一种bim模型中rfid电子标签优化处理方法
【技术领域】
[0001]本发明公开了一种BM模型中RFID电子标签优化处理方法，涉及射频信号处理技术领域。
【背景技术】
[0002]影响建设项目按时、按价、按质完成的因素，基本上可以分为两大类:第一类是由于设计和计划过程没有考虑到的施工现场问题(例如管线碰撞、可施工性差、工序冲突等)，导致现场窝工、待工。这类问题可以通过建立项目的进行设计协调和可施工性模拟，以及对施工方案进行4D模拟等手段，在电脑中把计划要发生的施工活动都虚拟地做一遍来解决。第二类是施工现场的实际进展和计划进展不一致，现场人员手工填写报告，管理人员不能实时得到现场信息，不到现场无法验证现场信息的准确度，导致发现问题和解决问题不及时，从而影响整体效率。建筑信息模型(Building Informat1n Modeling，简称BIM)和射频识别(rad1 frequency identificat1n，简称RFID)的配合可以很好地解决这类问题，两个技术的集成应用能够让RFID发挥的作用大大超越传统的办公和财务自动化应用，直指施工管理中的核心问题一一实时跟踪和风险控制。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是:针对现有技术的缺陷，提供一种BIM模型中RFID电子标签优化处理方法，RFID电子标签作为建筑部件识别信息采集与BIM模型链接的纽带，通过读写器和中间件读取建筑部件RFID中的产品电子代码(Electronic ProductCode，简称EPC)，通过物联网的对象名称解析服务(Object Naming Service，简称ONS)服务获取EPC代码相对应的详细信息。本方法通过中间件的事件处理算法解决建筑部件的准确识别以及BIM模型信息获取与处理两个问题。
[0004]本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:
一种BM模型中RFID电子标签优化处理方法，包括以下步骤:
步骤一、RFID阅读器读取建筑部件信息产生的EPC标签数据信息，将所述EPC标签数据信息置入缓冲区，过滤器模块工作时每次从缓冲区提取一部分数据进行处理；
步骤二、对步骤一中的EPC标签数据信息进行过滤，具体包括:
201、读写器过滤器的过滤；
202、平滑过滤算法过滤；
203、EPC过滤算法过滤；
步骤三、对经过过滤的EPC标签数据信息进行信息处理，具体包括:
301、采用ONS系统进行由建筑部件的EPC代码匹配到建筑部件详细信息的服务，ONS接口将指定的EPC代码转换成符合ONS查询的格式，向ONS服务器发送查询请求，并接收从ONS服务器返回的包含该EPC代码详细信息的PML服务器地址，并按照该地址重新发送查询请求，接收返回的PML数据并发送给BIM模型使用； 302、使用PML解析器对返回的PML数据进行解析，获取需要的建筑部件信息；
303、使用PML存储器将完整的PML数据保存于本地数据库；
步骤四、使用字段匹配器按照BIM模型的需要设置匹配关系，解析BIM模型需要的信息。
[0005]作为本发明的进一步优选方案，步骤一中，将所述EPC标签数据信息置入缓冲区中时，缓冲队列的数据结构中包括RFID阅读器读取到的EPC数据、RFID阅读器的标签信息和EPC数据的产生时间。
[0006]作为本发明的进一步优选方案，步骤202中，所述平滑过滤算法具体为:
设置计数阀值η和时间阀值t，当RFID阅读器在阅读EPC标签时，对于某个读到的EPC
标签，如果其在单位时间间隔t内被RFID阅读器上报的次数大于或等于n，则认为该EPC为真实有效的，否则将被认为是无效的；
每个EPC标签会被多个RFID阅读器阅读并上报，因此阀值η分为下述两种情况，
a、区分RFID阅读器，此时，η表示在单位时间间隔t内某个EPC标签由每个RFID阅读器上报的次数中的最小值，低于该值的EPC标签将会被视为无效，进而被过滤掉；否则视为有效，提交给BIM模型信息处理模块进行信息处理；
b、不区分RFID阅读器，此时，η表示在单位时间间隔t内某个EPC标签由所有RFID阅读器上报次数和的最小值，低于该值的EPC标签将会被视为无效，进而被过滤掉，否则视为有效，提交给BM模型信息处理模块进行信息处理。
[0007]作为本发明的进一步优选方案，步骤三中，所述PML数据由复数个节点组成，每个节点描述了 EPC标签的一个属性信息，所述节点的具体结构为:〈节点名称 > 节点值〈/节点名称>。
[0008]作为本发明的进一步优选方案，所述节点包括根节点和叶节点，其中，所述根节点的具体结构为:〈PC构件类X/PC构件类〉；所述叶节点的具体结构为:〈建筑部件名>〈/建筑部件名>。
[0009]本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:本方法应用于建设项目管理中，管理人员即使不在现场，也能实时得到准确的施工现场信息。同时，本发明可以有针对性的读取所需建筑部件的电子标签，并针对每件要识别的建筑部件，过滤掉冗余的?目息，提尚后续程序的处理效率。
【附图说明】
[0010]图1是缓冲队列的工作流程示意图。
[0011]图2是平滑过滤器的运行流程示意图。
[0012]图3是典型的ONS查询示意图。
[0013]图4是信息处理模块的工作流程示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0015]下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明:
RFID阅读器读取建筑部件信息时会产生大量标签数据，标签的读取速度远远大于BM模型对其的处理速度，为了防止信息丢失对BM模型数据处理的影响，必须为这些信息设置一个缓冲区，即当RFID阅读器接口部分产生了标签数据后，并不是直接送给过滤器模块，而是先将其送入缓冲区，过滤器模块工作时每次从缓冲区取得一部分数据进行处理，这样，RFID阅读器在工作时就不必因为读取速度与处理速度的不同而进行等待。缓冲队列的数据结构如下:
String epc ；
String readerld ；
Date readDate;
其中，印C为RFID阅读器读取到的EPC数据，readerld为RFID阅读器的标签信息，记录EPC数据是从由哪一个RFID阅读器读取到的。readDate记录EPC数据的产生时间，精确到毫秒，主要用于之后的平滑过滤操作。缓冲队列的每一个数据都被初始化成缓冲类EPCBuffer的一个对象，并送入缓冲队列EPCQueue。EPCQueue提供put (推送)与get (提取)方法完成入队和出队操作。缓冲队列的工作流程如图1所示。
[0016]为了防止RFID阅读器的阅读过程与对BM模型信息的处理过程之间产生的延迟时间过长，设置一个缓冲区长度阀值EPCbufferLength，当缓冲区的长度大于该阀值时，BM模型将发出告警提示并中止RFID阅读器的阅读操作，降低RFID阅读器的读写速度，以保证得到的数据尽可能是实时的。
[0017]1.过滤器模块 (I)平滑过滤算法
平滑过滤的功能是过滤掉标签信息中无效的部分，只上报给BIM模型有效的部分。在平滑过滤器中，只有稳定的标签才被视作是有效的。稳定有两方面的含义，一是时间的稳定，即标签出现后持续一定的时间，不是一闪而过；二是次数的稳定，即标签在其出现后能够被RFID阅读器读到一定的次数，不是只能偶尔被读到。因此，平滑过滤的算法是:设定一个计数阀值η和时间阀值t，当RFID阅读器在阅读EPC标签时，对于某个读到的EPC，如果其在单位时间间隔t内被RFID阅读器上报的次数不小于n，则认为该EPC为真实有效的，否则将被认为是无效的，t和η的条件需同时满足。每个EPC会被多个RFID阅读器阅读并上报，因此阀值η分为区分RFID阅读器和不区分RFID阅读器两种情况，当不区分RFID阅读器时，η表示在单位时间间隔t内某个EPC由所有RFID阅读器上报次数和的最小值，低于该值的EPC将会被视为无效，被过滤掉，否则视为有效，提交给BM模型信息处理模块进行信息处理；当区分RFID阅读器时，η表示在单位时间间隔t内某个EPC由每个RFID阅读器上报的次数的最小值，低于该值的EPC将会被视为无效，被过滤掉，否则视为有效，提交给BIM模型信息处理模块进行信息处理；区分RFID阅读器情况下，过滤条件比较严格，阀值η的设置要低于不区分RFID阅读器的情况，以免将某些有效的EPC视为无效，产生漏报。平滑过滤器中有两个列表，activeList和reportedList，activeList用来记录每个正处于过滤状态的EPC信息，t和η两个条件都通过次列表进行判断，满足条件的EPC信息被视作有效信息添加到reportedList，reportedList用来记录经过滤后满足条件上报给下一级应用程序的标签。activeList的数据结构如下:String epc ；
String readerld ；
Date firstAppear Time ；int IiveTime ；int appearNumber。
[0018]其中，epc为标签的epc数据，readerld为RFID阅读器的标签信息，firstAppearTime为该epc首次出现的时间，IiveTime为该epc被持续读到的时间，单位为毫秒，appearNumber为该epc被持续读到的次数。
[0019]reportedList 的数据结构为:
String epc ；
epc为标签的epc数据。
[0020]到达平滑过滤器的每一条印c数据都会跟!■印ortedList中的数据进行比对，如果其已经存在于reportedList中，则表示该epc已经上报，无需再进入activList中进行运算，否则则进入activList ;在不区分RFID阅读器的情况下，如果activeList中没有该epc的信息，则被初始化成如上描述的数据结构，epc初始化为该epc，readerld初始化为空，firstAppearTime初始化为当前时间，IiveTime初始化为0，appearNumber初始化为I ;如果activeList中有该epc的信息，则修改其数据，IiveTime为当前时间减去firstAppearTime，appearNumber 加 I ,readerld 保持为空。判断 IiveTime 和 appearNumber的值是否满足阀值条件，满足则该epc记录到reportedList中并输出给BIM模型使用，将其从activeList中将其删除，否则继续存储于activeList中。
[0021]在区分RFID阅读器的情况下，进入activList后，readerld的值不再为空，而是为上报该epc的RFID阅读器的id。epc和readerld的值联合作为activeList的索引，每个epc在activeList中将同时拥有m条记录，m为RFID阅读器的数量，只有这m条记录同时满足时间和频次条件时，该epc才会被视为有效进入BIM模型，否则将视为无效并从activeList 中删除。
[0022]该流程如图2所示，平滑过滤器的方法为String