一种基于RFID的办公物联网控制方法及系统与流程

本发明涉及一种基于rfid的办公物联网控制方法及系统，属于物联网控制领域，尤其涉及一种办公物联网方法及系统。

背景技术：

在现阶段，将rfid技术与物联网技术融合，成为一个发展趋势，然而，如果仅将rfid技术作为一个简单的部件加入到物联网中使用，并不能达到其本身的效果，并且还可能引起物联网系统在控制中的冲突以及错误。

而在现阶段，如何将rfid技术高效地应用于物联网系统中，并且使其发挥充分的作用，成为了摆在技术人员面前的一个重要研究方向。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，基于此，本发明提出了一种基于rfid的办公物联网控制方法及系统，并实现了将rfid技术与物联网的融合使用。

本发明具体采用如下的技术方案：

所述系统包括：终端，用于用户进行身份认证，并对物联网内物品实现查询以及对物联网内设备进行远程控制；所述终端可以是个人数字设备、手机、电脑；所述终端以有线或无线方式与物联网系统建立联接。

中央控制器模块，与系统中的服务器、物品、终端信息映射表生成模块、可控设备地址生成模块、rfid数据处理流程控制模块耦合，用于进行终端的身份认证、处理控制信息、查询物品信息、进行加密运算以及发送报警信号；

服务器，用于实现与终端的联接，并存储物联网设备的地址信息，在身份验证通过后建立终端与物联网设备的联接；

物品、终端信息映射表生成模块，该模块用于建立物品、终端信息映射表，其中物品信息映射表为<物品名称，物品代码，被包含代码，包含代码>，并存储物品关联关系；终端信息映射表为<终端代码，授权级别>，其中终端代码为每个用户终端的标识码；映射表中的物品名称，物品代码，被包含代码，包含代码分别以相同的二进制数据位数表示，终端代码，授权级别分别以相同的二进制数据位数表示；

可控设备地址生成模块，用于将办公区域中的可控设备标识码与其对应的地址建立映射关系：当设备接入办公物联网中时，中央控制器读取该设备自身所携带的产品标识码，将产品标识码后5位数字信息作为该设备的地址信息进行存储，并发送至服务器备份；

rfid数据处理流程控制模块，用于合理安排系统的数据处理流程，确保数据处理的效率，生成树形结构的数据处理流程，其中每个叶子节点代表数据处理中实际发生的过程；对每个叶子节点依照数据处理实际过程的顺序进行排序，确定每个叶子节点数据处理过程中可以并行处理的进程的上限数目，其中，每个叶子节点至少包含一个进程，得到完整的包含数据处理逻辑顺序的树形结构图；

约束条件模块，用于根据物品映射表中的物品代码、被包含代码、包含代码以及终端信息映射表中的授权级别，确定rfid数据处理流程的约束条件；

优选地，所述中终端代码由用户设置的密码和终端处理器的硬件标识码，通过加密算法得到。

优选地，所述约束条件模块的约束条件为：物品包含关系不符合映射表信息时，发出报警；用户通过终端进行的操控超出授权级别时，发出报警。

此外，本发明还提出了一种基于rfid的办公物联网控制方法，其实现的具体步骤如下：

(1)建立物品、终端信息映射表，其中物品信息映射表为<物品名称，物品代码，被包含代码，包含代码>，并存储物品关联关系，其中被包含代码表示包含该物品的物品代码，包含代码表示包含在该物品内的物品的代码，每件物品通过其上固定的rfid标签记录映射表中的信息；终端信息映射表为<终端代码，授权级别>，其中终端代码为每个用户终端的标识码，每个标识码与物联网系统中的控制器地址之间建立映射关系，授权级别标识该终端对物联网系统的可操控范围；

映射表中的物品名称，物品代码，被包含代码，包含代码分别以相同的二进制数据位数表示，终端代码，授权级别分别以相同的二进制数据位数表示；

将办公区域中的可控设备标识码与其对应的地址建立映射关系：当设备接入办公物联网中时，中央控制器读取该设备自身所携带的产品标识码，将产品标识码后5位数字信息作为该设备的地址信息进行存储，并发送至服务器备份；

(2)生成系统的rfid数据处理流程，得到树形结构的数据处理流程，其中每个叶子节点代表数据处理中实际发生的过程；对每个叶子节点依照数据处理实际过程的顺序进行排序，确定每个叶子节点数据处理过程中可以并行处理的进程的上限数目，将叶子节点的可并行进程数目设置为上限数目减1，若叶子节点进程上限数目为1，则设置为1，得到完整的包含数据处理逻辑顺序的树形结构图；

(3)根据物品映射表中的物品代码、被包含代码、包含代码以及终端信息映射表中的授权级别，确定rfid数据处理流程的约束条件；该约束条件为：物品包含关系不符合映射表信息时，发出报警；用户通过终端进行的操控超出授权级别时，发出报警。这一约束条件的建立，为系统运行中出现的非法操作以及系统自身可能出现的流程问题进行了有效约束，并发出不同的报警信号，以对使用者进行相应提醒。

(4)当用户通过终端与办公物联网系统建立联接时，终端自动将终端处理器的硬件标识码发送给中央控制器，中央控制器通过该标识码获取已存储的终端代码，验证用户终端在用户输入密码后生成的终端代码与已存储的终端代码是否相同，实现终端身份认证；若身份认证通过，则中央处理器读取对应的授权级别并接收用户通过终端发送的控制命令，否则发出报警信息；

(5)接收用户通过终端输入查询物品指令，中央控制器通过读写器读取办公区域内的物品rfid标签信息，并通过与存储的物品关联关系，检测rfid标签信息的包含、被包含关系是否错误，确认物品是否存在被非法移动，若存在，则向终端发送报警信息；接收用户通过终端输入的设备控制指令，中央控制器通过授权级别判断该指令是否合法，若合法，则读取对应设备的地址信息并通过服务器发送给终端，终端通过服务器与设备建立联接，实现终端对设备的控制；

由于系统中的标签数量众多，必须设置一有效的避免冲突的算法，以应对可能出现的标签读写错误。为避免标签读写冲突，对rfid标签信息的读取采用hash函数进行时隙分配，其中所述hash函数的表达式为：hash(k+1)＝hash(k)<<3+hash(k)+p(k)，(0≤k≤m)，h＝hash(m)％p；其中：hash函数的初始值选择一质数，p(k)表示rfid标签识别码的不同位；m表示标签id号的位数，p为下一时间段内需要读写的标签个数，h表示hash值除以p的余数，以此决定标签发射的时隙。

优选地，所述步骤(1)中终端代码由用户设置的密码和终端处理器的硬件标识码，通过加密算法得到。

本发明的优点在于：

通过物联网的流程规划，有效对物联网中的大量数据的处理流程进行管理，使物联网系统高效运行，同时，通过映射表的形式简化了对物联网中的物品检查以及设备控制方法，降低了数据处理量，同时通过改进的hash算法，有效避免了物联网系统中对物品rfid标签的读取中可能出现的冲突现象。

附图说明

图1为本发明的物联网系统结构图；

图2为本发明的流程图。

具体实施方式

为将本发明的技术手段和特征以及有益效果更加详细地说明，现结合具体图示，进一步阐述本发明的内容。

本发明的物联网系统适用于一般的区域管理，尤其适用于办公区域的管理，如图1所示，本系统包括如下：

终端，用于用户进行身份认证，并对物联网内物品实现查询以及对物联网内设备进行远程控制；所述终端可以是个人数字设备、手机、电脑；所述终端以有线或无线方式与物联网系统建立联接。

中央控制器模块，与系统中的服务器、物品、终端信息映射表生成模块、可控设备地址生成模块、rfid数据处理流程控制模块耦合，用于进行终端的身份认证、处理控制信息、查询物品信息、进行加密运算以及发送报警信号；

服务器，用于实现与终端的联接，并存储物联网设备的地址信息，在身份验证通过后建立终端与物联网设备的联接；

物品、终端信息映射表生成模块，该模块用于建立物品、终端信息映射表，其中物品信息映射表为<物品名称，物品代码，被包含代码，包含代码>，并存储物品关联关系；终端信息映射表为<终端代码，授权级别>，其中终端代码为每个用户终端的标识码；映射表中的物品名称，物品代码，被包含代码，包含代码分别以相同的二进制数据位数表示，终端代码，授权级别分别以相同的二进制数据位数表示；

可控设备地址生成模块，用于将办公区域中的可控设备标识码与其对应的地址建立映射关系：当设备接入办公物联网中时，中央控制器读取该设备自身所携带的产品标识码，将产品标识码后5位数字信息作为该设备的地址信息进行存储，并发送至服务器备份，例如产品标识码为123456，则将234.56作为该产品对应的地址进行存储；

rfid数据处理流程控制模块，用于合理安排系统的数据处理流程，确保数据处理的效率，生成树形结构的数据处理流程，其中每个叶子节点代表数据处理中实际发生的过程；对每个叶子节点依照数据处理实际过程的顺序进行排序，确定每个叶子节点数据处理过程中可以并行处理的进程的上限数目，其中，每个叶子节点至少包含一个进程，得到完整的包含数据处理逻辑顺序的树形结构图；

约束条件模块，用于根据物品映射表中的物品代码、被包含代码、包含代码以及终端信息映射表中的授权级别，确定rfid数据处理流程的约束条件；

优选地，所述中终端代码由用户设置的密码和终端处理器的硬件标识码，通过加密算法得到。

优选地，所述约束条件模块的约束条件为：物品包含关系不符合映射表信息时，发出报警；用户通过终端进行的操控超出授权级别时，发出报警。

下面依照图2所示，介绍本发明的控制方法，其实现的具体步骤如下：

(1)建立物品、终端信息映射表，其中物品信息映射表为<物品名称，物品代码，被包含代码，包含代码>，并存储物品关联关系，其中被包含代码表示包含该物品的物品代码，包含代码表示包含在该物品内的物品的代码，每件物品通过其上固定的rfid标签记录映射表中的信息；终端信息映射表为<终端代码，授权级别>，其中终端代码为每个用户终端的标识码，每个标识码与物联网系统中的控制器地址之间建立映射关系，授权级别标识该终端对物联网系统的可操控范围；

映射表中的物品名称，物品代码，被包含代码，包含代码分别以相同的二进制数据位数表示，终端代码，授权级别分别以相同的二进制数据位数表示；

将办公区域中的可控设备标识码与其对应的地址建立映射关系：当设备接入办公物联网中时，中央控制器读取该设备自身所携带的产品标识码，将产品标识码后5位数字信息作为该设备的地址信息进行存储，并发送至服务器备份；

(2)生成系统的rfid数据处理流程，得到树形结构的数据处理流程，其中每个叶子节点代表数据处理中实际发生的过程；对每个叶子节点依照数据处理实际过程的顺序进行排序，确定每个叶子节点数据处理过程中可以并行处理的进程的上限数目，将叶子节点的可并行进程数目设置为上限数目减1，若叶子节点进程上限数目为1，则设置为1，得到完整的包含数据处理逻辑顺序的树形结构图；

(3)根据物品映射表中的物品代码、被包含代码、包含代码以及终端信息映射表中的授权级别，确定rfid数据处理流程的约束条件；该约束条件为：物品包含关系不符合映射表信息时，发出报警；用户通过终端进行的操控超出授权级别时，发出报警。这一约束条件的建立，为系统运行中出现的非法操作以及系统自身可能出现的流程问题进行了有效约束，并发出不同的报警信号，以对使用者进行相应提醒。

(4)当用户通过终端与办公物联网系统建立联接时，终端自动将终端处理器的硬件标识码发送给中央控制器，中央控制器通过该标识码获取已存储的终端代码，验证用户终端在用户输入密码后生成的终端代码与已存储的终端代码是否相同，实现终端身份认证；若身份认证通过，则中央处理器读取对应的授权级别并接收用户通过终端发送的控制命令，否则发出报警信息；

(5)接收用户通过终端输入查询物品指令，中央控制器通过读写器读取办公区域内的物品rfid标签信息，并通过与存储的物品关联关系，检测rfid标签信息的包含、被包含关系是否错误，确认物品是否存在被非法移动，若存在，则向终端发送报警信息；接收用户通过终端输入的设备控制指令，中央控制器通过授权级别判断该指令是否合法，若合法，则读取对应设备的地址信息并通过服务器发送给终端，终端通过服务器与设备建立联接，实现终端对设备的控制；

由于系统中的标签数量众多，必须设置一有效的避免冲突的算法，以应对可能出现的标签读写错误。为避免标签读写冲突，对rfid标签信息的读取采用hash函数进行时隙分配，其中所述hash函数的表达式为：hash(k+1)＝hash(k)<<3+hash(k)+p(k)，(0≤k≤m)，h＝hash(m)％p；其中：hash函数的初始值选择一质数，p(k)表示rfid标签识别码的不同位；m表示标签id号的位数，p为下一时间段内需要读写的标签个数，h表示hash值除以p的余数，以此决定标签发射的时隙。

优选地，所述步骤(1)中终端代码由用户设置的密码和终端处理器的硬件标识码，通过加密算法得到。

本方法对实现物联网数据的高效处理、简化物联网设备控制及物品管理以及改善物联网系统中rfid标签读取的冲突，具有良好效果及重要意义。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。