[实用新型]基于NFC技术的分布式传感器网络系统

说明书

技术领域

本专利涉及一种分布式传感器网络系统，具体涉及一种基于NFC技术的分布式传感器网络系统，它应用于仓储管理中能够实时获取元件在仓库中的位置信息。

背景技术

随着社会的不断发展，人们对于仓储系统的要求越来越来高。传统的仓储系统依赖于人工模式和手工操作，不仅操作失误多并且效率低下，已经远远不能满足要求。现代化的仓储系统与传统仓储系统有着显著的区别，它以数字化的计算机管理模式替代人工模式进行管理，建立数字化仓库，即运用现代信息技术来实现仓库管理并保障仓库的合理高效运行。

目前，在国内外的数字化仓库管理信息系统中广泛采用了条码技术和RFID(射频识别技术)技术，并且便携终端、数据库和计算机网络技术的发展都为仓库信息系统的发展奠定了基础。RFID是一项非接触性自动识别技术，它的核心工作原理是通过无线射频信号来自动识别目标并获取目标对象的相关数据。RFID技术的优点在于可识别移动运动物体并且可同时识别多个标签，操作快捷方便。通过将RFID标签对元件进行唯一标识，从而进行仓库信息管理。我国的RFID系统主要用于物流系统、货物和危险品的追踪、医疗系统、电子门票、证件防伪等领域。

然而，基于RFID技术的仓库信息管理系统，由于RFID的探测范围在几米到几十米的空间上，在该范围内若有多个元件存在时可以同时响应，不能区分各自的位置关系，因而不能进行元件定位；并且，在探测过程中存在信息冗余、串扰和竞争的情况。为了解决这些问题，本专利基于NFC技术(也是RFID的一种)，不仅继承了RFID的数字化仓库管理的便捷、高效的特点，还可以对元件位置甚至放置姿态信息进行管理。

目前，基于RFID技术的仓库信息管理系统，通常采用的结构是由设置在仓库出入口的读卡器设备进行仓库内部元件信息管理。元件进入仓库时，由读卡器设备自动识别元件的RFID标签进行入库登记，元件取出仓库时，则同样由读卡器设备进行出库登记操作，并没有组成实时监控和管理的网络系统。本专利则采用分布式NFC传感单元，组建局域传感网络，在仓库内部进行元件位置的实时监控和管理。可以快速、准确的读取元件信息，并且还可以为在仓库中查找元件提供位置信息。

发明内容

本专利的目的是提供一种基于NFC技术的分布式传感器网络系统，解决现有技术中存在的信息冗余、串扰和竞争的问题。

本专利中NFC分布式传感网络系统包括NFC传感单元、I²C总线、局域网络控制器、互联网络设备和主控机(如图1)。

所述的NFC传感单元包括一个MCU和若干NFC终端、SPI总线。其中：MCU是具备I²C、SPI总线接口的处理芯片(如DSP、ARM、FPGA等)。NFC终端(如图3)是具备SPI总线接口的、具有读卡器工作模式的NFC标签识别电路的电路板，它运行在13.56MHz的通信频率，能够识别ISO14443A/B、ISO15693、ISO18000的通信协议标签，如：ST公司的PLUG-CR95HF-B、EVAL-ST96HF等电路板。

所述的局域网络控制器，是一个包含了处理芯片(比如DSP、FPGA、ARM等)、I²C总线接口和互连网络接口以及电源等外围电路的电路板卡。互连网络接口采用是符合TCP/IP网络协议的以太网口，或者是无线网络(如802.11协议系列、WLAN、Wifi等)的网络接口。

所述的互连网络设备，是搭建互联网络平台的设备，它采用基于TCP/IP协议簇的有线网络Internet路由器或者网关，或者无线网络WLAN的路由器和AP设备。

所述的主控机采用安装人机交互设备以及仓储信息管理软件的、带有网络接口的通用计算机或者服务器。所述的人机交互设备，采用通用输入输出设备，如显示器、鼠标、键盘、触摸屏等。

系统中若干个NFC传感单元分布在仓库元件摆放位置上，每个NFC传感单元是由MCU和若干个NFC终端并联在SPI总线上，其中MCU作为SPI总线主设备管理SPI总线的片选信号线CS；若干个NFC传感单元通过MCU并联到I²C总线上，并且与局域网络控制器的I²C总线接口相连接，局域网络控制器是I²C总线的主设备，通常一个仓库布置一个NFC传感器局域网络；若干个局域网络控制器与主控机通过互联网络设备相连接，组成逻辑统一的NFC分布式传感器网络系统。