[发明专利]一种基于RFID的智能安全帽周边环境信息采集系统及方法

权利要求书

1.一种基于RFID的智能安全帽周边环境信息采集系统，其特征在于包括多种传感器、可编程无源RFID标签、RFID阅读器及管理后台，所述多种传感器及可编程无源RFID标签安装在智能安全帽中，所述多种传感器由所述可编程无源RFID标签提供能量；所述可编程无源RFID标签通过所述多种传感器获取智能安全帽所处环境数据及智能安全帽移动加速度数据，并将获取的数据进行存储及处理后通过无线射频信号发送给所述RFID阅读器，所述RFID阅读器将数据传输给所述管理后台进行数据管理；所述多种传感器包括图像传感器，当所述管理后台通过数据分析检测到异常情况发生，所述可编程无源RFID标签启动所述图像传感器获取智能安全帽所处环境的灰度图像信息。

2.如权利要求1所述的基于RFID的智能安全帽周边环境信息采集系统，其特征在于所述多种传感器包括温度传感器、亮度传感器、加速度传感器。

3.如权利要求1所述的基于RFID的智能安全帽周边环境信息采集系统，其特征在于所述温度传感器、亮度传感器、加速度传感是所述可编程无源RFID标签的内置传感器。

4.如权利要求1所述的基于RFID的智能安全帽周边环境信息采集系统，其特征在于所述图像传感器采用112×112分辨率的灰度像素图像传感器，所述图像传感器内置行暂存器和列暂存器用于数据存储。

5.如权利要求1所述的基于RFID的智能安全帽周边环境信息采集系统，其特征在于所述可编程RFID标签采用EPC Class1 Generation2标准通信协议。

6.如权利要求1所述的基于RFID的智能安全帽周边环境信息采集系统，其特征在于所述可编程RFID标签包括微控制芯片及FPGA芯片，所述微控制芯片用于驱动所述多种传感器及与所述RFID阅读器进行通信，所述FPGA芯片用于实现所述可编程RFID标签的状态机控制。

7.如权利要求1-6任一所述的基于RFID的智能安全帽周边环境信息采集系统，其特征在于所述可编程无源RFID标签采用WISP标签。

8.如权利要求1-6任一所述的基于RFID的智能安全帽周边环境信息采集系统的采集方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1:数据传输准备；

1）启动线程通信；

2）检测是否有Socket连接，如果有则接收保存文件，如果是配置文件则更新配置，如果不是则安装驱动；

3）启动数据读取线程，配置RFID阅读器，准备读写可编程无源RFID标签数据；

步骤2: RFID阅读器启动，发送询问信号给范围内的可编程无源RFID标签，可编程无源RFID标签获取充足能量后开始工作；

1)可编程无源RFID标签从接收到的射频信号中获取能量，如果能量不充足，则进入睡眠状态，持续吸收能量，当能量充足时，转入工作状态；

2)可编程无源RFID标签进入工作状态后，通过各种传感器持续获取智能安全帽所处环境数据及智能安全帽移动加速度数据并存入内置的存储区中；

步骤3：可编程无源RFID标签和RFID阅读器进行交互，传输数据；

1)可编程无源RFID标签开始接受RFID阅读器命令，检测数据是否符合要求；如果不符合则抛弃命令继续获取RFID阅读器命令；

2)如果接收的数据符合要求，根据RFID阅读器的命令和可编程无源RFID标签的状态转换状态；

3)可编程无源RFID标签发送答复信息给RFID阅读器，将获取的数据发送给RFID阅读器；

步骤4：RFID阅读器将读取的数据发送给管理后台服务器，保存到数据库用于数据分析；

步骤5: 当管理后台通过数据分析检测到异常情况发生，通过RFID阅读器发送命令给可编程无源RFID标签，启动图像传感器获取智能安全帽所处环境的灰度图像信息。

9.如权利要求7所述的基于RFID的智能安全帽周边环境信息采集系统的采集方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：数据传输准备；

1)启动线程通信；

2)检测是否有Socket连接，如果有则接收保存文件，如果是配置文件则更新配置，若果不是则安装驱动；

3)启动数据读取线程，配置RFID阅读器，准备读写WISP标签数据；

步骤2:RFID阅读器启动，发送询问信号给范围内的WISP标签，WISP标签获取充足能量后开始工作；

1)WISP标签从接收到的射频信号中获取能量，如果能量不充足，则进入睡眠状态，持续吸收能量，当能量充足时，转入工作状态；

2)WISP标签进入工作状态时，通过各种传感器持续获取智能安全帽所处环境数据及智能安全帽移动加速度数据并存入内置的存储区中；

步骤3：WISP标签和RFID阅读器进行通信，传输数据；

1)WISP标签开始接受RFID阅读器命令，检测数据是否符合要求；如果不符合则抛弃命令继续获取RFID阅读器命令；

2)如果接收的数据符合要求，根据RFID阅读器的命令和WISP标签的状态转换状态；

3)WISP标签发送答复信息给RFID阅读器，将获取的数据发送给RFID阅读器；

步骤4：RFID阅读器将读取的数据发送给管理后台服务器，保存到数据库进行数据管理；

步骤5: 当管理后台通过数据分析检测到异常情况发生，通过RFID阅读器发送命令给WISP标签，启动图像传感器获取智能安全帽所处环境的灰度图像信息。