CN104573766B - 一种用于烟包生成系统的读写装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于烟包生成系统的读写装置及方法，属于烟草物流技术领域，所述读写装置包括设置在传送带前端的贴标RFID读写器，设置在传送带后端的装笼RFID读写器，以及放置在烟包上的RFID电子标签盒，所述贴标RFID读写器包括贴标屏蔽罩和贴标RFID读写天线，所述装笼RFID读写器包括装笼屏蔽罩和装笼RFID读写天线；所述读写方法包括RFID芯片内存管理步骤、贴标RFID读写器烟包信息写入步骤和装笼RFID读写器烟包信息读取步骤，通过上述读写装置和方法，可以避免烟包信息读写时被干扰，保证烟包的准确配送。

Description

一种用于烟包生成系统的读写装置及方法

技术领域

本发明涉及一种用于烟包生成系统的读写装置及方法，特别是涉及一种采用RFID技术的用于烟包生成系统的读写装置及方法。

背景技术

RFID是自动识别技术的一种，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预。RFID技术实现了无源和免接触操作，应用便利，无机械磨损、寿命长，机具无直接对最终用户开放的物理接口，能更好地保证机具的安全性。RFID技术除电子标签的密码保护外，数据部分可采用一些算法实现安全管理；读写机具与电子标签之间也可相互认证，实现安全通信和存储。RFID电子标签由于可进行不同形式的封装，因此具有防尘、防水、防磁、耐高温、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量大、存储信息更改自如等优点。

目前，在烟草配送领域，卷烟一般都是根据具体订单进行分拣后直接打包，每个烟包包括若干个品牌相同或不同的条烟，然后再在上述烟包上贴上该烟包的信息标签，如配送地、卷烟种类和数量等。因为信息标签一般采用一次性的纸质标签，只能显示烟包内卷烟的信息，无法实现对烟包的实时跟踪，而且一次性的纸质标签容易损坏，导致烟包信息丢失。

在商业烟草物流配送过程中采用RFID物联网技术，可以有效地实现对烟包的日常物流配送进行动态实时跟踪管理,公开号为103395524A的专利公开了一种采用RFID技术的烟包生成系统及其生成方法。但是，在烟草分拣流水线上进行日常分拣时，由于生产工艺要求对烟包进行逐一生成，同时，分拣流水线的运行是一个动态流水作业过程，每个烟包都是在分拣流水线上根据工艺要求按序生成的，生产过程中烟包在分拣流水线上均是向前运动直至最后完成装笼作业。因此，在对分拣生产流水线上的烟包进行追踪时，必须根据生产工艺的要求对RFID标签进行逐一的读写操作。但由于分拣流水线在生产作业时，烟包数量众多，而且烟包前后按序排列向前运动时比较密集，这就造成在对每个烟包上的RFID标签进行读写操作时会出现困难。另外，分拣生产流水线上的工业生产环境比较复杂，容易对RFID标签的读写操作带来各种干扰。所以，如何实现对分拣流水线上的RFID标签按工艺要求进行逐一读写操作成为实现对烟草物流配送进行RFID物联网跟踪管理的关键问题之一。

有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种用于烟包生成系统的读写装置及方法，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于烟包生成系统的读写装置及方法，可以避免烟包信息读写时被干扰，保证烟包的准确配送。

为了实现上述目的，本发明的解决方案是：

一种用于烟包生成系统的读写装置，包括设置在分拣生产线传送带前端的贴标RFID读写器，设置在分拣生产线传送带后端的装笼RFID读写器，以及放置在烟包上的RFID电子标签盒，所述贴标RFID读写器包括贴标屏蔽罩以及安装在贴标屏蔽罩内的贴标RFID读写天线，所述装笼RFID读写器包括装笼屏蔽罩以及安装在装笼屏蔽罩内的装笼RFID读写天线；所述贴标屏蔽罩和装笼屏蔽罩均包括一罩顶，以及围设在罩顶四周的前后左右4个侧壁。

作为优选，所述RFID电子标签盒放置在烟包最顶层第四条烟的上方，且位于烟包长度方向的1/3处。

作为优选，所述贴标屏蔽罩的四个侧壁中位于传输方向前端的前侧壁的高度大于其余三个侧壁，因为贴标RFID读写器主要用于将烟包信息写入RFID电子标签盒内的RFID芯片中，在写入时要防止写入信息因为射频信号扩散问题而误写入到后一个烟包的RFID电子标签盒内中，所以需要将贴标屏蔽罩的前侧壁进一步延伸，阻止RFID射频信号扩散。

作为优选，为防止贴标RFID读写天线读写到其他烟包，其发射的最大倾斜角度的RFID射线与烟包前后两个顶边相切。

作为优选，所述贴标RFID读写天线前扩散角为25°-30°，即贴标屏蔽罩前侧壁底边到贴标RFID读写天线中心线的连接线与屏蔽罩垂直方向的夹角，后扩散角为，且。

作为优选，所述装笼屏蔽罩的4个侧壁高度相等，且与贴标屏蔽罩的前侧壁高度一致，为防止装笼RFID读写天线读写到前一个烟包，其往后发射的最大倾斜角度的RFID射线与烟包后顶边相切。

作为优选，所述装笼屏蔽罩和贴标屏蔽罩为金属屏蔽罩。

一种用于烟包生成系统的读写方法，包括如下步骤：

1）RFID电子标签盒内的RFID芯片内存中设置标签编号字段、标签类型字段和标签状态字段；所有RFID电子标签盒投入使用前，先进行RFID电子标签盒的初始化工作，即确定每个RFID芯片标签编号（ID号），并明确其标签类型，上述标签编号和标签类型确定后，在以后的标签使用过程中不再修改；

2）贴标RFID读写器烟包信息写入步骤：塑封好的烟包由打包机出口输出，此时，RFID电子标签盒放置在烟包最顶层第四条烟的上方，且位于烟包长度方向的1/3处，烟包通过传送带滚轮到达贴标RFID读写器的下方，当RFID电子标签盒的位于贴标RFID读写器天线的读写口下方时，贴标RFID读写器首先对当前天线工作区域内的RFID电子标签盒的类型进行识别，判断是否符合烟包标签的类型，如果发现不是烟包标签，则不对其进行贴标操作，如果是烟包标签，则对其状态进行识别，判断是否符合“未贴标”的状态，如果发现有不是“未贴标”状态的烟包标签，则不对其进行贴标操作；如果是“未贴标”状态的烟包标签，则对其进行贴标操作，并将RFID电子标签盒的状态由“未贴标”更改为“已贴标但未装笼“，并向RFID电子标签内写入相关的烟包信息；

3）装笼RFID读写器烟包信息读取步骤：完成烟包贴标操作后，烟包通过传送带滚轮输送到装笼RFID读写器的下方，当RFID电子标签盒位于装笼RFID读写器天线的读写口下方时，装笼RFID读写器开始读取RFID电子标签盒内的信息，并判断各项信息状态：首先对当前工作区域内的RFID电子标签盒的类型进行识别，判断是否符合烟包标签的类型，如果发现有不是烟包标签的，则不对其进行装笼操作，如果是烟包标签，则继续对其状态进行识别，判断是否符合“已贴标但未装笼“的状态，如果发现有不是“已贴标但未装笼”状态的烟包标签的，则不对其进行装笼操作，如果确认是”已贴标但未装笼“状态后，则对其开始进行装笼操作，并将标签的状态由“已贴标但未装笼”更改为“已装笼”。

上述用于烟包生成系统的读写装置及方法，具有如下几个优点：

1）因为在烟包贴标过程中，贴标RFID读写天线很可能会因分拣流水线的金属环境产生反射干扰，导致贴标RFID读写天线同时对多个烟包上的RFID电子标签盒进行读写操作；同理，装笼RFID读写天线也很可能因为环境干扰，导致装笼RFID读写天线同时读到多个烟包上的RFID电子标签盒，从而影响整个烟包的配送；通过采用设置贴标屏蔽罩和装笼屏蔽罩的方法，可以防止上述情况的出现，保证烟包的正确配送；

2）通过采取在RFID芯片设置标签编号字段、标签类型字段和标签状态字段的方法，在贴标RFID读写器和装笼RFID读写器对烟包进行操作时，通过上述字段进一步确认烟包的信息，防止烟包标签的信息误写入/读取现象的发生，进一步保证烟包的正确配送。

以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细描述。

附图说明

图1 为本实施例的烟包生成系统读写装置结构示意图；

图2为本实施例贴标RFID读写器剖视图；

图3为本实施例贴标RFID读写器俯视图；

图4为本实施例装笼RFID读写器剖视图；

图5为本实施例装笼RFID读写器俯视图；

图6为本实施例RFID电子标签盒放置位置示意图（五层条烟的情况）；

图7为本实施例RFID电子标签盒放置位置示意图（四层条烟的情况）；

图8为本实施例贴标RFID读写器安装位置示意图；

图9为本实施例装笼RFID读写器安装位置示意图；

图10为本实施例贴标RFID读写器烟包信息写入步骤流程图；

图11为本实施例装笼RFID读写器烟包信息读取步骤流程图。

具体实施方式

本发明所述的烟包的长度即为条烟的长度，宽度为5个条烟的宽度总和。烟包第4条烟具体为：站在烟草分拣生产流水线的装笼工位面对烟包相向运动过来时从左向右数的第四条烟。

本发明中提到的前后方向具体是指传送带前端（始端）和传送带后端（末端）。

如图1所示，一种用于烟包生成系统的读写装置，包括设置在分拣生产线传送带5前端的贴标RFID读写器1，设置在分拣生产线传送带5后端的装笼RFID读写器2，以及放置在烟包4上的FRID电子标签盒3。

如图2-3所示，所述贴标RFID读写器1包括贴标RFID读写天线11和安装在贴标RFID读写天线11外周的贴标屏蔽罩12，所述贴标屏蔽罩12包括一罩顶13，以及围设在罩顶13四周的前后左右4个侧壁。罩顶13的中间设有供线缆18进入的线缆接入口16，线缆接入口16的周边设有安装固定用的安装孔17。

如图4-5所示，所述装笼RFID读写器2均包括装笼RFID读写天线21和安装在装笼RFID读写天线21外周的装笼屏蔽罩22。所述装笼屏蔽罩22均包括一罩顶23，以及围设在罩顶23四周的前后左右4个侧壁24，罩顶23上设有供线缆进入的线缆接入口和安装固定用的安装孔25。

在本实施例中，所述RFID电子标签盒3放置在烟包4的最顶层第四条烟的上方，且位于烟包4长度L方向的1/3处，在烟包4分拣过程中，烟包4的条数虽然会因为客户的订单量不同而不同，但为方便分拣，所有烟包条烟都是按固定方式排列的，即一层为5条，最高5层（一个烟包最多25条烟），如此设计可以保证RFID电子标签盒3在烟包的整个分拣生产过程中都不会滑出烟包4以外。因为所生成的各种烟包4内的条烟数量都是各不相同，所以会生成各种不同的烟包4。为防止RFID电子标签盒3滑出烟包4，不能将RFID电子标签盒3放在第1条和第5条这样的边缘位置，这样只能将RFID电子标签盒3放置在第2-4条上，发明人经过长期实验发现，当RFID电子标签盒3放置在烟包4的最顶层第4条烟的上方时，效果最好。具体分析如下，RFID电子标签盒3放置时可分为以下几类：一类是烟包4顶层5条烟，如图6所示，这种情况对RFID电子标签盒3放置位置要求不高，只要不要放在边缘即行；一类是烟包4顶层4条烟，这种情况对FRID电子标签盒3放置位置要求也不高，只要不放在第5条和第1条边缘位置即行；一类是烟包4顶层3条烟，这种情况RFID电子标签盒3必须放置在第3-4条烟上方；一类是烟包顶层2条烟，这种情况如果RFID电子标签盒3放置在第3条烟上方，因为RFID电子标签盒3的长度大于条烟的宽度，其两头势必为碰到两边的烟，这样就会因为第4条烟的存在，导致RFID电子标签盒3从另一端滑出烟包4，因此只能将RFID电子标签盒3放在第4条烟上方；最后一类是烟包4顶层1条烟，如图7所示，这种情况将RFID电子标签盒3放在第4条烟上方，RFID电子标签盒3有可能会自动滑到第2和3条烟上方，又因为第4条烟与第1条烟之间有较长的间距，RFID电子标签盒3也会轻易滑出烟包外。

如图8所示，所述贴标屏蔽罩12的四个侧壁中位于传输方向前端的前侧壁14的高度大于等于其余三个侧壁的高度的3倍，即其余三个侧壁的高度小于等于前侧壁高度的1/3，因为贴标RFID读写器1主要用于将烟包信息写入RFID电子标签盒3内的RFID芯片中，在写入时要防止写入信息因为射频信号扩散问题而误写入到后一个烟包4的RFID电子标签盒3内中，所以需要将贴标屏蔽罩12的前侧壁14进一步延伸，阻止RFID射频信号扩散。

在本实施例中，为防止贴标RFID读写天线22读写到其他烟包，其发射的最大倾斜角度的RFID射线与烟包前后两个顶边相切（在实际操作过程中，如果不能做到前后两端都相切，至少要保证前端相切）；同时，为防止装笼RFID读写天线21读写到前一个烟包，其往后发射的最大倾斜角度的RFID射线与烟包后顶边相切。

所述贴标RFID读写天线11前扩散角一般约为30°，即贴标屏蔽罩前侧壁14底边到贴标RFID读写天线11下表面中心线的连接线与屏蔽罩12垂直方向的夹角，因为屏蔽罩12的尺寸与RFID读写天线11一致，或略大于RFID读写天线，而RFID读写天线11的宽度和高度都是已知的，所以，根据前扩散角，可以得到贴标屏蔽罩前侧壁14底边到贴标RFID读写天线11下表面的高度，贴标屏蔽罩12前侧壁14底边到烟包的最小安全高度，L为烟包的长度。

所述贴标RFID读写天线11后扩散角为，且。即贴标屏蔽罩后侧壁15底边到贴标RFID读写天线11下表面中心线的连接线与屏蔽罩垂直方向的夹角，根据后扩散角，可以得到贴标屏蔽罩后侧壁15底边到贴标RFID读写天线11下表面的高度，。

如图9所示，所述装笼屏蔽罩22的4个侧壁24高度一致，且各个侧壁24底边到装笼RFID读写天线21下表面的高度等于，因为装笼屏蔽罩22的尺寸与装笼RFID读写天线21一致，或略大于装笼RFID读写天线21，而装笼RFID读写天线21的宽度和高度都是是已知的，所以，扩散角可以从以下公式中计算得到，，进而计算得到装笼屏蔽罩22侧壁24底边到烟包的最小安全高度。

一种用于烟包生成系统的读写方法，包括如下步骤：

1）RFID电子标签盒内的RFID芯片设置标签编号字段、标签类型字段和标签状态字段；如表1所示。所有RFID芯片投入使用前，先进行RFID芯片的初始化工作，即对每个RFID芯片确定其标签编号（ID号），并明确其标签类型，上述两种标签信息确定后，将在以后的标签使用过程中不能再修改；

表1： RFID芯片内存的部分设计字段及其代表的含义

2）贴标RFID读写器烟包信息写入步骤：如图10所示，塑封好的烟包4由打包机出口输出，此时，RFID电子标签盒3放置在烟包4最顶层第四条烟的上方，且位于烟包3长度方向的1/3处，烟包4通过传送带5滚轮在分拣生产流水线上向贴标RFID读写器的天线处行进，当RFID电子标签盒3的中心正对贴标RFID读写器天线11的读写口时，贴标红外线控制开关6发出感应信号，贴标RFID读写器1开始动作：首先对当前天线工作区域内的RFID电子标签盒3类型进行识别，判断其是否符合烟包标签的类型。如果发现有不是烟包标签的，则不对其进行贴标操作；当确认其为烟包标签后，则对其状态进行识别，判断是否符合“未贴标”的状态。如果发现有不是“未贴标”状态的烟包标签的，则不对其进行贴标操作；当确认其状态为“未贴标”状态后，则对其进行贴标操作，并将标签的状态由“未贴标”更改为“已贴标但未装笼“，并向RFID电子标签内写入其他相关的烟包信息；

3）装笼RFID读写器烟包信息读写步骤：如图11所示，完成烟包贴标操作后，烟包4通过传动带5滚轮在分拣生产流水线上向装笼RFID读写器2天线处行进，当RFID电子标签盒3的中心正对装笼RFID读写器天线的读写口时，装笼红外线控制开关7发出感应信号，装笼RFID读写器2开始读取RFID电子标签盒3内的信息，判断各项信息状态：首先对当前天线工作区域内的RFID电子标签盒3的类型进行识别，判断是否符合烟包标签的类型，如果发现有不是烟包标签的，则不对其进行装笼操作；当确认其为烟包标签后，则继续对其状态进行识别，判断是否符合“已贴标但未装笼”的状态。如果发现有不是“已贴标但未装笼”状态的烟包标签，则不对其进行装笼操作；当确认其状态为“已贴标但未装笼”状态的烟包标签，则对其开始进行装笼操作，并将标签的状态由“已贴标但未装笼”更改为“已装笼”。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (6)

1.一种用于烟包生成系统的读写装置，其特征在于：包括设置在分拣生产线传送带前端的贴标RFID读写器，设置在分拣生产线传送带后端的装笼RFID读写器，以及放置在烟包上的RFID电子标签盒，所述贴标RFID读写器包括贴标屏蔽罩以及安装在贴标屏蔽罩内的贴标RFID读写天线，所述装笼RFID读写器包括装笼屏蔽罩以及安装在装笼屏蔽罩内的装笼RFID读写天线；所述贴标屏蔽罩和装笼屏蔽罩均包括一罩顶，以及围设在罩顶四周的前后左右4个侧壁；所述贴标屏蔽罩的四个侧壁中位于传输方向前端的前侧壁的高度大于其余三个侧壁；所述贴标RFID读写天线发射的最大倾斜角度的RFID射线与烟包前后两个顶边相切。

2.如权利要求1所述的一种用于烟包生成系统的读写装置，其特征在于：所述RFID电子标签盒放置在烟包最顶层第四条烟的上方，且位于烟包长度方向的1/3处。

3.如权利要求1所述的一种用于烟包生成系统的读写装置，其特征在于：所述贴标RFID读写天线前扩散角为25°-30°，即贴标屏蔽罩前侧壁底边到贴标RFID读写天线中心线的连接线与屏蔽罩垂直方向的夹角，所述贴标RFID读写天线后扩散角为，且。

4.如权利要求1所述的一种用于烟包生成系统的读写装置，其特征在于：所述装笼屏蔽罩的4个侧壁高度相等，且与贴标屏蔽罩的前侧壁高度一致。

5.如权利要求4所述的一种用于烟包生成系统的读写装置，其特征在于：所述装笼RFID读写天线其往后发射的最大倾斜角度的RFID射线与烟包后顶边相切。

6.一种用于烟包生成系统的读写方法，其特征在于包括如下步骤：

1）RFID电子标签盒内的RFID芯片内存中设置标签编号字段、标签类型字段和标签状态字段；所有RFID电子标签盒投入使用前，先进行RFID电子标签盒的初始化工作，即确定每个RFID芯片标签编号，并明确其标签类型，上述标签编号和标签类型确定后，在以后的标签使用过程中不再修改；

2）贴标RFID读写器烟包信息写入步骤：塑封好的烟包由打包机出口输出，此时，RFID电子标签盒放置在烟包最顶层第四条烟的上方，且位于烟包长度方向的1/3处，烟包通过传送带滚轮到达贴标RFID读写器的下方，当RFID电子标签盒的位于贴标RFID读写器天线的读写口下方时，贴标RFID读写器首先对当前工作区域内的RFID电子标签盒的类型进行识别，判断是否符合烟包标签的类型，如果发现不是烟包标签，则不对其进行贴标操作，如果是烟包标签，则对其状态进行识别，判断是否符合“未贴标”的状态，如果发现有不是“未贴标”状态的烟包标签，则不对其进行贴标操作；如果是“未贴标”状态的烟包标签，则对其进行贴标操作，并将RFID电子标签盒的状态由“未贴标”更改为“已贴标但未装笼“，并写入相关的烟包信息；

3）装笼RFID读写器烟包信息读取步骤：完成烟包贴标操作后，烟包通过传送带滚轮输送到装笼RFID读写器的下方，当RFID电子标签盒位于装笼RFID读写器天线的读写口下方时，装笼RFID读写器开始读取RFID电子标签盒内的信息，并判断各项信息状态：首先对当前工作区域内的RFID电子标签盒的类型进行识别，判断是否符合烟包标签的类型，如果发现有不是烟包标签的，则不对其进行装笼操作，如果是烟包标签，则继续对其状态进行识别，判断是否符合“已贴标但未装笼“的状态，如果发现有不是“已贴标但未装笼”状态的烟包标签的，则不对其进行装笼操作，如果确认是”已贴标但未装笼“状态后，则对其开始进行装笼操作，并将标签的状态由“已贴标但未装笼”更改为“已装笼”。