基于物联网博物馆藏品防盗超高频实时定位

福建信息职业技术学院（实物专题）1基于物联网技术博物馆藏品防偷盗实时定位物联网141111号余星良摘要：利用RFID技术，对博物馆内的文物进行标签式管理，通过加装RFID电子标签，在出入口及博物馆内部安装RFID识别设备，再结合数据中心资产实时监控平台，实现资产全面可视和信息实时更新，能够实时监控文物的存放和搬运情况，具体体现为文物所在位置实时查询，文物移动跟踪记录，报警；文物的管理统计报表等管理目标，建立一套先进的、规范的、优化的管理机制。关键词：物联网；博物馆；RFID技术1.概述物联网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制本文将对基于物联网的物流定位与追踪系统的设计这一课题进行研究和讨论。2.技术简介RFID无线射频识别技术是利用雷达反射原理，通过天线向电子标签发出微波查询信号，电子标签被读写器微波能量激活，接受到微波信号后应答并发出带有标签数据信息的回波信号。射频识别技术的基本特点是采用无线电技术实现对静止的或移动的物体进行识别，达到确定待识别物体的身份、提取待识别物体的特征信息(或标识信息)的目的。通过射频识别系统采集到的待识别物体的特征信息通常情况下先由中间软件进行处理，或直接将采集到的识别信息通过计算机信息处理技术(如数据库技术等)及计算机网络技术(Intranet&Internet技术)实现信息的融合、共享、远距离传送等直接服务于有关的业务应用系统，如RFID珠宝管理系统。3.设计方案3.1原理说明藏品信息定位服务(CollectionBasedService，LBS)是统一信息系统(UnifiedInformationSystem，UIS)利用无线终端和无线网络的有机配合，运用GPS（GlobalPositioningSyste，全球定位系统）、GIS(GeographicalInformationSystem，地理信息系统)、Internet融合计算机电信集成技术(ComputerTelecommunicationIntegration，CTI)与GSM(GlobalSystemforMobileCommunications，全球移动通讯系统)，通过物联网（InternetOfThings，IOT）设备读写出藏品实时位置信息，在统一信息系统中实现藏品定位和管理员的信息交互。根据物联网技术物物相连的泛在链接特点，通过射频识别技术（RadioFrequencyIdentification，RFID）与传感设备，实现防盗流程各环节的智能化识别、定位、跟踪、基于物联网技术博物馆藏品防盗超高频实时定位2监控和管理。定位系统运用遥感系统、GIS、GPS/GSM、数据库、通信、网络技术异构构成建物流信息定位系统，实现了感知物流与传感网络的泛在链接与无址化管理，实现了感知物流与传感网络的泛在链接与无址化管理，从而脱离单一固定网络的束缚，管理员随时以的手机、掌上电脑、PDA或互联网等为工具，实现藏品定位信息的安全查询与管理。3.2体系构架基于物联网的物流统一信息GPS/GSM定位系统主要采用RFID、GPS/GSM和GIS相结合，实现物流信息的实时定位，并将定位结果通过GSM、WEB等方式反馈到管理员手机、PDA或WEB网页上，使管理服务存在于无所不在的泛在链接网络之中。系统主要有三层架构：接入层、传输层和应用层，形成定位信息的监测中心和移动终端服务中心。第一层：接入层。接入层主要通过带有RFID功能的GPS/GSM读写器对安放有RFID信息的物流物品进行信息读取。GPS/GSM移动终端主要由RFID射频识别模块、GPS模块、GSM模块和CPU模块构成，实时通过藏品中的RFID进行GPS信息定位，并将定位信息通过GSM发送到统一信息系统。第二层：交换层。交换层主要由GSMmodem、ISMG、WiFi、Internet等设备组成，完成接入层双向互动信息传输工作。第三层：应用层。应用层的主要功能是对传输层传回来的信息进行处理，然后以网页或通过手机等方式给用户显示Google等数字地图上相应位置及追踪器藏品的位置。3.3详细步骤3.3.1RFID信息采集GPS/GSM读写器的RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标博物馆对象并获取相关数据，可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，用于控制、检测和跟踪物体，并与GPS/GSM技术融合实现物流信息定位。系统由RFID阅读器和藏品的RFID标签（应答器）组成，通过耦合元件实现RFID信号无接触读取，并在耦合通道中，使用防碰撞程序，实现标签信息传递与数据交换。耦合类型有两种：一是电感耦合，频率有13.56MHz、225kHz和125kHz，是一种变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，适合于中、低频工作的近距离RFID系统，作用距离小于1m；二是电磁反向散射耦合，频率有5.8GHz、2.45GHz、915MHz、433MHz，是一种雷达原理模型，通过发射出去的电磁波反射目标信息，适合于高频、微波工作的远距离射RFID系统，作用距离为3-l0m。GPS/GSM阅读器采用自动启动与条件触发两种工作模式，条件触发以短信、GPRS等方式实现设备控制。GPS/GSM读写器电路模块在信息触发的状态下启动信息采集电路，控制继电器闭合，使RFID阅读器进入工作状态，按信息指令的类别搜集博物馆藏品信息，并通过GSM把GPS、从品信息发送到统一信息系统，系统接收到数据后与GIS等程序融合计算出藏品的位置信息。3.3.2GPS/GSM定位基于物联网技术博物馆藏品防盗超高频实时定位3基于物联网的物流统一信息GPS/GSM定位系统中数据通信采用了GSM的SMS（短消息）业务功能，实现被定位RFID博物馆藏品与统一信息系统数据控制中心之间的数据传输链路。GSM利用信令信道传输SMS，不需要人工拨号建立统一信息系统与物流货物之间的连接，直接把带有藏品信息、GPS信息的短消息发送到管理中心，再由统一信息系统完成更高一级的系统计算与指令。GPS/GSM专业模块采用AT指令来控制整个系统的运行，包括设备的初始化、短信息的收发、GPS定位信息的提取等。GPS的空间部分是由24颗工作卫星组成，位于距地表20200km的上空，以4×6均匀分布6个轨道，轨道倾角为55°。GPS导航系统工作原理与步骤：①测出接收机到已知位置卫星之间的距离，通过卫星信号到用户的时间乘以光速得到；②综合4颗卫星的数据；③根据卫星星历中查出卫星位置；④计算接收机的具体位置。计算物流运输工具的位置时，可以采用三点定位原理，首先测得接收机与三个GPS卫星之间的距离，然后通过三点定位方式确定接收机的位置。3.3.3定位和追踪的实现在基于物联网的统一信息系统中，GPS/GSM读写器与统一信息系统的通信方式采用GSM短信业务方式完成。GPS/GSM读写器采集RFID数据后加上目的地址按照通讯协议进行编码传送到短消息服务中心，再由短消息服务中心发送到物流统一信息系统监控中心；统一信息系统监控中心收到信息后也用相应的通讯协议进行解码，从而获得物流位置、状态等信息。基于物联网的统一信息系统物流信息定位是GPS、GSM/GPRS、RFID融合应用的远程定位系统。通过移动短信服务或GPRS数据传输将藏品当前所在的经纬度传送给统一信息系统，管理员可以直接在相关网页或通过手机收到平台显示的Google等数字地图上相应定位位置及藏品运动轨迹。4.结论物联网发展推动者中国智慧管理的变革，随着物联网理念的引入，技术的提升，政策的支持，相信未来物联网将给中国管理业带来革命性的变化，中国智慧管理将迎来大发展的时代。5.参考文献[1]刘云浩.物联网导论.科学出版社，2010[2]物联网RFID原理与技术电子工业出版社，2013.7[3]无线传感网络定位与追踪技术及其安全策略研究湖南大学詹杰