零部件防拆识别监控方法、装置及系统与流程

本发明涉及信息技术领域，具体地，涉及一种零部件防拆识别监控方法、一种零部件防拆识别监控装置及一种零部件防拆识别监控系统。

背景技术：

随着工程建设的快速发展，工程机械类的设备需求量越来越大，各厂商的市场设备保有量逐渐增大，目前各大工程机械类设备生产商对备配件的管理要求日趋严格，而备配件没有专门的统一管理和认证机构，为防止用户任意购买和更换未经许可的备配件对整机系统造成意外故障和事故及使用寿命缩短等，一套经济且实用的产品关键零部件的防拆识别和监控的系统和装置显得十分必要，有效保障了设备生产商对产品全生命周期质量，对寿命评估监控和售后产品的运行和使用情况跟踪以及安全监督，更有助于新产品优化升级和提高用户产品的运维效率。

现有防拆识别技术基本都采用有源电子标签，通过读卡器和通讯模块识别该标签的完整性，不完整则通过显示模块报警和通过控制电磁阀远程停止，电子标签安装适应范围很窄，只适合带外置螺钉的安装结构，识别与预警机制简单，易被拆除和篡改，远程控制的可靠性低。除此之外，现有的电子标签识别技术还存在以下问题：

1)识别技术不完善，现有技术中配件的识别防伪采用射频识别技术，整机监管使用ic卡识别技术，而现有配件识别中只做了防伪方面的描述，但源头上未对电子标签的防拆做技术研究，标签校验机制简单，有被篡改和复制的可能性，无法实现防拆防伪功能；而有源的电子标签和ic卡式的有源识别监控系统也容易受本身的能耗和环境的干扰，后者是电子式数据自动识别卡技术易被复制；有源电子标签需外接供电，使用寿命短，而且简单电子标签容易丢失和破坏，从根本上失去防拆识别作用；

2)恶劣工况环境中适应性和可靠性差，容易造成有源卡式底座损坏，直接造成监控模块失效；当移除该装置监测底座将无法实现对设备恢复监测，也无法反馈是否在位在线。另外还存在安全性漏洞，ic卡容易被复制，无实时安全校验机制；有源标签外置式的导线容易损坏，装置可靠性低，误报可能性高，而且cn201511021920中所述电子标签安装形式应用范围较局限；

3)校验机制简单，采用射频识别辐射标签的对配件防伪，但并未对电子标签防拆有所描述，而电子标签篡改，移除或复制的话防伪可靠性也不高，只在芯片级校验，并没有多重校验，包括远程复验机制，本地和远程无显示和追溯；现有发明中如cn201511021920和cn201620065193.3只有远程管理系统；而cn201110132230.x只有内部防伪验证，无远程校验和防拆描述，以上发明均没有机载移动后台管理系统支持识别和管控，也没有多重校验和预警机制；

4)目前需产品的零部件信息需售后人员对产品长期跟踪才了解用户设备的硬件现状，工程机械产品的生产商暂无装置和系统采用无线识别技术或方法以管理和监控在线整机的关键零部件；

5)无有效的监控装置，使得用户可将市场件随意更换后作为配件使用，没有防拆和保障配件等对整机的可靠性保障，可能影响整机使用性能和寿命。

技术实现要素：

本发明的目的是多种电子标签的识别监控方法的配合使用，以至少解决了单个监控指标所造成的局限性，同时能够根据告警的严重性，产生级别不同的告警，同时能够设置在近端识别与校验和远程端监控识别与复验，确保整机关键件的安全防拆，保障整机性能和售后维护保养的可控和可持续性。

为了实现上述目的，在本发明第一方面，提供一种零部件防拆识别监控方法，目标设备中零部件安装有若干电子标签，所述方法包括：

s1)判断所述目标设备中的电子标签的数量是否与预设数量一致；若不一致，则转至步骤s4)；若一致，则执行下一步骤；

s2)判断所述电子标签是否有异常记录；若有异常记录，则转至步骤s4)；若无异常记录，则执行下一步骤；

s3)判断所述电子标签的距离特征值是否在设定阈值范围内；若在设定阈值范围内，则转至步骤s6)；若不在设定阈值范围内，则发送第一告警并转至步骤s7)；

s4)判断是否存在配件更换记录；若不存在，则发送第二告警并转至步骤s7)；所存在，则执行下一步骤；

s5)判断更换的配件是否符合物料编码；如不符合，则发送第三告警并转至步骤s7)；若符合，则执行下一步骤；

s6)确定识别结果为“正常”；

s7)识别结束。

可选的，步骤s2)中所述的异常记录包括：掉电记录和断电记录。

可选的，步骤s3)中判断电子标签的距离特征值是否在设定阈值范围内，包括：

通过rssi测距法获取所述电子标签与读取点之间的距离，

将所述距离与所述设定阈值范围相比较。

可选的，步骤s5),判断更换的配件是否符合物料编码，包括：

根据所述更换的配件的物料编码发送核查请求；

根据所述核查请求的应答确定所述更换的配件是否符合物料编码。

可选的，步骤s6)中，识别结果为“正常”之后，还包括：将所述识别结果进行记录和推送。

可选的，步骤s7)中，在识别结束之后，还包括：将所述识别结果、第一告警、第二告警或第三告警进行显示或提醒。

可选的，所述第一告警、第二告警和第三告警分别属于不同的告警级别。

可选的，所述不同的告警级别还对应于不同的重要等级，所述不同的重要等级包括不同的应对措施，以及不同的显示方式或提醒方式。

在本发明的第二方面，还提供一种零部件防拆识别监控装置，所述装置被配置为采用前述的零部件防拆识别监控方法来监控识别目标设备。

在本发明的第三方面，还提供一种零部件防拆识别监控系统，包括如前述零部件防拆识别监控装置。

可选的，所述系统还包括：

射频识别子系统，所述射频识别子系统包括若干电子标签、天线和读写器；

所述电子标签包括芯片和内置天线，所述电子标签被配置为安装在关键零部件上以标识其目标对象；所述芯片内具有唯一的编码；

所述读写器包括射频模块、控制处理模块和天线，所述读写器被配置为读取所述电子标签内的信息。

可选的，所述射频识别子系统与所述零部件防拆识别监控装置通过can中间件相连。

可选的，所述系统还包括自检管理系统，所述自检管理系统用于：接收所述零部件防拆识别监控系统的识别结果，或接收所述第一告警、第二告警和第三告警，并结合所述自检管理系统中其他子系统的判断结果判断系统自检是否通过。

可选的，所述系统还包括：远程物料管理系统，所述远程物料管理系统被配置为：

接收所述零部件防拆识别监控装置发送的核查请求，并作出应答；其中所述核查请求是根据所述更换的配件的物料编码发送的。

可选的，所述远程物料管理系统还被配置为：

接收并存储所述自检管理系统和/或零部件防拆识别监控装置的上传信息，并对所述信息进行分析与监控。

在本发明的第四方面，还提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质上存储有指令，该指令在被控制器执行时能够使得所述控制器执行前述的零部件防拆识别监控方法。

本发明提供的零部件防拆识别监控方法，具有以下优点：

多种电子标签的识别监控方法的配合使用，全面考虑了电子标签所监控的目标设备可能出现的异常，避免了单个方面监控所造成的局限性，同时能够根据告警的严重性，产生级别不同的告警，同时能够设置在近端识别与校验和远程端监控识别与复验，确保整机关键件的安全防拆，保障整机性能和售后维护保养的可控和可持续性。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施方式，但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中：

图1是本发明一种实施方式提供的零部件防拆识别监控方法的步骤流程图；

图2是本发明一种实施方式提供的零部件防拆识别监控方法中的具体实施方式的逻辑示意图；

图3是本发明一种实施方式提供的零部件防拆识别监控系统的结构示意图；

图4是本发明一种实施方式提供的零部件防拆识别监控系统的具体实施方式的硬件装置图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明实施方式中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

图1是本发明一种实施方式提供的零部件防拆识别监控方法的步骤流程图，如图1所示，一种零部件防拆识别监控方法，目标设备中零部件安装有若干电子标签(图中未示出)，所述方法还包括：

s1)判断所述目标设备中的电子标签的数量是否与预设数量一致；若不一致，则转至步骤s4)；若一致，则执行下一步骤；

s2)判断所述电子标签是否有异常记录；若有异常记录，则转至步骤s4)；若无异常记录，则执行下一步骤；

s3)判断所述电子标签的距离特征值是否在设定阈值范围内；若在设定阈值范围内，则转至步骤s6)；若不在设定阈值范围内，则发送第一告警并转至步骤s7)；

s4)判断是否存在配件更换记录；若不存在，则发送第二告警并转至步骤s7)；所存在，则执行下一步骤；

s5)判断更换的配件是否符合物料编码；如不符合，则发送第三告警并转至步骤s7)；若符合，则执行下一步骤；

s6)确定识别结果为“正常”；

s7)识别结束。

如此，本发明的该实施方式不仅能够识别检测电子标签所对应的关键件是否在线，还能识别其是否在位，同时，能够通过整机关键零部件的位置，配件更换和配件异常替换三方面来识别在线和在位情况。通过检测电子标签的数量、异常记录和距离特征值三个方面检测电子标签的异常情况，全面考虑了电子标签所监控的目标设备可能出现的异常，避免了单个方面监控所造成的局限性，同时能够根据告警的严重性，产生级别不同的告警，同时能够设置在近端识别与校验和远程端监控识别与复验，确保整机关键件的安全防拆，保障整机性能和售后维护保养的可控和可持续性。

具体的，本发明的该实施方式首先判断电子标签的数量是否正确，保证了电子标签不被移除或断电，当检测到数目不正确时，也有可能是电子标签自身出现了问题，需要进行进一步的判断以确定现场可能发生的情况。但是即使是数量正确也无法保证设备就是正常的，因此也需要进一步判断。再判断电子标签是否有异常记录，此处的异常记录包括掉电记录和断电记录，因为关键件处的电子标签出现异常记录，很有可能该关键件处发生过人为的拆卸或破坏，但是该拆卸也有可能是我司的维护人员进行部件替换时所造成的，因此此处需要进一步与配件更换记录的备案记录相核对，否则容易产生误告警。进一步的，即使查询到该异常或缺失的电子标签有相对应的配件更换记录，也无法保证该配件更换是合规的，因此，我们需要进一步对更换的配件的物料编码进行进一步核对。此处的核对可能是本地数据库核对的方法，也可能是远程物料管理数据库的核对，为了防止客户私自换件，此处的远程物料管理数据库大多设置在设备的生产厂家。此处的经过物料编码核对成功后，我们认为系统的识别结果为“正常”。

当前面步骤中的数目检测和异常记录核查都没有问题时，还需进一步检测判断电子标签的距离特征值是否在设定阈值范围内，即识别电子标签所监测的关键件处是否在其出厂时的位置，此处主要是防止关键件被移位，具体的距离检测步骤在后面详述。当此处的距离识别未检测到异常时，我们认为系统的识别结果为“正常”。

以上实施方式考虑了现场的大多数情况，能够有效防止设备的私自拆卸，并能通过多重条件过滤误告警，真实还原现场的情况。

在本发明提供的一种可选的实施方式中，步骤s3)中判断电子标签的距离特征值是否在设定阈值范围内的子步骤为：

通过rssi测距法获取所述电子标签与读取点之间的距离，将所述距离与所述设定阈值范围相比较。其具体的方法为：

所述电子标签的距离识别和判断，本发明采用定位测距的具体技术，通过出厂前读写器到电子标签i的距离di，其中i小于等于n，n为识别和监控关键件的总数量，di(d0)为射频系统识别的距离和范围，在识别范围内的关键件表明在线和在位，同时，在线设计标签不可拆除作用，即如果拆除或剪短意味着线路无法再次连接，该标签失效。其中标签测距方法，如本发明所述。基于无线测距方法较多，测距技术有信号强度指示rssi，rssi测距法简单，成本低廉。本发明采用rssi实现距离该方法则主要利用信号衰减和传播模型。计算公式为：

d0为基准距离，p(d0)为基准信号强度，p(d)为盲点信号强度，d为基点与盲点距离，β为衰减系数，一般取值2-4，xσ为高斯随机噪声变量。

进一步的，判断更换的配件是否符合物料编码的子步骤为：

根据所述更换的配件的物料编码发送核查请求；根据所核查请求的应答以确定更换的配件是否符合物料编码。如前所述，此处的核对可能是本地数据库核对的方法，也可能是远程物料管理数据库的核对，为了防止客户私自换件，此处的远程物料管理数据库大多设置在设备的生产厂家。如果是远程物料管理数据库进行核对时，需要有远程无线传输模块，比如gprs、4g或5g。该远程无线传输模块可以采用nb-iot，此时需要通过物联网平台，将核查请求发送至远程的远程物料管理系统进行远程校验。

进一步的，步骤s6)中识别结果为“正常”之后，还包括将所述识别结果进行记录和推送的步骤。当本实施方式中输出“正常”之后，代表着目标设备经本实施方式的识别后，已经通过。但是该目标设备还需要别的校验系统的校验，才能进入正常的开机状态，因此此处需要将本实施方式的识别结果进行记录和推送，以供别的子系统进行校验协作和协同检测。

在本发明提供的一种可选的实施方式中，在步骤s7)的识别结束之后，还包括将所述识别结果或第一告警或第二告警或第三告警进行显示或提醒的步骤。此处的显示主要是将识别结果显示于机载近端系统和/或远程监管系统，用于系统操作者能够实时获取系统的防拆识别情况。同时对告警进行进一步的核查和处理。

进一步的，所述第一告警、第二告警和第三告警分别属于不同的告警级别。例如，所述第一告警、第二告警和第三告警分别属于一级报警、二级报警和三级报警。此处告警级别的划分主要是为了每一级安全级别递增，确保整机关键零部件受到监管和保护，其主要用于将不同的告警级别还对应至不同的重要等级，所述不同的重要等级包括不同的应对措施，以及不同的显示方式或提醒方式。例如：一级警报仅仅是上报，二级警报需要输出结果到机载显示和远程监管显示系统，而三级告警则需要输出至近端显示系统和远程监管显示系统的产品服务管理处，提醒并推送告知就近服务人员。所述系统中当机载gps终端天线、通讯线卡、外接电源和电子标签被拆除时，设备无法通过自检且自动锁机，并在系统信息显示界面中提示相关状态警报，三个等级的异常警报同时显示在机载近端显示系统和远程监管显示系统上，同时三个等级警报将通过远程端推送就近售后服务掌上客户端，其中第三级警报为人为篡改和拆除，售后人员需现场跟踪保障整机售后服务，全面核实整机设备的安全。

以下通过附图2对本发明的一种实施方式进行完整性的说明。图2是本发明一种实施方式提供的零部件防拆识别监控方法中的具体实施方式的逻辑示意图；如图2所示，本实施方式的开始是机载系统上电，机载系统上电后若射频识别系统的读写器扫描机载电子标签数量n，校验扫描后的标签数量n，是否与初始数量n相等。如果相等，则下一步调用防拆模块，校验历史数据是否存在异常记录，若存在异常记录则校验是否存在更换配件记录，否则扫描确定读卡器到电子标签i的距离di，其中i<＝n，校验距离是否小于di，如是则继续调用机载近端自检系统校验，输出校验结果到输出显示系统，正常调用其他自检模块，如否则发送异常1级警报；如扫描后数量不对等和存在电子标签有断电序列记录且不存在更换配件记录数据，则认为电子标签被人为移除或自身故障，发送异常2级警报，并输出结果到机载显示和远程监管显示系统；如扫描数量不相等则检查系统记录里是否存在更换配件记录，更换过则通过远程物料管理系统校验发生请求和应答，校验是否符合物料编码。通过远程物料管理系统校验该编码是否是库存出库后的编码，是则写入近端的关键件管理数据库，同时正常启动故障诊断等系统，正常开机。否则发送异常3级警报，并输出结果到机载显示和远程监管显示系统，且表明该系统被篡改或移除。三级警报通过近端显示系统和发送远程监管显示系统的产品服务管理处，提醒并推送告知就近服务人员。

在本发明提供的一种实施方式中，还公开一种零部件防拆识别监控装置，所述装置被配置为前述的零部件防拆识别监控方法来监控识别目标设备。此处的装置具有数值计算和逻辑运算的功能，其至少具有数据处理能力的中央处理器cpu、随机存储器ram、只读存储器rom、多种i/o口和中断系统等。所述数据处理模块可以例如为单片机、芯片或处理器等常用硬件，更常用的情况下，就是智能终端或者pc的处理器。

在本发明提供的另一种实施方式中，还公开了一种零部件防拆识别监控系统，至少包括前述零部件防拆识别监控装置。

进一步的，以上系统中的电子标签的扫描需要独立的子系统进行实施，因此，所述系统还包括：

射频识别子系统，所述射频识别子系统包括若干电子标签、天线和读写器；所述电子标签包括芯片和内置天线，被配置为附着于关键零部件上以标识其目标对象；所述芯片内具有唯一的编码；所述读写器包括射频模块、控制处理模块和天线，被配置为读取所述电子标签内的信息。

所述射频识别子系统与所述零部件防拆识别监控装置通过can中间件相连。此处的can中间件主要提供can总线的功能，以供多台设备通过总线进行数据传输，同时该can中间件还可能带有应急供电的功能，此时需要增加蓄电电池以提供应急供电。

更进一步的，所述系统还包括自检管理系统，所述自检管理系统接收所述零部件防拆识别监控系统的识别结果或告警，并结合所述自检管理系统中其他子系统的判断结果判断系统自检是否通过。此处的零部件防拆识别监控系统只是自检管理系统的一个子系统，该自检管理系统主要完成数据信息的存储、管理和控制。此处的其他子系统主要包括：供电检测系统、设备初始状态采集系统和环境参数系统等。

更进一步的，所述系统还包括：远程物料管理系统，所述远程物料管理系统被配置为；接收所述零部件防拆识别监控装置发送的核查请求，并作出应答；所述核查请求是根据所述更换的配件的物料编码发送的。更进一步的，所述远程物料管理系统还被配置为：接收并存储所述自检管理系统和/或零部件防拆识别监控装置的上传信息，并进行分析与监控。

此时的远程物料管理系统具备了云平台的功能，能够能将整机关键零部件在线在位情况和疑似拆除异常预警信息通过网络上传至运营者的监控平台，方便运营者实时监控整机状态及使用寿命监控，并能科学准确地对整机各零部件的寿命进行评估，对用户故障进行预先处理和寿命提醒。

图3是本发明一种实施方式提供的零部件防拆识别监控系统的结构示意图，如附图3所示，一个功能完备的零部件防拆识别监控系统可以由以下五个部分构成：射频识别子系统、can中间件、零部件防拆识别监控装置、自检管理系统及远程物料管理系统。

其中射频识别子系统用于近端的电子标签识别和读取，零部件防拆识别监控装置用于采用前述的方法进行设备的防拆识别监控，所述、can中间件用于连接所述射频识别子系统和零部件防拆识别监控装置。所述自检管理系统用于完成设备的自检，远程物料管理系统用于实现设备的云端监控。

该系统覆盖近端和远端，有效实现初检和复验，确保整机范围的关键零部件物料防拆除和无替换的安全。

以下通过附图4对本发明的一种实施方式进行完整性的说明。图4是本发明一种实施方式提供的零部件防拆识别监控系统的具体实施方式的硬件装置图；如图4所示，前述的射频识别子系统为915mhz射频识别系统，主要包括多个特制电子标签、天线、读写器，所述电子标签是由芯片及内置天线组成，附在关键零部件上作为标识目标对象。电子标签被安装在工程机械产品的关键件所在的位置，比如主油泵，多路阀、比例阀、主油缸、位移传感器、液压马达等多个位置。电子标签是系统的数据载体，每个电子标签具有唯一的电子编码，其内部存储着被识别物体的相关信息，该存储信息也包含在远程物料管理系统里面，物料出库后将标识改物料已装机和出库编码，产品整机出厂后存储已出厂，产品编码，生产日期等零部件信息。该电子标签安装方法有通过带绝缘保护的导线扣压在关键零部件有插孔处或作为电子身份识别标签内置在元件通电的插头上及安装在铭牌上等方式，其所述的电子标签扣压线是通过导线连接处扣压完成，完成芯片内部芯片线接通，断开将失去连接，只有用服务人员的工具修复扣件或更换扣件，解扣将被系统识别，配合近端自检管理系统实现防拆目的，该特定工具用于标签线的连接和外层塑料粘合。

所述读写器是读取和写入电子标签中内存信息的设备，基于无源反射调制技术和模块化设计原理的射频识别读写器。其主要由射频模块、控制处理模块和天线三部分组成，射频模块的工作频率为915mhz，无线识别距离长达10米。所述读写器即一种数据采集设备，将前端多个防拆电子标签所包含的是否存在，存在的位置信息和数据时间序列，通过can中间件传递给含近端自检管理系统控制器。系统的后台系统是由近端自检系统和远端物料管理系统承担的，数据交换与管理近端是由系统总线中间件完成，远端连接是由远程无线传输，如gprs网络连接完成。其中读写器通过中间件与机器操控系统的控制器进行连接，机载近端自检管理系统完成数据信息的存储、管理和控制。远端物料管理系统实现物料编码的数据识别与复验。

在本发明的一种实施方式中，还提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质上存储有指令，该指令在被控制器执行时能够使得所述控制器执行前述的零部件防拆识别监控方法。

本发明上述技术方案能够适用于较广的应用场合，并能有效地对设备的防拆进行识别和监控。

以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施方式的方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。