专利名称：基于rfid的户外广告监管系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线射频技术应用领域，特别是基于RFID的户外广告监管系统。
背景技术：
随着我国经济的迅猛发展，商业活动变得越来越活跃。为了在众多竞争者中脱颖而出，各公司企业利用各种办法宣传自己的产品，在户外安置广告就是其中一种重要的宣传手段。大量广告的安置如果不进行有效的规范，势必将使管理变得极为困难，使公共安全埋下隐患，也会对文明市容的创建产生负面的影响。对户外广告的监管面临着诸多难点
首先，由于长期以来一直缺乏有效的监管措施，使得目前实际存在有非常多的未经任何部门批准的违法广告。新的广告牌监管方式要保证不再有更多的违法广告产生，并在这一前提下逐步取缔现有的违法广告，将户外广告真正纳入规范有序的监控下。然而，户外广告庞大的数量，复杂多变的安置情况，使得用纯人工的方式进行监管变得极为困难。其次，对户外广告的巡检对于操作人员而言是一个机械重复的过程，低效的巡检方式不仅耗时费力，而且容易让人产生厌烦情绪，降低巡检的质量。再者，大型广告一般会安放在较高位置以引起更加广泛的关注，这无疑会加大巡检难度、加重巡查人员的劳动强度，大大增加巡查的时间。因此，建立一套具备系统性、高效性、安全性和可靠性的户外广告监管系统，是迫切而有意义的。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种基于RFID的户外广告监管系统，以期通过RFID技术系统、高效、安全、可靠地管理户外广告。本发明采取的技术方案是
一种基于RFID的户外广告监管系统，其特征在于包括后台服务器、PC机终端、手持终端、发卡器和有源RFID标签，所述后台服务器中安装有户外广告数据库，所述PC机终端能够访问所述后台服务器的数据库，所述PC机终端通过所述发卡器对所述有源RFID标签进行初始化，所述有源RFID标签安装于所述户外广告上，所述手持终端与所述有源RFID标签之间通过无线射频读写模块进行数据读写操作，所述手持终端能够通过所述PC机终端与后台服务器数据库进行同步。进一步，所述手持终端与所述有源RFID标签之间的有效通信距离大于1000米。进一步，所述射频读写模块采用直接序列扩频技术进行数据传送，其通信速率为250Kbps，射频频率为2. 4GHz。进一步，所述射频读写模块通过射频模块间的通信协议进行通讯，所述通信协议支持防篡改机制，具有防碰撞算法和重发机制。进一步，所述有源RFID标签的数据通过AES加密后与所述手持终端进行交互，AES加密算法密钥用户可以自定义。进一步，所述有源RFID标签的电源采用太阳能电池或锂铁电池。进一步，所述手持终端搭载GPS模块和地图包。本发明的有益效果是
(1)手持终端的覆盖范围大，能够覆盖所有的高层建筑；
(2)2.4GHz的无线信号具有强的穿透力，减少了通信死角，也可避免因频段冲突造成的信号干扰；
(3)数据通过加密后进行传输，使数据更安全；
(4)射频模块的通信协议、防碰撞算法和重发机制保证了通信的可靠；·
(5)保证了标签电源使用寿命，标签性能指标满足户外作业环境要求，可循环使用，绿色环保；
(6)手持终端具有全面、高效的巡检能力；
(7)真正实现了安全，可靠，高效，系统的基于数据库的户外广告科学监管方法。
附图I为本发明的架构示意 附图2为手持终端与RFID标签交互过程示意 附图3为监管系统工作过程示意 附图4为发卡操作流程 附图5为黑名单处理流程图。附图中的标记分别为
I.后台服务器；2.通用PC终端；
3.手持终；4.发卡器；
5. RFID标签；6.广告牌；
7.协调器；8.流程表单；
9.发卡器；10.巡检人员；
II.巡检车；12.建筑物；
13.巡检路线；201-220.框图步骤或判断条件；
301-313.框图步骤或判断条件。
具体实施例方式下面结合附图对本发明基于RFID的户外广告监管系统的具体实施方式
作详细说明。参见附图1，户外广告监管系统由后台服务器I、通用PC终端2、发卡器4、手持终端3以及无线射频(RFID)标签5五部分组件组成。后台服务器I用于存储主数据库，户外广告监管数据均汇总于主数据库中，对主数据库内数据的调用是每次监管操作的起点，巡检结果整理并更新至主数据库则是每次监管操作的终点，由此真正实现严格意义上的基于数据库的系统性科学管理模式。通用PC终端2安装有PC端配套软件，是连接主数据库、手持终端本地数据库以及发卡器三者的中继点，可实现多种功能，主数据库及其软件均可选用现有的数据库开发产品。通用PC终端2配套软件作为后台服务器主数据库的客户端，用户可使用该软件对主数据库进行访问和修改。通用PC终端2从主数据库下载数据，用于下载巡检目标区域的户外广告当前数据，以载入手持终端，以及下载某一电子标签的完整数据，以执行对该标签的重新发卡操作。通用PC终端会将下列数据更新到主数据库(I)对某一新电子标签发卡成功后的发卡数据。(2)对某一已有电子标签的数据进行修改操作成功后的修改数据。(3)巡检结束后，从手持终端向PC终端2载入巡检结果，该结果经PC端配套软件整理后获得的数据。(4)信息重置、黑名单、标签更换等流程的执行情况的跟踪反馈数据。手持终端3可通过USB 口连接通用PC，实现数据通信。内置2. 4GHz无线协调器模块(模块具有防碰撞算法)，带GPS模块和地图包(用于协助标签位置确定)，安装有手持终端配套软件，可读取无线射频电子标签内的数据信息，也具有修改标签数据和加密算法密钥功能(高权限用户可用)，用于执行巡检任务。执行巡检任务前，手持终端3通过PC终端2 从主数据库下载巡检目标区域的户外广告当前数据，用于在巡检过程中和巡检得到的数据进行比对以发现篡改情况，以及查询标签历史违规记录等操作。巡检结束后手持终端3将保存在本地数据库的巡检结果上传至通用PC终端2做进一步的数据处理。发卡器4可通过串口或以太网口连接通用PC。连接成功后，PC端配套软件即可控制发卡器，执行发卡等操作。通用PC终端2外接发卡器后再结合配套软件可对电子标签执行发卡、修改标签内容操作。通用PC终端2外接发卡器后再结合配套软件可读取电子标签内的数据，用于检验发卡成功、核对数据等目的。无线射频电子标签5采用2. 4GHz有源标签，随户外广告审批通过发放，存储着对应广告的信息，广告施工时内嵌标签，用于对执行对广告的监管。具有低功耗设计，省电节能。采用ABS密封外壳，符合户外环境要求，可循环使用，绿色环保。巡检过程中手持终端借助配套软件对电子标签进行标签搜索，数据读写，违章记录，修改加密算法密钥等操作。极限读写距离不小于1000米，范围可调，通信速率250Kbps，丢包时可重发。通用PC终端2作为中继点连接了服务器、发卡器和手持终端三者，并负责完成对三者间的信息传输的统一管理控制，以及实现处理三方数据的功能，具体功能实现如图所示。对射频电子标签而言，发卡器负责对其进行初始发卡和内容修改等操作，而手持终端则用于在执行巡检任务过程中与其进行交互式访问。此外，系统中凡同通用PC终端直接进行的所有通信均为有线通信，接线形式包括以太网连接，串口连接，USB连接，内部总线连接等。凡同射频电子标签的所有交互均为无线通信形式，无线通信具有自主设计的通信协议格式，并运用加密算法对数据内容实施保护。参见附图2，户外广告被安置于大型楼宇或者标识物的醒目位置。依据楼宇表面可用面积的差异，大型楼宇或者标识物表面会安置不同数量的广告牌，以每栋独立建筑或者每一组标识物为一个单位，每一单元均安置了广告牌6，每个广告牌上设有射频电子标签5。射频电子标签5内部存储着与对应广告牌相关的一系列信息，在通常情况下处于低功耗的休眠状态。巡检过程中，巡检人员操作手持终端3中的配套程序以控制其协调器7首先发起搜索信号，唤醒有效范围内的标签，被唤醒的标签立即向协调器7发送标签ID、标签电压，信号状况和标签地理位置等基本描述信息(协调器极限搜索距离不小于1000米，通信速率250Kbps。由于采用了防碰撞算法，协调器可同时搜索到有效范围内的所有标签。射频信号采用的2. 4GHz频段可避免与其它常用无线信号产生频段冲突而造成信号干扰。考虑到通信中可能存在的丢包情况，设计了重发机制。)，协调器7接收到这些信息后即可对成功搜索到的标签进行进一步的访问(使用自主设计的通信协议，并采用加密算法保证数据信息的安全)。手持终端3可以调节协调器7的发射功率，以调整巡检的覆盖范围，如图中的A区域为所需巡检的区域，B区域为巡检区域以外但是协调器7发射的信号可以覆盖的区域，则在调节协调器7的发射功率后可以仅对需要巡检的区域范围进行标签搜索，避免搜索到过多的标签。此外，对于搜索到的所有标签，手持终端3可以按照标签所在单元(同一单元的标签为一个标签组)对其进行筛选，便于对同一单元的标签进行集中访问，再配合排序功能，按敏感项进行排序，更可快速锁定到某一特定标签。锁定标签后，使用手持终端3的GPS模块和地图包可帮助巡检人员确定广告的地理位置，之后对该标签可进行多种交互操作，包括基本的读取标签信息操作，发现违规情况后的记录操作(违规文字描述记录在标签和手持终端本地，违规现场照片记录在手持终端本地，期间可配合手持终端本地数据库查询功能对历史违规记录进行查询回顾)，以及高权限操作人员可执行的修改标签数据操作和修改加密算法密钥操作等。所有巡检内容均实时存储于手持终端，结束后作为巡检结果带回监管中心。标签在不收到协调器信号若干时间后自动回到休眠状态以节省电能。参见附图3，该图完整展示了一次典型的户外广告监管过程。整个过程可分为发卡和巡检两部分(两部分各自独立，为便于表达，图中将两个部分串联成一个整体过程进行解释)。首先是发卡部分，连接后台服务器I、通用PC终端2以及发卡器9，由通用PC终端2配套程序控制发卡器9向射频电子标签5执行发卡操作，同时将发卡数据更新至后台服务器I主数据库。RFID标签5发卡后由广告商负责施工安装，将RFID标签5按施工要求内嵌到对应户外广告中，至此，发卡过程结束。接着进入巡检部分，先连接后台服务器I、通用PC终端2以及手持终端3，使用配套程序将目标巡检区域的户外广告历史数据下载至手持终端，而后巡检人员10携带手持终端3乘坐巡检车11前往目标巡检区域。到达巡检区域后按照预定的巡检路线首先对第一标签组进行巡检(此时若巡检人员10需要在巡检车11内执行巡检操作则需减缓车速)。假设第一标签组安置在建筑物12外表面，巡检人员10操作手持终端3先完成对第一标签组的搜索和筛选，然后读取标签数据信息。接着借助手持终端3的GPS模块和地图包确定户外广告位置，察看广告是否有违规情况，若发现有则即刻对违规现场进行记录，最后保存巡检结果。逐一完成对第一标签组所有标签的巡检后，巡检人员10以同样的流程按照巡检路线对下一组标签进行巡检，假设接下来两组标签安置于另一建 筑物12外表面，依次类推，对所有标签组的巡检完成后，巡检人员10携带保存着全部巡检结果数据的手持终端3乘坐巡检车11返回监管中心。回到监管中心后将手持终端3接入通用PC终端2，并连接后台服务器1，使用配套程序将保存在手持终端3的巡检结果数据上传至通用PC终端2，而后在通用PC终端2上使用配套程序对巡检结果数据进行整理，并将整理结果更新至后台服务器I主数据库。最后，提取打印流程表单8并将其送至执行部门，由执行部门做下一步处理。参见附图4，发卡操作流程是，发卡操作开始(图示第201步)，PC终端发卡器通过以太网口或串口接入通用PC (图示第202步)，通用PC配套软件开启后，确认连接发卡器成功并确认连接后台服务器主数据库成功(图示第203步)，判断标签是新的还是旧的(图示第204步)，如果是新标签发卡，则给新标签上电，密封(图示第205步)，如果是旧标签，则修改数据，判断旧标签电池是否需要更换(图示第206步)，如果电池需要更换，则更换旧标签电池，重新密封(图示第207步)，将标签放入发卡器有效读写范围(图示第208步)，记录向标签执行发卡操作的次数，并初始化参数i=0 (图示第209步)，执行发卡操作，将数据写入标签(图示第210步)，将参数i的值加I (图示第211步)，读取标签数据，以确认发卡成功(图示第212步)，判断发卡是否成功(图示第213步)，如果没有成功，判断参数i的值是否小于3 (图示第214步)，如果i小于3，则 重新进行210步骤，如果i不小于3，则标签报废，回收(图示第215步)，并将报废情况登记到后台主数据库(图示第216步)，然后重新分配新的标签进行205步骤。如果213步的发卡成功，则将标签数据更新到后以主数据库(图示第217步)，将标签交予广告发布单位(图示第218步)，广告发布单位负责施工安装标签到位(图示第219步)，发卡操作结束(图示第220步)。巡检操作过程如下，手持终端通过USB 口接入通用PC，通用PC配套软件开启，手持终端配套软件开启，登录手持终端配套软件，确认手持终端接入成功，确认连接后台服务器主数据库成功，从主数据库下载目标巡检区域户外广告数据至手持终端本地数据库，确保手持终端电量充足，执行手持终端协调器自检操作确保协调器工作正常，关闭手持终端，前往目标巡检区域。到达目标巡检区域后，前往第一个目标标签组所在地。开启手持终端配套软件，登录手持终端配套软件，这里将隶属于同一建筑物或一组标识物的户外广告电子标签作为一个标签组。开启标签手动搜索，选定适当的标签检索方位，标签检索位置以尽可能保证目标广告在可视范围内，距离不超过射频模块收发极限距离且越近越好为宜。巡检人员应尽量避免移动，且保持手持终端天线朝上。若巡检人员处于移动的巡检车内，需尽可能放缓行车速度，并将手持终端天线稍稍伸出车窗，以保证标签检索质量。最终以能够搜索到目标标签，且标签信号质量可接受作为确定检索方位依据。选择性地调整检索范围，可以先暂停标签搜索，再执行调整检索范围操作，操作结束后重新开启搜索。确认搜索到目标标签组标签后，停止标签搜索操作，可用自动搜索模式反复自动执行搜索操作。搜索到的标签应包含所有目标标签组的标签。执行筛选操作，获得目标标签组，并可按标签的不同属性执行排序操作，可按照执行标签搜索操作后获得的标签简要信息的各项(标签ID、电压值、信号质量等)进行排序。保存该标签组搜索结果，读取组内第一个标签的完整数据信息，有选择性地查询标签历史违规记录，有多种查询方式可选择，包括当前标签最近违规记录查询、当前标签历史违规记录查询、按日期查询所有违规记录等查询方式。可选择性地使用导航功能确定广告安置位置，检查该广告是否存在违规情况，如果存在违规情况，描述违规情况(可选择预设描述项/自定义描述)，将违规记录写入标签，并在本地保存。这里标签仅保存最近一次的违章记录，选择性地拍摄违规现场照片并在本地保存，然后保存数据到手持终端，如果不存在违规情况，直接保存数据至手持终端，判断该组标签是否巡检结束，如果没有结束，则读取组内下一个标签的完整数据信息，重复违规情况检查。如果该组标签巡检完成，则判断整个目标巡检区域是否巡检结束，如果没有结束，则前往下一个巡检目标，重复巡检过程，直到巡检结束。如果巡检已结束，则关闭手持终端，回到监管中心，将手持终端通过USB 口接入通用PC，通用PC配套软件开启，手持终端配套软件开启，登录手持终端配套软件，确认手持终端接入成功，确认连接后台服务器主数据库成功，从手持终端本地数据库上传巡检结果至PC配套软件，筛选出检测到数据信息被篡改的标签及其内容，整理成表单，筛选出发现违规情况的标签及其违章内容，整理成表单，筛选出电压值低于设定标准值的标签，核对出未能搜索到的标签，整理成表单，汇总整理完整巡检结果并更新至后台服务器主数据库，以上过程PC配套软件可自动完成。根据表单执行以下流程(I)信息被篡改的标签进入信息重置流程，并分析原因，修改加密算法密钥，增强系统防篡改保护。(2)有违规现象的户外广告进入黑名单流程。(3)电压值过低和未能搜索到的标签进入标签更换流程。巡检操作结束。对巡检结果进行数据处理后将会提取到所有的违规记录，将记录根据违规类型(过期未撤除、有破损情况、安装不规范等)归类整理成黑名单报表并打印备案。之后根据黑名单通知违规户外广告所属广告商，要求其在规定的时间内及时进行相应处理(撤除广告、修复破损，更正广告信息等)。完成处理后，须向监管中心提交处理结果报告，报告应附上处理结果照片。监管中心负责核查报告内容，如属实则根据处理结果对数据库相关内容进行更新，并根据需要对相应的广告标签进行内容修改或回收等操作，对于完成撤除的广告可考虑批准发布下一个新广告到该广告位。如不属实则勒令广告商按规定要求执行处理。对于在规定时间内未完成违规处理的广告商，将进入强制处理流程，并开具罚单进行行政制裁。 参见附图5，黑名单处理流程是，开始(图示第301步)后，打印黑名单报表(图示第302步)，并备案(图示第303步)，通知违规户外广告所属广告商，要求限期处理(图示第304步)，判断是否在期限内收到处理结果报告(图示第305步)，如果收到报告，则核查报告内容是否属实(图示第306步)，如不属实，则勒令广告商按规定要求执行处理(图示第307步)，并在期限内再次提交处理结果报告，重复305步骤，如果属实，则处理结果更新至主数据库对标签进行相应操作(图示第312步)，最后黑名单流程结束(图示第313步)。如果305步没有收到处理结果报告，则到期通知广告商并检查其处理情况(图示第308步)，判断广告商是否按要求执行了处理(图示第309步)，如果广告商按要求执行了处理，补交了处理结果报告(图示第310步)，则执行第312步，即处理结果更新至主数据库，对标签进行相应操作，最后黑名单流程结束(图示第313步)。如果广告商没按要求执行了处理，则进入强制处理流程，并开具罚单进行行政制裁，最后黑名单流程结束(图示第313步)。如下表，
权利要求
1.一种基于RFID的户外广告监管系统,其特征在于包括后台服务器、PC机终端、手持终端、发卡器和有源RFID标签，所述后台服务器中安装有户外广告的数据库，所述PC机终端能够访问所述后台服务器的数据库，所述PC机终端通过所述发卡器对所述有源RFID标签进行初始化，所述有源RFID标签安装于所述户外广告上，所述手持终端与所述有源RFID标签之间通过无线射频读写模块进行数据读写操作，所述手持终端能够通过所述PC机终端与后台服务器的数据库进行同步。
2.根据权利要求I所述的基于RFID的户外广告监管系统，其特征在于所述手持终端与所述有源RFID标签之间的有效通信距离大于1000米。
3.根据权利要求I所述的基于RFID的户外广告监管系统，其特征在于所述射频读写模块采用直接序列扩频技术进行数据传送，其通信速率为250Kbps，射频频率为2. 4GHz。
4.根据权利要求I所述的基于RFID的户外广告监管系统，其特征在于所述射频读写 模块通过射频模块间的通信协议进行通讯，所述通信协议支持防篡改机制，具有防碰撞算 法和重发机制。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的基于RFID的户外广告监管系统，其特征在于所述有源RFID标签的数据通过AES加密后与所述手持终端进行交互，AES加密算法密钥用户能够自定义。
6.根据权利要求I至4中任一项所述的基于RFID的户外广告监管系统，其特征在于所述有源RFID标签的电源采用太阳能电池或锂铁电池。
7.根据权利要求I至4中任一项所述的基于RFID的户外广告监管系统，其特征在于所述手持终端搭载GPS模块和地图包。
全文摘要
本发明涉及无线射频技术应用领域，提供一种基于RFID的户外广告监管系统，包括后台服务器、PC机终端、手持终端、发卡器和有源RFID标签。后台服务器中安装有户外广告数据库，PC机终端能够访问后台服务器的数据库，PC机终端通过发卡器对有源RFID标签进行初始化，有源RFID标签安装于户外广告上，手持终端与有源RFID标签之间通过无线射频读写模块进行数据读写操作，手持终端能够通过PC机终端与后台服务器数据库进行同步。通过无线射频方式，使巡检工作快速有效地完成。
文档编号G06Q30/02GK102903049SQ201210350740
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月20日 优先权日2012年9月20日
发明者易建军, 陈劭力, 姜辉, 罗飞, 顾春华, 朱家全, 王宜华, 程强 申请人:华东理工大学, 深圳市宝德软件开发有限公司