一种双频RFID电子称和安全认证的电子秤系统

技术领域

本发明涉及电子秤和物联网领域，具体涉及一种双频RFID电子称，尤其涉及一种用于测量带有RFID标签的医疗废弃物的重量数据，并将医疗废弃物上RFID标签的数据安全发送至云服务器的电子秤。

背景技术

医院日常运营会源源不断的产生大量医疗废弃物，包括感染性废物、损伤性废物、化学性废物、药物性废物、病理性废物以及注射瓶。这些废弃物需要分类存放在不同的暂存点，再由废物处理公司回收处理。现有许多医院，其医疗废弃物处理模式采用人工登记法，通过纸质的登记册记录医疗废物的产生时间、所属病区、科室、类型、登记人等信息。这种方法效率低下，不利于日后对信息进行统计分析，且信息易丢失，极不安全。

发明内容

技术问题：鉴于上述现有技术的缺陷，本发明旨在提供一种双频RFID电子秤和安全认证的电子秤系统。该设备操作简单，使用方便，数据安全，大大提高收运效率。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种双频RFID电子秤包括：

秤体：所述秤体底部设置脚撑，内部设置重量传感器，用于获取所称量的物品的重量；

秤盘：所述秤盘放置在所述秤体上，用于放置待称量的物体；

立杆：所述立杆的下端立于所述秤体上；

天线：所述天线设置在所述立杆的上部；

控制台：所述控制台设置在所述立杆的上端；所述控制台正面设置操作面板，包括液晶屏、按键、打印区和高频射频卡识别区；

智能主板：所述智能主板包括单片机、称重模块、超高频RFID读写模块、无线通信模块、打印模块、高频RFID识别模块、语音播报模块，且通过数据连接线与秤体内部重量传感器连接；所述智能主板根据单片机内的应用程序调用各个模块数据，完成用户定制功能。

所述重量传感器，通过数据连接线与智能主板相连，所述重量传感器在所述秤盘盛放物品时受压得到触发电压，并将所述触发电压发送至所述智能主板，以使所述智能主板根据所述触发电压获取所述秤盘所秤量的物品的重量。

所述智能主板内部的超高频RFID读写模块与所述天线连接。

所述超高频RFID读写模块工作频段为860MHz～960MHz，可识别UHF Class 1Gen2/ISO 18006C协议的电子标签。

所述无线通信模块为NB-IoT模块，遵循TCP/IP通讯协议。

所述高频RFID识别模块工作频率为13.56MHz，可识别ISO14443协议的射频卡。

所述语音播报模块可将按键的不同操作步骤进行播放。

所述电子秤还包括电源，所述电源设置在控制台内部，用于给所述电子秤供电。

本发明的双频RFID电子秤安全认证的电子秤系统包括：

发卡系统：所述发卡系统包含RFID读写器和发卡软件，RFID读写器与计算机可通过串口连接，发卡软件可操作RFID读写器为射频卡和电子标签注册合法身份；

电子称系统：所述电子秤系统包含所述电子称和电子称的应用程序，通过高频RFID识别模块认证射频卡，当射频卡合法才能正常使用本系统；通过超高频RFID读写模块双向认证电子标签，当电子标签合法才能读写电子标签内部数据；

后台服务器：所述后台服务器设置在阿里云，所述电子称系统使用电子称的唯一设备码与服务器进行认证，只有电子秤身份合法，才能与服务器正常通信。后台服务器用于存储标签信息，可以根据智能主板的不同请求，返回不同数据，辅助智能主板完成操作。

有益效果：上述的双频RFID电子秤和安全认证的电子秤系统，首先智能主板识别射频卡，只有射频卡身份合法才会继续进行下一步，秤体内重量传感器获取医疗废弃物的重量，将其发送至智能主板，智能主板识别医疗废弃物上的电子标签，可按键选择医疗废物种类，也可向服务器请求电子标签的相关医疗废弃物数据，智能处理后显示在液晶屏上、打印留存，同时医疗废弃物的重量等数据均上传至服务器存储，不需要人工录入，大大提高了效率，同时也减少了医疗废物感染风险。

附图说明

图1是发明所述的双频RFID电子秤的机械结构图；

图2是发明所述的双频RFID电子秤内部智能主板的逻辑结构框图；

图3是发明所述的一种安全认证的电子秤系统的结构框图。

图中有：控制台1、操作面板2、立杆3、秤盘4、称体5、天线7、重量传感器8、水平气泡9。

智能主板11包括单片机111、称重模块112、超高频RFID读写模块113、无线通信模块114、高频RFID识别模块115、语音模块116、打印模块117、供电模块118。

液晶屏21、按键22、用户刷卡区23、打印区24。

具体实施方式

本发明的一种双频RFID电子称包括：

秤体，所述秤体底部设置支撑脚，内部设置重量传感器，用于获取所称量的物品的重量；

秤盘，所述秤盘放置在所述秤体上，用于放置待称量的物体；

立杆，所述立杆一端立于所述秤体上；

天线，所述天线设置在所述立杆的上部；

控制台，所述控制台正面设置操作面板，包括液晶屏、按键、打印区和高频射频卡识别区；

智能主板，所述智能主板包括单片机、称重模块、超高频RFID读写模块、无线通信模块、打印模块、高频RFID识别模块、语音播报模块，且通过数据连接线与秤体内部重量传感器连接。智能主板首先智能识别射频卡身份，然后获取秤盘上的医疗废弃物重量，识别医疗废弃物上的RFID电子标签，可使用按键设置医疗废弃物类别，也可通过无线通信模块向服务器请求医疗废弃物相关数据，智能处理后显示在显示屏上，最后打印二维码标签记录整个过程，通过语音播报模块可对操作的步骤进行播放。

进一步的，所述秤体内部设置重量传感器，通过数据连接线与智能主板相连，所述重量传感器用于在所述秤盘盛放物品时受压得到触发电压，并将所述触发电压发送至所述智能主板，以使所述智能主板根据所述触发电压获取所述秤盘所称量的物品重量。

进一步的，所述智能主板内部的超高频RFID读写模块与所述天线连接。

进一步的，所述超高频RFID读写模块工作频段为860MHz～960MHz，可识别UHFClass 1Gen2/ISO 18006C协议的电子标签。

进一步的，所述无线传输模块为NB-IoT模块，遵循TCP/IP通讯协议。

进一步的，所述高频RFID识别模块的工作频率为13.56MHz，可识别ISO14443协议的射频卡。

进一步的，所述语音播报模块可将操作按键的不同步骤进行播放。

进一步的，电源，所述电源设置在控制台内部，用于给所述电子秤供电。

进一步的，一种安全认证的电子秤系统包括：发卡系统、所述的双频RFID电子秤、服务器，所述发卡系统设置在本地PC机，通过RFID读写器为射频卡和电子标签注册合法身份。所述电子秤通过高频RFID模块认证射频卡，当且仅当射频卡身份验证成功方可进入电子称系统，所述电子秤通过超高频RFID识别模块双向认证电子标签，认证成功后可读写电子标签内部的医疗废弃物信息。所述服务器设置在阿里云，所述电子秤使用唯一设备码与服务器进行认证，当且仅当电子秤身份验证通过，才能与服务器进行通信。服务器用于存储医疗废弃物的相关信息，并根据智能主板的不同请求，返回不同的医疗废弃物数据，智能主板接收到响应完成相应操作。

为了使本发明的技术手段、达成目的与功能易于明白了解，下面将结合附图对本发明的一些具体实施方式做进一步描述。

图1为所述双频RFID电子秤的机械结构图。结合图1，双频RFID电子秤可以包括控制台1、操作面板2、立杆3、秤盘4、称体5、天线7。

图2为所述的双频RFID电子秤内部智能主板的逻辑结构框图，可以看出，双频RFID电子秤的智能主板11包括单片机111、、称重模块112、超高频RFID读写模块113、无线通信模块114、高频RFID识别模块115、语音模块116、打印模块117、供电模块118。

结合图1、图2，秤盘4放置在秤体5上面，秤体5内置重量传感器8，可获得秤盘上医疗废弃物的重量。立杆3一端固定在秤体5上，且立杆3与秤体5垂直，另一端连接控制台1，立杆是中空的，内部有数据连接线，连接秤体内部重量传感器8和控制台内的智能主板11上的称重模块112。此外，天线7放置在立杆3上部，与智能主板上的超高频RFID读写模块113连接，可识别秤盘上医疗废弃物的电子标签，获取电子标签内部的医疗废弃物信息。控制台1内置智能主板11，正面设置操作面板2。操作面板包括液晶屏21、按键22、用户刷卡区23、打印区24，其中液晶屏21连接智能主板上的单片机111，用于显示系统界面、医疗废弃物类别及用户相关操作信息，此外，液晶屏21可替换为其他显示屏，如触摸屏。用户可使用按键22选择医疗废弃物的类型。用户刷卡区23与智能主板上的高频RFID识别模块115通信，可识别高频射频卡。打印区24与智能主机内的打印模块117相连，可打印医疗废弃物重量、类别等二维码标签。

在上述实施例中，在医疗废弃物称重入出库环节，改变了以往键盘手动选择方式，即不需要用户手动选择医疗废弃物的类别，电子秤通过其超高频RFID读写模块113可以直接识别电子标签得到，简化了操作方法，提高了入出库效率，同时大大节约了人力成本。

具体地，为了清楚地说明电子秤的工作原理，下文将结合电子秤的工作原理对电子秤进行说明：

首先电子秤开机后，智能主板11可以自动运行系统程序，并且与各个模块建立通信，如液晶屏21背光开启，无线通信模块114自检测信号强度，确保正常通信。

当秤盘4上放置医疗废弃物时，秤体5内的重量传感器8受到挤压得到触发电压，重量传感器将该触发电压发送到单片机111，单片机根据该触发电压通过程序可以计算得到对应的物品的重量，显示在液晶屏21上。

智能主板11通过高频RFID识别模块115验证射频卡身份成功后，进入电子秤系统。智能主板11接收到秤体5内的重量传感器8发送的触发电压，分析计算重量，判断重量稳定后，首先利用超高频RFID读写模块113检测医疗废弃物上的电子标签，收集环节中使用按键22设置医疗废弃物类型，并将此医疗废弃物的相关信息存入电子标签，随后通过无线通信模块114与服务器建立通信，上传并存储医疗废弃物信息；入出库环节中无需二次手动选择医疗废弃物类别，由超高频RFID读写模块113读取电子标签内的医疗废弃物信息，随后向服务器请求此医疗废弃物上一环节的类别、重量、归属地信息，服务器接收到请求后，将上一环节的信息下发至智能主板11，智能主板11比较两个环节的数据，判断是否异常，并将相关信息显示在液晶屏21上，用户可通过按键22选择对应的异常类型，选择完成后，智能主板11再通过无线通信模块114将数据上传至服务器存储，最后从打印区24打印医疗废弃物的二维码标签。

在其中一个实施例中，电子秤还可以包括：电源，电源设置于控制台1内部，用于给电子秤供电；开关，开关设置于操作面板上，并与电源相连接。其中该电源在本实施例中为可充电电源，即智能主板内存在有供电模块118，该供电模块包括电源插头，该电源插头与设置在控制台1内的电源相连接。当开关启动时，即开机，该电源可以给电子秤供电，包括智能主板11、显示屏21、称体内的重量传感器8等。

在其中一个实施例中，电子秤还可以包括：水平气泡，水平气泡9设置于秤体上，水平气泡9用于判断电子秤是否放置水平。水平气泡9是为了将电子秤放置水平以保证电子秤的正常工作。

在其中一个实施例中，电子秤还可以包括：脚撑6，脚撑6设置于秤体底部，脚撑6用于在水平气泡9判断电子秤未水平放置时进行调节。例如当水平气泡9标识电子秤未放置水平时，用户可通过调节该脚撑6以将电子秤放置水平。

在其中一个实施例中，还提供一种安全认证的电子秤系统，如图3所示，该系统可以包括：发卡系统、上文中所提到的电子秤和服务器。首先发卡系统可以通过RFID读写器为射频卡、电子标签注册合法身份。然后使用电子秤时，电子秤可利用高频RFID识别模块115认证射频卡身份，当且仅当射频卡身份合法才能进入电子秤系统，反之，用户只能使用普通称重功能，这是RFID安全认证的第一道防线。进入电子秤系统后，电子秤通过超高频RFID读写模块113，智能检测医疗废弃物上的电子标签，首先判断电子标签是否已经注册，若电子标签已经注册，进一步判断电子标签的读写口令是否正确，正确才能读写电子标签内的信息，这是RFID安全认证的第二道防线。最后在电子秤与服务器通信过程中，服务器通过电子秤的唯一设备码进行认证，保证了只有身份合法的电子秤才能与服务器有效通信。

以上公开发明的优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述的这些实施例，是为了更好的解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。