CN102611563A - Rfid电子配线架管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种RFID电子配线架管理系统，包括：RFID电子跳线、RFID电子配线架、控制器和后台管理模块；RFID电子跳线是在跳线的二端增加一个带有唯一身份的RFID电子标签，该标签内还有跳线的类型、速度、长度数据；RFID电子配线架能识别多个的RFID电子跳线；控制器，与多个RFID电子配线架相连接，用于控制多个RFID电子配线架，可显示当前网络物理层的电缆连接状态；后台计算机管理模块，与多个控制器连接，对物理层链路信息的实时监视、记录和管理。本发明可以实时监控网络环境中的跳线、链路、交换机、路由器、终端等的变化情况，支持断电恢复、工作单管理、现场线路和设备的变更、追踪等一系列功能。

Description

RFID电子配线架管理系统

技术领域

本发明涉及综合布线领域的一种RFID电子配线架管理系统，是一种可实现对综合布线系统智能化管理的软硬件系统。具体实现技术主要有RFID射频识别技术，电子电路技术，嵌入式技术，WEB技术，数据库技术，CAD技术，Java、Flex等各种应用软件技术等。

背景技术

综合布线的核心理念是将线的管理贯穿于布线工程以及长期的实际应用。对线的安装、更新、变动、增加和变化做到全程受控。配线架是用来规范综合布线的一种设备，一般在网络安装(如局域网等)中用到，和交换机配合使用，安装在机柜内。在综合布线中线路的变动基本上都发生在配线架和交换机之间的跳线的变动。综合布线系统处于信息系统的物理层，而综合布线设备不具备智能通讯功能，所以传统的网络管理模块无法对这一层次的设备进行直接管理。现阶段网络综合布线在企业中基本上承载了企业的全部的信息流通。机房数据方面不说，电话(不管是模拟或IP电话)，IP视频监控，门禁系统(读卡类或生物识别系统)，环境监控等等这些都是全部承载在一套综合布线内。应用的不断增加，管理维护人员配备越来越少，这些对信息管理部门来说，都是相当大的挑战。

近几年的统计数据表明，网络故障大多发生在物理层，超过70％的网络故障与网络线路等非智能设备有关。与此同时，随着企业的不断发展，网络系统日渐庞大却还是感觉不够用，网络运行效率随着运行时间的增加而日渐低下。因此，基础网络建设的厂商不仅要给客户提供高性能的综合布线、完善的设备连接、完整的基础信息，而且需要一个高效的智能管理系统。这样的网络管理才没有后顾之忧，为日后故障排除省去更多的人力和财力。但现实情况却是，长期以来对综合布线领域的网络管理一直不能实现真正的智能化。

不能智能化的原因在于网络中有大量的非智能设备，如线路、UPS、空调、配线架、机柜等。要实现网络管理的真正智能化，首先必须使线路智能起来，这就是电子配线架。目前，全球有3家著名IT公司拥有各自的电子配线架方案，但都是接触式技术(链路技术、端口技术)，不是RFID非接触式技术，有诸多问题存在。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种RFID电子配线架管理系统，其可以智能化实时监控网络环境中的跳线、链路、交换机、路由器、终端等的变化情况。

为解决以上技术问题，本发明提供了一种RFID电子配线架管理系统，包括：RFID电子跳线、RFID电子配线架、控制器和后台管理模块；RFID电子跳线是在跳线的二端增加一个带有唯一身份的RFID电子标签，该标签内还有跳线的类型、速度、长度数据；RFID电子配线架能识别多个的RFID电子跳线；控制器，与多个RFID电子配线架相连接，用于控制多个RFID电子配线架，可显示当前网络物理层的电缆连接状态；后台计算机管理模块，与多个控制器连接，对物理层链路信息的实时监视、记录和管理。

本发明的有益效果在于：实时监控网络环境中的跳线、链路、交换机、路由器、终端等的变化情况，支持断电恢复、工作单管理、现场线路和设备的变更、追踪等一系列功能。

附图说明

图1为本发明所述RFID电子配线架系统的层次架构图；

图2为本发明所述控制器的功能模块结构图；

图3为本发明所述RFID电子配线架结构示意图；

图4为本发明所述RFID识别器的硬件结构图；

图5为本发明所述RFID电子配线架平滑升级示意图；

图6为本发明所述RFID电子配线架双配线架结构示意图；

图7为本发明所述RFID电子配线架单配线架结构示意图。

具体实施方式

结合附图和具体实施进一步说明本发明RFID电子配线架系统的原理和实现方法。

本发明是一种RFID电子配线架管理系统，是一套对综合布线系统的网络物理层进行详细记录的软硬件系统，其功能与综合布线系统完全独立。

本发明的RFID电子配线架管理系统主要由RFID电子跳线、RFID电子配线架、控制器和后台管理模块四大功能模块组成，其核心是RFID电子跳线及RFID电子配线架。RFID电子跳线是在普通跳线的二端增加一个带有唯一身份的RFID电子标签，该标签内还有跳线的类型、速度、长度等数据；RFID电子配线架既有普通配线架的功能，同时又能识别带有特殊身份的RFID电子跳线，并带有LED灯指示跳线的状态或引导跳线；控制器，与多个RFID电子配线架相连接，用于控制多个RFID电子配线架，可显示当前网络物理层的电缆连接状态；后台计算机管理模块，与多个控制器连接，对物理层链路信息的实时监视、记录和管理。上述四个功能模块紧密相连，协同工作，对物理层的信息传递相当精确。

如图1所示为RFID电子配线架系统的层次架构图。该系统包括RFID电子跳线、RFID电子配线架、控制器和后台计算机管理模块四大功能模块。一个后台计算机管理模块通过以太网或串口管理多个控制器，一个控制器通过串口与多个RFID电子配线架相连，一个RFID电子配线架又能无线识别同一个配线架不同端口上的多个RFID电子跳线。

后台计算机管理模块是本发明的指挥中心，负责整个系统的业务逻辑处理，并通过控制器来控制RFID电子配线架和RFID电子跳线。现场每个电子配线架的端口正确信息及错误告警都会反馈给控制器，控制器语音、文字展示这些信息的同时，将信息发送到后台管理模块。管理模块根据获取到的信息，对不同情况发出不同指示给控制器。控制器收到指示之后，语音、文字展示信息。同时，将这些信息发送给相应的RFID电子配线架。RFID电子配线架配合其上的LED灯指导工作人员日常工作。管理模块还负责网络设备的监控和管理。

如图2所示为控制器的功能结构图。控制器是典型的嵌入式系统，是以ARM架构的嵌入式微处理器和Linux实时操作系统组成的嵌入式控制系统为核心，外加电源、复位、散热、按键、显示、语音、通讯等模块组成。

电源模块：除了给控制器本身模块供电外，还可以给48个RFID电子配线架供电。供电方式是直流、低压，能耗很低。

复位模块：当系统遇到特殊原因不能运行时，可通过一个复位按钮实现整个控制器当前功能的复位。

散热模块：散热模块由温度传感器、散热风扇、通风口组成。控制器一旦运行就一直处于工作状态，为降低元件损耗和功耗和延长元器件的寿命，温度传感器会实时检测控制器内部温度，一旦超标，风扇工作，通过风冷给控制器降温。

显示模块：采用OLED显示屏，能在很小的尺寸上显示很多的信息。

按键模块：通过按键可以对显示屏的信息进行操作，并设置必要的系统信息。

语音提示模块：根据显示屏的内容，进行语音提醒或告警。

通讯模块：控制器通过网络通讯模块连接到网络设备如交换机上，与后台计算机管理模块通信；通过串口通讯模块与后台计算机通讯或与多个RFID电子配线架进行通信。

如图3所示为RFID电子配线架结构示意图。整个RFID电子配线架包括三个部分，一部分是普通网络配线架，另外二部分是RFID识别器和LED灯。识别器和LED灯嵌入到普通网络配线架内就是电子配线架。

普通配线架包括铜缆配线架或光纤配线架。铜缆的又包括3类、5类、超5类、6类、超6类、7类等各种网络配线架，也支持未来可能出现新布线系统的配线架。普通配线架的网络端口数可以是4口、8口、12口、24口、48口等。

RFID识别器和LED灯可以嵌入在配线架的合适位置上，也可以外挂在普通配线架上，而非嵌入，同样可以同时识别配线架端口中的RFID电子跳线。一个识别器可以和一个配线架配合使用，也可以和多个配线架配合使用。

如图4所示为RFID识别器的硬件结构图。RFID识别器是一个特殊的RFID读写器。该读写器除了具有普通读写器的功能外，还可以控制复杂的天线及天线阵列。读写器的动作方式、指令和数据格式都按照业务逻辑被重新定义。该RFID识别器采用了8位单片机作为中央控制器，控制射频读写模块按照业务逻辑的要求进行读写；控制LED灯表示电子跳线的不同状态或引导跳线；控制天线连接模块与天线或天线阵列通信。该RFID识别器通过RS485串口与控制器通讯，从控制器获得指令和业务数据。当任何带有RFID标签的跳线进入读写区域后，识别器都能实时发现，读取标签数据，并定位RFID标签，标签数据及位置信息经过中央控制器运算后又通过RS485串口返回给控制器。如果有非法的RFID标签闯入或者有合法的RFID标签离开，中央控制器都会立刻知道。

如图5所示为RFID电子配线架平滑升级示意图。一般情况下，RFID识别器是嵌入到配线架内部的。但是，在一些特殊应用场合RFID识别器是无法嵌入配线架的，所以本发明还设计了一种RFID识别器外挂在普通配线架或者普通交换机上的方法。通过此方法可以使普通的配线架平滑升级为RFID电子配线架，使普通交换机平滑升级为带有RFID电子配线架功能的交换机。这样能充分利用现有资源，大大节省综合布线成本。

图6为本发明实施例所述RFID电子配线架双配线架结构示意图。所谓双配线架结构，就是RFID电子跳线的二端都插在RFID电子配线架上，使跳线的二端都实时被识别和监控。该电子配线架既可以是嵌入RFID识别器的电子配线架，也可以是外挂RFID识别器的电子配线架或交换机。

图7为本发明实施例所述RFID电子配线架单配线架结构示意图。所谓单配线架结构，就是RFID电子跳线的一端都插在RFID电子配线架上，被实时识别和监控；另外一端连接在普通的交换机上，不能被实时识别和监控。但是通过软件技术及人为操作的规范性，基本能够保证跳线的正确性。

本发明的RFID电子配线架管理系统支持3类、5类、超5类、6类、超6类、7类综合布线系统和各种光纤布线系统，也支持未来可能出现的布线系统。该发明可以实时监控网络环境中的跳线、链路、交换机、路由器、终端等的变化情况，支持断电恢复、工作单管理、现场线路和设备的变更、追踪等一系列功能。本发明具有以下详细功能：

1.智能链路

整个布线系统的线缆分二类，静态链路和动态跳线。静态链路利用软件技术进行管理、动态链路利用RFID电子跳线和RFID电子配线架进行管理，整个物理链路就变成智能链路，可以被实时监控和管理。RFID电子跳线还携带链路的数据信息，如类型、速度、ID号等，使链路更加智能。

2.电子配线架

每个普通网络配线架上都安装RFID识别器(一种特殊的RFID读写器，可以读写RFID电子标签)，当RFID电子跳线插入网络配线架的任一端口时，RFID识别器可获取跳线上的电子标签信息，配线架端口号等信息，这样可精确监测网络配线架的每个端口链接的情况。电子配线架上还配有LED灯等设施辅助跳线工作。每个电子配线架都有一个固定的地址，此地址将在电子配线架出厂时通过地址标签卡(带有唯一编号可读写得RFID电子标签)进行设置，并能够被后台管理模块识别。

3.LED灯引导跳线

RFID电子配线架的每个端口配有一个LED灯。当需要拔下或插上配线架的某个端口的线缆时，则该端口对应的LED灯就会处于闪烁状态，只有当操作执行完后，闪烁状态才会结束。当某个端口的跳线插拔错误时，LED灯也会不停闪烁，直到该错误被纠正，LED灯才恢复正常。

4.工作单指导跳线

后台计算机管理模块能实时获取现场每个网络节点连通状况，能自动获取电子配线架每个端口的跳线变更情况，能自动计算线路的链路关系，即使断电过程中的变更，在断电恢复后也能够实时获取链路的最新连接状况。所以，管理员可以通过管理模块统筹安排物理网络拓扑结构，管理模块会根据管理员的调整，自动生成工作单(一组引导现场操作人员进行各种操作的指令)指导现场的每一根跳线变更，从而使网络拓扑结构与预期一致。管理模块会将工作单分发到每一个电子配线架，使该配线架的跳线按照工作单预期的结果变更。当某个工作单涉及到的每个配线架的跳线都正确时，该条工作单就完成了其使命。以后，有新的任务，又会有新的工作单产生。

5.断电恢复

当因为种种原因出现硬件故障或断电时，在故障排除后或通电后，电子配线架及其配套系统能自动检测当前信息是否与故障前或断电前的信息一致。如果不一致，现场控制器就会报警提示，同时计算机管理模块会做出实时反应，提示管理员是否将链路信息更新到故障或断电之前的状态，获得管理员确定后，就会以工作单的形式指导现场人员将链路恢复到断电前或故障前，确保当前链路信息的准确性和可操作性。

假设现场有10条链路信息，断电故障过程中，有人从中拔出2条链路，系统重新上电后，现场控制器就会报警，并将被拔除的二条链路的信息，返回给后台管理模块，后台计算机管理模块将检测到的故障显示给管理员。管理员根据实际情况，决定是否发送添加跳线的工作单到现场控制器。

6.链路追踪

综合布线的现场，一个机柜内往往由成百上千条跳线，如何通过某个跳线的一端快速地找出另一端，一直是个难题。RFID电子配线架却可以轻松做到。同一条跳线的两头分别对应两个配线架的两个端口，本发明用一张特定的电子标签卡(下文称为追踪卡)能快速地找到配线架的某个端口的链路信息，即该端口连接到哪一个配线架的哪个端口。把追踪卡放在用户需要查找的那个端口上，该端口及其连接到的端口的LED灯都会闪烁，就可迅速找到当前链路。把追踪卡移出当前端口，该条线缆对应的2个端口的LED灯就会停止闪烁。

7.告警

整个电子配线架及其管理系统有多级告警功能。首先，当任何一条链路非法变更时，电子配线架系统都会实时发现，并通过LED灯告警，并将告警信息发送给控制器。控制器会用屏幕显示告警内容及声音提示，并将告警发送到后台管理模块。后台管理模块会通过图、文、短信、E-mail等多种直观形式完整地显示所有告警信息，并提示管理员及时处理。另外，后台管理模块还可以监控带有特定MAC地址的终端非法变更，任何非法MAC变更也会被及时发现，并向用户告警。

8.检测跳线半插入

跳线插入配线架的端口时，往往出现未插入到位(即半插入)状态，普通配线架是无法判别的，RFID电子配线架可以判别。RFID电子配线架不仅可以识别每个端口上插入什么电子跳线，还可以判断该跳线离端口的距离远近，当该距离大于预先设定的临界值的时候，电子跳线就完全插入了，否则都是半插入。半插入时，电子配线架、控制器及后台管理模块都会收到警告。

9.跨控制器跳线

RFID电子配线架结构简单，系统架构精巧，所以可以支持跨控制器的跳线。同一个后台管理模块控制的多个控制器，每个控制器又控制很多电子配线架。如果利用端口技术或链路技术，同一个控制器下的电子配线架之间进行跳线时，硬件会迅速检测出来，但不同控制器之间的跳线检测非常困难。RFID电子配线架是非接触式ID技术，实现这种跨控制器的跳线非常方便，不管这两个控制器是不是在不同的电信间或跨楼层的设备间内。

10.终端及网络设备的实时监控

电子配线架配套的后台软件能实时获取网络设备及终端的IP和MAC地址。可以对网络设备、终端及其链路进行实时监控。非法的终端一旦接入实时发现，必须接入的终端一旦离线也实时发现。另外，还可以检测链路的数据流量、链路的状态等等。

11.普通配线架平滑升级为RFID电子配线架/普通交换机平滑升级为带有RFID电子配线架功能

本发明的RFID电子配线架管理系统尽管是全新的产品，但也能将普通的配线架平滑升级为电子配线架，在普通配线架上外挂一个RFID识别器就可实现升级，升级后的配线架具有RFID电子配线架的几乎所有功能。这能大大节省了综合布线成本，充分利用现有资源。另外，在普通的交换机上外挂一个RFID识别器，也可以将普通交换机升级为带有电子配线架功能的交换机。

12.电子配线架结构

按照国际上相关的综合布线标准，水平配线架一般是双配线架结构，即交换机连接到配线架1、配线架1连接到配线架2、配线架2连接到终端，跳线在配线架1和配线架2之间。但实际使用中，为了节约成本有很多单配线架结构，即交换机连接到配线架1、配线架1连接到终端，跳线在网络设备和配线架1之间。一般说来，电子配线架都是按照双配线架的结构设计的，本发明的RFID电子配线架也是按照双配线架的结构设计的，但同时兼容单配线架的结构和功能。

本发明利用RFID射频识别技术设计了一个全新的电子配线架及其辅助系统。无论在实现方法、技术先进性、功能、成本、可扩展性等各方面比现有的电子配线架都有本质的进步。

本发明并不限于上文讨论的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在于为了描述和说明本发明涉及的技术方案。基于本发明启示的显而易见的变换或替代也应当被认为落入本发明的保护范围。以上的具体实施方式用来揭示本发明的最佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用本发明的多种实施方式以及多种替代方式来达到本发明的目的。

Claims (8)

1.一种RFID电子配线架管理系统；其特征在于，包括：RFID电子跳线、RFID电子配线架、控制器和后台管理模块；

RFID电子跳线是在跳线的二端增加一个带有唯一身份的RFID电子标签，该标签内还有跳线的类型、速度、长度数据；

RFID电子配线架能识别多个的RFID电子跳线，并带有LED灯指示跳线的状态或引导跳线；

控制器，与多个RFID电子配线架相连接，用于控制多个RFID电子配线架，可显示当前网络物理层的电缆连接状态；

后台计算机管理模块，与多个控制器连接，对物理层链路信息的实时监视、记录和管理。

2.如权利要求1所述的RFID电子配线架管理系统，其特征在于，所述后台计算机管理模块通过以太网或串口管理多个控制器，一个控制器通过串口与多个RFID电子配线架相连。

3.如权利要求1所述的RFID电子配线架管理系统，其特征在于，所述控制器包括电源、复位、散热、按键、显示、语音、通讯模块，

电源模块除了给控制器本身模块供电外，还可以给48个RFID电子配线架供电；

复位模块通过一个复位按钮实现整个控制器当前功能的复位；

散热模块由温度传感器、散热风扇、通风口组成；

显示模块采用OLED显示屏；

按键模块通过按键可以对显示屏的信息进行操作，并设置系统信息；

语音提示模块根据显示屏的内容，进行语音提醒或告警；

通讯模块：控制器通过网络通讯模块连接到网络设备如交换机上，与后台计算机管理模块通信；通过串口通讯模块与后台计算机通讯或与多个RFID电子配线架进行通信。

4.如权利要求1所述的RFID电子配线架管理系统，其特征在于，所述RFID电子配线架包括配线架、RFID识别器及LED灯，RFID识别器和LED灯可以嵌入在配线架内，也可以外挂在普通配线架上；每个配线架都配有一个RFID识别器和一组LED灯，识别器可以同时识别配线架端口中的RFID电子跳线，LED灯的个数和端口数一样多。

5.如权利要求1所述的RFID电子配线架管理系统，其特征在于，所述一个识别器可以和一个配线架配合使用，也可以和多个配线架配合使用。

6.如权利要求1所述的RFID电子配线架管理系统，其特征在于，所述RFID识别器和LED灯可以外挂在交换机上。

7.如权利要求4所述的RFID电子配线架管理系统，其特征在于，所述RFID电子跳线的二端都插在RFID电子配线架上或具有电子配线架功能的交换机上，使跳线的二端都实时被识别和监控。

8.如权利要求4所述的RFID电子配线架管理系统，其特征在于，所述RFID电子跳线的一端插在RFID电子配线架上或具有电子配线架功能的交换机上，被实时识别和监控；另外一端连接在交换机上。

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