基于物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)場識別技術(shù)的機(jī)場助航燈感知系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)場識別技術(shù)的機(jī)場助航燈感知系統(tǒng)，其特征在于：包括設(shè)于機(jī)場每個助航燈上的RFID電子標(biāo)簽，在該RFID電子標(biāo)簽中至少存儲與其對應(yīng)的助航燈的識別號及該助航燈的維護(hù)信息，RFID電子標(biāo)簽通過設(shè)定頻率與RFID手持式讀寫設(shè)備建立無線數(shù)據(jù)交互通道，所有RFID手持式讀寫設(shè)備或者通過無線網(wǎng)絡(luò)或者通過數(shù)據(jù)線與后臺服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，機(jī)場工作人員通過PC接入后臺服務(wù)器進(jìn)行操作。本發(fā)明還提供了一種方法。本發(fā)明可大大提高跑道助航燈設(shè)備感知管理的效率，減少維護(hù)時間，降低營運(yùn)成本。同時，填補(bǔ)了國內(nèi)外機(jī)場助航燈設(shè)備信息化感知管理的空白。
【專利說明】基于物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)場識別技術(shù)的機(jī)場助航燈感知系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對機(jī)場助航燈進(jìn)行管理的系統(tǒng)及方法，屬于物聯(lián)網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，其通過智能感知、識別技術(shù)與普適計(jì)算、泛在網(wǎng)絡(luò)的融合應(yīng)用，被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用拓展，與其說物聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)，不如說物聯(lián)網(wǎng)是業(yè)務(wù)和應(yīng)用。
[0003]物聯(lián)網(wǎng)的提出為國家智慧城市建設(shè)奠定了基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)智慧城市的互聯(lián)互通協(xié)同共享，中國物聯(lián)網(wǎng)校企聯(lián)盟將物聯(lián)網(wǎng)定義為當(dāng)下幾乎所有技術(shù)與計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)物體與物體之間:環(huán)境以及狀態(tài)信息實(shí)時的實(shí)時共享以及智能化的收集、傳遞、處理、執(zhí)行。廣義上說，當(dāng)下涉及到信息技術(shù)的應(yīng)用，都可以納入物聯(lián)網(wǎng)的范疇。
[0004]國際電信聯(lián)盟(ITU)對物聯(lián)網(wǎng)做了如下定義:通過條碼識讀設(shè)備、射頻識別(RFID)設(shè)備、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)和激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。
[0005]RFID (英文全稱為Radio Frequency Identification),即射頻識別，俗稱電子標(biāo)簽，是物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)之一。它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識別高速運(yùn)動物體并可同時識別多個對象，操作快捷方便。
[0006]RFID按應(yīng)用頻率的不同分為低頻(LF)、高頻(HF)、超高頻(UHF)、微波(MW)等，相對應(yīng)的代表性頻率分別有:低頻125KHz、高頻13.56MHz、超高頻(433MHz，915MHz)、微波(2.4G、5.8G)等。
[0007]RFID按應(yīng)用距離的不同可分為近距離識別技術(shù)即NFC近場通信(Near FieldCommunication),主要采用的是RFID高頻段的識別技術(shù),識別距離在IOcm以內(nèi)；遠(yuǎn)距離識別技術(shù)即RFID遠(yuǎn)場通信技術(shù)，主要采用的是RFID超高頻及以上波段，識別距離在IOcm以上。
[0008]RFID按照能源的供給方式分為無源RFID，有源RFID，以及半有源RFID。
[0009]機(jī)場行業(yè)屬于資金密集型交通基建行業(yè)，在未來的三十到五十年，中國會面臨機(jī)場的快速發(fā)展，大型機(jī)場會增設(shè)越來越多的跑道。在跑道上均會鋪設(shè)助航燈來向飛行員提供引導(dǎo)飛機(jī)起飛及降落的信息。助航燈一般分為兩類。一類助航燈排列在跑道的兩側(cè)，其主要作用是形成跑道的邊界。另一類助航燈則為嵌入式助航燈，該類助航燈埋設(shè)于地面下，其表面基本與跑道的表面平齊，該嵌入式助航燈的作用是在飛機(jī)起降時進(jìn)行跑道的指引導(dǎo)航。機(jī)場每日都有許多航班在跑道上晝夜不息地起降，飛機(jī)降落時，其巨大沖擊力將作用于嵌入式助航燈的表面，該沖擊力能瞬間使燈具側(cè)面產(chǎn)生微小的形變，這個沖擊力通過助航燈周邊的專用膠水緩沖釋放到水泥跑道上。嵌入式助航燈在這種巨大沖擊力的長期作用下，非常容易損壞，而且每個燈管也有自己的使用壽命，一旦嵌入式助航燈受損沒有及時更換，會向飛行員給出錯誤的引導(dǎo)信息，導(dǎo)致非常嚴(yán)重的空難事故。因此，機(jī)場的維護(hù)人員每隔一個固定時間段就會對所有的嵌入式助航燈進(jìn)行一次巡檢。
[0010]目前為止，工作人員在巡檢時沒有任何的輔助設(shè)備，均采用人工觀察及記錄，要將每條跑道上的所有嵌入式助航燈巡檢一遍，其工作量可想而知是非常巨大的，而且容易出錯，也不利于機(jī)場整體的數(shù)字化管理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011 ] 本發(fā)明的要解決的技術(shù)問題是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與機(jī)場的燈光維護(hù)管理相結(jié)合，提高維護(hù)效率，使得當(dāng)前機(jī)場航運(yùn)管理更加現(xiàn)代化。
[0012]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的一個技術(shù)方案是提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)場識別技術(shù)的機(jī)場助航燈感知系統(tǒng)，其特征在于:包括設(shè)于機(jī)場每個助航燈上的RFID電子標(biāo)簽，在該RFD電子標(biāo)簽中至少存儲與其對應(yīng)的助航燈的識別號及該助航燈的維護(hù)信息，RFID電子標(biāo)簽通過設(shè)定頻率與RFID手持式讀寫設(shè)備建立無線數(shù)據(jù)交互通道，所有RFID手持式讀寫設(shè)備或者通過無線網(wǎng)絡(luò)或者通過數(shù)據(jù)線與后臺服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，機(jī)場工作人員通過PC接入后臺服務(wù)器進(jìn)行操作。
[0013]優(yōu)選地，所述RFID電子標(biāo)簽與所述RFID手持式讀寫設(shè)備基于915MHz頻率的RFID遠(yuǎn)距離無源識別技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
[0014]優(yōu)選地，所述RFID電子標(biāo)簽采用發(fā)射頻率為956-960MHZ的RFID芯片，該RFID芯片與天線通過黑膠粘連，天線采用陶瓷天線，RFID芯片亦采用陶瓷封裝，從而在陶瓷天線的表面形成凸點(diǎn)，在陶瓷天線形成有凸點(diǎn)的一側(cè)面及其相對面上分別貼有軟性材料層，位于一側(cè)的軟性材料層固定在助航燈的燈座與澆注入的助航燈專用硬質(zhì)膠水相結(jié)合部分的側(cè)面上。
[0015]本發(fā)明的另一個技術(shù)方案是提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)場識別技術(shù)的機(jī)場助航燈維護(hù)方法，其特征在于，步驟為:
[0016]步驟1、制作發(fā)射頻率為956-960MHZ的RFID電子標(biāo)簽，該RFID電子標(biāo)簽由陶瓷進(jìn)行封裝，在封裝好的RFID電子標(biāo)簽的兩側(cè)分別貼上軟性材料層，得到減震RFID電子標(biāo)簽；
[0017]步驟2、在助航燈嵌入機(jī)場的跑道前或者將跑道上已有的助航燈拆卸下來后，在其頂部與澆注入的助航燈專用硬質(zhì)膠水相結(jié)合部分的側(cè)面上貼上減震RFID電子標(biāo)簽，在每個RFID電子標(biāo)簽內(nèi)至少存儲與其對應(yīng)的助航燈的識別號及該助航燈的維護(hù)信息；
[0018]步驟3、為每個維護(hù)人員分配一個RFID手持式讀寫設(shè)備，當(dāng)手持該設(shè)備的維護(hù)人員進(jìn)入有效通訊距離后，由RFID手持式讀寫設(shè)備讀取RFID電子標(biāo)簽的信息，若需要更新當(dāng)前助航燈的維護(hù)信息，則由維護(hù)人員將信息更新后，再寫入RFID電子標(biāo)簽內(nèi)，更新后的信息同時存儲在RFID手持式讀寫設(shè)備內(nèi)，否則進(jìn)入步驟4 ；
[0019]步驟4、維護(hù)人員在遠(yuǎn)離跑道的區(qū)域通過無線網(wǎng)絡(luò)或通過數(shù)據(jù)線將存儲在RFID手持式讀寫設(shè)備內(nèi)的信息上傳至后臺服務(wù)器，由后臺對信息進(jìn)行統(tǒng)一處理后存儲，機(jī)場工作人員通過PC接入后臺服務(wù)器對存儲在服務(wù)器內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。
[0020]本發(fā)明使用基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的機(jī)場跑道助航燈設(shè)備感知管理信息系統(tǒng)是當(dāng)前機(jī)場航運(yùn)管理現(xiàn)代化的一個重要輔助手段。它不僅可以使檢查工作變得輕松而高效，同時還可以大大提高機(jī)場整體設(shè)備感知運(yùn)維管理的體系。從經(jīng)濟(jì)的角度上講，還可以減少維修時間，增加航運(yùn)班次，降低營運(yùn)成本等。
[0021]本發(fā)明在深入分析當(dāng)今機(jī)場助航燈維護(hù)管理的現(xiàn)狀及機(jī)場特殊復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境之上，研究智能化設(shè)備感知管理系統(tǒng)的應(yīng)用和解決方案，主要解決了機(jī)場飛行區(qū)助航燈遠(yuǎn)場運(yùn)維管理系統(tǒng)的可行性實(shí)施方案，包括系統(tǒng)的整體架構(gòu)、讀寫設(shè)備的合理運(yùn)用，電子標(biāo)簽在面臨助航燈高溫、燈座金屬材質(zhì)和固定硬質(zhì)膠水介質(zhì)以及跑道水泥介質(zhì)、造成的能量損耗、機(jī)場飛機(jī)起落造成的跑道對于燈座的沖擊力、靜壓力以及需要長期使用等惡劣復(fù)雜環(huán)境下的諸多問題，本系統(tǒng)所采用的技術(shù)路線先進(jìn)、管理方式新穎、信息化智能化程度較高，同時，該發(fā)明為我國建設(shè)“智慧交通”等物聯(lián)網(wǎng)工程的技術(shù)研究和應(yīng)用開發(fā)開辟了思路、奠定了基礎(chǔ)、起到了很好的示范效應(yīng)，填補(bǔ)了國內(nèi)外機(jī)場助航燈設(shè)備感知技術(shù)的空白，使我國在該【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明提供的一種基于物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)場識別技術(shù)的機(jī)場助航燈感知系統(tǒng)的框圖；
[0023]圖2為本發(fā)明中所使用的RFID電子標(biāo)簽示意圖；
[0024]圖3為改進(jìn)后的RFID電子標(biāo)簽不意圖；
[0025]圖4為改進(jìn)后的RFID電子標(biāo)簽安裝后示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
[0027]如圖1所示，本發(fā)明提供的一種基于物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)場識別技術(shù)的機(jī)場助航燈感知系統(tǒng)，包括多個RFID電子標(biāo)簽，每個RFID電子標(biāo)簽對應(yīng)一個助航燈，在RFID電子標(biāo)簽中至少存儲與其對應(yīng)的助航燈的識別號及該助航燈的維護(hù)信息。
[0028]RFID電子標(biāo)簽基于915MHz頻率的RFID遠(yuǎn)距離無源識別技術(shù)實(shí)現(xiàn)，結(jié)合圖2，RFID電子標(biāo)簽采用發(fā)射頻率為956-960MHZ的RFID芯片。將RFID芯片的發(fā)射頻率調(diào)制在956-960MHz是基于以下考慮:二，，
[0029]RFID電子標(biāo)簽需要貼在助航燈的側(cè)邊，由于助航燈金屬材質(zhì)的封閉性強(qiáng)，電磁波無法透過，會對信號造成嚴(yán)重的衰減，再加上機(jī)場跑道的水泥地基對信號的影響，若將RFID芯片的發(fā)射頻率調(diào)制在915MHz上，標(biāo)簽讀取的成功率很低。為了克服這些衰減的影響，發(fā)明人首先進(jìn)行了理論計(jì)算，框定了一個頻率范圍，然后在改頻率范圍內(nèi)，制作多個RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)后的結(jié)果如下表所示:
【權(quán)利要求】
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)場識別技術(shù)的機(jī)場助航燈感知系統(tǒng)，其特征在于:包括設(shè)于機(jī)場每個助航燈上的RFID電子標(biāo)簽，在該RFID電子標(biāo)簽中至少存儲與其對應(yīng)的助航燈的識別號及該助航燈的維護(hù)信息，RFID電子標(biāo)簽通過設(shè)定頻率與RFID手持式讀寫設(shè)備建立無線數(shù)據(jù)交互通道，所有RFID手持式讀寫設(shè)備或者通過無線網(wǎng)絡(luò)或者通過數(shù)據(jù)線與后臺服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，機(jī)場工作人員通過PC接入后臺服務(wù)器進(jìn)行操作。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)場識別技術(shù)的機(jī)場助航燈感知系統(tǒng)，其特征在于:所述RFID電子標(biāo)簽與所述RFID手持式讀寫設(shè)備基于915MHz頻率的RFID遠(yuǎn)距離無源識別技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)場識別技術(shù)的機(jī)場助航燈感知系統(tǒng)，其特征在于:所述RFID電子標(biāo)簽采用發(fā)射頻率為956-960MHZ的RFID芯片，該RFID芯片與天線通過黑膠粘連，天線采用陶瓷天線，RFID芯片亦采用陶瓷封裝，從而在陶瓷天線的表面形成凸點(diǎn)(I)，在陶瓷天線形成有凸點(diǎn)(I)的一側(cè)面及其相對面上分別貼有軟性材料層(2)，位于一側(cè)的軟性材料層(2)固定在助航燈的燈座(5)與澆注入的助航燈專用硬質(zhì)膠水相結(jié)合部分的側(cè)面上。
4.一種基于物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)場識別技術(shù)的機(jī)場助航燈維護(hù)方法，其特征在于，步驟為: 步驟1、制作發(fā)射頻率為956-960MHZ的RFID電子標(biāo)簽，該RFID電子標(biāo)簽由陶瓷進(jìn)行封裝，在封裝好的RFID電子標(biāo)簽的兩側(cè)分別貼上軟性材料層(2)，得到減震RFID電子標(biāo)簽； 步驟2、在助航燈嵌入機(jī)場的跑道(4)前或者將跑道(4)上已有的助航燈拆卸下來后，在其頂部與澆注入的助航燈專用硬質(zhì)膠水相結(jié)合部分的側(cè)面上貼上減震RFID電子標(biāo)簽，在每個RFID電子標(biāo)簽內(nèi)至少存儲與其對應(yīng)的助航燈的識別號及該助航燈的維護(hù)信息； 步驟3、為每個維護(hù)人員分配一個RFID手持式讀寫設(shè)備，當(dāng)手持該設(shè)備的維護(hù)人員進(jìn)入有效通訊距離后，由RFID手持式讀寫設(shè)備讀取RFID電子標(biāo)簽的信息，若需要更新當(dāng)前助航燈的維護(hù)信息，則由維護(hù)人員將信息更新后，再寫入RFID電子標(biāo)簽內(nèi)，更新后的信息同時存儲在RFID手持式讀寫設(shè)備內(nèi)，否則進(jìn)入步驟4 ； 步驟4、維護(hù)人員在遠(yuǎn)離跑道(4)的區(qū)域通過無線網(wǎng)絡(luò)或通過數(shù)據(jù)線將存儲在RFID手持式讀寫設(shè)備內(nèi)的信息上傳至后臺服務(wù)器，由后臺對信息進(jìn)行統(tǒng)一處理后存儲，機(jī)場工作人員通過PC接入后臺服務(wù)器對存儲在服務(wù)器內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。
【文檔編號】G06K17/00GK103473575SQ201310393611
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】吳小東, 鐘敏, 江浩, 聶佳, 湯曉棟 申請人:上海電器科學(xué)研究院, 上海電器科學(xué)研究所（集團(tuán)）有限公司