CN101329715A - 具有自动管理系统的储物柜 - Google Patents

Abstract

公开了一种具有自动管理系统的储物柜，其包括：一个或多个信号收发器，其被设置在储物柜中，从而发射信号以覆盖储物柜中的整个空间以及储物柜外的一定范围的空间，同时，该信号收发器接收由该信号发射器发射的信号在所存放物品上反馈回来的信号，或者由所存放物品发出的信号，其中，该所接收的信号包括所存放物品的信息；和控制器，其与该一个或多个信号收发器相连接，读取信号收发器所接收的信号中的所存放物品的信息，并将该信息传送到外围网络。通过该自动管理系统，可以对于储物柜中所存放的物品进行精确地查询和监控，从而提高了管理的便捷性和安全性。

Description

具有自动管理系统的储物柜

技术领域

本发明涉及一种具有自动管理系统的储物柜，具体地说，本发明涉及一种能够监控所储存物品的信息并对所存储物品进行查询和管理的储物柜的自动管理系统。

背景技术

在存放有大量物品的工厂、商店库房，或者其它大型公司用于存放物品所在地中，一般具有大量的储物柜，当特定人员从该储物地点提取其所需的物品时，一般采用登记的形式，这使得在储物地点必须有人进行管理。同时，由于人员管理当中难免会出现疏漏，物品丢失等情况常常出现。而对于需要提取物品的人员来说，通常物品所存放地需要由管理人员指出，或者借助于电脑查找某种物品位于该储物地点的大致位置，而并不能精确地得知具体在什么地方。另外，由于每次物品进出位置都会发生变化，使得可能出现物品不在电脑所记录的存放地点的情况发生。

在通用的物流和仓储管理当中，大量使用可读标签作为对于物品的识别，例如，该可读标签可以无须人工操作，在阅读器的感应下自动向阅读器发送商品信息，从而实现商品信息处理的自动化。

图1示出了现有的可读标签的自动数据采集系统的示意性框图。

如图所示，现有的可读标签的自动数据采集系统主要由三部分构成，即标签，读取系统和服务器系统，其中标签通常由一片嵌入式芯片和一组天线组成，标签的封装形式多样，既可以是纸质卡片形式，也可以是PCB板形式，读取设备通常是主动收发信机形式，对标签进行或与标签进行通信，完成对标签的读取和写入操作，并且服务器系统将读取设备获取的信息进行进一步的处理和存储，并可进一步与其它系统进行接口通信。

系统的三部分之间相互通信，其中，读取设备与标签间的通信接口的通信方式主要为无线方式，且通信频段为射频频段。读取设备与服务器系统间的通信接口主要由读取设备的开发商决定，通常为以太网接口、串口、并口、USB接口中的一种或几种，且这部分接口通常为现有的工业标准。服务器系统与其它系统间的通信接口主要是网络接口，并结合Web技术，有效的实现平台无关性，最大程度的保证兼容性和可扩展性。

现有的可读标签种类众多，根据具体项目的功能需求和成本进行选取。从技术上，可根据标签的能量来源、内存存取方式、内存大小等进行分类。

根据能量来源的不同，可读标签可分为被动标签、半被动标签和主动标签。其中被动标签自身没有供电模块，必须在读取设备进行查询请求时，通过读取设备发出的电磁波，对所查询的标签进行充电，一旦标签获得了足够的能量，则将标签的信息反馈给读取设备，完成信息的报告。被动标签的结构较简单，通常由一个单一的嵌入式芯片和一组天线组成，其内存容量一般为十几个字节，通信距离为十米以内，但由于不受电池容量的限制，所以被动标签为永久有效，不需额外的维护，并且成本较低。另外，被动标签由于没有收发信机，标签反馈给读取设备的信号，是通过诸如反向散射等技术实现的。主动标签由自身的电池供电，有独立的收发信机，不需要反射读取设备的能量，因此，可以与读取设备间以更小的功率或更弱的信号进行通信，并提供更大的通信距离，通常在十几米到几十米的范围。同时，由于采用独立电池供电，主动标签通常有更复杂的结构，更大的内存容量，和更丰富的功能。但是，主动标签也由于电池容量的限制，有工作期限的限制，需要定时的维护，同时成本高，体积重量较大。半被动式标签由自身的电池供电，但没有独立的收发信机，必须采用与被动标签相同的技术，与读取设备进行通信，其自身的电源主要负责内存数据维护，附加模块维护的功能，因此，半被动标签没有被动标签内容容量不足，功能单一的问题，同时不需要主动标签频繁的维护周期，其成本显著低于主动标签，但通信距离受到较大限制。

根据内存的存取方式，可将可读标签分为只读模式、一次写入多次读取模式和反复读写模式三种，这是本领域普通人员公知的工作模式，因此在这里省略其具体描述。另外，可读标签的内存容量依类型不同，从16位(2字节)到512K位(64K字节)不等。同一种类型的可读标签在各个产品提供商之间也有些许的不同。通常，每种类型的可读标签只规定容量下限，厂家可根据自身的产品，做小范围的扩充。现在大规模使用的被动标签的容量一般为12～16字节。

根据应用的具体要求，可读标签具有多种封装形式，其中对标签的材质、大小、重量进行更改。现在使用的比较多的封装方式有如下几种：票据式：柔软、较薄的纸质材质，可贴在纸上或手持；条签式：柔软、较薄的塑料材质，可贴在邮包或包装箱上；卡片式：有一定硬度、较薄的塑料材质，与信用卡类似；塑料板：有一定硬度，较厚的塑料材质，可禁受磨损；腕带式：将可读标签植入塑料腕带中，医院、机场中的应用；嵌入式：将可读标签直接嵌入到其他物体中，不影响其外观。

因此，通过上述的可读标签，可以改进现有的储物柜，使其具有自动管理功能。

发明内容

因此，本发明的目的在于解决现有技术的储物柜存在的一个或多个缺点。

本发明的目的在于提供一种储物柜的自动管理系统，其通过应用可读标签的读取设备和控制设备，能够对于所存放的物品的信息进行查询和监控，从而实现对于所存放物品的精确管理和安全管理。

根据本发明的目的，提供了一种具有自动管理系统的储物柜，其包括：一个或多个信号收发器，其被设置在储物柜中，从而发射信号以覆盖储物柜中的整个空间以及储物柜外的一定范围的空间，同时，该信号收发器接收由该信号发射器发射的信号在所存放物品上反馈回来的信号，或者由所存放物品发出的信号，其中，该所接收的信号包括所存放物品的信息；和控制器，其与该一个或多个信号收发器相连接，读取信号收发器所接收的信号中的所存放物品的信息，并将该信息传送到外围网络。

根据本发明的另一方面，提供了一种具有自动管理系统的储物柜，其包括：一个或多个信号收发器，其被设置在储物柜中，从而发射信号以覆盖储物柜中的整个空间以及储物柜外的一定范围的空间，同时，该信号收发器接收由该信号发射器发射的信号在所存放物品上反馈回来的信号，或者由所存放物品发出的信号，其中，该所接收的信号包括所存放物品的信息；控制器，其与该一个或多个信号收发器相连接，读取信号收发器所接收的信号中的所存放物品的信息，并将该信息传送到外围网络；和逻辑处理模块，其连接到控制器，用于从控制器接收读取的信息，并对该进行记录和分析，从而根据接收的信息和预先设置在其中的处理程序发送相应指令到控制器。

根据本发明的又一方面，提供了一种RFID设备存储柜，其包括：RFID信息读取模块，其读取柜内的设备的RFID信息；网络接口及控制模块，其连接到RFID信息读取模块，从而接收读取的RFID信息，并将所有的RFID信息通过以太网传送到外围的管理节点和用户终端；声光报警和显示控制模块，其接收来自网络接口及控制模块的报警指令进行声光报警，并且从网络接口及控制模块接收所存放设备的状态信息以便显示在显示屏上。

通过本发明的储物柜的自动管理系统，可以实时监控储物柜中所存放的物品的情况，从而提高了用户查找物品的便利性，并且，该系统可记录所存放物品是否还在所存放位置以便于用户查询，这也提高了该储物柜的安全性。

附图说明

图1示出了现有的可读标签的自动数据采集系统的示意性框图；

图2示出了根据本发明实施例的具有自动管理系统的储物柜的示意性三视图；

图3示出了根据本发明实施例的储物柜的自动管理系统的实施例的示意性框图；

图4示出了根据本发明实施例的储物柜的自动管理系统的另一实施例的示意性框图；

图5示出了根据本发明的RFID设备存储柜自动管理系统的框图。

具体实施方式

下面，将参考附图详细描述本发明的具有自动管理系统的储物柜。

图2示出了根据本发明实施例的具有自动管理系统的储物柜的示意性三视图；

如图2所示，在根据本发明的具有自动管理系统的储物柜中，在该储物柜的内设置多个信号收发器，如图2所示的信号收发器1，2，3，4其持续向储物柜中的空间以及储物柜外一定范围内的空间发送信号，此时，当储物柜内放置有带有标签的设备时，该信号收发器可以接收从该标签上反馈回来的信号，或者由该标签直接发送的信号，并且将信号传送到控制器当中，并且由控制器根据预先设置的管理流程对于储物柜中存放的设备进行管理。并且，控制器可以将接收到的信号中的数据或者其它相关的处理数据经电缆线传送到外围网络中。

下面，将详细描述本发明的储物柜的自动管理系统的系统框图和处理过程。

图3示出了根据本发明第一实施例的具有自动管理系统的储物柜的框图。

如图3所示，本发明的具有自动管理系统的储物柜200包括一个或多个信号收发器201，其被设置在储物柜当中，并且持续发射信号，该信号可以覆盖储物柜中的整个空间，并且根据该信号的衰减情况到达储物柜外的一定空间，且该信号可在所存放物品上所具有的可读标签上反射。另外，该信号收发器201可以接收从所存放物品上的可读标签反射回来的信号，或者该可读标签本身所发出的信号，并将该信号传送给控制器，其中，该信号包括所存放物品的可读标签所携带的关于所存放物品的信息。该具有自动管理系统的储物柜200还包括控制器202，其读取所接收的信号中所包括的所存放物品的特定信息，并将该特定信息传送到外围网络以供用户检查和管理。

这里，该控制器202可进一步包括信息读取模块203，数据缓存模块204和网络接口模块205。其中，该信息读取模块203读取从该信号收发器201接收的信号中所携带的该存放物品的特定信息，如该所存放物品的名称，货号等等，并将该信息传送到数据缓存模块204和网络接口模块205。该数据缓存模块204用于存储该信息读取模块203读取的信息，并且连接该网络接口模块205，从而在收到来自网络接口模块205的指令之后，根据该指令将存储的数据传送到网络接口模块205。网络接口模块205可以和外围的局域网或者广域网连接，从而将读取到的信息通过网络传送给PC等外部处理设备，以对所存放的物品进行管理，并且接收通过外部网络由处理设备发送来的指令。

在该自动管理系统工作期间，系统持续发送信号到该信号的覆盖空间当中，从而当所存放物品具有被动式可读标签或半被动式标签时，可以由可读标签接收，并且由可读标签发射反馈信号。与此同时，该系统持续接收被动式可读标签或半被动式可读标签发射的反馈信号，或者主动式可读标签本身发射的信号，读取该信号中携带的所存放物品的特定信息，并通过网络传送到外围管理节点。

该信息读取模块203和网络接口模块205之间的通信可以是双向的，也就是说，除了信息读取模块203将读取到的信息传送到网络接口模块205之外，该信息读取模块203也可以接收从网络接口模块205接收的外部指令来读取信息。

网络接口模块205根据用户的具体需要，可被设置在三种工作模式，分别为定时模式，实时模式和批量模式。其中，定时模式指的是该网络接口模块205以特定的时间间隔，在没有接收到来自外围管理节点的请求的情况下，自动发送指令给数据缓存模块204，从而将数据缓存模块204中最后记录的信息传送到外围管理节点；实时报告指的是当外围管理节点向该网络接口模块205发送查询请求时，由该网络接口模块205发送指令到数据缓存模块204，从而将数据缓存模块204中存储的信息经网络接口模块205发送到外围管理节点；批量报告指的是每次接收到外围管理节点的请求时，网络接口模块205发送指令到数据缓存模块204，从而将从上次接收到管理请求的时间起，一直到当前在数据缓存模块204中存储的所有信息发送到外围管理节点。

如图2所示，外围管理节点可包括业务中间件和业务管理系统，以便对于从控制器200经网络接口模块205发送的数据进行管理，并且连接其它的用户所需的客户端，该业务管理系统中可包括由用户预先设置的储物柜自动管理系统的管理流程，这将在下面详细描述。

另外，根据需要，图2的储物柜自动管理系统可以进一步包括一报警模块206，其连接控制器203的网络接口模块205，从而在接收到来自外部处理设备的指令的情况下发出声光报警。

另外，如本领域普通技术人员公知的，该实施例的储物柜自动管理系统可具有一能量提供模块，以向系统中的各个模块提供工作所需的必要能量。

当用户需要提取物品时，可通过外围管理节点查询该物品位于哪个储物柜当中，并且当用户从该储物柜中取走物品之时，具有自动管理系统的储物柜读取不到该物品的信息，从而将物品不在储物柜当中的信息通知给外围管理节点，因此，管理人员可以得知用户是否错拿或者多拿了物品。而当用户归还物品时，如果用户未将该物品存放至原来取出该物品所在的储物柜当中时，由于该具有自动管理系统的储物柜可实时监控储物柜中的物品情况，管理人员可以知道该物品的存放情况，从而可根据需要要求用户是否重新将物品放入正确的位置当中。

另外，当用户需要取走物品时，管理人员可在外部处理设备中将该物品的状态设置为“可动”，于是，当该自动管理系统检测到一物品不再存在于储物柜当中，并且将该信息通过传送到外围管理节点时，该外围管理节点可以检查该物品的状态信息，并且当该物品没有被设置为“可动”时，该外部处理设备发送“报警”指令到网络接口模块，从而报警模块接收到“报警”命令以进行报警。

图4示出了根据本发明第二实施例的具有自动管理系统的储物柜。

与图3的具有自动管理系统的储物柜相比，图4的储物柜自动管理系统在控制器202中进一步包括一逻辑处理模块210，其用于对接收的读取的信息进行记录和分析，并根据接收的信息和预先设置在其中的处理程序发送相应指令以控制该自动管理系统的工作。该逻辑处理模块210分别连接到分别连接信息读取模块203，数据缓存模块204和网络接口模块205，在该系统具有报警模块206的情况下，也可以连接到报警模块206。该逻辑处理模块210可以是可由用户编程的单片机等，用户可通过特定的设备将一系列条件和指令预先存储在该逻辑处理模块210中，从而执行外围管理节点的部分功能。

例如，在管理人员对于该逻辑处理模块210进行初始化设置时，可将一系列的报警条件预先设置在逻辑处理模块210当中，这样，逻辑处理模块210在接收到来自数据缓存模块204的信息时，可以将读取的信息与预先设置的条件进行比较，例如，当该逻辑处理模块210不再能够接收到数据缓存模块204中存储的某具体物品的信息时，其判断该具体物品被从存储柜中取走，并且查询预先设置的该物品的信息，当判断该物品的信息为“不可动”时，该逻辑处理模块可发送指令到报警模块206，并且同时，发送“警报”命令和该具体物品的ID到外围管理节点或远程监控中心，从而提示该物品的异常状态。

如上面第一实施例所述的，由于该控制器202具有数据缓存模块204，从而支持定时模式、实时模式和批量模式三种工作模式，因为在上文已经对三种工作模式进行了详细描述，这里将不再重复。

本领域技术人员可以理解，在根据本发明第一实施例和第二实施例的储物柜管理系统中，在控制器202不包括数据缓存模块204的情况下，其实时将信息传送到网络接口模块，并且网络接口模块可被设置为支持定时模式和实时模式，即在没有接收到外部指令的情况下自动发送信息和在接收到外部指令的情况下发送响应信息。

这样，在一大型的仓储地点中，管理人员可通过一中央处理设备管理各个储物柜，并接收各个储物柜发送来的所存放物品的状态信息，从而根据信息记录对于所存放物品进行管理，该系统可以显著提高管理的精确性和安全性。

根据本发明的具体实施例，该具有自动管理系统的储物柜可以采用RFID技术。图4示出了本发明的一个应用RFID技术的具体实施例，其为RFID设备存储柜。

如图4所示，RFID设备存储柜主要由两部分组成：RFID信号收发器201和控制器202。其中，该控制器202包括：RFID信息读取模块203，其读取柜内的设备的RFID信息；逻辑控制模块206，其连接到RFID信息读取模块，从而接收读取的RFID信息，并通过预先存储的RFID设备存储柜处理流程对于接收的RFID信息进行处理，并且将处理结果和相关数据发送到网络接口模块205；网络接口模块205，其将所有的RFID信息通过以太网传送到外围的管理节点和用户终端。另外，该储物柜自动管理系统还可以包括声光报警和显示控制模块207，其可以接收来自逻辑控制模块的报警指令进行声光报警，并且从网络接口及控制模块接收所存放设备的状态信息以便显示在显示屏上，例如，可显示该设备存储柜中所存储设备的名称、数目等，或者，其也可以显示通过网络接口及控制模块接收的来自管理节点和用户终端的各种指令。

这里，该RFID信息管理节点一般为外围的服务器系统，其记录各个RFID设备存储柜发送来的信息，并且将该信息存储在数据库当中，并且在收到来自用户终端的命令，或者收到来自RFID设备存储柜发送来的信息的情况下，根据预先存储的逻辑判决条件对数据的判别，并发送相关的响应指令。

另外，对于该实施例的RFID设备存储柜系统，主要涉及到两类客户端：远程监控客户端，其可位于物品存放地点，用于监控各个存储柜内设备的情况；以及内部管理客户端，可位于中心办公地点，除了监控各个RFID设备存储柜的具体情况，还可以对于该系统的各项具体属性进行设置。

下面，将描述该RFID设备存储柜系统的处理流程如下：

(1)贴有RFID标识的设备，被放置到RFID设备存储柜中，相关的信息被系统数据库记录。

(2)服务器系统接收到人员移动或借取设备的申请，如果申请通过，服务器系统生成一条“设备移动许可”的指令，在数据库中进行相关的记录。

(3)对于带有逻辑控制模块的设备柜，服务器系统将“设备移动许可”指令进一步下发给该设备柜。

(4)设备柜内的逻辑控制模块不断向柜内的设备RFID信息读取模块发送“数据获取”指令，获取当前存储柜内的设备RFID信息，当某个设备被移走时，该设备对应的RFID信息将不再被读到。

(6)设备RFID信息读取模块将监控区域内的RFID信息反馈给控制模块。

(7)对于不带有逻辑控制模块的设备柜，在数据缓存模块中将数据格式重新整理后，将设备RFID信息通过网络传给服务器系统。服务器系统将接收到的RFID信息与该存储柜内原有的设备RFID信息进行比对，如果发现有消失的RFID数据，说明该设备正在被移走，系统将立刻从数据库服务器中获取与该设备的RFID信息，进行合法性判断。如果判别为合法，在数据库中记录相关设备移动信息。如发现有设备被非法移动，服务器立刻通知设备柜进行声光报警，同时在数据库中记录相关设备移动信息。

(8)对于带有逻辑控制模块的设备柜，(7)中的判断过程，将在设备柜本地完成，判断标准是服务器系统下发给设备柜的“设备移动许可”指令集。

在上文中，本发明以RFID可读标签为例子，说明了本发明的自动管理系统的运行流程，不过，本领域普通技术人员可以理解，本发明并不限于上述的RFID可读标签，甚至可读标签本身，只要该所存放物品具有能够反馈接收的信号，从而使该信号携带所存放物品的特定信息的装置，或者该所存放物品具有能够发射携带该所存放物品的特定信息的信号的装置，都可以应用本发明的具有自动管理系统的储物柜。

通过上述说明可以看出，本发明的具有自动管理系统的储物柜可以自动监控该储物柜中所存放的物品的信息，并且通过外接的处理设备或其自身具有的逻辑处理模块对该信息进行分析和管理，从而实现对于所存放物品的自动管理。通过本发明的具有自动管理系统的储物柜，用户可实时获得各个储物柜中所存放物品的信息，便于查找，减少了用户管理的不便。而且，该系统可自动记录所存放物品在各个储物柜当中的进出情况，并在情况异常时报警，从而提高了储物柜的安全性。

Claims (16)

1.一种具有自动管理系统的储物柜，其包括：

一个或多个信号收发器，其被设置在储物柜中，从而发射信号以覆盖储物柜中的整个空间以及储物柜外的一定范围的空间，同时，该信号收发器接收由该信号发射器发射的信号在所存放物品上反馈回来的信号，或者由所存放物品发出的信号，其中，该所接收的信号包括所存放物品的信息；和

控制器，其与该一个或多个信号收发器相连接，读取信号收发器所接收的信号中的所存放物品的信息，并将该信息传送到外围网络。

2.如权利要求1所述的具有自动管理系统的储物柜，其中，该控制器包括用于读取所接收信号的信息读取模块和用于传送所读取的信息到外围网络的网络接口模块。

3.如权利要求1所述的具有自动管理系统的储物柜，其中，该控制器通过网络传送关于所存放物品的信息到外围管理节点，以对于所存放物品的信息进行分析和管理。

4.如权利要求2所述的具有自动管理系统的储物柜，其中，该信息读取模块进一步包括数据缓存模块，从而将从所接收信号读取的信息存储在其中。

5.如权利要求2所述的具有自动管理系统的储物柜，其中，该控制器以三种模式将信息传送到外围管理节点，定时模式，实时模式和批量模式。

6.如权利要求1所述的具有自动管理系统的储物柜，进一步包括报警模块，用于响应于外围管理节点发送的信号报警。

7.一种具有自动管理系统的储物柜，其包括：

一个或多个信号收发器，其被设置在储物柜中，从而发射信号以覆盖储物柜中的整个空间以及储物柜外的一定范围的空间，同时，该信号收发器接收由该信号发射器发射的信号在所存放物品上反馈回来的信号，或者由所存放物品发出的信号，其中，该所接收的信号包括所存放物品的信息；和

控制器，其与该一个或多个信号收发器相连接，读取信号收发器所接收的信号中的所存放物品的信息，并将该信息传送到外围网络，

逻辑处理模块，其连接到控制器，用于从控制器接收读取的信息，并对该进行记录和分析，从而根据接收的信息和预先设置在其中的处理程序发送相应指令到控制器。

8.如权利要求7所述的具有自动管理系统的储物柜，其中，该控制器包括用于读取所接收信号的信息读取模块和用于传送所读取的信息和逻辑处理模块发出的相应指令到外围网络的网络接口模块。

9.如权利要求7所述的具有自动管理系统的储物柜，其中，该信息读取模块进一步包括缓存器，从而将从所接收信号读取的信息存储在其中。

10.如权利要求9所述的具有自动管理系统的储物柜，其中，该控制器以三种模式将信息传送到外围管理节点，定时模式，实时模式和批量模式。

11.如权利要求7所述的具有自动管理系统的储物柜，进一步包括报警模块，用于响应于逻辑处理模块发送的报警指令报警。

12.一种RFID设备存储柜，其包括：

RFID信息读取模块，其读取柜内的设备的RFID信息；

网络接口及控制模块，其连接到RFID信息读取模块，从而接收读取的RFID信息，并将所有的RFID信息通过以太网传送到外围的管理节点和用户终端；

声光报警和显示控制模块，其接收来自网络接口及控制模块的报警指令进行声光报警，并且从网络接口及控制模块接收所存放设备的状态信息以便显示在显示屏上。

13.如权利要求12所述的RFID设备存储柜，其中，当外围的管理节点根据从RFID设备存储柜接收的信息判断所存放物品的状态信息满足报警条件时发送报警指令到网络接口及控制模块。

14.如权利要求12所述的RFID设备存储柜，其中，该网络接口及控制模块包括缓存器，用于存储读取的RFID信息和由用户终端预先设置的判别程序。

15.如权利要求14所述的RFID设备存储柜，其中，该网络接口及控制模块根据读取的RFID信息和预先存储的判别程序判断所存放物品的状态信息满足报警条件时发送报警指令给声光报警和显示控制模块。

16.如权利要求14所述的RFID设备存储柜，其中，该信息的读取和发送包括三种模式，定时模式，实时模式和批量模式。

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