[发明专利]一种WSN与RFID结合的物流监控系统

权利要求书

1.一种WSN与RFID结合的物流监控系统，其特征在于，包括：

远程监控子系统，部署在仓储空间或交通工具之中，包括：RFID标签、传感器节点、融合节点以及汇聚节点；所述RFID标签与传感器节点附着在货物包装上；所述融合节点包括RFID读写器以及无线节点模块，通过RFID读写器或无线节点模块与所述RFID标签、传感器节点进行数据传输，并且所述融合节点对RFID标签或者传感器节点的数据进行处理；所述融合节点通过无线传感器网络将数据汇聚至汇聚节点；所述汇聚节点通过无线传感器网络与融合节点通信，并且通过以太网或GPRS与地面子系统通信；

地面子系统，通过以太网或GPRS与外部网络通信，接收汇聚节点上传的信息或者发送信息至汇聚节点；

所述融合节点作为锚节点应用于仓储定位；锚节点的RFID读写器与待测标签之间通过信号强度进行测距定位；并且锚节点的无线节点模块通过无线传感器网络对所获得的定位数据进行传输；

所述锚节点的无线节点模块还附加环境数据传感器，并且控制RFID读写器读取货物的RFID标签；所述锚节点的无线节点模块通过无线传感器网络将数据上传至二级汇聚节点，再由各个二级汇聚节点上传至一级汇聚节点，由一级汇聚节点上传至所述地面子系统；

所述锚节点如下进行仓储定位：

利用所有固定锚节点尝试读取待测标签，实行初步定位，在整个仓储环境中定位到特定货架及该货架的估计区域块；

该货架两侧的移动锚节点同时沿货架一端向另一端移动，若某一侧第一次读到待测标签的信号开始，记录当前信号强度及对应横坐标，若当前时刻信号强度大于前一时刻信号强度，则保留当前时刻下相应数据，若当前时刻小于前一时刻对应信号强度时，回滚到前一时刻并获得稳定的测量值，未读到标签一侧的移动锚节点停止移动或自行归位；

若待测标签被大于等于两个固定锚节点检测到信号，则利用RSSI距离模型，以RSSI值最大的两个固定锚节点和一个移动锚节点产生的到待测标签的3个距离值，执行改进的加权质心定位算法，进行二次定位，获得待测标签的坐标；

若待测标签仅处于单个固定锚节点信号覆盖范围内，利用稳定状态下的移动锚节点产生的距离值和对应横坐标，以及锚节点读写器产生的距离值，进行二次定位，获得待测标签的位置坐标。

2.根据权利要求1所述的物流监控系统，其特征在于，锚节点分为固定位置锚节点以及移动锚节点；所述固定锚节点布置在货架的水平中轴上，每个货架间隔布置若干个固定锚节点，货架被各锚节点的信号全部覆盖；在货架两侧水平支架上各安装一个所述移动锚节点，并且锚节点可以沿着水平支架滑动，移动锚节点的信号覆盖半径大于等于1/2的货架宽度。

3.根据权利要求1所述的物流监控系统，其特征在于，当应用于在途货物行为姿态检测时，传感器节点附着在货物之上，所述传感器节点包含无线节点模块及一个六轴加速度传感器，所述六轴加速度传感器实时检测货物的三维加速度和三个姿态角，通过A/D转换将采集的模拟加速度信号转换为数字信号，并将数据存放在节点的RAM中，以及执行在途货物行为姿态检测；RFID标签附着在货物上，用于对货物进行标识和物流信息的记录；并且，融合节点包括无线节点模块和与之相连的RFID读写器，用于对标签进行读写，通过读写器获取标签数据进行上传，还用于通过RFID读写器改写标签信息；所述汇聚节点通过无线传感器网络从融合节点获得信息，通过以太网或GPRS与地面子系统通信。

4.根据权利要求3所述的物流监控系统，其特征在于，所述传感器节点如下进行在途货物行为姿态检测：

信号预处理，对获取的三轴加速度和三轴姿态角数据执行平滑滤波，通过设置门限阈值对连续时间上的三轴加速度数据流进行切分，检测出现货物行为的时间窗口；

特征提取，对货物的不同行为进行特征分析，选取代表货物行为的数据特征；

采用决策树分类器对货物行为进行分类。