CN111222605B - 一种rfid标签识别装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种RFID标签识别装置，包括外框、传送带、RFID读写器和RFID天线，所述外框左、右以及上方每侧各有内外两块挡板，所述外侧挡板为屏蔽层，所述外框左、右以及上方的外侧挡板形成屏蔽通道，所述传送带贯穿所述屏蔽通道，所述外框上设置有光栅、可编程逻辑控制器、声光提示装置。该装置解决了现有技术中物流分拣过程中效率低下、可靠性低的问题，提升了识别率。

Description

一种RFID标签识别装置

技术领域

本发明涉及射频识别技术领域，尤其涉及一种RFID标签识别装置。

背景技术

RFID即Radio Frequency Identification射频识别技术的缩写，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，无需识别系统与特定目标之间建立的机械或光学接触，目前RFID技术应用十分广泛，如物流、零售、制造业、医疗、防伪、资产管理、图书档案等。

PLC即Programmable Logic Controller可编程逻辑控制器，是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统，它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。

在物流领域，通常以RFID通道机或者通道门的形式来读取货物的RFID标签信息，带有RFID标签的物品在进入通道机的可读取区域后，RFID标签将被激活，标签与RFID读写器之间通过耦合元件实现射频信号的空间耦合，在耦合通道内根据时序关系实现能量的传递与数据的交换，在现有技术中，物流分拣使用的RFID标签识别通道在输送线高速运行时存在识别率不高、包裹间距较小时不能依次逐一识别、包裹编号与RFID标签数据错绑率高的问题。

发明内容

本发明提供的一种RFID标签识别装置，旨在解决现有技术中物流分拣过程中效率低下、可靠性低的问题，本发明通过所选天线的辐射面、辐射角度、安装位置、合适的倾斜角度再加以适当的屏蔽把可读区严格控制在通道内，从而解决了识别率不高的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种RFID标签识别装置，包括外框、传送带、RFID读写器和RFID天线，所述外框左、右以及上方每侧各有内外两块挡板，所述外侧挡板为屏蔽层，所述外框左、右以及上方的外侧挡板形成屏蔽通道，所述传送带贯穿所述屏蔽通道，所述外框上设置有光栅、可编程逻辑控制器、声光提示装置，物体经过光栅由光栅测量包裹的长度以及物体之间的间距，将物体编号与物体长度、物体之间的间距以及RFID标签数据绑定，RFID天线接收RFID标签数据并由RFID读写器读取RFID标签数据，所述标签数据正常绑定后声光提示装置亮绿灯，所述标签数据非正常绑定则声光提示装置亮红灯并使蜂鸣器报警，物体之间的间距小于阈值时，两个物体的RFID标签数据绑定存在绑错风险，将物体间距小于阈值时读取的RFID标签数据舍弃，最后物体通过屏蔽通道完成识别。

本发明提供的一种RFID标签识别装置，当物体间距小于阈值时两个物体的RFID标签数据存在绑错的风险，为了防止绑错造成的错误分拣，所以将物体间距小于某一特定值时读取的RFID标签数据舍弃，从而极大减少了误读漏读的可能性，提高了小间距读取状态下的准确度，提升了物流生产效率以及可靠性。

作为优选，所述RFID天线包括四块RFID天线，分别位于由所述外框组成的通道框架的左、右、上方以及输送线的皮带下，每个位置各一块，所述RFID天线与水平方向呈10°～20°夹角，所述RFID天线朝向物体从通道内出去的方向。

作为优选，所述光栅安装在所述外框上并且分别位于所述传送带传送方向的两侧，所述光栅有效总高度不低于15cm，光束间距不高于3cm。

作为优选，所述光栅和所述与光栅相连的可编程逻辑控制器检测待测量物体通过的时间点、物体长度、物体之间的间距，并且给RFID读写器提供触发开始工作的信号，同时防止出现误触发信号。

作为优选，该RFID标签识别装置还包括一台工业计算机接收和处理获取到的RFID标签信息，将绑定成功或不成功的信号发送给所述声光提示装置，所述工业计算机分别与所述RFID读写器和所述可编程逻辑控制器通讯。

作为优选，所述工控机和所述显示屏位于所述挡板同一侧，所述工控机位于所述挡板下方并且固定在所述外框上，所述显示屏位于所述挡板上远离光栅的一侧并且固定在所述外框上。

作为优选，所述电控柜位于所述工控机下方并且固定在所述外框上。

作为优选，所述声光提示装置包括三色灯，所述三色灯位于所述外框上方挡板处接近所述工控机一侧并且焊接在所述外框上。

本发明具有如下有益效果：

本发明提供的一种RFID标签识别装置在天线选择过程中严格把控，选择天线的辐射面、辐射角度、安装位置以及合适的倾斜角度，再加以适当的屏蔽，把可读区域严格控制在通道内，光栅检测装置与可编程逻辑控制器准确地记录下物体编号、物体长度和连续两物体之间的间距，并且精确的根据触发位置给RFID读写器输出触发信号，保证了在输送线高速运行时的读取效果以及数据的准确度，从而很好的克服了现有技术中识别率不高、物体间距较小时不能依次逐一识别、物体编号与RFID标签数据错绑率高的问题。

附图说明

图1是本发明实施例一种RFID标签识别装置的立体图；

图2是本发明实施例一种RFID标签识别装置的侧视图；

图3是本发明实施例一种RFID标签识别装置的拆解图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在介绍本发明技术方案之前，示例性的介绍一种本发明技术方案可能适用的场景。

示例性的：在物流领域通常以RFID通道机或者通道门的形式来读取货物的RFID标签信息，带有RFID标签的物品在进入通道机的可读取区域后，RFID标签将被激活，标签与读写器之间通过耦合元件实现射频信号的空间耦合，在耦合通道内根据时序关系实现能量的传递与数据的交换，目前物流分拣使用的RFID标签识别通道在输送线高速运行时存在识别率不高、包裹间距较小时不能依次逐一识别、包裹编号与RFID标签数据错绑率高的问题。

实施例1

如图1、图2、图3所示，一种RFID标签识别装置，包括构成通道的铝型材框架、通道的内侧挡板、通道的屏蔽层、通道下方的输送线P、安装RFID读写器和PLC的电控柜、通道前方的光栅、4块RFID天线、工控机、显示屏、声光提示装置，其中,通道的屏蔽层包括顶部S1，左右两个侧板S2、S3，前后两块S4、S5，且内侧挡板包含左右P1和P2以及顶部P3，外侧屏蔽层、内侧PVC挡板以及铝型材框架D构成一个通道，所述电控柜安装于输送线一侧的地面上，如图1中E所示，其主要作用是安装读写器、PLC以及为本发明中所有的设备提供电源以及短路保护，所述光栅如图3中R1和R2安装于通道入口处前10cm～20cm处，该光栅与PLC信号输入端连接，PLC信号输出端与读写器相连，PLC获取到光栅的触发信号后经过适当的延时输出一个适当宽度高电平给读写器用于触发开始工作，PLC将获取到的包裹序号、包裹长度、包裹之间间隔数据发给工控机做进一步处理，四块RFID天线分别安装于通道内以及输送线上，如图3所示，其中底部RFID天线A2安装于1200mm输送线P的皮带下方，为了避免天线与皮带产生摩擦使用两块挡板安装于A2的左右两侧将皮带顶起，中间撑起15mm的高度将厚度为10mm的天线安装在内，其中顶部天线A1安装于S1与P3夹层中，左右即A3、A4两侧天线安装于通道左右两侧的内侧挡板与外侧挡板中间夹层中，其中顶部天线与水平方向呈10°～20°夹角，天线面朝向通道出口的方向，在通道的范围内,四块RFID天线所形成的电磁辐射网络可以覆盖输送线与框架通道内的任一范围，从而可以使得传送带上的物体不管标签朝向哪个方向都能够被RFID天线形成的电磁辐射网络所激活，即使物体的RFID电子标签贴着输送线表面也能够被RFID天线所识别，所述工控机安装位置如图1中C所示，与之相连的显示屏安装位置如图1中B所示，所述处理系统用于处理来自PLC、RFID读写器的数据，将获取到的包裹号、包裹长度、包裹间距以及RFID数据绑定，绑定完成的数据发送给终端服务器，并根据绑定结果给声光提示系统输出报警信号，所述声光提示装置是带蜂鸣器的三色灯，该三色灯安装于通道顶部一角，如图1中L所示，根据数据绑定的结果给出声光提示，当处理系统完成数据绑定成功向服务器发送EPC+USER数据时，绿灯亮起，持续时间为500毫秒，当发送数据为no read时，则红灯亮起，而且蜂鸣器报警，持续时间为500毫秒。

为了避免通道内金属框架产生的电磁波反射造成的误读和串读现象，采用吸波材料覆盖在通道内的铝型材框架上，这样可以有效地减少反射现象，为正确识别RFID标签数据提供保障，从而解决现有技术中输送线高速运行时识别率不高、包裹间距较小时不能依次逐一识别、包裹编号与RFID标签数据错绑率高的问题。

如上所述，本发明在天线选择过程中严格把控，选择天线的辐射面、辐射角度、安装位置以及合适的倾斜角度，再加以适当的屏蔽，把可读区域严格控制在通道内，光栅检测装置与PLC准确地记录下包裹号、包裹长度和连续两包裹之间的间距，并且精确的根据触发位置给读写器输出触发信号，保证了在输送线高速运行时的读取效果以及数据的准确性，从而解决了识别率不高、在包裹间距较小时不能依次逐一识别、包裹编号与RFID标签数据错绑率高的问题。

需要说明的一点是本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应落在本发明所揭示的技术内容得涵盖范围内，同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”、“正面”、“侧面”、“前面”、“后面”以及具体的尺寸如“1200mm”、“15mm”等用语，亦仅仅是为了便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例2

一种RFID标签识别装置，包括输送线、RFID读写器、天线场、PLC和光栅、处理系统、声光提示装置，所述RFID读写器设于所述输送线一侧电控柜内，读取目标物品的RFID标签的EPC+USER区数据信息，所述天线场发送和接收电磁波信号，所述PLC和光栅安装于通道入口前10cm～20cm处，进行包裹计数、测量包裹长度、测量包裹间距，PLC检测到光栅被触发后，经过一段特定的延时之后将信号发送给RFID读写器，触发读写器进行工作，处理系统将获取到的包裹号、包裹长度、包裹间距以及RFID数据进行绑定，绑定完成的数据发送给终端服务器，并根据绑定结果给声光提示装置输出报警信号，所述声光提示装置包括三色灯和蜂鸣器，当绑定成功时亮绿灯，绑定不成功或者缺少RFID数据时则亮红灯并通过蜂鸣器报警。

所述RFID读写器安装于输送线旁电控柜内，该电控柜内还包含24V直流和220V交流的供电接口、PLC。

所述通道由搭建在输送线上方的铝型材框架和框架的左右两侧以及顶部挡板构成，所述挡板分为内侧挡板和外侧挡板，内侧挡板为PVC材质，外侧挡板为铝塑板，外侧铝塑板有一定的屏蔽作用。

所述天线场由安装于左右两面、顶部以及底部天线构成，其中左右以及上方的天线安装于内侧挡板和外侧挡板夹层中，且顶部RFID天线与水平方向所成角度为10°～20°夹角，天线面朝着包裹或者物体从通道内出去的方向，底部天线安装于皮带面下方，由四块天线构成通道内稳定、盲点极少且不会辐射到通道外的天线场。

所述光栅与PLC检测物体通过光栅时的时间点、记录包裹号、物体长度、连续两物体之间的间距、给RFID读写器提供触发开始工作的信号。

所述处理系统完成数据绑定，并将绑定成功的数据发送包裹RFID标签的EPC+USER区数据，缺少RFID数据则发送no read，而且当连续的两个包裹之间间距小于一定值时发送no read，将两包裹的最小间距定为30cm，如果绑定完成的数据中包裹间距小于30cm则发送no read，当然，最小间距可以根据需要进行设定。

所述声光提示装置根据数据绑定的结果给出声光提示，当处理系统完成数据绑定成功向服务器发送EPC+USER数据时，绿灯亮起并且持续时间为500毫秒，当发送数据为noread时，则红灯亮起并且蜂鸣器报警，持续时间为500毫秒。

本发明在天线选择过程中严格把控，选择天线的辐射面、辐射角度、安装位置以及合适的倾斜角度，再加以适当的屏蔽，把可读区域严格控制在通道内，光栅检测装置与PLC准确地记录下包裹号、包裹长度和连续两包裹之间的间距，并且精确的根据触发位置给读写器输出触发信号，保证了在输送线高速运行时的读取效果以及数据的准确性。

实施例3

一种RFID标签识别装置，包括外框、传送带、RFID读写器和RFID天线，所述外框左、右以及上方每侧各有内外两块挡板，所述外侧挡板为屏蔽层，所述外框左、右以及上方的外侧挡板形成屏蔽通道，所述传送带贯穿所述屏蔽通道，所述外框上设置有光栅、可编程逻辑控制器、声光提示装置，物体经过光栅由光栅测量包裹的长度以及物体之间的间距，将物体编号与物体长度、物体之间的间距以及RFID标签数据绑定，RFID天线接收RFID标签数据并由RFID读写器读取RFID标签数据，所述标签数据正常绑定后声光提示装置亮绿灯，所述标签数据非正常绑定则声光提示装置亮红灯并使蜂鸣器报警，物体之间的间距小于阈值时，两个物体的RFID标签数据绑定存在绑错风险，将物体间距小于阈值时读取的RFID标签数据舍弃，最后物体通过屏蔽通道完成识别。

当物体间距小于阈值时两个物体的RFID标签数据存在绑错的风险，为了防止绑错造成的错误分拣，所以将物体间距小于某一特定值时读取的RFID标签数据舍弃，从而极大减少了误读漏读的可能性，提高了小间距读取状态下的准确度，提升了物流生产效率以及可靠性。

实施例4

一种RFID标签识别装置，所述RFID天线包括四块RFID天线，分别位于由所述外框组成的通道框架的左、右、上方以及输送线的皮带下，每个位置各一块，所述RFID天线与水平方向呈10°～20°夹角，所述RFID天线朝向物体从通道内出去的方向。

四块天线按照上述布置能够在通道内构成稳定、盲点极少且不会辐射到通道外的天线场，能够大大提升测量的准确度。

所述光栅安装在所述外框上并且分别位于所述传送带传送方向的两侧，所述光栅有效总高度不低于15cm，光束间距不高于3cm。

光栅按照上述布置，能够提升检测的准确性，对于光栅的有效总高度和光束间距具体值不做限定。

所述光栅和所述与光栅相连的可编程逻辑控制器检测待测量物体通过的时间点、物体长度、物体之间的间距，并且给RFID读写器提供触发开始工作的信号，同时防止出现误触发信号。

PLC检测到光栅被触发后经过一段特定的延时之后再将信号给到RFID读写器触发读写器开始工作，通过设置延时发送能够防止出现误触发。

实施例6

一种RFID标签识别装置，该RFID标签识别装置还包括一台工业计算机接收和处理获取到的RFID标签信息，将绑定成功或不成功的信号发送给所述声光提示装置，所述工业计算机分别与所述RFID读写器和所述可编程逻辑控制器通讯。

采用工业计算机接收和处理数据信息，能够极大地提高处理速度和精度，进一步减少误差，降低错绑率，从而提升识别率。

所述工控机和所述显示屏位于所述挡板同一侧，所述工控机位于所述挡板下方并且固定在所述外框上，所述显示屏位于所述挡板上远离光栅的一侧并且固定在所述外框上。

所述工控机可通过焊接的方式固定在所述外框上，以增强整个装置的稳定性，使工控机能够稳定地工作，所述显示屏可通过螺钉固定在所述外框上，对于工控机和显示屏的具体固定方式不做限定。

所述电控柜位于所述工控机下方并且固定在所述外框上。

所述电控机可通过螺钉的方式固定在所述外框上，防止工控机在工作中因为外力产生损坏，对于电控机的具体固定方式不做限定。

所述声光提示装置包括三色灯，所述三色灯位于所述外框上方挡板处接近所述工控机一侧并且焊接在所述外框上。

通过焊接的方式可将三色灯牢固地固定在外框上，增强整个装置的稳定性，当然也可选择其他固定方式将三色灯固定在外框上。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (7)

1.一种RFID标签识别装置，其特征在于，包括外框、传送带、RFID读写器和RFID天线，所述外框左、右以及上方每侧各有内外两块挡板，所述外侧挡板为屏蔽层，所述外框左、右以及上方的外侧挡板形成屏蔽通道，所述传送带贯穿所述屏蔽通道，所述外框上设置有光栅、可编程逻辑控制器、声光提示装置，物体经过光栅由光栅测量包裹的长度以及物体之间的间距，将物体编号与物体长度、物体之间的间距以及RFID标签数据绑定，RFID天线接收RFID标签数据并由RFID读写器读取RFID标签数据，所述标签数据正常绑定后声光提示装置亮绿灯，所述标签数据绑定不成功或者缺少RFID标签数据时声光提示装置亮红灯并使蜂鸣器报警，物体之间的间距小于阈值时，两个物体的RFID标签数据绑定存在绑错风险，将物体间距小于阈值时读取的RFID标签数据舍弃，最后物体通过屏蔽通道完成识别；

其中，所述RFID天线包括四块RFID天线，分别位于由所述外框组成的通道框架的左、右、上方以及输送线的皮带下，每个位置各一块，所述RFID天线与水平方向呈10°～20°夹角，所述RFID天线朝向物体从通道内出去的方向。

2.根据权利要求1所述的一种RFID标签识别装置，其特征在于，所述光栅安装在所述外框上并且分别位于所述传送带传送方向的两侧，所述光栅有效总高度不低于15cm，光束间距不高于3cm。

3.根据权利要求1所述的一种RFID标签识别装置，其特征在于，所述光栅和与光栅相连的可编程逻辑控制器检测待测量物体通过的时间点、物体长度、物体之间的间距，并且给RFID读写器提供触发开始工作的信号，同时防止出现误触发信号。

4.根据权利要求书1所述的一种RFID标签识别装置，其特征在于，该RFID标签识别装置还包括一台工业计算机接收和处理获取到的RFID标签信息，将绑定成功或不成功的信号发送给所述声光提示装置，所述工业计算机分别与所述RFID读写器和所述可编程逻辑控制器通讯。

5.根据权利要求书1所述的一种RFID标签识别装置，其特征在于，工控机和显示屏位于所述挡板同一侧，所述工控机位于所述挡板下方并且固定在所述外框上，所述显示屏位于所述挡板上远离光栅的一侧并且固定在所述外框上。

6.根据权利要求书1所述的一种RFID标签识别装置，其特征在于，电控柜位于工控机下方并且固定在所述外框上。

7.根据权利要求书1所述的一种RFID标签识别装置，其特征在于，所述声光提示装置包括三色灯，所述三色灯位于所述外框上方挡板处接近工控机一侧并且焊接在所述外框上。