CN107966926A - 图书自动分检控制装置 - Google Patents

Abstract

一种图书自动分检控制装置，包括控制器单元、图书类别信息识别单元、图书传输驱动单元，以及在多个分检分部中一一对应的计数脉冲获取单元与分检驱动单元。所述图书自动分检控制装置采用定期巡检的方法进行图书分类与分检，利用分检分部图书计数值的变化判断是否有图书进入或者是通过相关的分检分部；能够自动滤除计数脉冲中的窄干扰脉冲，保证了计数值判断的准确性，易于控制器单元的编程实现。

Description

图书自动分检控制装置

技术领域

本发明涉及自动化分拣领域，尤其是一种图书自动分检控制装置。

背景技术

在图书管理工作中，图书馆工作人员需要对还回零乱的图书分类并上架，此时，通常需要手工一本本的归类分开，工作难度非常大，费时费力。现有的图书分拣设备通常使用电子标签识别技术(RFID)，其原理是当图书运行到某个分拣口时通过安装在这个分拣口上的读写器来读取图书里的信息判断图书是否分拣到这个分拣口，如果不是图书流向下一个分拣口再用同样的方法判断。这种方法的缺点是，每个分拣口都要安装读写器，一条分拣线有多少个分拣口时，就要安装多少个读写器，其硬件成本较高、同时由于多个读写器与中心控制单元的通讯在数量较多时会使得扩展较难、维护困难等缺陷。

需要分类的图书由读者还回，其形状不一，且有折角、变形等情况。图书通过光电开关时，可能在计数脉冲的前沿、后沿产生抖动干扰窄脉冲，此类计数脉冲输入至PLC，或者是单片机直接进行计数及其他处理时，会产生计数误差，或者是进行误处理操作。

发明内容

为了解决现有的图书分拣设备所存在的问题，本发明提供了一种图书自动分检控制装置，包括控制器单元、图书类别信息识别单元、图书传输驱动单元、M个计数脉冲获取单元、M个分检驱动单元；所述M为大于等于2的整数。

图书类别信息识别单元输出图书类别信息至控制器单元，M个计数脉冲获取单元分别输出图书计数脉冲至控制器单元；控制器单元输出传输控制信息至图书传输驱动单元，对图书传输电机进行控制；控制器单元根据图书类别信息输出M个分检驱动控制信号，分别驱动M个分检驱动单元进行图书分检。

所述M个分检驱动单元均由图书挡板驱动器和图书分检推送驱动器组成；所述M个分检驱动控制信号均由图书挡板控制信号和图书分检推送气缸控制信号组成。所述控制器单元为可编程序控制器，或者是单片机，或者是ARM控制器。所述图书类别信息识别单元为电子标签读写器，或者是条形码扫描器，或者是二维码扫描器。

所述M个计数脉冲获取单元均由计数脉冲产生电路和干扰脉冲过滤电路组成。同一计数脉冲获取单元中，计数脉冲产生电路的输出连接至相应干扰脉冲过滤电路的抗干扰输入脉冲端，干扰脉冲过滤电路的抗干扰输出脉冲端输出该计数脉冲产生电路的图书计数脉冲。

所述干扰脉冲过滤电路包括可逆限幅计数器、比较阈值设定器、上限值比较器、下限值比较器、RS触发器、振荡器。可逆限幅计数器的输入为抗干扰输入脉冲和采样时钟脉冲，输出为限幅累积计数值；比较阈值设定器的输出为上限比较阈值和下限比较阈值；上限值比较器的输入为限幅累积计数值和上限比较阈值，输出为第一置位信号；下限值比较器的输入为限幅累积计数值和下限比较阈值，输出为第二置位信号；RS触发器的输入为第一置位信号和第二置位信号，输出为干扰脉冲过滤电路的抗干扰输出脉冲；振荡器输出采样时钟脉冲。

可逆限幅计数器由具有单时钟输入的可逆计数器和限幅及加减控制电路组成；所述可逆计数器具有加减控制输入端和使能输入端。可逆限幅计数器的功能是，由抗干扰输入脉冲的电平状态控制可逆限幅计数器处于加计数状态还是减计数状态；可逆限幅计数器输出的限幅累积计数值的上、下限幅值分别为N、0，N为大于等于2的整数。可逆限幅计数器处于加计数状态且限幅累积计数值大于等于上限幅值N时，不对采样时钟脉冲进行加计数；可逆限幅计数单元处于减计数状态且限幅累积计数值等于下限幅值0时，不对采样时钟脉冲进行减计数。

所述上限比较阈值为大于N/2(N除以2)且小于等于N的整数；所述下限比较阈值为大于等于0且小于N/2的整数。

所述上限值比较器的功能是，当限幅累积计数值大于等于上限比较阈值时，令第一置位信号有效，否则第一置位信号无效；所述下限值比较器的功能是，当限幅累积计数值小于等于下限比较阈值时，令第二置位信号有效，否则第二置位信号无效。

所述RS触发器的功能是，第一置位信号为RS触发器的置位信号，第二置位信号为RS触发器的复位信号；抗干扰输出脉冲从RS触发器的同相输出端或者反相输出端输出。

所述计数脉冲产生电路为对射式光电开关。

本发明的有益效果是：只使用一个电子标签读写器、条形码扫描器、二维码扫描器等图书类别信息识别器就可以完成多个分拣口的图书分拣；采用定期巡检的方法进行图书分类与分检，利用计数值的变化判断是否有图书进入或者是通过相关的分检分部；能够自动滤除计数脉冲中的窄干扰脉冲，保证了计数值判断的准确性，易于控制器的编程实现。

附图说明

图1为图书分检设备示意例；

图2为图书自动分检控制装置实施例框图；

图3为第一分检驱动单元实施例；

图4为第一计数脉冲获取单元实施例；

图5为第一计数脉冲产生电路实施例；

图6为干扰脉冲过滤电路实施例；

图7为N＝6时可逆限幅计数器实施例；

图8为N＝6时比较阈值设定器实施例；

图9为N＝6时上限值比较器的实施例；

图10为N＝6时下限值比较器的实施例；

图11为RS触发器实施例；

图12为振荡器实施例；

图13为N＝6时干扰脉冲过滤电路抗干扰效果示意图；

图14为图书自动分检控制装置实施例的自动分检流程。

具体实施方式

以下结合附图，以M等于3的实施例为例，对本发明作进一步说明。

图1为图书分检设备示意例。图1的图书分检设备包括传输分部1、图书分类分部2、第一分检分部3、第二分检分部4和第三分检分部5。图书分类分部2用于收集图书，对收集的图书进行分类信息识别，并将图书通过传输分部1分别传输至第一分检分部3，或者是第二分检分部4，或者是第三分检分部5。传输分部1为图书传输带及其相关的传输输送装置。

图2为图书自动分检控制装置实施例框图，包括控制器单元10、图书类别信息识别单元11和图书传输驱动单元18；以及一一对应的第一计数脉冲获取单元12与第一分检驱动单元15、第二计数脉冲获取单元13与第二分检驱动单元16、第三计数脉冲获取单元14与第三分检驱动单元17；第一计数脉冲获取单元12、第二计数脉冲获取单元13、第三计数脉冲获取单元14分别安装在第一、第二、第三分检分部中。图书类别信息识别单元11输出图书类别信息J1至控制器单元10，3个计数脉冲获取单元分别输出图书计数脉冲P11、P21、P31至控制器单元10；控制器单元10输出传输控制信息K0至图书传输驱动单元18，对图书传输驱动单元18中的图书传输电机进行控制；控制器单元10根据图书类别信息J1输出3个分检驱动控制信号K1、K2、K3，分别驱动3个分检驱动单元进行图书分检。

每个分检分部中都包括有由分检驱动单元驱动的图书挡板和图书分检推送气缸，以及收集本分部图书的收集车或者收集蓝，图3为第一分检分部的第一分检驱动单元实施例。图3中，YA1为驱动图书挡板的电磁铁线圈，K11为图书挡板控制信号；YV1为驱动图书分检推送气缸的电磁阀，K12为图书分检推送气缸控制信号；K11、K12共同组成第一分检驱动单元的分检驱动控制信号K1。图3中，K11、K12从控制器单元10输出的形式为NPN三极管集电极开路输出。K11、K12从控制器单元10输出的形式也可以是继电器输出的一端，此时继电器输出的另外一端接地。控制器单元也可以采用其他的输出形式。第二分检分部的第二分检驱动单元、第三分检分部的第三分检驱动单元的电路和结构与第一分检分部的第一分检驱动单元相同。

实施例中，图书类别信息识别单元11采用RFID电子标签读写器。图书类别信息识别单元11安装在图书分类分部2中，当图书传输从图书类别信息识别单元11处经过时，RFID电子标签读写器读取图书上RFID电子标签所记载的相关图书类别信息，并采用RS485通信接口将获取的相关图书的图书类别信息J1送至控制器单元10。图书类别信息识别单元采用RFID电子标签读写器时，读取图书的相关图书类别信息较为方便，图书经过RFID电子标签读写器时，对图书的摆放状态没有太多要求。图书类别信息识别单元也可以采用条形码扫描器或者是二维码扫描器，图书经过条形码扫描器或者是二维码扫描器时，为保证能够正确地读取图书上的条形码或者是二维码信息，对条形码或者是二维码粘贴在图书上的位置，以及图书经过条形码扫描器或者是二维码扫描器时的摆放状态均有要求。

实施例中，图书传输驱动单元18直接采用接触器驱动图书传输电机来控制图书传输带的运行，传输控制信息K0中包括控制图书传输电机启动和停止信息。

图4为第一计数脉冲获取单元实施例。图4中，Pin为第一干扰脉冲过滤电路32的抗干扰输入脉冲的输入端、Pout为第一干扰脉冲过滤电路32的抗干扰输出脉冲的输出端，第一计数脉冲产生电路31输出的计数初始脉冲P10连接至第一干扰脉冲过滤电路32的Pin，经由第一干扰脉冲过滤电路32滤波后，从第一干扰脉冲过滤电路32的Pout输出图书计数脉冲P11。

图5为第一计数脉冲产生电路实施例，采用欧姆龙对射式光电开关，投光器201的型号为E3ZG-T61-S；受光器202的型号为E3ZG-T61-S，其输出端OUT1采用NPN三极管集电极开路输出，电阻R201为其集电极电阻，第一计数脉冲产生电路31的计数初始脉冲P10从受光器202的OUT1端输出。图5中，+VCC为光电开关的供电电源，GND为公共地。第一计数脉冲产生电路也可以采用其他对射式光电开关、反射式光电开关，光电开关的脉冲输出形式也可以是其他形式的输出类型。第一计数脉冲产生电路安装在第一分检分部处。第二计数脉冲产生电路、第三计数脉冲产生电路的电路和结构与第一计数脉冲产生电路相同，且分别安装在第二分检分部、第三分检分部所在之处。

实施例中，第二计数脉冲获取单元13、第三计数脉冲获取单元14中均有与第一计数脉冲获取单元12中的第一干扰脉冲过滤电路32相同的干扰脉冲过滤电路。如图6所示为干扰脉冲过滤电路实施例。图6中，可逆限幅计数器101的输入为抗干扰输入脉冲Pin和采样时钟脉冲CPK，输出为限幅累积计数值X1，限幅累积计数值X1的上、下限幅值分别为N、0；比较阈值设定器102的输出为上限比较阈值Y1和下限比较阈值Y2；上限值比较器103的输入为限幅累积计数值X1和上限比较阈值Y1，输出为第一置位信号SE1；下限值比较器104的输入为限幅累积计数值X1和下限比较阈值Y2，输出为第二置位信号RE1；RS触发器105的输入为第一置位信号SE1和第二置位信号RE1，输出为干扰脉冲过滤电路的抗干扰输出脉冲Pout；振荡器106输出采样时钟脉冲CPK。

下面的干扰脉冲过滤电路实施例中，N＝6。

图7为N＝6时可逆限幅计数器的实施例。图7中，T触发器FF1、FF2、FF3和非门FN1，与门FA4、FA5、FA6、FA7，或门FO1、FO2组成可逆计数器，与非门FA1、FA2、FA3组成限幅及加减控制电路，他们共同组成可逆限幅计数器；T触发器FF1、FF2、FF3的触发输入CP均为下降沿有效。抗干扰输入脉冲Pin的电平状态包括高电平和低电平，图7实施例中，Pin的高电平、低电平状态分别控制可逆限幅计数器处于加计数状态、减计数状态。也可以令Pin的高电平、低电平分别控制可逆限幅计数器处于减计数状态、加计数状态。

图7的可逆计数器输入中，CE来自限幅及加减控制电路输出，x11、x12及其反相输入信号来自T触发器FF1、FF2的同相及反相输出端；抗干扰输入脉冲Pin和采样时钟脉冲CPK来自可逆限幅计数器外部；CE为可逆计数器的使能输入端，Pin接至的输入端为可逆计数器的加减控制输入端。当CE＝0时，与门FA4、FA5、FA6、FA7全部输出为0，使或门FO1、FO2全部输出为0，FF1、FF2、FF3的T输入端全部为0，可逆计数器保持输出不变，处于限幅保持状态。当CE＝1、Pin为1时，T触发器FF1的T输入端为1，变为T′触发器；Pin使与门FA4、FA6开放，FF2的T输入端在x11等于1时为1、FF3的T输入端在x11、x12同时等于1时为1，可逆计数器工作在同步加法计数状态，即可逆限幅计数器在采样时钟脉冲CPK的下降沿进行加计数。当CE＝1、Pin为0时，T触发器FF1的T输入端为1，变为T′触发器；Pin通过非门FN1使与门FA5、FA7开放，FF2的T输入端在x11等于0时为1、FF3的T输入端在x11、x12同时等于0时为1，可逆计数器工作在同步减法计数状态，即可逆限幅计数器在采样时钟脉冲CPK的下降沿进行减计数。Pin经过反相器接至图7中的可逆计数器的加减控制输入端时，Pin的高电平、低电平分别控制可逆限幅计数器处于减计数状态、加计数状态。

图7限幅及加减控制电路的输入信号中，x11、x12、x13来自T触发器FF1、FF2、FF3的同相输出端，抗干扰输入脉冲Pin来自可逆限幅计数器外部。当Pin为1，x13、x12同时为1时，与非门FA1输出低电平，与门FA3输出低电平，CE＝0；或者是当Pin为0，x13、x12、x11同时为0时，与非门FA2输出低电平，与门FA3输出低电平，CE＝0。当CE为0时，可逆限幅计数器处于限幅保持状态，在采样时钟脉冲CPK的下降沿不计数。x13、x12同时为1包括2种情况，x13、x12、x11为1、1、0时，可逆限幅计数器的输出等于上限幅值6；x13、x12、x11为1、1、1时，可逆限幅计数器的输出等于7，处于超限状态，该情况只有在系统启动时的初始状态有可能出现，可逆限幅计数器经过减计数进入正常限幅计数区间后，输出的超限状态不会再出现。

图7中，T触发器FF3、FF2、FF1只在他们的时钟输入端CP输入的采样时钟脉冲CPK的下降沿时刻，由Pin的状态来控制其是否进行计数以及进行加计数还是减计数；在CPK的非下降沿时刻，Pin的变化不影响FF3、FF2、FF1输出的x13、x12、x11。可逆限幅计数器的输出由采样时钟脉冲上升沿时刻的Pin值来控制改变，即可逆限幅计数器的输出与采样时钟脉冲上升沿时刻Pin的采样值相关，受采样时钟脉冲上升沿时刻Pin的采样值控制。可逆限幅计数器的输出也可以由采样时钟脉冲下降时刻的Pin值来控制改变。

图7中的T触发器可以使用JK触发器或者D触发器构成，例如，将JK触发器的J、K输入端并联作为T输入端。N为其他数值时，可以增减图7中T触发器的数量及相应电路、改变限幅及加减控制电路来实现。可逆限幅计数器也可以采用由74HC191、CD4516等可逆计数器结合门电路组成。

图8为N＝6时比较阈值设定器的实施例。图8中，+VCC为供电电源，GND为公共地，电阻R91、R92、R93和开关K91、K92、K93组成上限比较阈值Y1设定电路；当K91、K92、K93分别处于断开、闭合、断开状态时，比较阈值设定器输出的上限比较阈值Y1为5，其3位二进制输出y13、y12、y11为1、0、1。电阻R94、R95、R96和开关K94、K95、K96组成下限比较阈值Y2设定电路；当K94、K95、K96分别处于闭合、闭合、断开状态时，比较阈值设定器输出的下限比较阈值Y2为1，其3位二进制输出y23、y22、y21为0、0、1。比较阈值设定器还可以由二进制拨码开关，或者是BCD拨码开关，或者是控制0、1输出的多个上拉电阻及电路短接点，以及其他能够输出多位二进制设定值的电路组成。

图9为N＝6时上限值比较器的实施例，由四位二进制数值比较器FC1和或门FO3组成上限值比较器，FC1的型号为74HC85。限幅累积计数值X1的3位二进制输出x13、x12、x11分别连接至FC1的A2、A1、A0输入端，上限比较阈值Y1的3位二进制输出y13、y12、y11分别连接至FC1的B2、B1、B0输入端，输入端A3、B3均输入0。FC1的输入端A>B IN和A<B IN均输入0，输入端A＝B IN输入1。FC1的输出端A>B OUT、A＝B OUT分别连接至或门FO3的输入端，或门FO3的输出端为第一置位信号SE1。图9中上限值比较器实现的功能是，当限幅累积计数值X1大于等于上限比较阈值Y1时，输出SE1为高电平，否则SE1为低电平。图9中SE1为高电平有效；将或门FO3改为或非门，则SE1为低电平有效。

图10为N＝6时下限值比较器的实施例，由四位二进制数值比较器FC2和或门FO4组成下限值比较器，FC2的型号为74HC85。限幅累积计数值X1的3位二进制输出x13、x12、x11分别连接至FC2的A2、A1、A0输入端，下限比较阈值Y2的3位二进制输出y23、y22、y21分别连接至FC1的B2、B1、B0输入端，输入端A3、B3均接0。FC2的输入端A>B IN和A<B IN均接0，输入端A＝B IN接1。FC2的输出端A<B OUT、A＝B OUT分别连接至或门FO4的输入端，或门FO4的输出端为第二置位信号RE1。图10中下限值比较器实现的功能是，当限幅累积计数值X1小于等于下限比较阈值Y2时，输出RE1为高电平，否则SE1为低电平。图10中RE1为高电平有效；将或门FO4改为或非门，则RE1为低电平有效。

当N值较大时，可以选择2片或者多片74HC85组成多位二进制数值比较器实现上限值比较器或者下限值比较器的功能；也可以采用1片或者多片四位二进制数值比较器CD4063实现上限值比较器或者下限值比较器的功能，或者是采用其他组合逻辑电路来实现上限值比较器或者下限值比较器的功能。

图11为RS触发器实施例。图11中，或非门FO5、FO6组成RS触发器，第一置位信号SE1和第二置位信号RE1均高电平有效。当SE1有效、RE1无效时，将从同相输出端FO6输出的抗干扰输出脉冲Pout置为1；SE1无效、RE1有效时，将抗干扰输出脉冲Pout置为0；当SE1和RE1均无效时，抗干扰输出脉冲Pout的状态不变。Pout也可以从反相输出端，即FO5输出端输出。RS触发器也可以采用其他形式组成。

图12为振荡器实施例。图12中，CMOS非门FN2和FN3、电阻R97、电容C97组成多谐振荡器，采样时钟脉冲CPK从FN3输出端输出。CPK的频率通过调整电阻R97、电容C97的值来改变。振荡器还可以采用其他类型的多谐振荡器。

上述N＝6的实施例中，上限比较阈值Y1取值为5，下限比较阈值Y2取值为1。当限幅累积计数值X1大于等于5时，输出SE1为高电平，将抗干扰输出脉冲Pout置为1；当限幅累积计数值X1小于等于1时，输出RE1为高电平，将抗干扰输出脉冲Pout置为0。

图13为N＝6时干扰脉冲过滤电路抗干扰效果示意图。图13中给出了在15个采样时钟脉冲CPK边沿对抗干扰输入脉冲Pin的采样值Pin*，每个采样点的限幅累积计数值X1，以及得到的抗干扰输出脉冲Pout。采样值Pin*为采样时钟脉冲CPK计数边沿时抗干扰输入脉冲Pin的值；由抗干扰输入脉冲Pin的2种状态分别控制可逆限幅计数器对采样时钟脉冲CPK进行加计数或者减计数，实质是由采样时钟脉冲CPK计数边沿时抗干扰输入脉冲Pin的值分别控制可逆限幅计数器对采样时钟脉冲CPK进行加计数或者减计数。设在图13中CPK的采样点1之前CPK对抗干扰输入脉冲Pin的6个采样值Pin*均为0，抗干扰输出脉冲Pout为0。图13中，抗干扰输入脉冲Pin在CPK的采样点2前至采样点3后出现了正脉冲干扰，导致X1在采样点2、采样点3采样得到Pin*的干扰值1；抗干扰输入脉冲Pin在CPK的采样点4至采样点5之间出现了正窄脉冲干扰，但该正窄脉冲宽度小于采样周期且处于2个采样点之间，未影响采样结果Pin*，即采样过程自动滤除了该正窄脉冲干扰。抗干扰输入脉冲Pin在CPK的采样点6之后开始从0变1，从0变1过程中出现了2次边沿抖动，其中的第2个正窄脉冲抖动干扰被采样过程自动滤除，采样点7、采样点8的值分别为1、0。图13中，在时钟脉冲CPK的采样点1至采样点15得到的采样值Pin*、抗干扰输出脉冲Pout和限幅累积计数值X1见表1。

表1采样点1-15的采样值Pin*、限幅累积计数值X1和抗干扰输出脉冲Pout

观察表1中采样点的情况，在采样点1-2，X1小于等于Y2，RE1有效，SE1无效，Pout置为0；在采样点3，X1大于Y2且小于Y1，SE1、RE1均无效，Pout维持为0；在采样点4-9，X1小于等于Y2，RE1有效，SE1无效，Pout置为0；在采样点10-12，X1大于Y2且小于Y1，SE1、RE1均无效，Pout维持为0；在采样点13-15，X1大于等于Y1，SE1有效，RE1无效，Pout置为1。N＝6时，可逆限幅计数器的计数区间为0-N；在表1中的采样点5，X1已经达到了下限幅值0，在采样点6，Pin*＝0(即此时的Pin＝0)，X1也不再进行减计数，X1维持为下限幅值0；在采样点14，X1已经达到了上限幅值6，在采样点15，Pin*＝1(即此时的Pin＝1)，X1也不再进行加计数，X1维持为上限幅值6。

图13给出的是干扰脉冲过滤电路在抗干扰输入脉冲Pin为0时的抗正脉冲干扰效果，以及抗干扰输入脉冲Pin由0变为1的条件与过程。干扰脉冲过滤电路在抗干扰输入脉冲Pin为1时的抗负脉冲干扰效果，以及抗干扰输入脉冲Pin由1变为0的条件与过程，与抗干扰输入脉冲Pin为0时的抗正脉冲干扰效果，以及抗干扰输入脉冲Pin由0变为1的条件与过程相同。

设在时钟脉冲CPK的采样点31之前CPK对抗干扰输入脉冲Pin的6个采样值Pin*均为1，抗干扰输出脉冲Pout为1。采样点31至采样点45得到的采样值Pin*、限幅累积计数值X1和抗干扰输出脉冲Pout见表2。

表2采样点31-45的采样值Pin*、限幅累积计数值X1和抗干扰输出脉冲Pout

观察表2中采样点的情况，在采样点31-32，X1大于等于Y1，SE1有效，RE1无效，Pout置为1；在采样点33，X1大于Y2且小于Y1，SE1、RE1均无效，Pout维持为1；在采样点34，X1大于等于Y1，SE1有效，RE1无效，Pout置为1；在采样点35-39，X1大于Y2且小于Y1，SE1、RE1均无效，Pout维持为1；由于在采样点31-40之间，采样值Pin*处于0多1少状态，可逆限幅计数器累积计数的结果是限幅累积计数值X1趋向于减小，到采样点40，X1小于等于Y2，RE1有效，SE1无效，Pout置为0；在采样点41，X1大于Y2且小于Y1，SE1、RE1均无效，Pout维持为0；在采样点42-45，X1小于等于Y2，RE1有效，SE1无效，Pout置为0。在表2中的采样点43，X1已经达到了下限幅值0，在采样点44-45，Pin*＝0(即此时的Pin＝0)，X1也不再进行减计数，X1维持为下限幅值0。

在本N＝6的干扰脉冲过滤电路实施例中，抗干扰输出脉冲Pout与抗干扰输入脉冲Pin之间为同相关系。如果将可逆限幅计数器的功能改为：Pin＝1时，可逆限幅计数器进行减计数；Pin＝0时，可逆限幅计数器进行加计数，则抗干扰输出脉冲Pout与抗干扰输入脉冲Pin之间为反相关系。或者是在图11中将抗干扰输出脉冲Pout改为从或非门FO5输出，则功能改变为，当SE1有效、RE1无效时，将抗干扰输出脉冲Pout置为0；当SE1无效、RE1有效时，将抗干扰输出脉冲Pout置为1；当SE1和RE1均无效时，抗干扰输出脉冲Pout的状态不变；此时抗干扰输出脉冲Pout与抗干扰输入脉冲Pin之间为反相关系。如果同时进行上述修改，则抗干扰输出脉冲Pout与抗干扰输入脉冲Pin之间为同相关系。

以抗干扰输出脉冲Pout与抗干扰输入脉冲Pin之间为同相关系为例，从表1、表2及电路的工作原理可以得出结论，由于可逆限幅计数器具有累积效应，当抗干扰输入脉冲Pin的采样值Pin*在一段时间之内1的数量多于0的数量时，限幅累积计数值X1会趋向增大，使X1大于等于Y1并将抗干扰输出脉冲Pout置为1；当抗干扰输入脉冲Pin的采样值Pin*在一段时间之内0的数量多于1的数量时，限幅累积计数值X1会趋向减小，使X1小于等于Y2并将抗干扰输出脉冲Pout置为0；该特性使本发明电路的可逆限幅计数器具有自启动能力，限幅作用及抗干扰输入脉冲Pin采样值Pin*中的0，会使可逆限幅计数器进入正常的限幅计数区间进行限幅加减计数。当初始的限幅累积计数值X1大于N，处于超限状态时，X1大于等于上限比较阈值Y1，上限值比较器输出的SE1有效，下限值比较器输出RE1的无效，Pout被置为1。

由于上限比较阈值Y1为大于N/2且小于等于N的整数，下限比较阈值Y2为大于等于0且小于N/2的整数，第一置位信号SE1和第二置位信号RE1不可能同时有效，因此，RS触发器的输出不会出现逻辑状态不确定的情况。

以抗干扰输出脉冲Pout与抗干扰输入脉冲Pin之间为同相关系为例做进一步的说明。当抗干扰输入脉冲Pin使限幅累积计数值X1小于等于下限比较阈值Y2，抗干扰输出脉冲Pout置为0后，只要限幅累积计数值X1一直小于上限比较阈值Y1，则抗干扰输出脉冲Pout不会变为1；当抗干扰输入脉冲Pin使限幅累积计数值X1大于等于上限比较阈值Y1，抗干扰输出脉冲Pout置为1后，只要限幅累积计数值X1一直大于下限比较阈值Y2，则抗干扰输出脉冲Pout不会变为0。当Pin、Pout都为低电平时，只要在Pin中出现的正脉冲使Pin采样值中连续出现大于等于Y1个为1的值，或者是，在连续Y1+2个Pin采样值中出现Y1+1个为1的值，等等，则能够从Pout输出与该Pin中正脉冲相对应的正脉冲；当Pin、Pout都为高电平时，只要在Pin中出现的负脉冲使Pin采样值中连续出现大于等于N-Y2个为0的值，或者是，在连续N-Y2+2个Pin采样值中出现N-Y2+1个为0的值，等等，则能够从Pout输出与该Pin中负脉冲相对应的负脉冲。当抗干扰输入脉冲Pin由0变为1后，抗干扰输出脉冲Pout需要限幅累积计数值X1经过几个采样脉冲周期的加计数延迟，才能使限幅累积计数值X1大于等于上限比较阈值Y1，将Pout置1；当抗干扰输入脉冲Pin由1变为0后，抗干扰输出脉冲Pout需要限幅累积计数值X1经过几个采样脉冲周期的减计数延迟，才能使限幅累积计数值X1小于等于下限比较阈值Y2，将Pout置0。当上限比较阈值Y1的取值越大时，抗干扰输出脉冲Pout从0变1的条件更加苛刻，电路的低电平抗正脉冲干扰效果更好；当下限比较阈值Y2的取值越小时，抗干扰输出脉冲Pout从1变0的条件更加苛刻，电路的高电平抗负脉冲干扰效果更好。当N的取值变大时，干扰脉冲过滤电路将抗干扰输出脉冲Pout从0变1，以及从1变0的条件变严格，抗干扰效果变好，但抗干扰输出脉冲Pout相对于抗干扰输入脉冲Pin的延迟时间变大；当N的取值变小时，干扰脉冲过滤电路将抗干扰输出脉冲Pout从0变1，以及从1变0的条件变宽，抗干扰效果变小，但抗干扰输出脉冲Pout相对于抗干扰输入脉冲Pin的延迟时间变小。

采样时钟脉冲的周期要根据抗干扰输入脉冲Pin的脉冲宽度、变化速度和干扰脉冲的宽度确定。由于还回来的图书形状不一，且有折角、变形等情况，通过光电开关时，可能在计数脉冲的前沿、后沿产生抖动干扰窄脉冲。实施例图书传输带的运行速度为0.8m/s，形成的有效计数脉冲宽度在40ms至70ms之间，而产生的窄干扰脉冲宽度小于有效计数脉冲宽度的十分之一，因此，可以选择采样时钟脉冲的周期为10ms左右，N在3至7范围内取值。

M个计数脉冲获取单元中均有干扰脉冲过滤电路，所有干扰脉冲过滤电路中的可逆限幅计数器、比较阈值设定器、上限值比较器、下限值比较器、RS触发器、振荡器中的全部，或者是部分功能可以采用PAL、GAL、CPLD、FPGA，或者是其他可编程逻辑器件、逻辑单元来实现。

图14为图书自动分检控制装置实施例的自动分检流程，由控制器单元10中的程序来实现。实施例的控制器单元10为可编程序控制器。实施例图书自动分检方法的步骤是：

步骤1、初始化；包括控制器单元10相关功能部件的初始化，发出传输控制信息K0送至图书传输驱动单元18，启动图书传输带运行等；

步骤2、读取且根据图书类别信息识别单元11发送的信息，判断图书分类分部2是否有图书经过；没有图书经过，转至步骤4；有图书经过，转至步骤3；

步骤3、记录当前通过的图书的图书类别信息，记录该图书的传输计时起始时刻；

步骤4、判断第一分检分部是否进行了图书计数；第一分检分部没有进行图书计数，转至步骤7；进行了图书计数，转至步骤5；

步骤5、根据图书分类分部2中记录的所有图书的传输计时起始时刻以及相关的图书类别信息，判断当前在第一分检分部的图书是否属于第一分检分部；不是第一分检分部的图书，转至步骤7；是第一分检分部的图书，转至步骤6；

步骤6、首先令第一分检分部的图书挡板控制信号有效，升起第一分检分部的图书挡板；短时延时后，令第一分检分部的图书分检推送气缸控制信号有效，将图书推送至第一分检分部的收集车或者收集蓝；然后恢复第一分检分部的图书挡板控制信号和图书分检推送气缸控制信号为无效；

步骤7、判断第二分检分部是否进行了图书计数；第二分检分部没有进行图书计数，转至步骤10；进行了图书计数，转至步骤8；

步骤8、根据图书分类分部2中记录的所有图书的传输计时起始时刻以及相关的图书类别信息，判断当前在第二分检分部的图书是否属于第二分检分部；不是第二分检分部的图书，转至步骤10；是第二分检分部的图书，转至步骤9；

步骤9、首先令第二分检分部的图书挡板控制信号有效，升起第二分检分部的图书挡板；短时延时后，令第二分检分部的图书分检推送气缸控制信号有效，将图书推送至第二分检分部的收集车或者收集蓝；然后恢复第二分检分部的图书挡板控制信号和图书分检推送气缸控制信号为无效；

步骤10、判断第三分检分部是否进行了图书计数；第三分检分部没有进行图书计数，转至步骤13；进行了图书计数，转至步骤11；

步骤11、根据图书分类分部2中记录的所有图书的传输计时起始时刻以及相关的图书类别信息，判断当前在第三分检分部的图书是否属于第三分检分部；不是第三分检分部的图书，转至步骤13；是第三分检分部的图书，转至步骤12；

步骤12、首先令第三分检分部的图书挡板控制信号有效，升起第三分检分部的图书挡板；短时延时后，令第三分检分部的图书分检推送气缸控制信号有效，将图书推送至第三分检分部的收集车或者收集蓝；然后恢复第三分检分部的图书挡板控制信号和图书分检推送气缸控制信号为无效；

步骤13、定时延时固定的时间后，转至步骤2。

当图书自动分检控制设备有M个分检分部时，其图书自动分检方法的步骤是：

步骤一、初始化；包括控制器单元相关功能部件的初始化，发出传输控制信息送至图书传输驱动单元，启动图书传输带运行等；

步骤二、读取且根据图书类别信息识别单元发送的信息，判断图书分类分部是否有图书经过；没有图书经过，转至步骤四；有图书经过，转至步骤三；

步骤三、记录当前通过的图书的图书类别信息，记录该图书的传输计时起始时刻；

步骤四、判断第一分检分部是否进行了图书计数；第一分检分部没有进行图书计数，转至步骤七；进行了图书计数，转至步骤五；

步骤五、根据图书分类分部中记录的所有图书的传输计时起始时刻以及相关的图书类别信息，判断当前在第一分检分部的图书是否属于第一分检分部；不是第一分检分部的图书，转至步骤七；是第一分检分部的图书，转至步骤六；

步骤六、首先令第一分检分部的图书挡板控制信号有效，升起第一分检分部的图书挡板；短时延时后，令第一分检分部的图书分检推送气缸控制信号有效，将图书推送至第一分检分部的收集车或者收集蓝；然后恢复第一分检分部的图书挡板控制信号和图书分检推送气缸控制信号为无效；

步骤七、按照步骤四至步骤六所述的方法，依次对图书在第二分检分部至第M分检分部是否进行了图书计数，以及是否为相应分检分部的图书进行判断与处理；

步骤八、定时延时固定的时间后，转至步骤二。

控制器单元除实施例中选择的可编程序控制器外，也可以单片机或者是ARM控制器。

上述相关分检分部对图书的计数，只用于判断是否有图书进入或者是通过相关的分检分部，不是相关分部图书数量的统计值。自动分检控制系统采用定期巡检的方法进行图书分类与分检，利用计数值的变化判断是否有图书进入或者是通过相关的分检分部，控制器的实时响应需求降低，编程难度下降；能够自动滤除计数脉冲中的窄干扰脉冲，保证了计数值判断的准确性，易于PLC等控制器的编程实现。对各分检分部发出图书分检推送气缸控制信号有效的次数进行计数，可以得到进入该分检分部出口的图书计数值。

上述步骤13中或者是步骤八中，定时延时固定的时间，其数值要求小于图书在图书传输带上通过分检分部的脉冲计数处(即计数脉冲产生电路安装处)至同一分检分部的图书挡板处的传输时间，该时间与脉冲计数处(即计数脉冲产生电路安装处)至同一分检分部的图书挡板处的距离，以及图书传输带的运行速度有关。

在上述的步骤5、步骤8、步骤11，以及步骤五中，包括步骤七中隐含的步骤五的方法中，各分检分部根据记录的所有图书的传输计时起始时刻以及相关的图书类别信息，判断当前在该分检分部的图书是否属于该分检分部，其判断方法是，依据图书在图书传输带上从图书分类分部至该分检分部所需要的实际传输时间，推算当前在该分检分部图书传输计时起始时刻；将推算的传输计时起始时刻与记录的、目前在图书传输带上所有图书的传输计时起始时刻进行比较，根据推算时刻与记录时刻相符合图书的图书类别信息判断当前在该分检分部的图书是否属于该分检分部。推算时刻与记录时刻相符合，指的是推算的传输计时起始时刻与记录的、目前在图书传输带上之一图书的传输计时起始时刻之间的误差在容许范围之内的，该误差容许范围根据图书传输及检测的情况进行确定。

推算图书的传输计时起始时刻，跟图书从图书分类分部传输至当前分检分部的实际传输时间相关；当前时刻减去实际传输时间，则为推算的传输计时起始时刻。图书从图书分类分部传输至当前分检分部的实际传输时间，与图书经过图书分类分部中的图书类别信息识别单元之处至当前分检分部脉冲计数处(即计数脉冲产生电路安装处)的距离，以及图书传输带的运行速度有关，不同分检分部的实际传输时间由控制器单元根据相关距离以及图书传输带的运行速度进行计算。

在上述的步骤6、步骤9、步骤12，以及步骤六中，包括步骤七中隐含的步骤六的方法中，短时延时的具体延时时间值，为分检分部的图书挡板升起后，图书到达该图书挡板的时间值，该值需要根据现场的实际情况进行确定。

由于信息识别错误、传输阻碍或者是其他原因，图书在各分检分部均未被分类检出时，自动进入图书传输带尾部的收集车或者收集蓝，由工作人员进行相应的处理。

除说明书所述的技术特征外，均为本领域技术人员所掌握的常规技术。例如，根据图书自动分检控制系统的相关控制要求与控制方法，选择控制器单元的控制器，设计相关的控制电路和依据给出的自动分检流与方法程编制程序，实现其功能；设计分检驱动单元相应的驱动电路；选择合适的RFID电子标签读写器，或者是条形码扫描器，或者是二维码扫描器，满足相关图书类别信息读取的要求；根据需要选择设计合适的图书传输电机驱动电路，满足相关图书传输驱动要求；以及根据实际系统的需求，图书自动分检控制装置可能需要增加电源单元、通信单元、人机界面单元，如何根据需求选择或者设计电源单元，满足图书自动分检控制装置的供电要求，如何根据需求选择或者设计通信单元、人机界面单元，将通信单元、人机界面单元与控制器单元相连接，实现相应的功能；等等，均是本领域技术人员所掌握的常规技术。

Claims (9)

1.一种图书自动分检控制装置，其特征在于：

包括控制器单元、图书类别信息识别单元、图书传输驱动单元、M个计数脉冲获取单元、M个分检驱动单元；所述M为大于等于2的整数；

图书类别信息识别单元输出图书类别信息至控制器单元，M个计数脉冲获取单元分别输出图书计数脉冲至控制器单元；

控制器单元输出传输控制信息至图书传输驱动单元，对图书传输电机进行控制；

控制器单元根据图书类别信息输出M个分检驱动控制信号，分别驱动M个分检驱动单元进行图书分检。

2.根据权利要求1所述的图书自动分检控制装置，其特征在于：所述M个分检驱动单元均由图书挡板驱动器和图书分检推送驱动器组成；所述M个分检驱动控制信号均由图书挡板控制信号和图书分检推送气缸控制信号组成。

3.根据权利要求1所述的图书自动分检控制装置，其特征在于：所述控制器单元为可编程序控制器，或者是单片机，或者是ARM控制器。

4.根据权利要求1所述的图书自动分检控制装置，其特征在于：所述图书类别信息识别单元为电子标签读写器，或者是条形码扫描器，或者是二维码扫描器。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的图书自动分检控制装置，其特征在于：所述M个计数脉冲获取单元均由计数脉冲产生电路和干扰脉冲过滤电路组成；

同一计数脉冲获取单元中，计数脉冲产生电路的输出连接至相应干扰脉冲过滤电路的抗干扰输入脉冲端，干扰脉冲过滤电路的抗干扰输出脉冲端输出该计数脉冲产生电路的图书计数脉冲；

所述干扰脉冲过滤电路包括可逆限幅计数器、比较阈值设定器、上限值比较器、下限值比较器、RS触发器、振荡器；

可逆限幅计数器的输入为抗干扰输入脉冲和采样时钟脉冲，输出为限幅累积计数值；比较阈值设定器的输出为上限比较阈值和下限比较阈值；上限值比较器的输入为限幅累积计数值和上限比较阈值，输出为第一置位信号；下限值比较器的输入为限幅累积计数值和下限比较阈值，输出为第二置位信号；RS触发器的输入为第一置位信号和第二置位信号，输出为干扰脉冲过滤电路的抗干扰输出脉冲；振荡器输出采样时钟脉冲。

6.根据权利要求5所述的图书自动分检控制装置，其特征在于：所述可逆限幅计数器的功能是，由抗干扰输入脉冲的电平状态控制可逆限幅计数器处于加计数状态还是减计数状态；可逆限幅计数器输出的限幅累积计数值的上限幅值为N、下限幅值为0，N为大于等于2的整数。

7.根据权利要求6所述的图书自动分检控制装置，其特征在于：所述上限比较阈值为大于N/2且小于等于N的整数；所述下限比较阈值为大于等于0且小于N/2的整数。

8.根据权利要求7所述的图书自动分检控制装置，其特征在于：所述上限值比较器的功能是，当限幅累积计数值大于等于上限比较阈值时，令第一置位信号有效，否则第一置位信号无效；所述下限值比较器的功能是，当限幅累积计数值小于等于下限比较阈值时，令第二置位信号有效，否则第二置位信号无效。

9.根据权利要求8所述的图书自动分检控制装置，其特征在于：第一置位信号为RS触发器的置位信号，第二置位信号为RS触发器的复位信号；抗干扰输出脉冲从RS触发器的同相输出端或者反相输出端输出。