CN107451942A - 一种书架及相应的书架图形化显示方法 - Google Patents
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Abstract
一种书架,所述书架包括书架本体,所述书架本体包括复数个书架隔层,所述书架隔层用于放置书本，所述书架设置有控制中心,所述书架隔层设置有RFID读卡单元,所述RFID读卡单元通过系统总线与所述控制中心相联接。采用上面的方法后，书架变得更加智能，能够方便的定位管理书架中存放的图书，并进行图形化的显示。
Description
技术领域
本发明涉及一种书架及相应的书架图形化显示方法。
背景技术
随着社会和科技的进步，书架已经成为现代家庭中不可或缺的一部分。由于传统书架只具备简单的书籍存放功能，在存书量少的时候，书本放在哪里，书籍的分类摆放是否正确，书籍是否丢失遗弃，书籍何时何地购买，书架一共有多少本书，书籍在书架上的分布摆放情形如何，等等，相关的问题将越来越多。还有，为了防尘，很多书架都设置了门，当书架门不透明的时候，里面存放了什么书对用户来说就是麻烦。还有，随着分享时代的来临，怎么去分享书架以及书架上的藏书信息也是需要解决的问题。
为解决上述问题，采用近几年快速兴起的RFID 技术的书架也出现在相关专利文献或者期刊中，但主要用于图书馆等公共场所，而且相应的解决方法也只是用于图书的借出归还管理，与智能化相距甚远。图书馆的图书管理系统成本高，投入大，也不太适合家庭使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种书架，能够方便的图形化的定位及管理书架上摆放的书籍。
为了实现上述目的，本发明提供一种书架,所述书架包括书架本体,所述书架本体包括复数个书架隔层,所述书架隔层用于放置书本，所述书架设置有控制中心,所述书架隔层设置有RFID读卡单元,所述RFID读卡单元通过系统总线与所述控制中心相联接。
更进一步，所述控制中心包括触摸屏幕单元、摄像头、RFID读写单元、总线单元、存储单元以及网络通信单元;所述触摸屏幕单元用于图像显示以及输入操作;所述摄像头用于对书本进行拍照或者识别书本条码;所述RFID读写单元用于书本RFID标签信息的读取及写入; 所述总线单元为所述控制中心与所述RFID读卡单元的联接接口；所述存储单元存储系统程序、应用程序以及用户数据；所述网络通信单元用于网络通信。
更进一步，所述系统总线为RS485总线或CAN总线。
更进一步，每个所述书架隔层设置有1至2个RFID读卡单元。
本发明还提供一种用于所述书架的图形化显示方法，所述书架隔层放置书本，所述书本部分或者全部设置有RFID标签，所述方法包括，步骤A，读取所述书架的矢量图数据，所述矢量图数据包含了所述书架的尺寸和书本的存放区域；步骤B，启动所述RFID读卡器扫描所述存放区域的书本的RFID标签，读取所述RFID标签中的书本信息，所述书本信息包括书本的尺寸信息；步骤C，根据所述书架矢量图数据显示所述书架，根据所述读取的书本信息在所述存放区域按比例显示所述书本。
更进一步，所述书架矢量图数据还包括所述RFID读卡器的位置，所述步骤B还包括，根据所述RFID读卡器收到的所述RFID标签的信号强度确定所述书本相对于RFID读卡器的位置；所述步骤C还包括，在所述存放区域按所述位置的远近顺序显示所属书本。
更进一步，所述书本信息是从所述RFID标签中直接读取获得，或者根据从所述RFID标签中直接读取的所述书本的唯一编码远程查询获得。
本发明一种用于所述书架的图形化显示方法，所述书架隔层放置书本，所述书本部分或者全部设置有RFID标签，所述方法包括，步骤A，拍摄或者导入所述书架图片，设置所述书架的书本存放区域，设置所述书本存放区域的实际尺寸；步骤B，启动所述RFID读卡器扫描所述存放区域的书本的RFID标签，读取所述RFID标签中的书本信息，所述书本信息包括书本的尺寸信息；步骤C，根据所述书架图片显示所述书架，根据所述读取的书本信息在所述存放区域按比例显示所述书本。
更进一步，所述步骤A还包括，在所述书架图片中设置所述RFID读卡器的位置，所述步骤B还包括，根据所述RFID读卡器收到的所述RFID标签的信号强度确定所述书本相对于RFID读卡器的位置；所述步骤C还包括，在所述存放区域按所述位置的远近顺序显示所述书本。
更进一步，所述步骤C还包括，选择性地显示所述存放区域标识以及RFID读卡器标识。
采用上面的方法后，书架变得更加智能，能够方便的定位管理书架中存放的图书，并进行图形化的显示。
附图说明
图1为本发明的智能书架示意图；
图2为本发明的智能书架的系统框图；
图3和图4为本发明书本的示意图；
图5为本发明书本加装RFID标签后的示意图；
图6为本发明的智能书架系统的网络框架图；
图7为基于智能书架的矢量模型的书架图形化展示方法流程图；
图8为基于对智能书架所拍摄照片的书架图形化展示方法流程图；
图9为图形化显示的书架及其存放书本的示意图。
具体实施方式
图1为本发明的智能书架示意图。书架1包括多个隔层，每个隔层中存放着若干书本2，在每个隔层的顶部中间位置，设置有RFID读卡单元31或32，在书架的外部，安装有整个书架的控制中心5，RFID读卡单元31及32通过总线与书架控制中心5相连。一般来说，每个隔层设置一个RFID读卡单元即可，但如果隔层比较大，也可以设置两个或两个以上的RFID读卡单元。
图2为本发明的智能书架的系统框图。整体上，整个书架包括书架控制中心5、系统总线40以及RFID读卡单元组3，书架控制中心5通过系统总线40与连接在总线上的RFID读卡单元组3进行通信，控制RFID读写单元组3发射RFID射频信号并接收返回的射频信号进行解码，将解码后的数据信息通过总线返回给书架控制中心5。
书架控制中心5包括主控制单元51、触摸屏幕单元52、摄像头53、RFID读写单元54、条码扫描单元55、总线单元56、存储单元57、网络通信单元58以及电源59。其中，主控制单元51对系统进行控制、调度、信息处理、计算等等；触摸屏幕单元52在主控制单元51的控制下进行图像显示以及输入操作；摄像头53在主控制单元51的控制下对书本进行拍照，当放入书架的图书没有条码时或者根据书本的条码信息在ISBN（International Standard BookNumber，国际标准书号)数据库中查询不到时，可以通过拍照输入相关信息，如封面，书脊等等，此外，摄像头53也可以用作条码扫描，作为条码扫描单元55的备份；RFID读写单元54用于书本中设置的RFID标签信息的读取，或者在为书本安装RFID标签时写入书本的编码信息；条码扫描单元55用于扫描书本上的条码信息，典型的就是ISBN条码信息；总线单元56为书架控制中心5与书架隔层设置的RFID读卡单元的联接接口，对主控制单元51发出的RFID读卡单元的操作控制命令进行总线格式转换；存储单元57存储系统程序、应用程序以及数据；网络通信单元58用于网络通信，包括有线以及无线两种通信方式；电源59用于系统的供电。
系统总线40用于书架控制中心5与分布在各个隔层的RFID读卡单元组3进行通信连接，总线协议可以为RS485总线和CAN(Control Area Network，控制局域网络)总线，RS485总线曾经在工业控制系统的发展过程中发挥了重要作用。但是，随着工业控制系统功能分散化、任务多元化、整体复杂化程度的提高，工业控制系统对于可靠性、实时性、灵活性的要求也越来越高，工业数据总线领域中原有的RS485总线通信标准已经不能满足工业过程控制和制造业自动化的需要。在这种情况下，现场总线(Field Bus)技术以其自身的高性价比而成为了工业数据领域中的一种新通信方式。本实施例采用CAN总线。
RFID读卡单元组3包括RFID读卡单元1 31，RFID读卡单元2 32，…,以及RFID读卡单元N 33，RFID读卡单元分布在书架的各个隔层中。
为了适应智能书架，书本中应当包含RFID标签。下面介绍包含RFID标签的书本及生产。
图3、图4为本发明书本的示意图。书本2包括封面22、书脊21以及封底23，在封底，通常印有ISBN编码信息。ISBN编码为全球统一编码，具有唯一性。现有的书本在印刷生产时都不安装RFID标签，RFID标签的安装都由图书馆人工来安装，一般安装在书本中某页或者书脊的间隙。这种方式需要大量人工以及熟练的技能，非常不方便，是现在图书馆管理中效率低下最主要的问题。解决该问题的办法是在书本的生产过程中为每本书安装RFID标签。在书本印刷完成后根据不同书籍的装订方式要进行裁切，裁切完成后按照页数进行配页折页然后装订。普通书籍常见的装订方式有骑马钉，锁线胶装，无线胶装，精装书籍方式有蝴蝶装，水晶装等等。为书本安装RFID标签的时机在装订时最合适。以胶装为例，包括锁线胶装和无线胶装两种形式，下面进行说明。
图5为本发明书本加装RFID标签后的示意图。书脊21通过涂胶来固定书页，涂胶层26中嵌入了RFID标签25，这样RFID标签25既能被RFID读写卡器读取或者写入数据，又很好的隐藏，也不容易损坏。为了实现该方案，在书本的装订过程中，将装订页的书脊先涂一部分胶，其厚度为X，然后放置RFID标签于该胶层表面的适当位置，接着涂另一部分胶，其厚度为Y，接下来安装书的封面。通过这样的操作流程，可以非常方便的将RFID标签安装在书本中。这里X和Y的取值范围为0至涂胶层厚度，当X为0时，RFID标签紧贴书脊涂胶层内侧，当Y为0时，RFID标签紧贴书脊涂胶层外侧，X+Y为涂胶层的厚度。用于书本的RFID标签尺寸一般为3mm*90mm，这种尺寸适用于市场上绝大部分书。
为了保持RFID的射频性能，RFID标签的位置应该靠外侧，也就是Y的值小于一半的涂胶层厚度，一般取值为整个胶层厚度的10%~30%。
当安装完书本封面后，产线上的RFID标签读写器将书本的出版发行信息写入RFID标签。
除了装在书脊上，还可以装在书页中。只要避免在后续的生产流程中避免对标签本身的损坏或者性能影响即可。
可以设想，如果今后出版印刷的每一本书都将RFID标签作为标配，这样，书本的信息化快捷管理将开启一个新的时代。
另外，还有一种简单的方式，即为每本书制作一个包含RFID标签的书签，该书签夹于书中时，可以对RFID标签中包含的信息进行读取。
为了方便对书本的管理，RFID标签的存储器的设计及存储内容也非常关键，且涉及到后续商业模式的开展。下面针对这部分来详细说明。
首先是RFID标签存储器存储的内容。不同的用户对图书信息也有不同的需求。本实施例的标签存储器内容包括：书本的出版发行信息以及书本的用户信息。
书本的出版发行信息包括：书名，作者，出版社，出版时间，书本的唯一编码，书本的尺寸，等等；其中，书本的唯一编码要求每本书都不一样，书本的尺寸以毫米为单位，包括长宽高。
书本的用户信息包括：书本所有者信息，书本入库时间，等等。
从上面可以看出，书本的出版发行信息是固定的，在书本生产时就已经固化在RFID标签中，而书本的用户信息需要用户购买之后自己写入RFID标签。这样，RFID标签的存储器应该包含两部分，一部分为只读存储区域，一部分为可读写存储区域。只读存储区域用于存储书本的出版发行信息，可读写存储区域用于存储书本的用户信息。只读存储区域和可读写存储区域位于同一芯片上。
RFID标签的存储器设计还有另一种方案，即所有存储器的地址可读，但写入时，只有规划的地址可以写入。在RFID芯片设计时，整个RFID标签的存储器划分为只读存储区域和可读写存储区域， RFID标签包括地址判断逻辑电路，当写入数据到可读存储区域时，地址判断逻辑电路判断写入非法，当写入数据到可读写存储区域时，地址判断逻辑电路判断写入正常；只读存储器用于存储书本的出版发行信息，可读写存储器用于存储书本的用户信息。
上面的RFID标签存储器存储了书本的相关信息，还有一种方式，即RFID标签只有书本的ID信息，书本的相关信息可以分别通过存储书本的出版发行信息的服务器及储存书本的用户信息的服务器来获取。
当书本包含了RFID标签后，智能书架就能够发挥作用，对放入其中的图书进行定位管理。本发明的定位管理主要是以图形化的方式展示书架及放置在每个隔层的书本，满足用户查找及分享的需求。
图6为本发明的智能书架系统的网络框架图。智能书架1的控制中心5通过局域网联接到智能手机6中的智能书架APP，或者联接到PC 7中的智能书架应用程序，然后根据需要分别访问书本出版发行信息服务器9或者书本用户信息服务器8。或者，智能书架1的控制中心5安装有智能书架应用程序，可以通过网络通信单元直接访问书本出版发行信息服务器9或者书本用户信息服务器8。
为了实现图形化展示书架摆放的书籍，本发明提供两种方法，一种是基于智能书架的矢量模型，另一种是基于对智能书架所拍摄照片。
图7为基于智能书架的矢量模型的书架图形化展示方法流程图。在书架设计的时候按照CAD的格式生成书架的矢量图，矢量图包括书架的尺寸，书本的存放区域，以及RFID读卡器的位置。当将图书放置在智能书架上后，书架能够在智能手机应用程序中，或者PC应用程序中，或者浏览器中图形化显示智能书架及其中的藏书。
步骤101，开启书架图形化显示。
步骤102，图形化应用程序读取书架的矢量图数据，矢量图数据包含了书架的尺寸以及书本的存放区域。书架的矢量图可以重新画出书架的形状结构；书架的尺寸用于计算书本的相对大小和位置；书本的存放区域是指书架用于放置书本的区域，主要原因是书架设计的时候有的地方是结构，有的是装饰，这些地方可能并不能存放书本，通过标示出存放区域，后续图形化显示时，可以明确书本的显示区域。
步骤103，获取 RFID读卡器的位置。RFID读卡器的位置明确后，可以通过RFID定位确定书本相对于RFID读卡器的相对位置。
步骤104，启动RFID读卡器扫描存放区域的书本。
步骤105，获取存放区域书本尺寸信息及书名，并根据RFID读卡器收到各个RFID标签的信号强度确定书本的位置。当扫描接收RFID标签的信息后，可以根据接收到的信息确定书本的信息，并可以根据RFID标签的信号强度来来确定书本的相对位置，该相对位置是相对于RFID读卡器的相对位置。获取到的书本信息至少包含书本的尺寸信息以及书名。
步骤106，根据书本尺寸及确定的位置，以图形化的方式在书本存放区域显示书本及书名。书本信息可以从RFID标签返回的信息中获取；如果没有，可以根据RFID标签读取的书本的唯一编码在书本出版发行信息服务器9中查询获取。由于RFID读卡器与书本的存放区域存在对应关系，一个存放区域可以设置一个或者多个RFID读卡器；当一个存放区域设置一个RFID读卡器时，可以确定RFID标签的相对位置，当一个存放区域设置两个RFID读卡器时，就可以确定RFID标签沿两个RFID读卡器连线上的准确位置。由于在一个存放区域的书本摆放方向是一维的，一般在一个书本存放区域设置两个RFID读卡器即可。
图8为基于对智能书架所拍摄照片的书架图形化展示方法流程图。其通过对书架拍摄照片，并将照片中书本存放区域与RFID读卡器的位置标示出来，同时输入存放区域的尺寸信息，根据存放区域的尺寸信息与书本的尺寸信息，图形化的在书本存放区域中显示书本。下面以智能手机的智能书架APP为例，说明整个过程。
步骤201，拍摄书架图片。拍摄书架图片最好在书架的正面。通过智能书架APP，拍摄书架图片或者导入书架图片。
步骤202，手工或者自动划出书本的存放区域，并标出RFID读卡器的位置。通过智能书架APP，对书架图片中书本存放区域进行进行标识，划出书本存放区域，并标出RFID读卡器的位置，同时，设置书本存放区域的实际尺寸。
步骤203，启动RFID读卡器扫描存放区域的书本。
步骤204，获取存放区域书本尺寸信息及书名，并根据RFID读卡器收到信号强度确定书本的位置。当扫描接收RFID标签的信息后，可以根据接收到的信息确定书本的信息，并可以根据RFID标签的信号强度来来确定书本的相对位置，该相对位置是相对于RFID读卡器的相对位置。获取到的书本信息至少包含书本的尺寸信息以及书名。
步骤205，根据书本尺寸及确定的位置，在书架图片的书本存放区域显示书本及书名。由于前面已经设置好书本存放区域的实际尺寸，结合书本的尺寸及其位置，确定每本书在书架图片中的显示位置及像素数，同时显示书名于每本书的图像上。
图9为图形化显示的书架及其存放书本的示意图。301为标示出的书本存放区域，302为标识出的RFID读卡器及位置，303为图形化显示的在存放区域301中的存放的书本。实际显示的时候，书本存放区域标识301以及RFID读卡器302可以选择性的显示出来。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，本领域的普通技术人员可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围内。
Claims (10)
1.一种书架,所述书架包括书架本体,所述书架本体包括复数个书架隔层,所述书架隔层用于放置书本，其特征在于,所述书架设置有控制中心,所述书架隔层设置有RFID读卡单元,所述RFID读卡单元通过系统总线与所述控制中心相联接。
2.如权利要求1所述的书架，其特征在于，所述控制中心包括触摸屏幕单元、摄像头、RFID读写单元、总线单元、存储单元以及网络通信单元;所述触摸屏幕单元用于图像显示以及输入操作;所述摄像头用于对书本进行拍照或者识别书本条码;所述RFID读写单元用于书本RFID标签信息的读取及写入; 所述总线单元为所述控制中心与所述RFID读卡单元的联接接口；所述存储单元存储系统程序、应用程序以及用户数据；所述网络通信单元用于网络通信。
3.如权利要求1至2任意一项所述的书架，其特征在于，所述系统总线为RS485总线或CAN总线。
4.如权利要求3所述的书架，其特征在于，每个所述书架隔层设置有1至2个RFID读卡单元。
5.一种用于权利要求1至4所述书架的图形化显示方法，所述书架隔层放置书本，所述书本部分或者全部设置有RFID标签，其特征在于，所述方法包括，
步骤A，读取所述书架的矢量图数据，所述矢量图数据包含了所述书架的尺寸和书本的存放区域；
步骤B，启动所述RFID读卡器扫描所述存放区域的书本的RFID标签，读取所述RFID标签中的书本信息，所述书本信息包括书本的尺寸信息；
步骤C，根据所述书架矢量图数据显示所述书架，根据所述读取的书本信息在所述存放区域按比例显示所述书本。
6.如权利要求5所述书架的图形化显示方法，其特征在于，所述书架矢量图数据还包括所述RFID读卡器的位置，所述步骤B还包括，根据所述RFID读卡器收到的所述RFID标签的信号强度确定所述书本相对于RFID读卡器的位置；所述步骤C还包括，在所述存放区域按所述位置的远近顺序显示所属书本。
7.如权利要求6所述书架的图形化显示方法，其特征在于，所述书本信息是从所述RFID标签中直接读取获得，或者根据从所述RFID标签中直接读取的所述书本的唯一编码远程查询获得。
8.一种用于权利要求1至4所述书架的图形化显示方法，所述书架隔层放置书本，所述书本部分或者全部设置有RFID标签，其特征在于，所述方法包括，
步骤A，拍摄或者导入所述书架图片，设置所述书架的书本存放区域，设置所述书本存放区域的实际尺寸；
步骤B，启动所述RFID读卡器扫描所述存放区域的书本的RFID标签，读取所述RFID标签中的书本信息，所述书本信息包括书本的尺寸信息；
步骤C，根据所述书架图片显示所述书架，根据所述读取的书本信息在所述存放区域按比例显示所述书本。
9.如权利要求8所述书架的图形化显示方法，其特征在于，所述步骤A还包括，在所述书架图片中设置所述RFID读卡器的位置，所述步骤B还包括，根据所述RFID读卡器收到的所述RFID标签的信号强度确定所述书本相对于RFID读卡器的位置；所述步骤C还包括，在所述存放区域按所述位置的远近顺序显示所述书本。
10.如权利要求9所述书架的图形化显示方法，其特征在于，所述步骤C还包括，选择性地显示所述存放区域标识以及RFID读卡器标识。
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