面通过射频读写模块读取或者修改射频标签内存储的全生命周期数据，另一方面通过无线通信模块将读取或者修改的全生命周期数据发送至服务器，所述手持终端还包括：
管理模块，所述管理模块用于通过单步盘点或者循环盘点的方式清点设备数目，所述单步盘点为针对每条锚链进行精确识别，循环盘点为在一定的周期内不断发射相应的甚高频波以探测周围环境中的锚链，通过过滤筛选识别物体，以精确识别环境中的灯浮标锚链，识别完成后在界面呈现智能锚链的属性信息，
新设备识别模块，所述新设备识别模块用于识别锚链，使用扫描装置对准灯浮标锚链进行扫描识别，通过检测标签内容是否合法来确定识别是否成功，识别成功时会从锚链标签中识别出锚链编号，然后利用编号内容经过MQTT获取锚链的JSON格式的信息内容，然后经过JSON数据解析算法获取锚链的信息并转换渲染到软件UI，并提示用户识别成功，否则，若识别失败，则提示用户重新识别；
初始化模块，所述初始化模块用于对新添设备设置设备编号，并初始化特性参数，包括首先设置锚链编号，再设置锚链类别、长度、链径、制造商、制造日期、关联航标、堆场、航标站以及备注，然后校验选择的锚链参数是否合法，若未合法重新点选，若合法，将数据参数按照自定义标准格式化未JSON串，并上传云端，同时将编号写入芯片，写入成功后，提示用户锚链初始化成功；
服务器，所述服务器用于接收并存储所述手持终端发送的锚链设备的全生命周期数据，所述服务器搭载有浮标锚链管理应用程序，通过所述浮标锚链管理应用程序获取当前用户信息，或者当检测到所述当前用户的执行任务指令时，根据所述执行任务指令处理所述设备的全生命周期数据，所述锚链管理应用程序中包括智能浮标锚链闭环全生命周期信息流集成模型，模型中包括：
C-BOL模块，所述C-BOL模块用于追踪智能浮标锚链生产制造过程中与智能浮标锚链相关的数据，包括链长、链径、磨损率以及制造商，利用RFID可实现锚链生产过程中锚链信息感知与监控，以便实现锚链生产管理的可视化，
C-MOL模块，所述C-MOL模块用于在使用过程中利用RFID为管理者提供详细的锚链状态信息，包括智能浮标锚链所在堆场、智能浮标锚链所在水域相关信息，
C-EOL模块，所述C-EOL模块用于当智能浮标锚链的磨损情况符合回收要求时，首先会为回收过程中的所有参与者提供智能浮标锚链的精确信息，包括磨损率和制造商信息，提高智能浮标锚链回收效率。
2.一种基于物联网的智能浮标锚链管理方法，基于权利要求1所述系统实现，其特征在于，包括：
通过浮标锚链管理应用程序获取当前用户的任务信息，并显示给当前用户；
当手持终端检测到当前用户执行任务指令时，通过射频读写模块扫描设备的射频识别标签，并获取所述射频识别标签返回的锚链设备的全生命周期数据，并将所述锚链设备的全生命周期数据发送至服务器的锚链管理应用程序，所述锚链管理应用程序根据锚链设备的全生命周期数据获取数据反馈信息；
保存所述处理结果信息。
3.根据权利要求2所述的基于物联网的智能浮标锚链管理方法，其特征在于，所述当手持终端检测到当前用户执行任务指令时，通过射频读写模块扫描设备的射频识别标签，并获取所述射频识别标签返回的锚链设备的全生命周期数据，并将所述锚链设备的全生命周期数据发送至服务器的锚链管理应用程序，所述锚链管理应用程序根据锚链设备的全生命周期数据获取数据反馈信息，包括：
当所述执行任务的指令是执行追踪设备生产数据时，所述锚链管理应用程序根据获取的追踪任务的执行内容，控制手持终端的射频读写模块扫描设备的射频识别标签，并获取所述射频识别标签返回的设备生产制造的过程数据；
所述锚链管理应用程序根据所述设备生产制造的过程数据获取所述追踪设备生产数据的处理结果信息。
4.根据权利要求2所述的基于物联网的智能浮标锚链管理方法，其特征在于，所述当手持终端检测到当前用户执行任务指令时，通过射频读写模块扫描设备的射频识别标签，并获取所述射频识别标签返回的锚链设备的全生命周期数据，并将所述锚链设备的全生命周期数据发送至服务器的锚链管理应用程序，所述锚链管理应用程序根据锚链设备的全生命周期数据获取数据反馈信息，包括：
当所述执行任务的指令是执行采集设备使用数据时，所述锚链管理应用程序根据获取的采集任务的执行内容，控制手持终端的射频读写模块扫描设备的射频识别标签，并获取所述射频识别标签返回的设备使用的状态数据；
所述锚链管理应用程序根据所述设备使用的状态数据获取所述采集设备使用数据的处理结果信息。
5.根据权利要求2所述的基于物联网的智能浮标锚链管理方法，其特征在于，所述当手持终端检测到当前用户执行任务指令时，通过射频读写模块扫描设备的射频识别标签，并获取所述射频识别标签返回的锚链设备的全生命周期数据，并将所述锚链设备的全生命周期数据发送至服务器的锚链管理应用程序，所述锚链管理应用程序根据锚链设备的全生命周期数据获取数据反馈信息，包括：
当所述执行任务的指令是执行追踪设备生产回收和报废数据时，所述锚链管理应用程序根据获取的追踪任务的执行内容，控制手持终端的射频读写模块扫描设备的射频识别标签，并获取所述射频识别标签返回的设备磨损数据；
所述锚链管理应用程序根据所述设备磨损数据获取所述追踪设备生产回收和报废数据的处理结果信息。
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