CN107895127A - 无线标签读取的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无线标签读取系统，包括：a)框架；b)两个或更多个安装在所述框架上的天线，以及，c)可相对于所述框架旋转的转台；其中，所述转台适用于支撑在所述转台之上的物体，所述物体包含一个或多个标签；所述转台适于将物体相对于两个或更多个天线旋转，以便将所述两个或更多个天线中的至少一个天线配置成以多于一个的距离、方向或相位来读取所述一个或多个标签。

Description

无线标签读取的方法和系统
技术领域
本发明涉及一种电子设备，尤其是用于读取物体上的电子标签中所存储的信息的设备。
背景技术
“工业4.0”的概念是以智能制造为导向的第四次工业革命，其旨在通过充分利用信息、通信技术和信息物理系统(Cyber-Physical System)的结合，将制造业转变为智能制造业。RFID(射频识别)应用是一种用于智能化最前端的消息检索方法。通过利用RFID获取的数据，位于物联网后端的数据库和信息中心可以即时掌握最新消息并且提供用于高效处理的大数据。在库存管理和盘点中所使用的RFID的创建，正是在工业4.0或物联网中实现信息即时传输、信息准确性和信息自动化的基本要求。RFID应用还将使企业或工厂的ERP和MES系统更有效地理解和应用此类数据信息。
对于包含RFID标签的物体，例如包装、容器、包裹等，从这些标签中读取信息的常规方式是由持有手持式RFID读取器的工作人员来读取RFID标签。然而，这种手动操作通常是繁琐的并且容易出错，这是由于工作人员不仅必须在容器周围移动以便使读取器接触标签，而且他/她必须写下从手持读取器获得的信息。另一个问题是常常难以找到正确的标签位置，特别是对于一系列物体中的多个id，因为标签的位置在物体之间可能存在改变。这就导致了不完美的RFID标签读取体验。
发明内容
根据前述背景技术，本发明的目的是提供一种消除或至少减少上述技术问题的无线标签读取系统和方法。
上述目的通过主权利要求特征的组合来实现；从属权利要求公开了本发明的其他有利实施例。
本领域技术人员将从以下描述中得出本发明的其他目的。因此，对前述目的的陈述并非是详尽无遗的，并且仅用于示出本发明的许多目的中的一些。
一方面来说，本发明是一种无线标签读取系统，所述系统包括：框架，两个或更多个天线安装于该框架上；以及，相对于框架可旋转的转台。转台适于支撑在转台上的物体，该物体包含一个或多个电子标签。转台适用于将物体相对于两个或更多个天线旋转，从而使得该两个或更多个天线中的至少一个被设置成读取在多于一个的距离、方向或相位上的一个或多个电子标签。
优选地，转台适用于通过传送带沿相对于框架的直线方向从使用者能够接触转台的第一接触位置移动到扫描位置，在扫描位置，通过两个或多个天线读取支撑在转台上的物体的电子标签。
更优选地，在第一接触位置，转台位于远离框架的位置。
根据优选实施例的一个变型，所述系统包括：传感设备，该传感设备用于检测当转台接触第一位置时物体是否被放置在转台上。
优选地，一旦传感设备检测到物体已经被放置在可旋转基座上，则转台开始从第一接触位置朝扫描位置移动。
根据优选实施例的另一变型，在完成标签信息读取之后，转台继续沿着直线方向移动到远离框架的第二接触位置。
或者，在完成读取之后，转台返回到第一接触位置。
根据优选实施例的另一个变型，转台相对于框架固定在一位置，同时转台仍然可旋转。无线标签读取系统还包括：传送带，其上放置有物体的传送带适于从第一接触位置(在该接触位置物体可以被使用者访问)沿着直线方向移动至扫描位置(在该扫描位置物体可被移动到可旋转基座上)。
优选地，所述系统还包括用于检测物体是否被放置在传送带上的传感设备。
更优选地，一旦传感设备检测到物体已经被放置在传送带上，传送带开始将物体从第一接触位置向扫描位置移动。
在一个实施方式中，在标签读取完成后，传送带继续将物体从可旋转基座沿直线方向移动至第二接触位置。
或者，在完成读取后，传送带将物体从可旋转基座移动返回第一接触位置。
优选地，传感设备可以是红外传感器。
在一个特定实施方式中，当RFID读取器连接到两个或更多个天线上，其中天线已经访问了所有一个或多个电子标签的信息时，读取过程完成。
在另一个特定实施方式中，在经过一段时间之后，读取过程完成。
在另一个特定实施方式中，转台适于在90°、180°或360°的范围内旋转。
在另一个特定实施方式中，天线数量可以是3个。
在另一个特定实施方式中，框架是一个壳体，在其内部安装有两个或更多个天线。
优选地，壳体具有电磁屏蔽性能。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于无线读取物体上的电子标签的方法，所述方法包括以下步骤：将包含一个或多个电子标签的物体放置在转台上；通过安装在框架上的多个天线读取一个或多个电子标签，并同时通过所述转台旋转所述物体；并完成对所述一个或多个电子标签的读取。
优选地，转台适于相对于框架在直线方向上移动。所述方法还包括将携带物体的转台从远离框架的第一接触位置移动到框架内部扫描位置的步骤。
在一个实施方式中，所述方法还包括通过传送带将物体从远离框架的第一接触位置移动到在框架内部的扫描位置的步骤。
在另一个实施方式中，转台固定在相对于框架的扫描位置，但同时可以旋转。当物体移动到扫描位置时，传送带将物体移动到转台上。
根据优选实施例的一个变型，所述方法还包括在扫描完成后将物体移动返回第一接触位置的步骤。
根据优选实施例的一个变型，所述方法还包括将物体移动到远离框架的第二接触位置的步骤，第二接触位置不同于第一接触位置。
本发明有许多优点。通过在壳体中配置多个RFID标签读取器以读取相对于这些标签读取器旋转的物品上的RFID标签，由于当物品旋转(例如在360°范围内旋转)时没有扫描盲区，因此标签读取器的数据读取效率也大大提高。物品上的RFID标签在读取过程中也一直处于移动状态。无论单个物品上有多少RFID标签，这些标签通过何种方式排列，通过电磁波的传播和反射特性，本发明能够确保所有标签都能被标签读取器正确地读取到。由于配置了多个标签读取器，本发明提供了一种容错机制来避免单个RFID标签读取器的读取错误。
本发明的另一个优点是，当使用自动馈送系统(例如传送带)将待扫描物品移动到标签阅读器区域时，整个货物盘点过程可以被优化。然后将从每个物品获得的标签标识信息发送到计算设备，使得所有按照顺序排列的物品信息能够被收集和操纵。这也避免了由手动扫描RFID标签引起的任何可能的人为差错。
附图说明
本发明前述的和其它的特征将根据结合附图仅通过举例说明方式提出的优选实施例的描述变得更加明显，其中：
图1是根据本发明的第一个实施例的、由人操作的无线标签读取系统的透视图。
图2是根据本发明的第二个实施例的、由人操作的无线标签读取系统的透视图。
图3是图2中所示的无线标签读取系统的侧视图。
在附图中，在本文所描写的所有实施例中，相同的数字指示相同的部件。
具体实施方式
在本发明所附的权利要求和前述描述中，除上下文另有要求或其他原因以表达必要的含义，“包括”这个词具有包容性的意义，即指定特征的存在，但不排除在本发明的各实施例中的进一步特征的存在或增加。
在权利要求和本发明中，除非另有说明，“耦合”或“连接”是指电耦合或直接或间接通过一个或多个电气设备连接。
在本发明中出现的术语，例如“水平”，“垂直”，“向上”，“向下”，“上述”，“下述”等类似术语，用于描述在正常使用状态下的本发明的方向，但并不是将本发明限制在任何特定的方向上。
如图1所示，本发明的第一个实施例可以是一种安装在地板上的无线标签读取系统。在地板上有一个基底21以支撑系统中其他的组件。基底21具有多层柜式结构。底层23的大部分空间可用于存放零散的物件，并且空间是开放的，没有侧壁。在底层23的一端有配电箱24，该配电箱24用于存放无线标签读取系统必要的组件，例如AC-DC转换器，变压器，控制电路等(所有这些组件均未示出)，以便使系统能够正常工作。在配电箱24上还配置了电机速度加减键22用于改变电机的速度以驱动转台44和/或传送带36。配电箱24可以通过电源线(未示出)连接到市电电源上。在基底21的第二层25上有用于接收测试机数据的堆栈42。在第二层25上还提供一个插座26用于将其他电气设备连接到无线标签读取系统的电源上。电机盒29可容纳电机、齿轮变速器和在无线标签读取系统中所有其他必要的移动部件。
在基底21的顶层27配置有传送带36。传送带36如本领域中的技术人员所理解的包含一个连续的皮带，其沿着两个分离滑轮转动，其中滑轮由一个或两个电机(未示出)驱动。基底21的顶层27上还安装有壳体42，其壳体42位于电机盒29上部。壳体42起到一个框架的作用，用于安装多个天线。如图1所示，有三个RF天线38安装在立方形壳体42的不同侧面上。在壳体42顶部有警示灯40。在壳体42的前端有一个开口31，以允许待扫描物品或物体进入壳体42。壳体42优选地被设计成具有电磁屏蔽功能以便使外部电磁干扰不影响壳体42内的RF天线38。
传送带36的长度在其两端定义了接触位置和扫描位置。在扫描位置，相对壳体42固定安装有转台44，同时转台44仍然可以转动。在另一端，纸箱34作为被扫描物体，被使用者32在接触位置处放在传送带36上。接触位置是指使用者可以将待扫描物体放在传送带36上或可以从传送带36上取走类似物体。在靠近接触位置的基底21上安装有启动开关28和作为传感设备的红外传感器30。
RFID读取设备20能够被连接到三个RF天线38上以用来接收读取到的信息，该信息来自纸箱34上的一个或多个电子标签(未示出)。RFID读取设备20最好包括显示设备，其用来显示来自电子标签的信息。RFID读取设备20可以进一步通过有线通信/无线通信连接到外部计算机或网络服务器上。纸箱34上的一个或多个电子标签存储有用于被包含在纸箱34内的货物的识别码。
现在转到上面所描述的设备操作。在操作中，使用者32首先通过对启动开关28进行操作来开启无线标签读取系统。然后，使用者32将纸箱34放在传送带36上。在传送带36被开启之后并且当没有待扫描的物体或物品被放置在传送带36上时，该传送带36仍然保持静止。然而，一旦纸箱34被放置在传送带36上，红外传感器30马上会检测到纸箱34的存在，并发送信号到无线标签读取设备(未示出)的控制电路中。控制电路进而激活电机(未示出)用于驱动传送带36转动。由于纸箱34放置在传送带36上，此时纸箱34接触并进入壳体42中。一旦纸箱34移动到扫描位置就会被移动到转台44上。接着，传送带36停止运动，而转台44开始转动，使得纸箱34相对于壳体42旋转。
优选地，一旦传送带36开始将纸箱34朝转台44移动时，由安装在RFID读取设备20中的软件或者由外部计算机所控制的RFID读取设备20开始工作，因此来自RF天线38的发射信号尝试开始读取纸箱34上的每个RFID标签。或者，RFID读取设备20开始工作并且发射询问信号以便读取在纸箱34上的任何RFID标签。在任何情况下，由于纸箱34沿着直线方向和/或相对于固定位置的RF天线38旋转，RFID标签连续地以不同角度、相位、方向和/或距离接收来自RF天线38的信号。由于壳体42形成封闭空间并且壳体42具有电磁屏蔽性能，RFID标签将接收来自直接或间接途径的询问信号(例如，从壳体42内壁反射的信号)。这保证了所有纸箱34上包含的RFID标签都能被RFID读取设备20访问，无论RFID标签的位置在哪儿。
一旦安装在RFID读取设备20中的软件或连接到RFID读取设备20的外部计算机检测到纸箱34上的所有RFID标签的正确信息都被读取，将为RFID读取设备20提供信号使设备停止读取。或者，当RFID读取设备开始读取一段时间之后停止读取。这样的机制可以确保纸箱34上的所有标签都被读取，并且在退出无线标签读取系统之前，预期的货物清单都可以在纸箱34上找到。
与此同时，RFID读取设备20停止读取RFID标签，转台44也停止转动。接着，传送带36由电机驱动再次开始转动，将纸箱34移动出壳体42并且移动回到接触位置。当纸箱34离开壳体42时，由RFID读取设备20从纸箱34上读取的所有数据都显示在RFID读取设备20的显示屏或显示在外部计算机上。如果从纸箱34读取的数据中未找到预期货物，则向使用者32提供视觉或音频警告。然后，使用者32将纸箱34从传送带36上取下。对于后续的待扫描物品，只需重复上述过程。
如图2-3所示，基于本发明的另一个无线标签读取系统实施例将被描述。图2-3的大部分无线标签读取系统功能与图1相类似，为了简洁起见，只描述差异部分。在壳体142上有一个屏蔽门144，其被配置为垂直移动，以便关闭或暴露出壳体142的开口131。在图2-3所示的无线标签读取系统中，用来转动纸箱134或其他待扫描物品的转台(未示出)不再相对于壳体142固定。而是与传送带136一起移动。转台位于壳体142外部并可以在接触位置之间移动，使用者132可以在转台放置或取走纸箱134，其中接触位置在壳体142内部。
使用者132通过对启动开关128进行操作以开启无线标签读取系统后，红外传感器130检测到纸箱134被放在转台上。接着，类似于图1所示的转台，传送带136开始工作并将转台和纸箱134移动到扫描位置。当读取结束后，转台被移动返回接触位置并为下一个物品做准备。
本发明的典型实施例已经被充分描述。尽管描述中提到了特定实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施方式作出另外的变更和修改。因此本发明不应局限于本文所阐述的实施例。
虽然在附图和前述描述中已经对本发明进行了详细的说明，同样被认为是说明性的，并不限制于其所述的特征，只有在典型实施例被示出并无需以任何方式限制本发明的范围时被理解为所述特征。本文所描述的所有特征及功能都可以用于任何实施例。说明性的实施例并不是唯一的。因此，本发明还包括上述说明性实施例的一个或多个组合的实施例。对于本发明的修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
如果任何现有技术出版物涉及到本发明，则这种出版物涉及的常见知识在本领域，澳大利亚或任何其他国家都不被认同。
在上述实施例中，待扫描物体通过无线标签读取系统，由第一开口沿直线方向进入壳体中，然后朝远离壳体的反方向移动以便使物体返回原始或所述第一接触位置。然而，在本发明的其他变形中，在壳体上可以有相对于第一开口的第二开口。当RFID标签读取完成时，物体可以沿着同一方向继续移动，即从第一开口进入壳体，从第二开口离开壳体，直到物体到达第二接触位置。第二接触位置在第一接触位置的另一边。
此外，通过无线标签读取系统扫描的物品以具有立方形纸箱为例。然而，本领域技术人员应注意，根据本发明，具有其他形状，例如不规则形状，大或小的物品，也可以通过上述系统被扫描。
上述实施例仅描述了具有一个传送带的无线标签读取系统，并且适用于一次扫描一个物体。然而，具有多条传送带和一组天线，以使两个及以上物体同时被扫描的无线标签读取系统也是可以实现的。扫描多个物体的处理速度可以更快。
此外，RFID作为一个被嵌入在物体上的电子标签的例子，可以被无线标签读取系统进行读取。然而，根据其他类型的电子标签，如NFC标签所设计的无线标签读取系统也是可以被实现的。

Claims (16)

1.一种无线标签读取系统，包括：
框架；
两个或更多个安装在所述框架上的天线，以及
可相对于所述框架旋转的转台；
其中，所述转台适用于支撑在所述转台之上的物体，所述物体包含一个或多个标签；所述转台适用于使得所述物体相对于两个或更多个天线旋转，以便将所述两个或更多个天线中的至少一个天线配置成以多于一个的距离、方向或相位来读取所述一个或多个标签。
2.如权利要求1所述的无线标签读取系统，其特征在于，所述转台适用于通过传送带沿直线方向相对于所述框架从第一接触位置移动到扫描位置，其中，在所述第一接触位置，使用者能接触到所述转台；在所述扫描位置，通过两个或更多个天线读取支撑在转台上的物体的电子标签。
3.如权利要求2所述的无线标签读取系统，其特征在于，还包括传感装置，该传感装置用于当所述转台位于第一接触位置时，检测物体是否被放置在所述转台上；一旦所述传感装置检测到所述物体已经被放置在所述转台上，则所述转台开始从第一接触位置朝扫描位置移动。
4.如权利要求2所述的无线标签读取系统，其特征在于，在完成标签信息读取之后，所述转台继续沿着直线方向移动到远离框架的第二接触位置。
5.如权利要求2所述的无线标签读取系统，其特征在于，在完成标签读取之后，所述转台返回到第一接触位置。
6.如权利要求1所述的无线标签读取系统，其特征在于，所述转台被固定在相对于所述框架的固定位置，同时所述转台仍然可旋转；所述无线标签读取系统还包括传送带，其中放置在所述传送带上的物体适于从第一接触位置沿着直线方向移动；其中所述物体能由使用者接触，并且所述物品被移动到所述转台上的扫描位置。
7.如权利要求6所述的无线标签读取系统，其特征在于，还包括传感装置，所述传感装置用于检测所述物体是否被放置在所述传送带上；一旦所述传感装置检测到所述物体已经被放置在所述传送带上，所述传送带开始将所述物体从第一接触位置向扫描位置移动。
8.如权利要求3或7所述的无线标签读取系统，其特征在于，所述传感装置是红外传感器。
9.如权利要求1-7中任一项所述的无线标签读取系统，其特征在于，当连接到两个或以上的天线的RFID读取器已经读取了所有一个或多个电子标签信息时，读取过程完成；或者在经过一段时间之后，读取过程完成。
10.如权利要求1-7中中任一项所述的无线标签读取系统，其特征在于，所述转台适于在90°、180°或360°的范围内旋转。
11.如权利要求1-7中任一项所述的无线标签读取系统，其特征在于，所述框架为壳体，在所述壳体内部安装有两个或更多个天线。
12.一种读取在物体上的无线电子标签的方法，包括以下步骤：
a)将包含一个或多个电子标签的物体放置在转台上；
b)通过安装在框架上的多个天线读取所述一个或多个电子标签，并同时通过所述转台旋转所述物体；以及
c)完成对所述一个或多个电子标签的读取。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述转台适于相对于所述框架在直线方向上移动；所述方法还包括将携带所述物体的转台从远离所述框架的第一接触位置移动到在所述框架内部的扫描位置的步骤。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述转台被固定在相对于所述框架而言固定的扫描位置，但同时所述转台能够旋转；当所述物体移动到所述扫描位置时，所述传送带将所述物体移动到所述转台上。
15.如权利要求12-14中任一条所述的方法，其特征在于，还包括在扫描完成后将所述物体移动返回至所述第一接触位置的步骤。
16.如权利要求12-14中任一条所述的方法，其特征在于，还包括将所述物体移动到远离所述框架的第二接触位置的步骤，所述第二接触位置不同于所述第一接触位置。
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