專利名稱：Rfid電子配線架管理系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及綜合布線領域的一種RFID電子配線架管理系統，是一種可實現對綜合布線系統智能化管理的軟硬件系統。具體實現技術主要有RFID射頻識別技術，電子電路技術，嵌入式技術，WEB技術，數據庫技術，CAD技術，Java, Flex等各種應用軟件技術等。
背景技術：
綜合布線的核心理念是將線的管理貫穿于布線工程以及長期的實際應用。對線的安裝、更新、變動、增加和變化做到全程受控。配線架是用來規范綜合布線的一種設備，一般在網絡安裝(如局域網等)中用到，和交換機配合使用，安裝在機柜內。在綜合布線中線路的變動基本上都發生在配線架和交換機之間的跳線的變動。綜合布線系統處于信息系統的物理層，而綜合布線設備不具備智能通訊功能，所以傳統的網絡管理模塊無法對這一層次的設備進行直接管理。現階段網絡綜合布線在企業中基本上承載了企業的全部的信息流通。機房數據方面不說，電話(不管是模擬或IP電話)，IP視頻監控，門禁系統(讀卡類或生物識別系統)，環境監控等等這些都是全部承載在一套綜合布線內。應用的不斷增加，管理維護人員配備越來越少，這些對信息管理部門來說，都是相當大的挑戰。近幾年的統計數據表明，網絡故障大多發生在物理層，超過70%的網絡故障與網絡線路等非智能設備有關。與此同時，隨著企業的不斷發展，網絡系統日漸龐大卻還是感覺不夠用，網絡運行效率隨著運行時間的增加而日漸低下。因此，基礎網絡建設的廠商不僅要給客戶提供高性能的綜合布線、完善的設備連接、完整的基礎信息，而且需要一個高效的智能管理系統。這樣的網絡管理才沒有后顧之憂，為日后故障排除省去更多的人力和財力。但現實情況卻是，長期以來對綜合布線領域的網絡管理一直不能實現真正的智能化。不能智能化的原因在于網絡中有大量的非智能設備，如線路、UPS、空調、配線架、 機柜等。要實現網絡管理的真正智能化，首先必須使線路智能起來，這就是電子配線架。目前，全球有3家著名IT公司擁有各自的電子配線架方案，但都是接觸式技術(鏈路技術、端口技術)，不是RFID非接觸式技術，有諸多問題存在。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種RFID電子配線架管理系統，其可以智能化實時監控網絡環境中的跳線、鏈路、交換機、路由器、終端等的變化情況。為解決以上技術問題，本發明提供了一種RFID電子配線架管理系統，包括RFID 電子跳線、RFID電子配線架、控制器和后臺管理模塊；RFID電子跳線是在跳線的二端增加一個帶有唯一身份的RFID電子標簽，該標簽內還有跳線的類型、速度、長度數據；RFID電子配線架能識別多個的RFID電子跳線；控制器，與多個RFID電子配線架相連接，用于控制多個RFID電子配線架，可顯示當前網絡物理層的電纜連接狀態；后臺計算機管理模塊，與多個控制器連接，對物理層鏈路信息的實時監視、記錄和管理。本發明的有益效果在于實時監控網絡環境中的跳線、鏈路、交換機、路由器、終端等的變化情況，支持斷電恢復、工作單管理、現場線路和設備的變更、追蹤等一系列功能。
圖1為本發明所述RFID電子配線架系統的層次架構圖；圖2為本發明所述控制器的功能模塊結構圖；圖3為本發明所述RFID電子配線架結構示意圖；圖4為本發明所述RFID識別器的硬件結構圖；圖5為本發明所述RFID電子配線架平滑升級示意圖；圖6為本發明所述RFID電子配線架雙配線架結構示意圖；圖7為本發明所述RFID電子配線架單配線架結構示意圖。
具體實施例方式結合附圖和具體實施進一步說明本發明RFID電子配線架系統的原理和實現方法。本發明是一種RFID電子配線架管理系統，是一套對綜合布線系統的網絡物理層 進行詳細記錄的軟硬件系統，其功能與綜合布線系統完全獨立。本發明的RFID電子配線架管理系統主要由RFID電子跳線、RFID電子配線架、控制 器和后臺管理模塊四大功能模塊組成，其核心是RFID電子跳線及RFID電子配線架。RFID電 子跳線是在普通跳線的二端增加一個帶有唯一身份的RFID電子標簽，該標簽內還有跳線 的類型、速度、長度等數據；RFID電子配線架既有普通配線架的功能，同時又能識別帶有特 殊身份的RFID電子跳線，并帶有LED燈指示跳線的狀態或引導跳線；控制器，與多個RFID 電子配線架相連接，用于控制多個RFID電子配線架，可顯示當前網絡物理層的電纜連接狀 態；后臺計算機管理模塊，與多個控制器連接，對物理層鏈路信息的實時監視、記錄和管理。 上述四個功能模塊緊密相連，協同工作，對物理層的信息傳遞相當精確。如圖1所示為RFID電子配線架系統的層次架構圖。該系統包括RFID電子跳線、 RFID電子配線架、控制器和后臺計算機管理模塊四大功能模塊。一個后臺計算機管理模塊 通過以太網或串口管理多個控制器，一個控制器通過串口與多個RFID電子配線架相連，一 個RFID電子配線架又能無線識別同一個配線架不同端口上的多個RFID電子跳線。后臺計算機管理模塊是本發明的指揮中心，負責整個系統的業務邏輯處理，并通 過控制器來控制RFID電子配線架和RFID電子跳線。現場每個電子配線架的端口正確信息 及錯誤告警都會反饋給控制器，控制器語音、文字展示這些信息的同時，將信息發送到后臺 管理模塊。管理模塊根據獲取到的信息，對不同情況發出不同指示給控制器。控制器收到 指示之后，語音、文字展示信息。同時，將這些信息發送給相應的RFID電子配線架。RFID電 子配線架配合其上的LED燈指導工作人員日常工作。管理模塊還負責網絡設備的監控和管 理。如圖2所示為控制器的功能結構圖。控制器是典型的嵌入式系統，是以ARM架構 的嵌入式微處理器和Linux實時操作系統組成的嵌入式控制系統為核心，外加電源、復位、 散熱、按鍵、顯示、語音、通訊等模塊組成。電源模塊除了給控制器本身模塊供電外，還可以給48個RFID電子配線架供電。供電方式是直流、低壓，能耗很低。復位模塊當系統遇到特殊原因不能運行時，可通過一個復位按鈕實現整個控制器當前功能的復位。散熱模塊散熱模塊由溫度傳感器、散熱風扇、通風口組成。控制器一旦運行就一直處于工作狀態，為降低元件損耗和功耗和延長元器件的壽命，溫度傳感器會實時檢測控制器內部溫度，一旦超標，風扇工作，通過風冷給控制器降溫。顯示模塊采用OLED顯示屏，能在很小的尺寸上顯示很多的信息。按鍵模塊通過按鍵可以對顯示屏的信息進行操作，并設置必要的系統信息。語音提示模塊根據顯示屏的內容，進行語音提醒或告警。通訊模塊控制器通過網絡通訊模塊連接到網絡設備如交換機上，與后臺計算機管理模塊通信；通過串口通訊模塊與后臺計算機通訊或與多個RFID電子配線架進行通信。如圖3所示為RFID電子配線架結構示意圖。整個RFID電子配線架包括三個部分， 一部分是普通網絡配線架，另外二部分是RFID識別器和LED燈。識別器和LED燈嵌入到普通網絡配線架內就是電子配線架。普通配線架包括銅纜配線架或光纖配線架。銅纜的又包括3類、5類、超5類、6類、 超6類、7類等各種網絡配線架，也支持未來可能出現新布線系統的配線架。普通配線架的網絡端口數可以是4 口、8 口、12 口、24 口、48 口等。RFID識別器和LED燈可以嵌入在配線架的合適位置上，也可以外掛在普通配線架上，而非嵌入，同樣可以同時識別配線架端口中的RFID電子跳線。一個識別器可以和一個配線架配合使用，也可以和多個配線架配合使用。如圖4所示為RFID識別器的硬件結構圖。RFID識別器是一個特殊的RFID讀寫器。該讀寫器除了具有普通讀寫器的功能外，還可以控制復雜的天線及天線陣列。讀寫器的動作方式、指令和數據格式都按照業務邏輯被重新定義。該RFID識別器采用了 8位單片機作為中央控制器，控制射頻讀寫模塊按照業務邏輯的要求進行讀寫；控制LED燈表示電子跳線的不同狀態或引導跳線；控制天線連接模塊與天線或天線陣列通信。該RFID識別器通過RS485串口與控制器通訊，從控制器獲得指令和業務數據。當任何帶有RFID標簽的跳線進入讀寫區域后，識別器都能實時發現，讀取標簽數據，并定位RFID標簽，標簽數據及位置信息經過中央控制器運算后又通過RS485串口返回給控制器。如果有非法的RFID標簽闖入或者有合法的RFID標簽離開，中央控制器都會立刻知道。如圖5所示為RFID電子配線架平滑升級示意圖。一般情況下，RFID識別器是嵌入到配線架內部的。但是，在一些特殊應用場合RFID識別器是無法嵌入配線架的，所以本發明還設計了一種RFID識別器外掛在普通配線架或者普通交換機上的方法。通過此方法可以使普通的配線架平滑升級為RFID電子配線架，使普通交換機平滑升級為帶有RFID電子配線架功能的交換機。這樣能充分利用現有資源，大大節省綜合布線成本。圖6為本發明實施例所述RFID電子配線架雙配線架結構示意圖。所謂雙配線架結構，就是RFID電子跳線的二端都插在RFID電子配線架上，使跳線的二端都實時被識別和監控。該電子配線架既可以是嵌入RFID識別器的電子配線架，也可以是外掛RFID識別器的電子配線架或交換機。圖7為本發明實施例所述RFID電子配線架單配線架結構示意圖。所謂單配線架結構，就是RFID電子跳線的一端都插在RFID電子配線架上，被實時識別和監控；另外一端連接在普通的交換機上，不能被實時識別和監控。但是通過軟件技術及人為操作的規范性， 基本能夠保證跳線的正確性。本發明的RFID電子配線架管理系統支持3類、5類、超5類、6類、超6類、7類綜合布線系統和各種光纖布線系統，也支持未來可能出現的布線系統。該發明可以實時監控網絡環境中的跳線、鏈路、交換機、路由器、終端等的變化情況，支持斷電恢復、工作單管理、現場線路和設備的變更、追蹤等一系列功能。本發明具有以下詳細功能I.智能鏈路整個布線系統的線纜分二類，靜態鏈路和動態跳線。靜態鏈路利用軟件技術進行管理、動態鏈路利用RFID電子跳線和RFID電子配線架進行管理，整個物理鏈路就變成智能鏈路，可以被實時監控和管理。RFID電子跳線還攜帶鏈路的數據信息，如類型、速度、ID號等，使鏈路更加智能。2.電子配線架每個普通網絡配線架上都安裝RFID識別器(一種特殊的RFID讀寫器，可以讀寫 RFID電子標簽)，當RFID電子跳線插入網絡配線架的任一端口時，RFID識別器可獲取跳線上的電子標簽信息，配線架端口號等信息，這樣可精確監測網絡配線架的每個端口鏈接的情況。電子配線架上還配有LED燈等設施輔助跳線工作。每個電子配線架都有一個固定的地址，此地址將在電子配線架出廠時通過地址標簽卡(帶有唯一編號可讀寫得RFID電子標簽)進行設置，并能夠被后臺管理模塊識別。3. LED燈引導跳線RFID電子配線架的每個端口配有一個LED燈。當需要拔下或插上配線架的某個端口的線纜時，則該端口對應的LED燈就會處于閃爍狀態，只有當操作執行完后，閃爍狀態才會結束。當某個端口的跳線插拔錯誤時，LED燈也會不停閃爍，直到該錯誤被糾正，LED燈才恢復正常。4.工作單指導跳線后臺計算機管理模塊能實時獲取現場每個網絡節點連通狀況，能自動獲取電子配線架每個端口的跳線變更情況，能自動計算線路的鏈路關系，即使斷電過程中的變更，在斷電恢復后也能夠實時獲取鏈路的最新連接狀況。所以，管理員可以通過管理模塊統籌安排物理網絡拓撲結構，管理模塊會根據管理員的調整，自動生成工作單(一組引導現場操作人員進行各種操作的指令)指導現場的每一根跳線變更，從而使網絡拓撲結構與預期一致。管理模塊會將工作單分發到每一個電子配線架，使該配線架的跳線按照工作單預期的結果變更。當某個工作單涉及到的每個配線架的跳線都正確時，該條工作單就完成了其使命。以后，有新的任務，又會有新的工作單產生。5.斷電恢復當因為種種原因出現硬件故障或斷電時，在故障排除后或通電后，電子配線架及其配套系統能自動檢測當前信息是否與故障前或斷電前的信息一致。如果不一致，現場控制器就會報警提示，同時計算機管理模塊會做出實時反應，提示管理員是否將鏈路信息更新到故障或斷電之前的狀態，獲得管理員確定后，就會以工作單的形式指導現場人員將鏈路恢復到斷電前或故障前，確保當前鏈路信息的準確性和可操作性。
假設現場有10條鏈路信息，斷電故障過程中，有人從中拔出2條鏈路，系統重新上電后，現場控制器就會報警，并將被拔除的二條鏈路的信息，返回給后臺管理模塊，后臺計算機管理模塊將檢測到的故障顯示給管理員。管理員根據實際情況，決定是否發送添加跳線的工作單到現場控制器。6.鏈路追蹤綜合布線的現場，一個機柜內往往由成百上千條跳線，如何通過某個跳線的一端快速地找出另一端，一直是個難題。RFID電子配線架卻可以輕松做到。同一條跳線的兩頭分別對應兩個配線架的兩個端口，本發明用一張特定的電子標簽卡(下文稱為追蹤卡)能快速地找到配線架的某個端口的鏈路信息，即該端口連接到哪一個配線架的哪個端口。把追蹤卡放在用戶需要查找的那個端口上，該端口及其連接到的端口的LED燈都會閃爍，就可迅速找到當前鏈路。把追蹤卡移出當前端口，該條線纜對應的2個端口的LED燈就會停止閃爍。7.告警整個電子配線架及其管理系統有多級告警功能。首先，當任何一條鏈路非法變更時，電子配線架系統都會實時發現，并通過LED燈告警，并將告警信息發送給控制器。控制器會用屏幕顯示告警內容及聲音提示，并將告警發送到后臺管理模塊。后臺管理模塊會通過圖、文、短信、E-mail等多種直觀形式完整地顯示所有告警信息，并提示管理員及時處理。 另外，后臺管理模塊還可以監控帶有特定MAC地址的終端非法變更，任何非法MAC變更也會被及時發現，并向用戶告警。8.檢測跳線半插入跳線插入配線架的端口時，往往出現未插入到位(即半插入)狀態，普通配線架是無法判別的，RFID電子配線架可以判別。RFID電子配線架不僅可以識別每個端口上插入什么電子跳線，還可以判斷該跳線離端口的距離遠近，當該距離大于預先設定的臨界值的時候，電子跳線就完全插入了，否則都是半插入。半插入時，電子配線架、控制器及后臺管理模塊都會收到警告。9.跨控制器跳線RFID電子配線架結構簡單，系統架構精巧，所以可以支持跨控制器的跳線。同一個后臺管理模塊控制的多個控制器，每個控制器又控制很多電子配線架。如果利用端口技術或鏈路技術，同一個控制器下的電子配線架之間進行跳線時，硬件會迅速檢測出來，但不同控制器之間的跳線檢測非常困難。RFID電子配線架是非接觸式ID技術，實現這種跨控制器的跳線非常方便，不管這兩個控制器是不是在不同的電信間或跨樓層的設備間內。10.終端及網絡設備的實時監控電子配線架配套的后臺軟件能實時獲取網絡設備及終端的IP和MAC地址。可以對網絡設備、終端及其鏈路進行實時監控。非法的終端一旦接入實時發現，必須接入的終端一旦離線也實時發現。另外，還可以檢測鏈路的數據流量、鏈路的狀態等等。11.普通配線架平滑升級為RFID電子配線架/普通交換機平滑升級為帶有RFID 電子配線架功能本發明的RFID電子配線架管理系統盡管是全新的產品，但也能將普通的配線架平滑升級為電子配線架，在普通配線架上外掛一個RFID識別器就可實現升級，升級后的配線架具有RFID電子配線架的幾乎所有功能。這能大大節省了綜合布線成本，充分利用現有資源。另外，在普通的交換機上外掛一個RFID識別器，也可以將普通交換機升級為帶有電子配線架功能的交換機。12.電子配線架結構按照國際上相關的綜合布線標準，水平配線架一般是雙配線架結構，即交換機連接到配線架I、配線架I連接到配線架2、配線架2連接到終端，跳線在配線架I和配線架2 之間。但實際使用中，為了節約成本有很多單配線架結構，即交換機連接到配線架I、配線架 I連接到終端，跳線在網絡設備和配線架I之間。一般說來，電子配線架都是按照雙配線架的結構設計的，本發明的RFID電子配線架也是按照雙配線架的結構設計的，但同時兼容單配線架的結構和功能。本發明利用RFID射頻識別技術設計了一個全新的電子配線架及其輔助系統。無論在實現方法、技術先進性、功能、成本、可擴展性等各方面比現有的電子配線架都有本質的進步。本發明并不限于上文討論的實施方式。以上對具體實施方式
的描述旨在于為了描述和說明本發明涉及的技術方案。基于本發明啟示的顯而易見的變換或替代也應當被認為落入本發明的保護范圍。以上的具體實施方式
用來揭示本發明的最佳實施方法，以使得本領域的普通技術人員能夠應用本發明的多種實施方式以及多種替代方式來達到本發明的目的。
權利要求
1.一種RFID電子配線架管理系統；其特征在于，包括RFID電子跳線、RFID電子配線架、控制器和后臺管理模塊；RFID電子跳線是在跳線的二端增加一個帶有唯一身份的RFID電子標簽，該標簽內還有跳線的類型、速度、長度數據；RFID電子配線架能識別多個的RFID電子跳線，并帶有LED燈指示跳線的狀態或引導跳線.控制器，與多個RFID電子配線架相連接，用于控制多個RFID電子配線架，可顯示當前網絡物理層的電纜連接狀態；后臺計算機管理模塊，與多個控制器連接，對物理層鏈路信息的實時監視、記錄和管理。
2.如權利要求I所述的RFID電子配線架管理系統，其特征在于，所述后臺計算機管理模塊通過以太網或串口管理多個控制器，一個控制器通過串口與多個RFID電子配線架相連。
3.如權利要求I所述的RFID電子配線架管理系統，其特征在于，所述控制器包括電源、 復位、散熱、按鍵、顯示、語音、通訊模塊，電源模塊除了給控制器本身模塊供電外，還可以給48個RFID電子配線架供電； 復位模塊通過一個復位按鈕實現整個控制器當前功能的復位；散熱模塊由溫度傳感器、散熱風扇、通風口組成；顯示模塊采用OLED顯示屏；按鍵模塊通過按鍵可以對顯示屏的信息進行操作，并設置系統信息；語音提示模塊根據顯示屏的內容，進行語音提醒或告警；通訊模塊控制器通過網絡通訊模塊連接到網絡設備如交換機上，與后臺計算機管理模塊通信；通過串口通訊模塊與后臺計算機通訊或與多個RFID電子配線架進行通信。
4.如權利要求I所述的RFID電子配線架管理系統，其特征在于，所述RFID電子配線架包括配線架、RFID識別器及LED燈，RFID識別器和LED燈可以嵌入在配線架內，也可以外掛在普通配線架上；每個配線架都配有一個RFID識別器和一組LED燈，識別器可以同時識別配線架端口中的RFID電子跳線，LED燈的個數和端口數一樣多。
5.如權利要求I所述的RFID電子配線架管理系統，其特征在于，所述一個識別器可以和一個配線架配合使用，也可以和多個配線架配合使用。
6.如權利要求I所述的RFID電子配線架管理系統，其特征在于，所述RFID識別器和 LED燈可以外掛在交換機上。
7.如權利要求4所述的RFID電子配線架管理系統，其特征在于，所述RFID電子跳線的二端都插在RFID電子配線架上或具有電子配線架功能的交換機上，使跳線的二端都實時被識別和監控。
8.如權利要求4所述的RFID電子配線架管理系統，其特征在于，所述RFID電子跳線的一端插在RFID電子配線架上或具有電子配線架功能的交換機上，被實時識別和監控；另外一端連接在交換機上。
全文摘要
本發明公開了一種RFID電子配線架管理系統，包括RFID電子跳線、RFID電子配線架、控制器和后臺管理模塊；RFID電子跳線是在跳線的二端增加一個帶有唯一身份的RFID電子標簽，該標簽內還有跳線的類型、速度、長度數據；RFID電子配線架能識別多個的RFID電子跳線；控制器，與多個RFID電子配線架相連接，用于控制多個RFID電子配線架，可顯示當前網絡物理層的電纜連接狀態；后臺計算機管理模塊，與多個控制器連接，對物理層鏈路信息的實時監視、記錄和管理。本發明可以實時監控網絡環境中的跳線、鏈路、交換機、路由器、終端等的變化情況，支持斷電恢復、工作單管理、現場線路和設備的變更、追蹤等一系列功能。
文檔編號H04Q1/14GK102611563SQ201110026718
公開日2012年7月25日 申請日期2011年1月25日 優先權日2011年1月25日
發明者歐書云, 黃精炎 申請人:上海互惠信息技術有限公司