基于RFID和GPS的网格化智能管材溯源方法与流程

基于rfid和gps的网格化智能管材溯源方法
技术领域
1.本发明涉及一种管材定位溯源方法，特别涉及一种基于rfid和gps的网格化智能管材溯源方法。


背景技术：

2.随着城市基建的日益扩大和城市建设步伐的不断加快，城市各类管网设施也日趋复杂。目前，管网系统的数据来源主要包括图纸数据、遥感数据、实测数据、gps数据和已有系统的数据等。然而，由于各种因素的影响，在实际操作中，往往会出现某些管道的实际产品信息或位置信息与设计图纸不一致的情况发生。另外，将管网的管材属性等信息导入管网溯源系统是一件相当费时费力的事情，很容易出现人为失误，从而造成数据信息偏差。当新建管网或对局部管网进行维修、改造后，管网溯源系统的数据难以实现同步更新，从而造成管网溯源系统失效。
3.中国专利申请号为201810644520.4的“实现地下管网gis系统生成以及数据更新的方法和系统”公开一种实现地下管网gis系统生成以及数据更新的方法和系统，包括根据实际操作需要，选择运行相应的gis应用单元；扫描需要操作的地下管道或管件上的溯源码以获取原始信息，所述地下管道或管件都嵌入有rfid芯片和gps芯片；在原始信息的基础上接收输入的新的操作信息；通过无线传输的方式将采集到的原始信息以及输入的新的操作信息发送到gis系统的数据库；在服务器端运行gis生成程序，把数据库内的所有信息汇总形成完整的地下管网gis系统从而实现地下管网gis系统的生成以及数据更新。


技术实现要素：

4.本发明的目的，在于提供一种基于rfid和gps的网格化智能管材溯源方法，实现简单，通用性好，实用性强。
5.为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
6.一种基于rfid和gps的网格化智能管材溯源方法，包括如下步骤：
7.步骤一，埋设管材，建立数据库：
8.步骤11，在需埋设的管材上固定rfid芯片，该rfid芯片具有唯一id；
9.步骤12，在云平台数据库保存各rfid芯片的id，并对应各id保存相应的管材基本信息；
10.步骤13，管材放置完成后，使用rfid读取设备扫描管材，读取该管材的rfid芯片id，将管材的gps定位信息连同rfid芯片id上传存入云平台数据库；
11.步骤14，云平台根据管材基本信息及gps定位信息，生成包含有对应管材的管材范围，并保存于数据库；
12.步骤二，进行管材溯源：
13.溯源时，人员向云平台上传所在位置的gps定位信息，并设定搜索范围，云平台在数据库中检索搜索范围内的管材信息并反馈。
14.上述步骤11中，rfid芯片固定于管材的端部。
15.上述步骤13中，若当前gps定位信号差，则手动微调gps定位位置，准确定位到当前的位置。
16.上述步骤14中，云平台生成的管材范围为矩形或圆形。
17.上述管材范围为矩形时，其生成过程是：
18.所述步骤12中的管材基本信息包含管材的长度信息，首先根据gps定位信息lat，lon和管材的长度信息，确定管材长度对应的经纬度跨越的差值δlat，δlon，其中，lat为经度，lon为纬度；
19.然后分别生成a(lon1,lat1),b(lon2,lat2),c(lon3,lat3),d(lon4,lat4),o(lon5,lat5)五个点来描述所述管材范围的矩形abcd，其中：
20.a点：lon1＝(lon+δlon/2)，lat1＝(lat+δlat/2)
21.b点：lon2＝(lon-δlon/2)，lat2＝(lat+δlat/2)
22.c点：lon3＝(lon-δlon/2)，lat3＝(lat-δlat/2)
23.d点：lon4＝(lon+δlon/2)，lat4＝(lat-δlat/2)
24.o点：lon5＝lon，lat5＝lat。
25.上述云平台数据库中还保存有对应rfid芯片id的埋管深度信息，埋管深度信息人工在埋设现场手动输入，并与管材的gps定位信息连同rfid芯片id上传云平台，或者根据施工规划直接输入云平台数据库。
26.当需埋设新的管材时，云平台的处理流程如下：
27.步骤a，将计划埋设位置的gps定位信息、管材基本信息和计划埋管深度上传云平台，云平台根据上传的信息生成计划管材范围，并检索数据库，判断是否和云平台数据库中已有的管材范围有重叠，如果没有重叠，则将计划管材范围和管材rfid芯片对应的id信息存入云平台数据库；若有重叠，则转步骤b；
28.步骤b，判断该重叠的管材与计划管材是否是同一批次的管材，如果是，则将计划管材范围和计划管材rfid芯片对应的id信息存入云平台数据库；如果不是，根据该重叠的管材与计划管材的深度差，判断是否会达到允许值，若达到允许值则将计划管材范围和计划管材rfid芯片对应的id信息存入云平台数据库，否则转步骤c；
29.步骤c，重新核对计划管材的gps位置是否准确，若有偏差则微调gps定位位置，并重新上传gps定位位置到云平台，转步骤a；若无偏差则确认是否更换位置埋管：如果不更换位置埋管，要查看当前埋管位置是否已经埋有管材：当前埋管位置确实已经埋有管材，就重新选择位置埋管；如果没有管材，则说明已重叠的管材在数据库中的定位位置有偏差，需要确认是否更换其管材范围：如果不更换，那么把管材范围和从管材rfid芯片获取的id信息存入云平台数据库；如果更换，对已储存在数据库中有重叠的管材范围重新定位，并储存到云平台数据库，并重新进行该位置的埋管操作。
30.上述步骤二的具体内容是：
31.地面上的人员通过gps定位设备获取当前所在位置的gps定位信息，并上传至云平台；然后，人工设定一个搜索区域，在云平台数据库中进行检索，查找该搜索范围内的所有管材范围，人员根据需要选择其中某一个管材范围作为溯源目标，并向该管材范围的方向移动，然后实时读取自己当前所处的gps位置信息；当人员移动到管材范围内，则表示人员
当前所在的位置为溯源管材所在的位置，溯源成功，将云平台数据库中该管材的相关信息返回到设备终端展示；如果搜索区域内没有任何的管材范围，说明此搜索区域内没有埋管。
32.采用上述方案后，本发明在操作时，首先，准备带有rfid芯片的管材，在rfid芯片中写入管材信息；在管材铺设完成后且填土前，使用网格溯源法实现带有rfid芯片的管材和gps定位信息的绑定；填土后，用pda在任意位置读取gps定位信息之后，就获取当前gps点之下是否埋有管材，以及所埋管材的rfid信息。该方法可用于埋于地下管道的溯源，方法简单，通用性好，实用性强，具有很好的应用前景，具有很大的研究价值和操作可行性。
33.与现有的管材溯源方法相比，本发明具有以下突出特点：
34.第一，考虑gps定位产生的误差，并能根据溯源信息找到管材位置；
35.第二，上传的管材信息包括管材的埋管深度，有结构层次；
36.第三，在施工时能避免挖到其他管材；
37.第四，方法简单，实用性强。由于本发明采用gps进行定位，并结合相应矩形坐标算法，就能完成相应的管材溯源，方法较为简单，便于实施。
附图说明
38.图1是本发明的原理图；
39.图2是本发明依照gps定位生成的网格坐标矩形图；
40.图3是本发明管道铺放位置和网格坐标矩形图；
41.图4是本发明实际情况下管道任意铺放位置和网格坐标矩形图；
42.图5是本发明gps定位在两矩形区域重叠后的处理流程图；
43.图6是本发明管道溯源的具体流程图；
44.图7是本发明管道溯源时的矩形区域搜索示意图；
45.图8是本发明管道溯源时的圆形区域搜索示意图；
46.图9是本发明采用的一种溯源搜索方案的原理图；
47.图10是溯源搜索方案不考虑定位误差时的溯源示意图；
48.图11是溯源搜索方案考虑定位误差时，给定一个圆形搜索区域的溯源示意图；
49.图12是溯源搜索方案考虑定位误差时，给定一个矩形搜索区域的溯源示意图；
50.图13是溯源搜索方案考虑定位误差时，以溯源设备定位的圆形搜索区域溯源示意图；
51.图14是溯源搜索方案考虑定位误差时，以溯源设备定位的矩形搜索区域溯源示意图；
52.图15是溯源搜索方案中gps定位偏差圆的误差分布示意图；
53.图16是溯源搜索方案中溯源可信度区间的概率分布示意图。
具体实施方式
54.以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。
55.如图1所示，本发明提供一种基于rfid和gps的网格化智能管材溯源方法，首先在埋设管材的同时构建数据库，该数据库设于云平台，便于管理，同时可配置与该云平台通信的用户终端，该用户终端可以是集成有通信、rfid读取、gps定位、输入输出功能的独立终
端，也可以是安装在手机、ipad、pda等移动终端的app，还可以是相互独立的能够实现前述几种功能的功能终端，本发明不作形式限制；所述云平台的数据库保存有对应各管材的管材范围，以及对应各管材的rfid芯片id、批次、长度等信息；当对管材进行溯源时，云平台在数据库中检索搜索范围内是否有管材，若有，则反馈管材的相关信息；若无，则反馈检索结果；所述方法具体包括如下步骤：
56.步骤1，将rfid芯片固定于管材上，该rfid芯片具有唯一id，并对应有相应的管材信息，如管材的批次、长度等信息；在本实施例中，配合图1，rfid芯片设置在管材的端部；固定rfid芯片的方式可以是在管材生产时将rfid芯片缠绕入管材中，也可以是采用胶带将rfid芯片黏贴于管材表面，还可以是借助装置将rfid芯片固定于管材上；
57.步骤2，将管材放置完成后，使用rfid读取设备扫描管材，读取当前管材的rfid芯片id，使用gps定位设备获取gps定位信息，将id连同对应的gps定位信息上传至云平台，保存在数据库中；其中，gps定位信息设定为经度lat、纬度lon，可以保留小数点后六位；若在定位时当前gps定位信号较差，可手动微调gps定位位置，准确定位到当前的位置；需要说明的是，如果采用定位、读取一体的设备，那么当读取到rfid芯片id时，由于设备距离rfid芯片很近，因此可将此时gps定位设备读取的gps定位信息作为rfid芯片的gps定位信息；而若采用分体设备时，可直接将gps定位设备靠近rfid芯片以直接获取芯片的gps定位信息；
58.步骤3，在云平台的数据库中，保存有各管材所对应的唯一的rfid芯片id，并且对应各id还保存有该管材的基本信息(如长度、批次等)、gps定位信息、埋管深度信息等；云平台根据数据库中保存的信息，对应各管材生成包含有该管材的rfid芯片的管材范围并保存，该管材范围将管材上的rfid芯片包含在内，但不要求包含整根管材；所述管材范围可以是矩形或圆形，以下以矩形为例说明其生成方法。
59.配合图2所示，首先根据gps的定位位置lat，lon和管材尺寸信息(如长度6m，内径0.6m)，设定管材尺寸对应的经纬度跨越的差值δlat，δlon；
60.然后分别生成a(lon1,lat1),b(lon2,lat2),c(lon3,lat3),d(lon4,lat4),o(lon5,lat5)五个点来描述网格坐标矩形，如图2所示，其中：
61.a点：lon1＝(lon+δlon/2)，lat1＝(lat+δlat/2)
62.b点：lon2＝(lon-δlon/2)，lat2＝(lat+δlat/2)
63.c点：lon3＝(lon-δlon/2)，lat3＝(lat-δlat/2)
64.d点：lon4＝(lon+δlon/2)，lat4＝(lat-δlat/2)
65.o点：lon5＝lon，lat5＝lat
66.该管材范围是圆形时，其生成方法是：首先，根据gps的定位位置lat、lon，可获取中心点o的经纬度信息为：lon5＝lon，lat5＝lat。然后，设定一个圆形区域半径r。该半径值可根据gps定位误差半径来设置。可以知道，管材rfid的位置是在以o(lat5，lon5)点为圆心，以r为半径的圆形区域内。
67.上述步骤3中，埋管深度既可以在步骤2中管材放置完成后通过终端手动输入再上传云平台的方式保存于数据库，也可以根据规划内容直接在云平台数据库中输入；
68.所述步骤3中，当需埋设新的管材时，需要判断计划埋设位置附近是否已经埋设有管材。配合图5所示，首先，将计划埋设位置的gps定位信息、管材基本信息和埋管深度(计划)上传云平台，云平台根据上传的信息生成计划管材范围(此处以矩形为例)，并检索数据
库，判断是否和云平台数据库中已有的矩形管材范围有重叠。重叠图形形状如图3网格坐标矩形重叠部分所示，其中的网格坐标矩形1和2均为云平台数据库已经储存的网格坐标矩形，网格坐标矩形3为计划的网格坐标矩形。如图3所示，计划的网格坐标矩形3和网格坐标矩形1存在重叠相交的区域，计划的网格坐标矩形3和网格坐标矩形2不存在重叠相交的区域。如果计划网格坐标矩形和云平台数据库中所有的网格坐标矩形没有重叠的情况，那么把计划矩形的管材范围和管材rfid芯片对应的id信息存入云平台数据库；若跟数据库中的某个网格坐标矩形有重叠区域，那么首先判断两个重叠的网格坐标矩形的管材信息，是否是同一批次的管材：如果是，那么忽略这次重叠，将网格坐标矩形和管材rfid芯片对应的id信息以及其它必要信息(如批次、长度信息等)存入云平台数据库；如果不是，根据网格坐标矩形有重叠的两管材的深度差，判断是否会达到允许值：如果两管材的深度相差距离达到允许值，将网格坐标矩形和管材rfid芯片对应的id信息存入云平台数据库；如果两管材的深度相差距离未达到允许值，云平台反馈提示该空间区域已埋有管材，并会提示重新核对计划埋设管材的gps位置是否准确：如果发现计划埋管位置和gps定位位置有偏差，可手动微调gps定位位置，准确定位到当前的位置，并重新上传gps信息等到云平台；如果当前埋管位置和gps定位位置已经准确，就要确认是否更换位置埋管：如果不更换位置埋管，那就要查看当前埋管位置是否已经埋有管材：当前埋管位置确实已经埋有管材，那就要重新选择位置埋管；如果没有管材，则说明已储存在数据库中网格坐标矩形的定位位置有偏差，需要确认是否更换已储存在数据库中有重叠的网格坐标矩形：如果不更换已储存在数据库中有重叠的网格坐标矩形，那么把网格坐标矩形和从管材rfid芯片获取的id信息存入云平台数据库；如果更换，对已储存在数据库中有重叠的网格坐标矩形重新定位，并储存到云平台数据库，并重新进行该位置的埋管操作。
69.如图4所示即为多种位置摆放的管材在埋管后生成的网格坐标矩形，由图中可以看到，在每根管材的端部均对应固定有一个rfid芯片，每个管材范围内包含有一个rfid芯片。
70.步骤4，当填土埋管后，此时无法再通过rfid读取设备读到管材上固定的rfid芯片信息，那么若要了解地下所埋管材的情况，需在云平台数据库中进行检索，配合图6所示，地面上的人员通过gps定位设备获取当前所在位置的gps定位信息，并上传至云平台；然后，人工设定一个搜索区域，如矩形区域(长宽分别为图7所示的a和b)或圆形区域(半径为图8所示的r)。在云平台数据库中进行检索，查找该搜索范围内的所有网格坐标矩形，如图7和图8中的查找到的网格坐标矩形1～3。人员根据需要选择其中某一个网格坐标矩形作为溯源目标，并向该目标网格矩形的方向移动，然后实时读取自己当前所处的gps位置信息。自己所处的gps位置信息和搜索区域内的网格坐标矩形都可以显示在手持设备终端。当人员移动到网格坐标矩形内，则表示人员当前所在的位置为溯源管材所在的位置溯源成功，将云平台数据库中该rfid对应的管材相关信息(如厂家、批次等)返回到设备终端展示。此外，如果搜索区域内没有任何的网格坐标矩形，说明此搜索区域内没有埋管。当然，如图2所示，该网格坐标矩形也可以是圆形的形式。
71.需要说明的是，本发明的主要目的用于溯源，通过施工时在管材上配备rfid芯片，以rfid芯片为载体记录管材的相关信息，那么在施工完成后，即使不挖开路面，也能够很方便地获知地下所埋管材的相关信息(例如管材的生产厂家、施工单位、管材型号等)；更进一
步地，如果在铺设地下管道时，都采用本发明的技术方案进行施工，建立数据库和信息绑定，构建溯源机制，那么就可以对所有的管材进行统一的智能化管理，便于今后的组网工作，并借助gps位置绘制完整全面的地下管道的三维管网地图，进而能够在新的施工时，方便根据已埋管材确定施工方案，节省因不确定地下已埋管材位置而重复施工产生的成本。
72.此外，在实际应用中，由于埋管时为了便于操作，以rfid读取设备gps定位信息作为rfid芯片的gps定位信息进行上传，gps定位时存在一定的定位误差；而在溯源时，所处位置的gps定位也可能存在定位误差。所有因素结合在一起，会导致管材溯源搜索的不可靠性。也就是说，某个矩形或圆形搜索区域内的搜索到的管材，由于埋管时gps的定位误差以及溯源时的定位误差，导致它实际的位置可能不在该搜索区域内。基于这样的考虑，可以引入可信度评价来提高溯源搜索的准确性。
73.如图9所示，是本发明所采用的一种溯源搜索方案的原理图，用于搜索某一gps定位附近搜索范围内的管材，本实施例以搜索范围为矩形或圆形区域为例进行说明，其余形状的区域可按本实施例的实现思路推导得到；设溯源位置的gps定位设备实际位置经度为lon，纬度为lat；溯源时，gps定位设备读取的gps定位位置经度为lon
′
，纬度为lat
′
，该gps定位设备的定位偏差半径为r2；设地下所埋第i个管材上rfid芯片的实际位置经度为loni，纬度为lati(i表示管材序号)；埋管定位时所使用的gps定位设备读取的gps定位位置经度为loni′
，纬度为lati′
，该gps定位设备的定位偏差半径为r1；再设需溯源的圆形搜索区域半径为r，矩形搜索区域范围为[a，b]，其中r1和r2都必须小于a、b和r，否则搜索半径或区域小于定位误差半径，溯源就没有意义；设溯源所使用的gps定位设备与地下所埋第i个管材的实际距离为si，溯源所使用的gps定位设备的gps定位位置与地下所埋第i个管材的gps定位位置距离为si′
。
[0074]
该溯源搜索方案分为不考虑gps定位误差和考虑gps定位误差两种情况进行讨论：
[0075]
(一)不考虑定位误差
[0076]
如图10所示，在不考虑定位误差时，loni′
＝loni，lati′
＝lati，lon
′
＝lon，lat
′
＝lat，那么si的计算公式为：
[0077][0078]
依照si′
从小到大的顺序对管材排序，在搜索半径r或搜索区域[a，b]内的管材为：
[0079]
si′
≤r
[0080]
或者：
[0081][0082]
由于溯源lon
′
、lat
′
、loni′
和lati′
都为已知值，因此可按上面的筛选条件选出符合条件的管材，然后按照si′
从小到大的顺序显示给用户(如pda上以管材溯源列表的形式呈现)。
[0083]
(二)考虑定位误差
[0084]
根据需求分为两种情况：
[0085]
第一种情况：给定了搜索区域。搜索以搜索中心位置为圆心、半径为r的圆形区域
内或搜索a
×
b矩形区域内的管材。由于这种情况不需要使用gps定位设备进行定位，因此不存在gps定位设备的溯源偏差，即不存在r2的误差。这时，lon
′
＝lon，lat
′
＝lat，因此只需考虑埋管定位时gps定位设备的定位偏差半径r1。
[0086]
i)若搜索区域为圆形，通过对图11进行分析，可得出如下三种关系：
[0087]
(1)如果si+r1≤r，则说明该管材的rfid芯片必定在搜索区域内。
[0088]
(2)如果s
i-r1＞r，则说明该管材的rfid芯片必不在搜索区域内。
[0089]
(3)s
i-r1≤r≤si+r1，则说明该管材的rfid芯片可能在搜索区域内。
[0090]
ii)若搜索区域是a
×
b的矩形，如图12所示，设可得：
[0091]
(1)如果则说明该管材的rfid芯片必定在搜索区域内。
[0092]
(2)如果则说明该管材的rfid芯片必不在搜索区域内。
[0093]
(3)如果则说明该管材的rfid芯片可能在搜索区域内。
[0094]
第二种情况：没有给定搜索区域。使用gps定位设备检测当前位置的gps定位位置，并以此作为圆心/中心点搜索半径为r的圆形区域内或a
×
b矩形区域内的管材，那么此时既要考虑埋管定位时gps定位设备的定位偏差半径r1，还要考虑当前(即溯源时)所使用的gps定位设备的定位偏差半径r2。
[0095]
i)若搜索区域为圆形。配合图13所示，假设埋管和溯源搜索时，gps定位误差分别在以半径为r1、r2的圆内均匀分布。设第i个管材埋管时的gps定位位置到溯源时gps定位设备的gps定位位置距离为si′
，设当前gps定位设备的实际位置到第i个管材的实际位置距离为si。那么si′
的取值范围为：
[0096]si-r1-r2≤si′
≤si+r1+r2
[0097]
同时还受下面条件限制：
[0098][0099]
因此，可以判断：
[0100]
(1)如果si+r1+r2≤r，则说明该管材的rfid芯片必定在搜索区域内。
[0101]
(2)如果s
i-r1-r2＞r，则说明该管材的rfid芯片必不在搜索区域内。
[0102]
(3)如果s
i-r1-r2≤r≤si+r1+r2，则说明该管材的rfid芯片可能在搜索区域内。
[0103]
ii)若搜索区域为a
×
b的矩形。如图14所示，假设埋管和溯源搜索时，gps定位误差在以半径为r1、r2的圆内均匀分布。设第i个管材的gps定位位置到当前gps定位设备的gps
定位位置距离为si′
，设当前gps定位设备的实际位置到第i个管材的实际位置距离为si，那么si′
的取值范围为：
[0104]si-r1-r2≤si′
≤si+r1+r2
[0105]
同时还受下面条件限制：
[0106][0107]
在对溯源管材准确判断前，先筛选出不在搜索区域内的管材和必在搜索区域内的管材：
[0108]
设
[0109]
(1)如果则说明该管材的rfid芯片必定在搜索区域内。
[0110]
(2)如果则说明该管材的rfid芯片必不在搜索区域内。
[0111]
(3)则说明该管材的rfid芯片可能在搜索区域内。
[0112]
值得一提的是，在上述的判断方法中，lon、lat、loni和lati的真实值通常是未知的，因此，我们可以把gps定位设备读取的lon
′
、lat
′
、loni′
和lati′
值代替上述值进行计算，以此实现管材是否在搜索区域内的判断。
[0113]
另外，我们可以引入可信度评价来确定管材在搜索区域内的概率。如图15所示，首先在半径为r1的圆内均匀分布k1个点(假设埋管时gps定位坐标落在这些点的可能性等概率出现)，在半径为r2的圆内均匀分布k2个点(假设溯源时的gps定位坐标落在这些点的可能性也等概率出现)，然后可以计算出k1集合内的每个点到k2集合内的每个点的距离集合s。
[0114]
显然，s可能的最大值为si+r1+r2，可能的最小值为s
i-r1-r2。那么，如果我们想把s的取值区间[s
i-r1-r2，si+r1+r2]分成n个小区间的话，则间距值由于r1的圆内k1个点，以及r2的圆内k2个点都假设为均匀分布，因此基于数学上的概率分布方法，可以计算出s取值区间内这n个值的分布概率，这样就得到了图16所示的概率分布示意图。图中，每个区间的概率分别为η1，η2，
…
，ηn。
[0115]
根据前面的判断，我们知道：(1)如果r≥si+r1+r2，则说明该管材的rfid芯片落在
搜索区域r内的概率为100％；(2)如果r＜s
i-r1-r2，则说明该管材的rfid芯片落在搜索区域r内的概率为0％。(3)如果s
i-r1-r2≤r≤si+r1+r2，则说明该管材的rfid芯片在搜索区域r内的概率为0～100％。
[0116]
因此，如图16所示，当r的值位于第r个区间时，r＝1，2，
…
，n，那么可以知道，该管材的rfid芯片在搜索区域r内的概率为η1+η2+
…
+ηr，且η1+η2+
…
+ηn＝1。
[0117]
利用上述方法，可在溯源设备中，将所埋管材rfid到溯源设备gps距离，从小到大以列表的形式排列，并显示出相应的溯源可信度。当管材的溯源可信度为0％，则不在列表中显示。
[0118]
另外，通过以上方案搜索到的管材，可以在列表中显示管材的相关信息(如批次、gps定位信息、管材长度、施工时间等)，也可以同时在地图中予以标注。
[0119]
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。