本发明涉及物联网技术领域，尤其是一种基于超高频RFID及LoRa技术的款箱交接系统。
背景技术：
由于目前物联网技术的不断发展，其应用领域也在不断扩展。RFID及无线通信技术作为物联网技术的重要组成部分已在各个领域得以充分运用，如物流管理系统、银行款箱交接系统、智能家居控制系统、智能路灯系统等领域均已将RFID及无线通信技术应用其中。
目前，依托于RFID技术和无线通信技术的银行款箱交接系统，其主要包含标签识读设备和数据传输设备，标签识读设备主要用以识别款箱上的特定标签，同时将标签数据无线发送给数据传输设备，数据传输设备将收到的数据发送给平台服务端进行核对处理，以免去人工核对带来的疏忽而导致的财产损失，进一步提高银行款箱交接过程中的高效性及准确性。但是，上述基于RFID技术和无线通信技术的银行款箱交接系统在各个银行网点进行款箱交接核对的使用过程中，仍存在以下几个问题：
1、由于标签识读设备采用高频RFID技术，而高频RFID技术的读取距离较近，对于标签识读的条件较为苛刻，且在款箱数较多条件下，可能出现因标签随款箱位置较高无法读取的情况；
2、数据传输装置集成在标签识读设备的情况下，一般采用GPRS的方式进行数据传输，但其存在成本高的问题，且在银行某些特殊屏蔽的环境下可能会因信号问题无法传输。
3、数据传输装置采用独立收发单元的一般采用ZigBee短距离无线通信技术，标签识读设备将数据传输给ZigBee收发单元，进而将数据通过有线方式透传给平台进行核对，此方案在实际应用中在不受干扰的情况下能收到很好的效果，但是ZigBee技术本身抗干扰能力较弱，一旦在某个信道受到干扰则数据无法送达平台做进一步处理。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于超高频RFID及LoRa技术的款箱交接系统，该系统具有数据传输成本低、抗干扰能力好、标签识读效率高、提高了款箱交接效率的优点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于超高频RFID及LoRa技术的款箱交接系统，包括标签识读手持设备、无线网关数据传输单元，其特征在于：所述标签识读手持设备包括超高频识读模块、LoRa数传模块、MCU主控单元，超高频识读模块读取款箱上的超高频标签数据后将标签数据传输至MCU主控单元，MCU主控单元输出端与LoRa数传模块连接，所述无线网关数据传输单元包括与LoRa数传模块无线传输连接的无线LoRa网关模块，无线LoRa网关模块与网关主控模块连接，网关主控模块通过有线传输方式将标签数据上传至平台服务端，平台服务端通过网关主控模块与标签识读手持设备之间形成确认信息反馈数据传输连接。上述标签识读手持设备通过超高频识读模块来读取款箱上贴置的超高频标签数据，同时将标签数据传递给MCU主控单元做进一步处理，MCU主控单元通过LoRa数传模块将处理后的数据发送给无线网关数据传输单元，无线网关数据传输单元通过LoRa无线技术接收识读手持设备上传的标签数据，同时将标签数据通过以太网或USB方式透传给平台服务端。另一方面，接收平台服务端又反馈透传给识读手持设备。
进一步的，所述超高频识读模块，采用Impinj R500或R2000射频芯片，该超高频识读模块支持ISO 18000-6C协议及EPCglobal Class 1 Gen-2协议。R2000芯片较R500芯片在接收灵敏度上有较高优势，可应用于金库的大量款箱标签读取，而网点的款箱一般较少，可采用R500芯片。
进一步的，所述LoRa数传模块采用基于LoRa调制技术的Semtech SX1278收发器。Semtech SX1278收发器的最大灵敏度可达-148dBm，支持0.2kbps-37.5kbps空口传输速率，高灵敏度及高信噪比使得LoRa具备高抗扰性的能力，能够很好解决数据传输过程中出现的干扰问题。
进一步的，所述无线LoRa网关模块采用Semtech SX1301芯片。该网关模块，可同多个LoRa数传模块组成无线局域网，网关采用跳频技术，载波频率的不断变化以扩展频谱，防止定频干扰。
进一步的，所述标签识读手持设备还包括显示屏，MCU主控单元输出端与显示屏连接。
采用上述方案，本发明带来的有益效果如下：
1、本发明利用最新的LoRa技术替代GPRS传输，有效降低了成本；
2、本发明有效解决使用ZigBee短距离无线通信技术带来的抗干扰能力差的问题；
3、本发明有效提高了标签的识读效率、提高了款箱交接的效率，同时本发明的标签识读手持设备同标签方是采用特定的数据格式，可以有效保障数据的安全性。
下面结合附图对本发明作进一步描述。
附图说明
附图1为本发明具体实施例结构框图。
具体实施方式
本发明的具体实施例如图1所示是基于超高频RFID及LoRa技术的款箱交接系统，其包括标签识读手持设备、无线网关数据传输单元，标签识读手持设备包括超高频识读模块、LoRa数传模块、MCU主控单元，MCU主控单元控制超高频识读模块读取款箱上的标签，随后进行标签数据的解读，将标签数据通过串口方式发送给LoRa数传模块，同时MCU主控单元将接收的标签数据，显示在显示屏上；此LoRa数传模块通过内置天线将标签数据发送给无线网关数据传输单元，无线网关数据传输单元通过无线LoRa网关模块接收LoRa数传模块传输过来的标签数据，无线LoRa网关模块与网关主控模块连接，网关主控模块通过以太网或USB方式将数据上传到平台服务端。平台服务端收到数据后进行核对，符合条件后下发确认数据帧给无线网关数据传输单元，无线网关数据传输单元将此确认帧通过无线LoRa网关模块传输给手持设备作最后确认。
本实施例中，超高频识读模块采用Impinj R500或R2000射频芯片，支持ISO 18000-6C协议及EPCglobal Class 1 Gen-2协议。R2000芯片较R500芯片在接收灵敏度上有较高优势，可应用于金库的大量款箱标签读取，而网点的款箱一般较少，可采用R500芯片。
LoRa数传模块采用基于LoRa调制技术的Semtech SX1278收发器。Semtech SX1278收发器的最大灵敏度可达-148dBm，支持0.2kbps-37.5kbps空口传输速率，高灵敏度及高信噪比使得LoRa具备高抗扰性的能力，能够很好解决数据传输过程中出现的干扰问题。
MCU主控单元采用基于Cortex-M3微控制器的LPC1765芯片。MCU主控单元控制超高频识读模块对标签的读取，同时可控制LoRa数传模块对于标签数据进行接收和发送。
无线LoRa网关模块采用Semtech SX1301芯片。该无线LoRa网关模块可同多个LoRa数传模块组成无线局域网，网关采用跳频技术，载波频率的不断变化以扩展频谱，防止定频干扰。
网关主控模块采用基于ARM Cortex-A8微处理器的AM3352芯片。网关主控模块负责对无线LoRa网关模块进行数据收发，同时负责同平台进行数据交互。
本发明的具体工作过程包含3个步骤：标签识别、数据透传、数据确认。
首先，标签识读手持设备识别款箱标签，将标签数据传递给MCU主控单元；其次，MCU主控单元对标签数据进行识别，符合款箱标准的数据传递给LoRa数传模块，LoRa数传模块将有效数据通过LoRa无线技术发送给无线网关数据传输单元；然后，无线网关数据传输单元接收到标签数据后，发送给平台服务端，待收到平台服务端回复的确认数据后，回传给标签识读手持设备的MCU主控单元；在整个交互过程中，标签识读手持设备具备显示屏，其可实时显示标签读取情况以及标签上传情况以便操作人员进一步确认，保证交接过程的安全性。
以上的描述是本发明优选的实施例。本发明专利不受上述优选实施例的限制。上述实施例描述了本发明专利的原理及相关操作流程，附图描述了本发明专利的原理组成结构示意图。在不脱离本发明专利精神和范围的前提下，本发明专利还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明专利范围内。本发明专利要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。