CN111523623A - Rfid标签扫描系统 - Google Patents

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CN111523623A CN202010315234.0A CN202010315234A CN111523623A CN 111523623 A CN111523623 A CN 111523623A CN 202010315234 A CN202010315234 A CN 202010315234A CN 111523623 A CN111523623 A CN 111523623A
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Abstract

本发明提供一种RFID标签扫描系统。实现对标签状态的即时监测与反馈，例如可以感应是否有物体进入磁场区域，同时对操作成功与否进行提示；本发明在硬件上的拓展和设计使得本发明可以对大量的RFID标签进行快速、准确的识别与扫描，从而可以应用在流水线操作，尤其适用于作为酒类、食品、饮料大规模流水线生产；可以防止乱序读取电子标签。

Description

RFID标签扫描系统
技术领域
本发明属于电子标签系统技术领域，尤其涉及一种RFID标签扫描系统。
背景技术
电子标签是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号来识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，具有防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点。
RFID电子标签突出的技术特点是：可以识别单个的非常具体的物体，而不像条形码那样只能识别一类物体；可以同时对多个物体进行识读，而条形码只能一个一个地读；存储的信息量很大；采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据，而条形码必须靠激光或红外在材料介质的表面读取信息。然而现有的电子标签系统无法感知标签的状态反馈，例如无法感知是否有标签进入操作范围、对于操作成功与否无对应的提示等，而且缺少对硬件的开发与设计，最终导致现有的电子标签系统无法对大量的RFID标签进行快速、准确的识别与扫描，无法运用到自动化的流水线。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种RFID标签扫描系统。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键／重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
本发明采用如下技术方案：
在一些可选的实施例中，提供一种RFID标签扫描系统，包括：光电开关、IO控制盒、工控主机及读写器；
光电开关，位于物体移动路线上，用于感应有无物体进入磁场区域；
IO控制盒，用于将设备状态以及设备测量所得到的信号转变成能够在通信媒体上发送的数据格式并传输至所述工控主机，同时将所述工控主机下发的数据转变成对设备进行控制的命令；
工控主机，用于根据所述IO控制盒上传的数据下发相应的控制命令数据；
读写器，用于读取RFID标签内的存储信息。
在一些可选的实施例中，所述的RFID标签扫描系统，还包括：声光报警器；所述声光报警器与所述工控主机连接，用于当所述读写器读写成功时亮绿灯，且当所述读写器读写失败时亮红灯同时蜂鸣器进行蜂鸣。
在一些可选的实施例中，所述读写器包括：工作于13.56MHz频段的高频读写器以及工作于UHF频段的超高频读写器。
在一些可选的实施例中，所述的RFID标签扫描系统，还包括：用于在RFID标签和所述读写器之间传递射频信号的天线；所述天线包括：与所述高频读写器连接的高频天线以及与所述超高频读写器连接的超高频天线。
在一些可选的实施例中，所述的RFID标签扫描系统，还包括：显示器，所述显示器与所述工控主机连接。
在一些可选的实施例中，所述的RFID标签扫描系统，还包括：本地数据库及云端服务器；所述本地数据库用于存储所述读写器读取到的数据，且所述本地数据库将自身的数据上传至云端服务器。
在一些可选的实施例中，所述的RFID标签扫描系统，还包括：扫描箱体通道；所述扫描箱体通道设置于物体移动路线上，且所述扫描箱体通道覆盖所述磁场区域；所述声光报警器、高频天线、超高频天线及光电开关设置在所述扫描箱体通道上。
在一些可选的实施例中，所述的RFID标签扫描系统，还包括：位于所述扫描箱体通道侧面的机柜；所述显示器、IO控制盒、工控主机、高频读写器以及超高频读写器设置在所述机柜上。
本发明所带来的有益效果：实现对标签状态的即时监测与反馈，例如可以感应是否有物体进入磁场区域，同时对操作成功与否进行提示；本发明在硬件上的拓展和设计使得本发明可以对大量的RFID标签进行快速、准确的识别与扫描，从而可以应用在流水线操作，尤其适用于作为酒类、食品、饮料大规模流水线生产；可以防止乱序读取电子标签。
附图说明
图1是本发明一种RFID标签扫描系统的结构示意图；
图2是本发明一种RFID标签扫描系统的模块示意图。
具体实施方式
以下描述和附图充分地展示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。
在一些说明性的实施例中，如图1和2所示，提供一种RFID标签扫描系统，包括：光电开关4、IO控制盒6、工控主机8、读写器、声光报警器1、天线、显示器5、扫描箱体通道11以及机柜12。
扫描箱体通道11设置于物体移动路线上，且扫描箱体通道11覆盖磁场区域。声光报警器1、高频天线2、超高频天线3及光电开关4设置在扫描箱体通道11上，用于对物体的检测。
机柜12位于扫描箱体通道11侧面；显示器5、IO控制盒6、工控主机8、高频读写器9以及超高频读写器7设置在机柜12上，分布合理，便于检测。
光电开关4，位于物体移动路线上，用于感应有无物体进入磁场区域。光电开关是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路接通电路，从而检测物体的有无。物体不限于金属，所有能反射光线或者对光线有遮挡作用的物体均可以被检测。光电开关4将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。本发明用光电开关4检测是否有酒类或者物品处于扫描箱体通道11中，当有物品进入扫描箱体通道11中时，光电开关4触发，将信号传送给IO控制盒6，即感应到有物体进入磁场区域。
IO控制盒6，主要是监视并且测量安装在工作现场的传感器和其他的检测设备，即用于将设备状态以及设备测量所得到的信号转变成能够在通信媒体上发送的数据格式并传输至工控主机8，同时将工控主机8下发的数据转变成对设备进行控制的命令，从而完成对设备的功能控制。IO控制盒6将检测到的信号转发给工控主机8。其中，所述设备包括：光电开关4及声光报警器1
工控主机8，用于数据处理及命令下发，即用于根据IO控制盒6上传的数据下发相应的控制命令数据。工控主机，即工业控制计算机，是一种采用总线结构，对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称。工控主机具有重要的计算机属性和特征，如具有计算机主板、CPU、硬盘、内存、外设及接口，并有操作系统、控制网络和协议、计算能力、人机界面。工控行业的产品和技术非常特殊，属于中间产品，是为箱瓶绑定系统提供稳定、可靠、嵌入式、智能化的工业计算机。工控主机8发送指令给读写器，读写器执行读取工作。
读写器，用于读取RFID标签内的存储信息。读写器包括：高频读写器9以及超高频读写器7。
高频读写器9工作于13.56MHz频段，系统通过天线线圈电感耦合来传输能量，通过电感耦合的方式磁场能量下降较快。磁场信号具有明显的读取区域边界。主要应用于1米以内的人员或物品的识别。主要遵循两种协议：ISO/IEC14443（A、B）协议，ISO/IEC15693协议。
超高频读写器7工作于UHF频段，一般工作于840-960M Hz频段，全球各地区有不同的标准。超高频系统通过电磁场来传输能量。通过电磁波反射耦合的方式来读取超高频RFID标签内的存储信息，其拥有远距离读取以及群读的优势，无源的超高频RFID相对于有源2.4G设备，标签无需使用电池，成本低廉，配合超高频读写器，可以很大成本上降低项目成本。
随着超高频RFID技术水平不断提高，在多标签防冲撞算法上的不断优化，可以做到多标签读取，且可以达到50张/秒以上，多标签读取拥有非常大的优势，通过超高频读写器配合标签，大量的节约了人力，加快了时间效率。
高频读写器9和超高频读写器7完成工作之后，工控主机8发送指令给IO控制盒6，IO控制盒6开启指示灯绿灯供电模式，亮绿灯，否则，亮红灯、报警。
声光报警器1通过IO控制盒6与工控主机8连接，声光报警器1用于当读写器读写成功时亮绿灯，且当读写器读写失败时亮红灯同时蜂鸣器进行蜂鸣。具体的，声光报警器1是一种用在危险场所，通过声音和各种光来向人们发出示警信号的一种报警信号装置。
本发明还包括：用于在RFID标签和读写器之间传递射频信号的天线。天线包括：与高频读写器9连接的高频天线2以及与超高频读写器7连接的超高频天线3。
显示器5与工控主机8连接，用于显示数据。
本发明还包括：本地数据库及云端服务器。本地数据库用于存储读写器读取到的数据，且本地数据库将自身的数据上传至云端服务器。
显示器5、IO控制盒6、超高频读写器7、工控主机8、高频读写器9连接至机柜12底部的插座10。
高频读写器9通过串口或者网口通信连接工控主机8，打开demo测试软件，输入对应的串口，DEMO正常连接硬件，超高频读写器7通过串口或者网口通信连接工控主机8，打开demo测试软件，输入对应的串口，DEMO正常连接硬件。
在光电开关4感应到有物体进入磁场区域，光电开关4输入信号发给IO控制盒6，IO控制盒6通过串口通信将信号发送给工控主机8，工控主机8在收到IO控制盒6的信号后，给高频读写器9和超高频读写器7发送指令，在扫描箱体通道11中的超高频天线3和高频天线2发出电磁波，对高频RFID电子标签和超高频RFID电子标签开始读取操作。若操作成功，将读取到的数据保存在本地数据库，上传到云端服务器，工控主机8发送指令给IO控制盒6，IO控制盒6将指示灯的绿灯打开供电模式，开启绿灯；若操作失败，IO控制盒6将指示灯的红灯和蜂鸣器打开供电模式，开启红灯、蜂鸣器报警。
光电开关4感应有无物体进入磁场区域，天线发送电磁波对RFID电子标签进行读写锁操作，声光报警器1提醒操作结果，工控主机8处理整个操作逻辑。
本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。

Claims (8)

1. RFID标签扫描系统，其特征在于，包括：光电开关、IO控制盒、工控主机及读写器；
光电开关，位于物体移动路线上，用于感应有无物体进入磁场区域；
IO控制盒，用于将设备状态以及设备测量所得到的信号转变成能够在通信媒体上发送的数据格式并传输至所述工控主机，同时将所述工控主机下发的数据转变成对设备进行控制的命令；
工控主机，用于根据所述IO控制盒上传的数据下发相应的控制命令数据；
读写器，用于读取RFID标签内的存储信息。
2.根据权利要求1所述的RFID标签扫描系统，其特征在于，还包括：声光报警器；所述声光报警器与所述工控主机连接，用于当所述读写器读写成功时亮绿灯，且当所述读写器读写失败时亮红灯同时蜂鸣器进行蜂鸣。
3.根据权利要求2所述的RFID标签扫描系统，其特征在于，所述读写器包括：工作于13.56MHz频段的高频读写器以及工作于UHF频段的超高频读写器。
4.根据权利要求3所述的RFID标签扫描系统，其特征在于，还包括：用于在RFID标签和所述读写器之间传递射频信号的天线；所述天线包括：与所述高频读写器连接的高频天线以及与所述超高频读写器连接的超高频天线。
5.根据权利要求4所述的RFID标签扫描系统，其特征在于，还包括：显示器，所述显示器与所述工控主机连接。
6.根据权利要求5所述的RFID标签扫描系统，其特征在于，还包括：本地数据库及云端服务器；所述本地数据库用于存储所述读写器读取到的数据，且所述本地数据库将自身的数据上传至云端服务器。
7.根据权利要求6所述的RFID标签扫描系统，其特征在于，还包括：扫描箱体通道；所述扫描箱体通道设置于物体移动路线上，且所述扫描箱体通道覆盖所述磁场区域；所述声光报警器、高频天线、超高频天线及光电开关设置在所述扫描箱体通道上。
8.根据权利要求7所述的RFID标签扫描系统，其特征在于，还包括：位于所述扫描箱体通道侧面的机柜；所述显示器、IO控制盒、工控主机、高频读写器以及超高频读写器设置在所述机柜上。
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