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关键词： NB-IoT   RFID   物联网   B/S客户端   设备管理  

摘要： 电力企业具有大量的电力设备,是典型的资产密集型企业,因此如何有效地对电力设备进行管理对保证电力企业高效和可靠地运营具有重要意义。早期工作人员通过手写记录的方式对电力设备进行管理,该方式费时费力且容易出现错记和漏记的情况。目前RFID标签在电力设备管理任务中被广泛使用,但多数是离线且仅作为标识来使用,并未实现设备的在线物联。为解决以上问题并实现电力设备的有效管理,本文基于物联网技术设计并实现了电力设备监测管理系统。本文主要从感知标签和电力设备监测管理平台两个层面对系统进行设计。感知标签既具有感知和数据交互能力,又具有身份标识功能,通过STM32F103RCT6单片机搭载多种传感器对电力设备的位移、姿态以及所处环境的温湿度等参量进行采集,通过超高频RFID模块实现了身份标识和感知参量的耦合,通过NB-IoT模组完成数据传输。电力设备监测管理平台主要利用Java EE、Spring MVC、Tomcat服务器和My SQL数据库等技术,主要对前端页面、后台服务器以及数据库进行设计,既实现对感知标签采集的参量数据的处理和可视化显示,又支持电力设备的台账、设备运维以及报废等信息的记录从而实现设备全生命周期管理。完成感知标签和电力设备监测管理平台的研制,对系统进行测试来验证系统功能,先对网络通信进行测试,网络测试成功后,感知标签对采集的数据进行上传,通过电力设备监测管理平台可以查看温度、湿度、位移以及姿态等参量数据,也可完成电力设备各阶段的信息记录。经验证,本系统既实现电力设备全生命周期管理又可对感知参量进行实时监测。

关键词： 化学链   循环流化床   颗粒流动特性   停留时间   射频识别技术  

摘要： 化学链技术通过在化学链反应系统中载氧体的反应与再生将特定反应分为几个子反应,实现资源的定向转化与产物的低耗分离。典型的化学链系统由循环流化床反应器构成。反应器内和之间载氧体颗粒的流动与传输特性是化学链系统设计和工业放大的基础。论文以循环流化床全回路固体颗粒流动特性为研究目标,提出了基于射频识别技术的多颗粒循环流化床示踪定位方法;基于该方法,设计制作了近500个具有识别编码的示踪颗粒在循环床全回路中自由运动;并根据循环流化床全回路系统结构搭建了针对全回路的多颗粒轴向示踪定位测量系统;利用该系统,对示踪颗粒的运动轨迹进行全回路定位示踪;通过对大量示踪颗粒的示踪数据分析,开展了系统内固体颗粒的流动特性研究,得到运行参数对颗粒流动特性的影响规律;发现颗粒的平均运动速度随着高度上升、流化数提高和床料量减少而增大,密相区颗粒浓度随着流化数的提高和床料量的增加而增大,密相区空隙率随着流化数的提高和床料量的增加而减小;发现颗粒的停留时间存在较广的时间区间,且随着流化数的提高和床料量的减少,颗粒的平均停留时间缩短。论文还进行了多颗粒循环流化床截面示踪定位技术研发,在内径为28cm的试验台上对静态示踪颗粒进行了定位示踪试验。结果显示,所搭建的截面示踪定位系统的平均定位精度为4.41cm,平均相对误差Eave=15.73%,最大相对误差Emax=42.86%;表明采用基于射频识别技术的多颗粒循环流化床截面示踪定位技术在循环流化床试验台上开展颗粒截面流动特性试验研究具有可行性。

关键词： Timber  

摘要： At the starting point of timber traceability, RFID chip tags were embedded in logs, and transportation, storage, processing into timber, artificial drying and individual identification of timber could be completed without *** was confirmed that the annual ring image could be identified. By using these two methods together, it was possible to eliminate unauthorized use of RFID chip *** was confirmed that all RFID chip tags survived at high temperature of 120 °C. © 2022 Architectural Institute of Japan. All rights reserved.

关键词： RFID tag   concentric hexagonal-shaped ring antenna   microstrip integrated circuits   UHF band   impedance matching circuit   effective isotropic radiated power (EIRP)  

摘要： This paper presents a unique concentric hexagonalshaped ring antenna for radio frequency identification (RFID) tags. The rings are excited with a common microstrip feedline. The radiation characteristics of the antenna is improved by locating a horizontal a parasitic element in the vicinity of the hexagonal-shaped rings. The proposed antenna was used in the implementation of a 3x1 antenna array. The impedance match of the 3x1 RFID tag was enhanced by incorporating a T-shaped stub. The antenna is designed to operate at the UHF band from 800 MHz to 960 MHz. It was implemented on FR-4 substrate with dielectric constant and thickness of 4.3 and 1.6 mm, respectively. The size of the RFID tag antenna is 36x10 mm(2). Its impedance was matched to Alien Higgs RFIC chip of impedance 10 - j 82.5 Omega at 895 MHz. Measured results show the proposed RFID tag antenna provides an impedance bandwidth, maximum gain and radiation efficiency of 160 MHz, 2 dBi, and 66.5%, respectively. With effective isotropic radiated power (EIRP) limited to 36 dBm to comply with FCC regulations for UHF band RFIDs it radiates in the broadside direction over a range of 9 m making it desirable for various applications including supply chain management, logistic control, and vehicle identification.

关键词： RFID技术   物流企业   仓储运营管理  

摘要： 在激烈化的市场竞争环境下，为了提高生产效率，减少运营成本，物流企业需合理应用RFID技术，准确识别信息，并依靠网络传输系统，进行初步的数据判断与控制。RFID技术所识别的范围较大，具有速度快捷，不易损坏，容量大等特点，可以最大程度简化工作流程，提高仓库管理效率。

关键词： 高频   超高频   射频识别   无源双频标签   数字基带   低功耗  

摘要： RFID技术经过多年发展,衍生出了低频、高频、超高频和微波等不同频段的系统。目前,以高频和超高频RFID应用最为广泛,高频RFID系统工作频段为13.56MHz,主要应用于近距离点对点通信,超高频RFID工作频段为900MHz,适用于远距离大容量应用,两者在技术应用上具备很强的互补性。随着RFID技术应用的不断深入,单一频率RFID技术已经无法满足复杂场景下的数据采集和自动识别需求,多种RFID技术需要集成部署,标签也需要将多种协议集成到单一芯片上,满足实际应用中多功能、高集成和低成本的融合化需求。针对以上情况,本文给出了一种无源双频标签芯片,可兼容现有高频和超高频RFID系统。不同于将两种频段的标签芯片直接封装在一起实现的双频标签芯片,本文将所有功能单元全部集成在同一片上,在提高系统集成度的同时,降低了芯片后续的封装成本。此外,通过共享存储区设计,数据可在两种空口协议下读写,避免了同一标签在不同系统下存在应用隔阂,导致数据无法流转的问题,真正实现一签多用。在系统结构上,本文采用ISO/IEC 14443-A协议和ISO/IEC 18000-6C协议分别作为高频和超高频功能标准,整合13.56MHz和900MHz射频模拟前端,给出了无源双频标签芯片整体架构。电路中设计有电源整合模块,可将两个模拟前端的输出电压整合为常开电压,为数字基带和存储单元供电。为保证两个协议功能完整性,本文对存储器进行了划分,并在数字基带内部对各区域读写权限做了限定。在功耗管理上,针对无源标签对功耗敏感的特点,本文设计了一种低功耗超高频数字基带架构,根据功能需要为不同模块提供不同频率时钟,并通过统一的时钟管理单元精确控制各模块开启与关断。设计时采用单周期脉冲时钟、行波计数器、时钟门控等低功耗设计方法,降低电路功耗。本文基于TSMC 180nm工艺设计,工作电压为1V,在典型超高频测试激励下,物理实现后电路功耗为2.4μW。本文完成了芯片的流片、天线整合、样品的功能参数测试和通信系统联合验证。芯片采用COB封装,外接13.56MHz线圈和900MHz天线形成完整标签,通过NFC读写器和商用6C阅读器进行无线功能测试,并用示波器对关键信号波形进行观测。最终测试结果表明本文设计的芯片功能满足两种协议要求,标签可与两种RFID系统正常通信。

关键词： RFID   身份认证   生物特征信息  

摘要： 随着现代高新技术的不断发展,各行业及个人对安全、保密、隐私的需求愈发强烈,对用户进行身份认证的安全技术便显得尤为重要。现有的身份认证方法通常基于用户信息认证(如输入密码,使用ID卡等)或生物特征信息认证(如指纹,面容等),但这些认证方法往往存在一定的安全隐患。例如,密码或ID卡容易泄露或遗失;指纹等生物特征的本质是一种静态图像,同样也面临着被复制并窃取的风险;持续认证方案如心率认证则需要专有设备,导致其实现代价过大、认证难度过高,难以在日常的身份认证应用中得到普及。与传统的识别技术相比,射频识别(RFID)具有结构简单、非接触式的自动快速识别、准确度高等优势,是一种极具前景的身份认证解决方案。因此,针对现有的身份认证方案中存在的问题,本文基于RFID技术提出融合用户信息和生物特征的认证方法,具体贡献如下:(1)本文提出一种融合用户信息和生物特征的身份认证方法。本文将多个无源标签组成一个阵列,用户通过触摸标签表面即可进行密码的输入。利用标签的物理层信息以及标签间的耦合作用,用户触摸标签时会导致标签的信号变化,该相位变化与用户自身的生物特征(如阻抗等)有关,且会使得其余标签的信号随之发生变化。由于不同的用户有着不同的生物特征,每个用户触摸时都会使标签发生独特的信号变化。因此,用户对标签的触摸操作既能进行密码输入,又能将自身的生物特征融入标签信号中,从而实现身份认证过程中用户信息与生物特征的结合。在用户认证时,本文采取两阶段的认证方式,首先识别出用户输入的密码,然后对使用相同密码的用户进行认证区分。实验结果表明,本方案能够有效地辨别使用相同密码的不同用户,从而验证其身份认证的有效性。(2)本文将生物特征进行细化,提出了基于用户生理特征和行为特征的认证方法。本文在上述身份认证方法的基础上加以改进,允许用户不需要输入特定的密码,只需要根据指定的标签序列进行触摸。在该方法中,用户触摸标签时由阻抗引起的标签信号变化即生理特征信息,而触摸过程中的习惯和节奏为每个用户独特的行为特征信息。系统通过预先收集用户的触摸时间序列来提取不同用户的行为特征信息,从而结合生理特征信息和行为特征信息来认证用户的身份。实验结果表明本文提出的融合用户生理特征和行为特征的认证方案能够以较高的准确度识别不同用户。本文通过使用用户信息和生物特征进行身份认证,使用简单密码或不使用密码能有效抵御用户身份被盗用,并达到较好的用户认证性能。

关键词： 射频识别技术   手写识别   FIR滤波器   方差累加和   模板匹配  

摘要： 随着大数据、物联网的发展,人机交互技术成为学术研究的热门课题。手写识别作为人机交互技术的基础研究方向之一,技术成熟度在不断提高。传统的手写识别技术如利用视频图像和可穿戴传感器的解决方案识别精度高,但视频图像技术需要好的光照条件,而且涉及用户隐私问题。基于可穿戴传感器的技术要求用户长期佩戴,影响用户体验感。射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID)以其低成本、可标记性与强扩展能力等优势在人机交互方面获得研究人员的青睐。为了解决基于视频图像和可穿戴传感器等技术带来的问题,本文研究基于RFID的手写数字识别技术。 本文设计并实现了一个基于RFID的手写数字识别系统RF-Digboard。该系统利用一个商用RFID阅读器和三枚RFID标签来感知用户的手写动作。本文建立射频信号相位变化与手写数字之间的关联,通过优化标签部署方案,并结合提出的信号处理算法以实现高精度手写数字识别。本文的主要工作如下: (1)在信号分割阶段,传统的基于滑动窗的分割方案难以准确识别手写动作边界。为了准确提取与单个数字相关的所有相位序列样本,本文提出了一种基于线性相位有限长单位冲激响应(Finite Impulse Response,FIR)滤波器的信号分割算法来准确地提取目标信号段。 (2)在特征提取阶段,为了有效地识别用户书写的数字,本文提出了一种归一化的滑动方差累积和序列来表征信号局部波动程度,并将其作为特征用于后续的识别。 (3)在数字识别阶段,由于动态时间规整(Dynamic Time Warping,DTW)的特征匹配复杂度高,本文改进基于L1范数度量相似的计算方式。通过比较待识别信号与模板信号的特征相似度来实现数字识别。 最后,为了证明了该方案的有效性,本文在三种不同室内场景(会议室、卧室、客厅)下对10名用户进行广泛的实验并评估系统的性能。实验结果表明,该系统的平均识别准确率可以达到97.81%。除此之外,本文进行了大量的实验和比较研究,评估了所提出的方法在不同方面的性能,以验证系统的鲁棒性。

关键词： RFID   射频识别   信息收集   时间效率  

摘要： 物联网技术被广泛用于现代社会中,而RFID技术作为物联网技术中的一项核心技术被广泛用于冷链管理和仓储管理等领域中。近年来,对多类别RFID系统的研究获得了学术与工业界的关注。在仓储管理中,可以根据货品的制造商或是品牌信息将货品分属于不同的类别。而同属于一个类的标签所携带的信息通常是相同或相似的,收集同一个类中的所有标签信息会导致高数据冗余,因此并不需要收集所有的标签信息,只需要在一个类中选取一个标签收集信息就足够了。在现有的协议中,由于阅读器在收集标签类别信息时传输的比特数量大而导致收集效率不高。为了提高收集效率,降低时间开销,我们提出了一种标签类别信息收集协议(TCIC)。TCIC使用哈希函数将未收集信息的标签类映射到时隙中,利用单时隙和部分冲突时隙构建一个分配向量,用于选取每轮参与收集的标签类,有效提高了收集效率;然后为参与收集的标签类中的每个标签分配一个服从几何分布的索引值,与使用96比特的标签ID选定单个标签相比,大大减少了传输的比特数量;最后阅读器构造一个标签索引向量,存储从每个标签类中选出的只有一个标签相匹配的单索引值,用于过滤掉每轮不能收集的标签类。因为标签最大索引值K决定了标签类中存在单索引值的概率,因此本文根据标签类的不同规模,选择不同的K来最小化协议的执行时间。此外,我们通过理论分析确定了分配向量长度f的最优值。本文通过仿真实验将TCIC的执行时间以及阅读器端传输的比特数量和其他协议进行比较。实验结果表明,TCIC在时间性能上要优于其他协议;同时,阅读器端传输的比特数量远远少于其他协议。最后本文对TCIC进行了稳定性测试,结果表明TCIC协议非常稳定。

关键词： 电气控制板   人机交互装配   RFID技术   机器视觉   模板匹配  

摘要： 随着科技的高速发展,对于产品质量的要求越来越严格,为了提高效率以及降低企业成本,视觉检测被大量应用到各种产品的缺陷和质量检测当中。在机器视觉技术快速发展的背景下,从事视觉检测设备制造的公司也越来越多。但是,视觉检测设备生产中耗费时间最多,对装配人员要求最高的电气控制板的装配还是采用传统的人工看图的方式进行安装。这种传统的装配方式对装配人员的专业性要求很高,效率低,同时装配中出现装配错误的风险也比较大。针对视觉检测设备中电气控制板传统人工装配存在的不足,论文提出了一种用于电气控制板装配的人机交互装配系统。论文的主要研究工作如下: 首先,分析了该系统所要装配的电气控制板的组成,对装配过程中所需要用到的物料信息进行了统计,设计了一种配合人机交互装配系统运行的循环上料系统,介绍了上料系统的具体工作原理并对上料系统中所用到的物料盒进行了编号。 其次,在分析了系统具体需求的基础上,设计出人机交互系统的总体结构方案和装配的总体流程。把RFID射频识别技术应用到物料的识别中,对阅读器和电子标签进行了选型和识别原理的介绍,设计出了相应识别匹配程序。对于论文提出的激光引导定位装配进行了原理分析,选择了相应的硬件装置和通讯方式,同时设计出了PLC对电机的控制方案。 再次,把机器视觉检测技术应用到电气控制板的质量检测中。对视觉检测系统用到的主要硬件进行了介绍和选型,在Lab VIEW上使用模块化的设计思想设计出了视觉检测系统的软件。分析比对了不同模板匹配算法之间的优缺点,最后选择了更适合本系统的基于边缘曲线的几何匹配方法,实现了对于电气控制板中元器件个数的检测。 最后,搭建了人机交互装配系统模拟实验平台,对设计的装配系统分模块进行测试。测试结果表明,各项功能都可以准确运行,能够满足实际装配的需求。相比于传统人工装配,该系统在保证电气控制板生产质量、提高生产效率的同时,还降低了对装配人员专业素养的要求。 图50表18参68