[发明专利]基于近场通信的现代化工厂设备管理方法

摘要

本发明涉及基于近场通信的现代化工厂设备管理方法，利用智能手持管理终端采集合法设备管理人员的工卡信息、身份证信息和手指静脉信息，建立工厂设备管理人员数据库，构建其合法拥有者在预设时间段的人体磁场数据库作为其身份识别信息；构建其合法拥有者体味数据库及各手指所对应的静脉信息数据库；智能手持管理终端的合法拥有者以基础颜色为基础，以在各门禁通行密码输入框中输入的基础颜色组合作为门禁通行密码；通过不断计算前期设备目标运行参数集方差与当前新生成设备目标运行参数集方差间的情况，实时检测设备是否运行异常；门禁子系统提供在预设时间段有效的动态准入秘钥给智能手持管理终端，以允许其只能在下次通过门禁子系统时使用。

主权项

基于近场通信的现代化工厂设备管理方法，用于包括工厂控制子系统、具有NFC功能的门禁子系统、车间监控子系统、车间报警子系统和设备运行子系统的基于近场通信的现代化工厂设备管理系统，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，门禁子系统采集各工厂设备管理人员的工卡信息、身份证信息和手指静脉信息，建立工厂设备管理人员数据库，并将工厂设备管理人员数据库中的各数据作为对应的工厂设备管理人员进入工厂内的身份认证信息；步骤2，工厂设备管理人员在各自备案配发的具有NFC功能的智能手持管理终端内录入包括其工卡信息、身份证信息以及手指静脉信息的工厂设备管理人员信息，并经智能手持管理终端加密处理后，存储采集的工厂设备管理人员信息到智能手持管理终端内；其中，该工厂设备管理人员为工厂控制子系统指定的智能手持管理终端的合法拥有者，智能手持管理终端录入工厂设备管理人员信息的过程包括如下步骤2‑1至步骤2‑4：步骤2‑1，智能手持管理终端在各预设时间段内实时采集其合法拥有者的人体磁场数据，构建该智能手持管理终端的合法拥有者在各预设时间段内的人体磁场数据库，并以构建的人体磁场数据库作为其合法拥有者操作该智能手持管理终端的身份识别信息；其中，预设的时间段包括第一预设时间段和第二预设时间段，第一预设时间段为06:00至18:00；第二预设时间段为18:00至次日06:00；步骤2‑2，智能手持管理终端采集其合法拥有者的体味数据、接收其合法拥有者的各手指所对应的手指静脉信息，构建智能手持管理终端合法拥有者体味数据库以及各手指所对应的静脉信息数据库；智能手持管理终端赋予其合法拥有者的人体磁场具有识别合法操作者身份时的第一优先级、体味数据具有识别合法操作者身份时的第二优先级；其中，在识别操作者是否具有合法身份过程中，第一优先级具有比第二优先级更高的识别可信度；步骤2‑3，智能手持管理终端在其触摸显示屏上显示预设个数的门禁通行密码输入框给其合法拥有者，各门禁通行密码输入框均分别对应着七种供任意选择的基础颜色列表；其中，基础颜色列表中的七种基础颜色分别为红色、橙色、黄色、绿色、青色、蓝色和紫色，每个门禁通行密码输入框对应着一组通行允许色；智能手持管理终端的门禁通行密码为其合法拥有者在每个门禁通行密码输入框中对应输入的各组通行允许色的整体组合；各组通行允许色为所述七种基础颜色的任意组合；步骤2‑4，根据触摸显示屏上各门禁通行密码输入框对应的基础颜色列表，智能手持管理终端的合法拥有者依次选取自定义种类数的基础颜色组合分别作为各门禁通行密码输入框的通行允许色，并由智能手持管理终端分别对应的存储各门禁通行密码输入框所对应的通行允许色，然后由智能手持管理终端将该工厂设备管理人员身份认证信息以及与该工厂设备管理人员对应的通行允许色信息发送给门禁子系统存储，并且在门禁子系统存储智能手持管理终端所发送的信息后，门禁子系统生成在预设时间段内有效的动态准入秘钥给该智能手持管理终端，以供智能手持管理终端将该动态准入秘钥作为其下次靠近门禁子系统时的终端身份认证信息；其中，该动态准入秘钥只允许智能手持管理终端下次靠近门禁子系统时使用；其中，门禁子系统生成动态准入秘钥的方法包括如下步骤(a)至步骤(e)：(a)门禁子系统提取智能手持管理终端所对应合法拥有者的身份证信息，并分别获取其身份证信息中所有数字的身份证信息的累计和值、身份证信息的平均值以及身份证信息特征值；其中：X=Σi=1mxi,Y=1mΣi=1mxi,Z=XY;]]>X为身份证信息的累计和值，Y为身份证信息的平均值，Z为身份证信息特征值；xi为身份证中的第i个数字，m为身份证信息中所有数字的个数；(b)根据得到的身份证信息的累计和值、平均值以及身份证信息特征值，得到在预设时间段内有效的第一动态秘钥值；其中，第一动态秘钥值标记为k，第一动态秘钥值k由如下公式得到：k3＝Xt2+Yt+Z，t∈[T1,T2]；t为门禁子系统接收到智能手持管理终端所发送信息的时间值，T1为动态准入秘钥的预设时间段的起始时刻，T2为动态准入秘钥的预设时间段的终止时刻；(c)门禁子系统提取各门禁通行密码输入框中对应的每组通行允许色，并计算得到各门禁通行密码输入框中对应每组通行允许色的灰度平均值；其中，各门禁通行密码输入框对应的一组通行允许色的灰度平均值I(n)由如下公式得到：I(n)=1JnΣj=1JnI(n,j);]]>其中，I(n)为第n个门禁通行密码输入框所对应组的通行允许色的灰度平均值，Jn为第n个门禁通行密码输入框中通行允许色所对应基础颜色的个数，I(n,j)为第n个门禁通行密码输入框中第j个基础颜色的灰度值，1≤j≤Jn；1≤Jn≤7；(d)根据各门禁通行密码输入框对应的一组通行允许色的灰度平均值，计算所有的门禁通行密码输入框中通行允许色的灰度平均值；其中：I=1NΣn=1NI(n);]]>N为所有门禁通行密码输入框的个数，I(n)为第n个门禁通行密码输入框所对应的一组通行允许色的灰度平均值；(e)根据步骤(b)中得到的第一动态秘钥值k以及步骤(d)中通行允许色灰度平均值I，得到在预设时间段内有效的动态准入秘钥值；其中，动态准入秘钥值标记为K，动态准入秘钥值K由如下公式得到：K3＝Xt2+Yt+I，t∈[T1,T2]；其中，t为门禁子系统接收到智能手持管理终端所发送信息的时间值，T1为动态准入秘钥的预设时间段的起始时刻，T2为动态准入秘钥的预设时间段的终止时刻；步骤3，车间监控子系统实时采集、存储各车间内的烟雾浓度数据、CO浓度数据和温湿度数据，并当烟雾浓度数据、CO浓度数据或温湿度数据中的任意一个数据出现异常时立即发送报警信息给车间报警子系统，由车间报警子系统发出报警警报，并发送报警信息给工厂控制子系统，车间监控子系统实时录制、存储车间内的视频情况；步骤4，设备运行子系统实时监控各设备的运行状态及目标运行参数，同时监控设备中各部件的累计工作时间，并将各设备的目标运行参数报表和各部件的累计工作时间报作为设备监控参数进行实时存储，由设备运行子系统分别发送存储的设备监控参数给工厂控制子系统以及现场巡检人员的智能手持管理终端；步骤5，工厂控制子系统根据前期已存储的设备目标运行参数集，得到前期设备目标运行参数集的方差，并将步骤4中实时获取的当前设备目标运行参数添加到前期设备目标运行参数集，构建新生成设备目标允许参数集，并重新计算新生成设备目标运行参数集的方差，然后根据前期设备目标运行参数集方差与当前新生成设备目标运行参数集方差之间的差值做出判断，以判断是否准许设备继续运行：当前后两个参数集方差之间的差值位于预设的正常参数阈值时，则工厂控制子系统准许该设备继续运行；否则，工厂控制子系统命令设备运行子系统记录出现异常的目标运行参数，并命令出现异常的运行设备停止工作，由工厂控制子系统发送设备异常的警报信息给位于门禁处且已通过设备管理人员身份初次认证通过的人员，然后车间监控子系统移动辅助摄像头至出现异常的设备处，调整辅助摄像头的角度后，由辅助摄像头采集该异常设备的运行视频，并发送异常设备运行视频至工厂控制子系统，以供维修人员参考该设备的目标运行参数报表及设备运行视频进行检修；当工厂控制子系统检测到有部件的累计工作时间处于该部件的保养时间段内时，则工厂控制子系统发送包括该部件名称及型号的保养通知给设备保养人员，以由设备保养人员对该部件进行保养；步骤6，工厂设备管理人员利用智能手持管理终端靠近门禁至近场通信距离内时，智能手持管理终端将上次门禁子系统所发送的动态准入秘钥给门禁子系统，且门禁子系统判断此时接收的动态准入秘钥与上次生成的动态准入秘钥一致时，则转入步骤7，执行门禁子系统对工厂设备管理人员的身份认证工作；门禁子系统判断此时接收的动态准入秘钥与上次生成的动态准入秘钥不一致时，则门禁子系统禁止开启门禁；步骤7，门禁子系统实时采集车间门禁处的监控视频情况，并在工厂设备管理人员利用智能手持管理终端靠近门禁至近场通信距离内时，由门禁子系统开启近场通信功能，以启动门禁子系统对进入车间人员的身份认证工作；其中，利用智能手持管理终端通过门禁子系统的身份认证是工厂设备管理人员进入车间内的唯一方式；所述门禁子系统对智能手持管理终端的持有者的身份认证过程包括如下步骤7‑1至步骤7‑2：步骤7‑1，智能手持管理终端采集握持该智能手持管理终端人员的人体磁场强度、体味数据、手指静脉信息以及此时的时间值，并对该握持人员的身份进行鉴定判别：当智能手持管理终端判断此时采集的人体磁场强度存在于智能手持管理终端已存储的该时间所对应预设时间段内的人体磁场强度数据库，且此时采集的体味数据同样存储于智能手持管理终端已存储的体味数据库中时，表明该握持人员为智能手持管理终端的所对应的工厂设备管理人员，则智能手持管理终端将设备管理人员身份初次认证通过的信息给近距离处的门禁子系统，并由门禁子系统执行步骤7‑2；否则，智能手持管理终端发送设备管理人员身份未初次认证通过的信息给门禁子系统；步骤7‑2，门禁子系统在其门禁处的触摸显示屏显示各门禁通行密码输入框以及对应各门禁通行密码框的基础颜色列表，并在智能手持管理终端的握持人员在各门禁通行密码框中依次输入通行允许色后，门禁子系统根据该握持人员输入的各门禁通行密码输入框中的通行允许色进行判断：当各门禁通行密码输入框中的通行允许色与门禁子系统已对应存储的各通行允许色完全一致时，表明输入了正确的二次确认门禁通行密码，则门禁子系统开启门禁，允许该人员进入车间内；否则，表明输入了错误的二次确认通行允许密码，则门禁通信子系统在预设时间段内拒绝该握持人员的任何输入操作，同时命令门禁处的监控摄像头侦测拍摄当前操作人员的面部图像以及感应当前面部图像与周围环境之间的温差，然后将拍摄的具有温差的面部图像经加密后反馈给工厂控制子系统进行预警提醒；步骤8，门禁子系统在开启门禁且允许该人员进入车间内时，门禁子系统重新生成在预设时间段内有效的动态准入秘钥，并将该动态准入秘钥以可见光的方式发送给智能手持管理终端，以供该智能手持管理终端在下次靠近门禁子系统时作为终端身份认证信息使用。