CN103593686A - 基于WiFi与射频识别技术的图书定位系统及方法 - Google Patents

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张全
袁皓
李京阳
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Abstract

本发明提出了一种基于WiFi无线传输与射频识别技术的图书定位方法与系统。该发明是基于WiFi与射频识别技术的图书定位系统是图书标签、具有WiFi传输功能的读卡器（简记为WiFi读卡器）、定位仪与主控机组成。其中，图书标签是普通的RFID射频标签，具有成本优势，因此适合于具有众多数量书图的图书馆等应用场合。

Description

基于WiFi与射频识别技术的图书定位系统及方法
技术领域
本发明涉及一种图书馆内图书查找定位的方法与系统，其广泛地应用于各高校、研究机构图书馆与市政图书馆的日常图书查询与借阅过程。
背景技术
目前，用于图书查找定位的方法与系统不多见。有的方法采用带有位置坐标的标签来定位图书，有的采用带有存储RSSI信号芯片的标签来实现图书的查找。然而，带位置标签的方法并不可行，因为在室内的环境位置坐标的标签并不有效。同时，带有存储RSSI信号芯片的标签的成本也限制了它在实际应用中的可行性。
发明内容
发明目的：本发明提供一种基于WiFi与射频识别技术的图书定位系统及方法，其目的是解决以往的方式所存在的效果不理想的问题。
技术方案：本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种基于WiFi与射频识别技术的图书定位系统，其特征在于：所述图书定位系统包括定位仪、主控机、图书标签与WiFi读卡器 ；定位仪无线连接主控机，图书标签通过RFID射频方式连接WiFi读卡器；定位仪通过RFID射频方式连接WiFi读卡器；主控机无线连接WiFi读卡器。
定位仪包括：智能手机电路与嵌入RFID射频标签，智能手机电路连接嵌入RFID射频标签；
主控机包括：定位仪信号接收电路、WiFi信号接收电路、图书定位计算电路和定位指示信息发送电路，定位仪信号接收电路无线连接定位仪，定位仪信号接收电路连接图书定位计算电路, WiFi读卡器 与WiFi信号接收电路无线连接，WiFi信号接收电路连接图书定位计算电路，图书定位计算电路连接定位指示信息发送电路，定位指示信息发送电路与智能手机电路无线连接；
WiFi读卡器包括：RFID射频识读电路与WiFi信息传输电路； RFID射频识读电路与WiFi信息传输电路连接，WiFi信息传输电路与主控机内的WiFi信号接收电路无线连接，RFID射频识读电路与图书标签及定位仪内的嵌入RFID射频标签无线连接。
图书标签为包含图书信息的普通无源RFID射频标签；定位仪为具备标准智能手机功能的同时嵌入了RFID射频标签并且包含了定位仪ID的结构；WiFi读卡器具有RFID射频识读功能并与WiFi信息传输模块集成，具有信号采集与无线传输的功能。
利用上述的基于WiFi与射频识别技术的图书定位系统所实施的图书定位方法，其特征在于：主控机接收图书查找用户借助定位仪发送的图书信息，并查询内部数据库，以确认是否有该图书，如果没有则发送反馈信息到定位仪，通知用户没有所要查找的图书。反之，若确认有该图书，则启动WIFI读写器进行信息采集工作；
主控机接收由WiFi读卡器传输来的读卡器ID与相应区域内的图书标签信息，以及定位仪标签信息。判断、确定传递目标图书信息的WiFi读卡器，并根据相应WiFi读卡器的位置坐标计算出目标图书所在的位置；同时，基于包含定位仪标签信息的WiFi读卡器的ID以及它们的位置坐标计算出定位仪当前所在的位置。由此，基于目标图书所在的位置坐标与定位仪的当前位置坐标，计算出定位仪与目标图书的距离与方向，并将定位仪与目标图书的距离与方向信息作为提示发送到定位仪以指导查找用户下一步行动。主控机时刻并计算并判断定位仪的位置坐标的变化，如果定位仪的位置变化达到1米，则通知图书查找用户的下一步行动的指示信息。
该方法的步骤如下：
步骤1.图书查找用户借助定位仪发送图书信息到主控机，利用主控机的定位仪信号接收电路接收图书信息，利用图书定位计算电路查询内部数据库，以确认是否有该图书，如果没有则发送反馈信息到定位仪，通知用户没有所要查找的图书；反之，若确认有该图书，则执行步骤2；
步骤2. 利用主控机启动WiFi读卡器 进行信息采集工作；
步骤3. 利用WiFi读卡器 分别读取图书标签信息与定位仪标签信息；
步骤4. 利用WiFi读卡器 发送接收到的图书标签信息与相应的WIFI读写器ID到主控机，同时，WiFi读卡器 发送接收到的定位仪的标签信息与相应的WIFI读写器ID到主控机；
步骤5.利用主控机接收由WiFi读卡器 传输来的读卡器ID与相应区域内的图书标签信息，以及定位仪标签信息，基于接收的图书标签信息，确定传递目标图书信息的WiFi读卡器 ，并根据这些WiFi读卡器的位置坐标计算出目标图书所在的位置，同时，基于包含定位仪标签信息的WiFi读卡器的ID以及它们的位置坐标计算出定位仪当前所在的位置，进一步地，基于目标图书所在的位置坐标与定位仪的当前位置坐标，计算出定位仪与目标图书的距离与方向；
步骤6.利用主控机将定位仪与目标图书的距离与方向信息发送到定位仪，作为图书查找用户下一步行动的指示信息；
步骤7. 重复步骤4与5的内容，并判断定位仪的位置坐标的变化，如果定位仪的位置变化达到1米，则通知图书查找用户的下一步行动的指示信息。
优点及效果：
为了实现室内图书的查找与定位功能，帮助提高图书管理工作的效率与效果，本发明提出了一种基于WiFi无线传输与射频识别技术的图书定位方法与系统。该发明是基于WiFi与射频识别技术的图书定位系统是图书标签、具有WiFi传输功能的读卡器（简记为WiFi读卡器）、定位仪与主控机组成。
其中，图书标签是普通的RFID射频标签，具有成本优势，因此适合于具有众多数量书图的图书馆等应用场合。WiFi读卡器为市场上可见的具有WiFi传输功能与常规RFID射频功能的读卡器。同时，WiFi读卡器在图书馆内部的布置满足全部覆盖所有图书的要求，并且各WiFi读卡器的位置坐标已经确定并存储于主控机内，以方便定位。
定位仪在具有智能手机功能的同时，也嵌入了RFID射频标签以便确定它在图书馆内部的位置坐标，来实现查找图书定位的算法。
主控机负责接收定位仪发送的待查询定位图书的书名（等信息），并据此启动WiFi读卡器工作。由此一来，主控机接收由WiFi读卡器传输来的读卡器ID与相应区域内的图书标签信息，以及定位仪标签信息。同时，基于接收的图书标签信息，确定传递目标图书信息的WiFi读卡器，并根据这些WiFi读卡器的位置坐标计算出目标图书所在的位置。同时，基于包含定位仪标签信息的WiFi读卡器的ID以及它们的位置坐标计算出定位仪当前所在的位置。进一步地，基于目标图书所在的位置坐标与定位仪的当前位置坐标，计算出定位仪与目标图书的距离与方向，并将该信息发送到定位仪，作为提示定位的信息。
本发明的优点是图书信息查询快速、定位查找便捷的特点。
附图说明：
图1为本发明的结构流程示意图。
具体实施方式：下面结合附图对本发明做进一步的描述：
如图1所示，本发明提供一种基于WiFi与射频识别技术的图书定位系统，所述图书定位系统包括定位仪1、主控机2、图书标签3与WiFi读卡器4；定位仪1无线连接主控机2，图书标签3通过RFID射频方式连接WiFi读卡器4；定位仪1通过RFID射频方式连接WiFi读卡器4；主控机2无线连接WiFi读卡器4。
定位仪1包括：智能手机电路与嵌入RFID射频标签，智能手机电路连接嵌入RFID射频标签；主控机2包括：定位仪信号接收电路、WiFi信号接收电路、图书定位计算电路和定位指示信息发送电路，定位仪信号接收电路无线连接定位仪1，定位仪信号接收电路连接图书定位计算电路，WiFi读卡器 4与WiFi信号接收电路无线连接，WiFi信号接收电路连接图书定位计算电路，图书定位计算电路连接定位指示信息发送电路，定位指示信息发送电路与智能手机电路无线连接；WiFi读卡器 4包括：RFID射频识读电路与WiFi信息传输电路；RFID射频识读电路与WiFi信息传输电路连接，WiFi信息传输电路与主控机2内的WiFi信号接收电路无线连接，RFID射频识读电路与图书标签3及定位仪1内的嵌入RFID射频标签无线连接。
图书标签3为包含图书信息的普通无源RFID射频标签；定位仪1为具备标准智能手机功能的同时嵌入了RFID射频标签并且包含了定位仪ID的结构；WiFi读卡器4 具有RFID射频识读功能并与WiFi信息传输模块集成，具有信号采集与无线传输的功能。
主控机2接收图书查找用户借助定位仪发送的图书信息，并查询内部数据库，以确认是否有该图书，如果没有则发送反馈信息到定位仪，通知用户没有所要查找的图书。反之，若确认有该图书，则启动WIFI读卡器进行信息采集工作；
主控机2 接收由WiFi读卡器4传输来的读卡器ID与相应区域内的图书标签信息，以及定位仪标签信息。判断、确定传递目标图书信息的WiFi读卡器，并根据相应WiFi读卡器的位置坐标计算出目标图书所在的位置；同时，基于包含定位仪标签信息的WiFi读卡器的ID以及它们的位置坐标计算出定位仪当前所在的位置。由此，基于目标图书所在的位置坐标与定位仪的当前位置坐标，计算出定位仪与目标图书的距离与方向，并将定位仪与目标图书的距离与方向信息作为提示发送到定位仪以指导查找用户下一步行动。主控机时刻并计算并判断定位仪的位置坐标的变化，如果定位仪的位置变化达到1米，则通知图书查找用户的下一步行动的指示信息。
基于WiFi与射频识别技术的图书定位方法，该方法的步骤如下：
步骤1.图书查找用户借助定位仪发送图书信息到主控机，利用主控机的定位仪信号接收电路接收图书信息，利用图书定位计算电路查询内部数据库，以确认是否有该图书，如果没有则发送反馈信息到定位仪，通知用户没有所要查找的图书；反之，若确认有该图书，则执行步骤2；
步骤2. 利用主控机启动WiFi读卡器 (4)进行信息采集工作；
步骤3. 利用WiFi读卡器 (4)分别读取图书标签信息与定位仪标签信息；
步骤4.利用 WiFi读卡器 (4)发送接收到的图书标签信息与相应的WIFI读卡器ID到主控机，同时，WiFi读卡器 (4)发送接收到的定位仪的标签信息与相应的WIFI读卡器ID到主控机；
步骤5. 利用主控机接收由WiFi读卡器 (4)传输来的读卡器ID与相应区域内的图书标签信息，以及定位仪标签信息，基于接收的图书标签信息，确定传递目标图书信息的WiFi读卡器 (4)，并根据这些WiFi读卡器的位置坐标计算出目标图书所在的位置，同时，基于包含定位仪标签信息的WiFi读卡器的ID以及它们的位置坐标计算出定位仪当前所在的位置，进一步地，基于目标图书所在的位置坐标与定位仪的当前位置坐标，计算出定位仪与目标图书的距离与方向；
步骤6 . 利用主控机将定位仪与目标图书的距离与方向信息发送到定位仪，作为图书查找用户下一步行动的指示信息；
步骤7. 重复步骤4与5的内容，并判断定位仪的位置坐标的变化，如果定位仪的位置变化达到1米，则通知图书查找用户的下一步行动的指示信息。

Claims (5)

1.一种基于WiFi与射频识别技术的图书定位系统，其特征在于：所述图书定位系统包括定位仪（1）、主控机(2)、图书标签(3)与WiFi读卡器 (4)；定位仪（1）无线连接主控机(2)，图书标签（3）通过RFID射频方式连接WiFi读卡器(4)；定位仪（1）通过RFID射频方式连接WiFi读卡器(4)；主控机(2)无线连接WiFi读卡器(4)。
2.根据权利要求1所述的基于WiFi与射频识别技术的图书定位系统，其特征在于：定位仪（1）包括：智能手机电路与嵌入RFID射频标签，智能手机电路连接嵌入RFID射频标签；
主控机（2）包括：定位仪信号接收电路、WiFi信号接收电路、图书定位计算电路和定位指示信息发送电路，定位仪信号接收电路无线连接定位仪(1)，定位仪信号接收电路连接图书定位计算电路, WiFi读卡器 (4)与WiFi信号接收电路无线连接，WiFi信号接收电路连接图书定位计算电路，图书定位计算电路连接定位指示信息发送电路，定位指示信息发送电路与智能手机电路无线连接；
WiFi读卡器(4)包括：RFID射频识读电路与WiFi信息传输电路； RFID射频识读电路与WiFi信息传输电路连接，WiFi信息传输电路与主控机（2）内的WiFi信号接收电路无线连接，RFID射频识读电路与图书标签(3)及定位仪（1）内的嵌入RFID射频标签无线连接。
3.根据权利要求1所述的基于WiFi与射频识别技术的图书定位系统，其特征在于：图书标签（3）为包含图书信息的普通无源RFID射频标签；定位仪（1）为具备标准智能手机功能的同时嵌入了RFID射频标签并且包含了定位仪ID的结构；WiFi读卡器(4) 具有RFID射频识读功能并与WiFi信息传输模块集成，具有信号采集与无线传输的功能。
4.利用权利要求1所述的基于WiFi与射频识别技术的图书定位系统所实施的图书定位方法，其特征在于：主控机(2)接收图书查找用户借助定位仪发送的图书信息，并查询内部数据库，以确认是否有该图书，如果没有则发送反馈信息到定位仪，通知用户没有所要查找的图书，
反之，若确认有该图书，则启动WIFI读写器进行信息采集工作；
主控机(2) 接收由WiFi读卡器传输来的读卡器ID与相应区域内的图书标签信息，以及定位仪标签信息；
判断、确定传递目标图书信息的WiFi读卡器，并根据相应WiFi读卡器的位置坐标计算出目标图书所在的位置；同时，基于包含定位仪标签信息的WiFi读卡器的ID以及它们的位置坐标计算出定位仪当前所在的位置；
由此，基于目标图书所在的位置坐标与定位仪的当前位置坐标，计算出定位仪与目标图书的距离与方向，并将定位仪与目标图书的距离与方向信息作为提示发送到定位仪以指导查找用户下一步行动；
主控机时刻并计算并判断定位仪的位置坐标的变化，如果定位仪的位置变化达到1米，则通知图书查找用户的下一步行动的指示信息。
5.根据权利要求4所述的基于WiFi与射频识别技术的图书定位方法，其特征在于：该方法的步骤如下：
步骤1.图书查找用户借助定位仪发送图书信息到主控机，利用主控机的定位仪信号接收电路接收图书信息，利用图书定位计算电路查询内部数据库，以确认是否有该图书，如果没有则发送反馈信息到定位仪，通知用户没有所要查找的图书；反之，若确认有该图书，则执行步骤2；
步骤2. 利用主控机启动WiFi读卡器 (4)进行信息采集工作；
步骤3. 利用WiFi读卡器 (4)分别读取图书标签信息与定位仪标签信息；
步骤4. 利用WiFi读卡器 (4)发送接收到的图书标签信息与相应的WIFI读写器ID到主控机，同时，WiFi读卡器 (4)发送接收到的定位仪的标签信息与相应的WIFI读写器ID到主控机；
步骤5.利用主控机接收由WiFi读卡器 (4)传输来的读卡器ID与相应区域内的图书标签信息，以及定位仪标签信息，基于接收的图书标签信息，确定传递目标图书信息的WiFi读卡器 (4)，并根据这些WiFi读卡器的位置坐标计算出目标图书所在的位置，同时，基于包含定位仪标签信息的WiFi读卡器的ID以及它们的位置坐标计算出定位仪当前所在的位置，进一步地，基于目标图书所在的位置坐标与定位仪的当前位置坐标，计算出定位仪与目标图书的距离与方向；
步骤6.利用主控机将定位仪与目标图书的距离与方向信息发送到定位仪，作为图书查找用户下一步行动的指示信息；
步骤7. 重复步骤4与5的内容，并判断定位仪的位置坐标的变化，如果定位仪的位置变化达到1米，则通知图书查找用户的下一步行动的指示信息。
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