CN112348139A - 基于rfid标签识别的工具管理操作台、系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于RFID标签识别的工具管理操作台、系统及方法，所述操作台包括操作台本体，操作台本体的侧部连接有用于多工具同时清点的RFID识别箱，RFID识别箱内固定有至少一个第一RFID射频识别模块；RFID识别箱的至少一侧开口，操作台本体上还设有用于单个工具识别的第二RFID射频识别模块；操作台自带RFID标签识别设备，无需额外布设RFID标签识别设备，能够实现随装随用；通过门禁扫描、身份识别和操作台本体的快速工具识别，既能够实现批量工具的集中出库，也能够实现借还流程的交互验证，同时提高了工具借还的效率和准确率。

Description

基于RFID标签识别的工具管理操作台、系统及方法
技术领域
本发明涉及采用无线电波的反射或再辐射的定位检测技术领域，特别涉及一种基于RFID标签识别的工具管理操作台、系统及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
电子标签（RFID）又称射频标签、应答器、数据载体；阅读器又称为读出装置、扫描器、读头、通信器、读写器（取决于电子标签是否可以无线改写数据）；RFID与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间（无接触）耦合；在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递和数据交换。
目前，工具管理库房既有一般仓库管理的功能需求，也有特有的功能需求，核心目标是实现对库房物资的精细管理，包括合理、高效出入库的流程设计、自动化数据采集、减少人工参与以及精准的库存分析和智能报表辅助数据分析等。
但是现有技术中存在如下问题：（1）现有的仓库工具操作台功能单一，大多只能实现身份识别或者工具统计或者工具进出库的显示等功能，而无法实现直接对工具上的RFID标签的识别，一般需要额外的再布置相应的RFID标签识别设备或者装置，无法实现操作台的随装随用；（2）目前的库房管理系统大多只能实现依次对单个工具的识别和管理，无法实现工具箱内的工具的快速识别；（3）现有的库房管理系统的各个设备较为零散，集成化程度不高，无法利用RFID标签识别技术实现工具借还的全流程管控；（4）现有的库房管理系统大多采用单RFID识别的方式，无法有效的对工具借还进行交互认证。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种工具管理系统、系统及方法，操作台自带RFID标签识别设备，无需额外布设RFID标签识别设备，能够实现随装随用；通过门禁扫描、身份识别和操作台本体的快速工具识别，既能够实现批量工具的集中出库，也能够实现借还流程的交互验证，同时提高了工具借还的效率和准确率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明第一方面提供了一种基于RFID标签识别的工具管理操作台。
一种基于RFID标签识别的工具管理操作台，包括操作台本体，操作台本体的侧部连接有用于多工具同时清点的RFID识别箱，RFID识别箱内固定有至少一个第一RFID射频识别模块；
RFID识别箱的至少一侧开口，操作台本体上还设有用于单个工具识别的第二RFID射频识别模块。
作为可能的一些实现方式，操作台本体的一侧开有配合RFID识别箱插入的通道，通道内设有与RFID识别箱配合的滑动组件，且RFID识别箱插入通道内后，RFID识别箱的外侧面与操作台体开有通道的一侧的侧面平齐。
作为进一步的限定，RFID识别箱通过直线轴承穿过箱体的开口侧与操作台的通道内的支架连接。
作为进一步的限定，操作台本体的通道内设有滑轨，RFID识别箱上设有多个与滑轨配合的凸起或者滑轮。
作为可能的一些实现方式，RFID识别箱固定在操作台本体的一侧。
作为可能的一些实现方式，操作台本体上或者靠近操作台的固定用底面上设有人脸识别模块，人脸识别模块与控制终端通信连接。
本发明第二方面提供了一种基于RFID标签识别的工具管理系统。
一种基于RFID标签识别的工具管理系统，包括本发明第一方面所述的基于RFID标签识别的工具管理操作台；
工具出库通道上设有至少一个第三RFID射频识别模块，且操作台本体上设有与第一RFID射频识别模块和第三RFID射频识别模块连接的控制终端；
控制终端与身份识别模块通信连接，控制终端根据身份识别结果、第一RFID射频识别模块、第二RFID射频识别模块和第三RFID射频识别模块的识别结果进行工具出入库管理。
作为可能的一些实现方式，整个仓库区域划分为三个区域，分别为第一识别区域、第二识别区域和第三识别区域；
第一识别区域内设有第四RFID射频识别模块，第二识别区域内设有第五RFID射频识别模块，第三识别区域内设有第六RFID射频识别模块；
各个工具均设置在第四RFID射频识别模块的识别区域内的对应工具槽内，且各个工具槽内设有用于与工具接触的应变传感器，应变传感器与控制终端通信连接；
当第一RFID射频识别模块、第二RFID射频识别模块和第三RFID射频识别模块不工作时，且第四RFID射频识别模块、第五RFID射频识别模块和第六RFID射频识别模块均工作时，出库还包括以下步骤：
工具离开第四RFID射频识别模块的识别区域，控制终端接收到第四RFID射频识别模块的工具离开信息；
工具离开第四RFID射频识别模块的识别区域且未进入第五RFID射频识别模块的识别区域时，控制终端根据对工具出库操作人员的身份识别结果，判断是否准许出库，当身份识别不通过时，控制终端告警，禁止出库，当身份识别通过时，工具允许进入第五RFID射频识别模块的识别区域；
工具离开第五RFID射频识别模块的识别区域后，控制终端接收到第五RFID射频识别模块的工具离开信息；
控制终端根据第四RFID射频识别模块和第五RFID射频识别模块的识别结果，判断工具是否出库完成；
当第四RFID射频识别模块、第五RFID射频识别模块和第六RFID射频识别模块均反馈给控制终端工具离开信息时，判断工具离开；
当第四RFID射频识别模块和第五RFID射频识别模块反馈给控制终端工具离开信息，且第六RFID射频识别模块反馈给控制终端工具在位信息时，判断操作人员进入通道后又折返进入第六RFID射频识别模块的识别范围；
控制终端根据应变传感器的感应结果，判断工具是否真正离开第四RFID射频识别模块的识别范围。
本发明第三方面提供了一种基于RFID标签识别的工具管理方法，利用本发明第二方面所述的基于RFID标签识别的工具管理系统，借工具箱时包括以下步骤：
人脸识别成功时，点击借按钮，找到工具箱，将工具箱放置在RFID识别箱内，利用第一RFID射频识别模块进行多个工具的同时清点；人脸识别不成功时，人工认证，点击借按钮再找到工具箱进行清点；
如果读取标签成功，管理员对扫描的结果进行确认，确认通过后借还人员对扫描结果进行确认；
借还人员确认通过后，如果语音播报的结果与借的工具一致，进行门禁扫描，完成借流程；如果语音播报的结果与借的工具不一致，返回通知管理员，进行人工处理；如果借的工具没有通过人脸识别验证，进行门禁报警和图像抓拍。
作为可能的一些实现方式，还包括借零散工具的步骤：
人脸识别成功时，点击借按钮，找到工具，将工具放置在第三RFID射频识别模块的识别区域，利用第三RFID射频识别模块进行工具的清点，人脸识别不成功时，人工认证，点击借按钮再找到工具箱进行清点；
如果读取标签成功，管理员对扫描的结果进行确认，确认通过后借还人员对扫描结果进行确认；
借还人员确认通过后，如果语音播报的结果与借的工具一致，进行门禁扫描，完成借流程；如果语音播报的结果与借的工具不一致，返回通知管理员，进行人工处理；如果借的工具没有通过人脸识别验证，进行门禁报警和图像抓拍。
作为可能的一些实现方式，还包括还工具箱的步骤：
扫描工具箱或工具，记录扫描结果；
人脸识别成功时，点击还按钮，列表显示要还的工具；
列表符合预期，点击确认归还按钮，否则，重新扫描或人工认证。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明所述的操作台、系统及方法，操作台自带RFID标签识别设备，无需额外的布设RFID标签识别设备，能够实现随装随用。
2、本发明所述的操作台、系统及方法，RFID识别箱包括第二板件和第三板件，RFID识别箱为敞开式的结构，能够实现工具的快速检测。
3、本发明所述的操作台、系统及方法，RFID识别箱能够沿操作台本体上的滑轨滑动，且能够完全的插入到操作台本体的内部，节省了操作台的整体空间。
4、本发明所述的操作台、系统及方法，保证了出入库工具的精准快速识别，实现了仓库内工具出入库的全流程检测。
5、本发明所述的系统及方法，通过门禁扫描、身份识别和操作台本体的快速工具识别，既能够实现批量工具的集中出库，也能够实现借还流程的交互验证，同时提高了工具借还的效率和准确率。
6、本发明所述的系统及方法，RFID识别箱是可推拉的设置在操作台本体的一侧，在进行单个工具出入库时，无需打开，节省空间；在工具箱出入库时，能够实现快速的工具箱内各个工具的同时扫描，提高了出入库效率。
7、本发明所述的系统及方法，在人脸识别不通过进行工具借取时，门禁进行报警并进行人脸抓拍，提高了工具的安全管控水平。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例1提供的基于RFID标签识别的工具管理操作台的结构示意图。
图2为本发明实施例1提供的基于RFID标签识别的工具管理操作台的仰视图。
图3为本发明实施例1提供的基于RFID标签识别的工具管理操作台的俯视图。
图4为本发明实施例7提供的基于RFID标签识别的工具管理系统的结构示意图。
图5为本发明实施例7提供的基于RFID标签识别的工具管理方法的流程示意图。
图6为本发明实施例8提供的基于RFID标签识别的工具管理系统的结构示意图。
其中，1-操作台本体；2-工具架；3-第一识别区域；4-第二识别区域；5-第三识别区域；6-无线AP；7-工具出库通道；8-第二板件；9-第三板件；10-显示屏；11-摄像头；12-键盘；13-发卡器；14-第一板件；15-把手。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1：
本发明实施例1提供了一种工具管理操作台，包括操作台本体1，操作台本体的侧部连接有RFID识别箱，RFID识别箱内固定有RFID射频识别模块，且RFID识别箱的至少一侧开口。
操作台本体的上表面设有处理器，处理器与RFID射频识别模块通信连接。
本实施例中，处理器为带有显示屏10的计算机终端，计算机终端与RFID射频识别模块通信连接，计算机终端的显示屏上侧还设有用于人脸识别的摄像头11。
可以理解的，在其他一些实施方式中，所述RFID射频识别模块采用SE-Mo2003-00模块，处理器采用单片机AT89S51，AT89S51连接有键盘和液晶显示电路（OCMJ4*8C），本领域技术人员可以根据现有技术中的RFID射频识别模块与处理器的连接方式进行选择，这里不再赘述。
操作台本体包括水平的第一板件14，第一板件14为方形板件或者矩形板件，第一板件的支撑件包括三个支撑板（其中一个支撑板开有操作人员腿部探入的口），各个支撑板与第一板件的不同侧边垂直固定连接；
各个支撑板与第一板件围成一侧开口的箱体，三个支撑板的底部固定有支撑架，RFID识别箱通过直线轴承穿过箱体的开口侧与支撑架连接，且RFID识别箱能够沿通过直线轴承和开口侧完全插入操作台本体内部。
RFID识别箱包括第二板件8和第三板件9，第三板件为水平底板，且第三板件9与直线轴承的一端固定连接，第二板件8与箱体的开口侧相匹配，能够使得第二板件8完全插入开口侧。
第三板件与第二板件靠近底边的位置垂直固定连接，RFID射频识别模块固定在第二板件内侧面上或工作台内与第二板件相对的位置。
本实施例中，第二板件的底部设有滚轮，方便RFID识别箱的滑动。
操作台本体上还设有用于放置键盘12的键盘槽，通过推拉支架插入操作台本体中。
可以理解的，在其他一些实施方式中，第一板件14的上表面还固定有发卡器13（即第二RFID射频识别模块），第二板件的外侧面还固定有把手15。
实施例2：
本发明实施例2提供了一种工具管理操作台，包括操作台本体，操作台本体的侧部连接有RFID识别箱，RFID识别箱内固定有RFID射频识别模块，且RFID识别箱的至少一侧开口。
操作台本体的上表面设有处理器，处理器与RFID射频识别模块通信连接。
本实施例中，处理器为带有显示屏的计算机终端，计算机终端与RFID射频识别模块通信连接。
可以理解的，在其他一些实施方式中，所述RFID射频识别模块采用SE-Mo2003-00模块，处理器采用单片机AT89S51，AT89S51连接有键盘和液晶显示电路（OCMJ4*8C），本领域技术人员可以根据现有技术中的RFID射频识别模块与处理器的连接方式进行选择，这里不再赘述。
操作台本体包括水平的第一板件，第一板件的底部固定有中空支架和三个支撑板，中空支架固定在第一板件的底面的一侧，且中空框架的底部支架上固定有两条平行滑轨；
三个支撑板分别与第一板件的底面的另一侧垂直固定连接，且三个支撑板依次垂直固定连接，三个支撑板与第一板件形成工作人员的操作空间，用于工作人员的腿部舒展；
RFID识别箱的底部设有与滑轨配合的凸起，RFID识别箱能够沿滑轨完全插入中空支架的内部。
RFID识别箱包括第二板件和第三板件，第三板件为水平底板，且第三板件上设有多个与滑轨配合的凸起；
第三板件与第二板件靠近底边的位置垂直固定连接，RFID射频识别模块固定在第二板件内侧面上或工作台内与第二板件相对的位置。
本实施例中，第二板件的底部设有滚轮，方便RFID识别箱的滑动。
可以理解的，在其他一些实施方式中，操作台本体的底部设有对称设置的多个带有锁紧功能的万向轮，能够实现操作台本体的快速移动和快速固定，进一步的保证随装随用的效果，本实施例中，万向轮设置在中空支架和支撑板的底部。
实施例3
本发明实施例3提供了一种工具管理操作台，包括操作台本体，操作台本体的侧部连接有RFID识别箱，RFID识别箱内固定有RFID射频识别模块，且RFID识别箱的至少一侧开口。
操作台本体的上表面设有处理器，处理器与RFID射频识别模块通信连接。
本实施例中，处理器为带有显示屏的计算机终端，计算机终端与RFID射频识别模块通信连接。
可以理解的，在其他一些实施方式中，所述RFID射频识别模块采用SE-Mo2003-00模块，处理器采用单片机AT89S51，AT89S51连接有键盘和液晶显示电路（OCMJ4*8C），本领域技术人员可以根据现有技术中的RFID射频识别模块与处理器的连接方式进行选择，这里不再赘述。
操作台本体包括水平的第一板件，第一板件的底部设有多个支撑件，RFID识别箱与至少一个支撑件固定连接。
本实施例中，第一板件为方形板件，第一板件的支撑件包括至少三个方形的支撑板，各个支撑板与第一板件的不同侧边垂直固定连接，且三个支撑板依次垂直固定连接，且三个支撑板依次垂直固定连接；
三个支撑板与第一板件形成工作人员的操作空间，用于工作人员的腿部舒展，RFID识别箱与一个支撑板的外侧面固定连接。
RFID识别箱包括第二板件和第三板件，第三板件为水平底板，且第三板件与一个支撑板的外侧面固定连接；
第三板件与第二板件靠近底边的位置垂直固定连接，RFID射频识别模块固定在第二板件内侧面上或工作台外侧面与第二板件相对的位置。
可以理解的，在其他一些实施方式中，操作台本体的底部设有对称设置的多个带有锁紧功能的万向轮，能够实现操作台本体的快速移动和快速固定，进一步的保证随装随用的效果，本实施例中，万向轮固定设置在支撑板的底部。
实施例4：
本发明实施例4提供了一种工具管理操作台，包括操作台本体，操作台本体的侧部连接有RFID识别箱，RFID识别箱内固定有RFID射频识别模块，且RFID识别箱的至少一侧开口。
操作台本体的上表面设有处理器，处理器与RFID射频识别模块通信连接。
本实施例中，处理器为带有显示屏的计算机终端，计算机终端与RFID射频识别模块通信连接。
可以理解的，在其他一些实施方式中，所述RFID射频识别模块采用SE-Mo2003-00模块，处理器采用单片机AT89S51，AT89S51连接有键盘和液晶显示电路（OCMJ4*8C），本领域技术人员可以根据现有技术中的RFID射频识别模块与处理器的连接方式进行选择，这里不再赘述。
操作台本体包括水平的第一板件，第一板件为方形板件，第一板件的支撑件包括四个方形的支撑板，各个支撑板与第一板件的不同侧边垂直固定连接，至少一个支撑板上开有开口；
相对的两个支撑板上分别固定有平行的滑轨，RFID识别箱的底部设有与滑轨配合的凸起，RFID识别箱能够沿滑轨完全插入中空支架的内部。
RFID识别箱包括第二板件和第三板件，第三板件为水平底板，且第三板件上设有多个与滑轨配合的凸起；
第三板件与第二板件靠近底边的位置垂直固定连接，RFID射频识别模块固定在第二板件内侧面上或工作台内与第二板件相对的位置。
本实施例中，第二板件的底部设有滚轮，方便RFID识别箱的滑动。
可以理解的，在其他一些实施方式中，操作台本体的底部设有对称设置的多个带有锁紧功能的万向轮，能够实现操作台本体的快速移动和快速固定，进一步的保证随装随用的效果，本实施例中，万向轮固定设置在支撑板的底部。
实施例5：
本发明实施例5提供了一种工具管理操作台，包括操作台本体，操作台本体的侧部连接有RFID识别箱，RFID识别箱内固定有RFID射频识别模块，且RFID识别箱的至少一侧开口。
操作台本体的上表面设有处理器，处理器与RFID射频识别模块通信连接。
本实施例中，处理器为带有显示屏的计算机终端，计算机终端与RFID射频识别模块通信连接。
可以理解的，在其他一些实施方式中，所述RFID射频识别模块采用SE-Mo2003-00模块，处理器采用单片机AT89S51，AT89S51连接有键盘和液晶显示电路（OCMJ4*8C），本领域技术人员可以根据现有技术中的RFID射频识别模块与处理器的连接方式进行选择，这里不再赘述。
操作台本体包括水平的第一板件，第一板件的底部固定有中空支架，中空支架的底部支架上固定有平行的两条滑轨，RFID识别箱的底部设有与滑轨配合的凸起，RFID识别箱能够沿滑轨完全插入中空支架的内部。
RFID识别箱包括第二板件和第三板件，第三板件为水平底板，且第三板件上设有多个与滑轨配合的凸起；
第三板件与第二板件靠近底边的位置垂直固定连接，RFID射频识别模块固定在第二板件内侧面上或工作台内与第二板件相对的位置。
本实施例中，第二板件的底部设有滚轮，方便RFID识别箱的滑动。
可以理解的，在其他一些实施方式中，操作台本体的底部设有对称设置的多个带有锁紧功能的万向轮，能够实现操作台本体的快速移动和快速固定，进一步的保证随装随用的效果，本实施例中，万向轮固定设置在中空支架的底部。
实施例6：
本发明实施例6提供了一种工具管理系统，包括本发明实施例1或实施例2或实施例3或实施例4或实施例5所述的工具管理操作台和安检门；
安检门至少包括位置相对的两个板件，至少一个板件上设有与处理器通信连接的RFID射频识别模块。
实施例7：
如图4和图5所示，本发明实施例7提供了一种工具管理系统，包括本发明实施例1、实施例2、实施例3、实施例4或实施例5所述的工具管理操作台；
工具出库通道7上设有至少一个第三RFID射频识别模块，且操作台本体上设有与第一RFID射频识别模块和第三RFID射频识别模块连接的控制终端，且控制终端与身份识别模块通信连接，控制终端根据身份识别结果、第一RFID射频识别模块、第二RFID射频识别模块和第三RFID射频识别模块的识别结果进行工具出入库管理。
优选的，操作台本体的一侧开有配合RFID识别箱插入的通道，通道内设有与RFID识别箱配合的滑动组件，且RFID识别箱插入通道内后RFID识别箱的外侧面与操作台体开有通道的一侧的侧面平齐。
RFID识别箱通过直线轴承穿过箱体的开口侧与操作台的通道内的支架连接。
可以理解的，在其他一些实施方式中，操作台本体的通道内设有滑轨，RFID识别箱上设有多个与滑轨配合的凸起或者滑轮，或者，RFID识别箱也可以固定在操作台本体的一侧。
本实施例中，操作台本体上或者靠近操作台的固定用底面上设有人脸识别模块，人脸识别模块与控制终端通信连接。
操作台本体上还设有用于单个工具识别的发卡器13（即第二RFID射频识别模块）。
利用上述的工具管理系统，借工具箱时包括以下步骤，如图5所示：
人脸识别成功时，点击借按钮，找到工具箱，将工具箱放置在RFID识别箱内，利用第一RFID射频识别模块进行多个工具的同时清点；人脸识别不成功时，人工认证，点击借按钮再找到工具箱进行清点；
如果读取标签成功，管理员对扫描的结果进行确认，确认通过后借还人员对扫描结果进行确认；
借还人员确认通过后，如果语音播报的结果与借的工具一致，进行门禁扫描，完成借流程；如果语音播报的结果与借的工具不一致，返回通知管理员，进行人工处理；如果借的工具没有通过人脸识别验证，进行门禁报警和图像抓拍。
借零散工具时包括以下步骤：
人脸识别成功时，点击借按钮，找到工具，将工具放置在第二RFID射频识别模块的识别区域，利用第二RFID射频识别模块进行工具的清点，人脸识别不成功时，人工认证，点击借按钮再找到工具箱进行清点；
如果读取标签成功，管理员对扫描的结果进行确认，确认通过后借还人员对扫描结果进行确认；
借还人员确认通过后，如果语音播报的结果与借的工具一致，进行门禁扫描，完成借流程；如果语音播报的结果与借的工具不一致，返回通知管理员，进行人工处理；如果借的工具没有通过人脸识别验证，进行门禁报警和图像抓拍。
可以理解的，在借工具箱或者借零散工具时，均可以通过手工录入的方式进行要借的工具或工具箱的条码录入。
还工具箱时包括以下步骤：
扫描工具箱或工具，记录扫描结果；
人脸识别成功时，点击还按钮，列表显示要还的工具；
列表符合预期，点击确认归还按钮，否则，重新扫描或人工认证。
具体的，操作台本体的结构如图1所示，操作台本体包括水平的第一板件14，第一板件14为方形板件或者矩形板件，第一板件的支撑件包括三个支撑板（其中一个支撑板开有操作人员腿部探入的口），各个支撑板与第一板件的不同侧边垂直固定连接；
各个支撑板与第一板件14围成一侧开口的箱体，三个支撑板的底部固定有支撑架，RFID识别箱通过直线轴承穿过箱体的开口侧与支撑架连接，且RFID识别箱能够沿通过直线轴承和开口侧完全插入操作台本体内部。
RFID识别箱包括第二板件8和第三板件9，第三板件为水平底板，且第三板件与直线轴承的一端固定连接，第二板件与箱体的开口侧相匹配，能够使得第二板件完全插入开口侧。
第三板件与第二板件靠近底边的位置垂直固定连接，RFID射频识别模块固定在第二板件内侧面上或工作台内与第二板件相对的位置。
本实施例中，第二板件的底部设有滚轮，方便RFID识别箱的滑动。
操作台本体上还设有用于放置键盘12的键盘槽，通过推拉支架插入操作台本体中。
可以理解的，在其他一些实施方式中，第二板件的外侧面还固定有把手15。
本实施例中，控制终端设置在第一板件的台面上，控制终端包括有显示屏10，显示屏的上边沿固定有与控制终端通信的摄像头11。
本实施例所述的管理系统覆盖了传统的仓库管理所有业务，包括设备工具的增加、借还、清查、统计、分析、盘点等各项功能，设计的目标是实现各种管理过程的自动化，方便管理人员进行统计、查询和掌握工具的实时状态及使用情况，全面实现无纸化作业。
本实施例所述系统的还包括如下优势：
（1）实时观察整个厂区工具的当前状态，把握全局，便于决策。
系统可实时浏览各库房内的工具状态，包括在库的、外借的、维修的、报废的所有工具；并可实时查询单个工具的位置、状态、当前使用情况、历史使用情况等信息。为工具的购置、调拨、数据分析等各项决策过程提供依据。
（2）工具状态可视化。
管理员可通过计算机登记工具的新增、报废、维修等信息，实现无纸化作业。
（3）工具的借用、归还实现电子化管理，准确、方便。
设备等工具上固定有RFID标签，借用时通过扫描标签和采集借用者人脸识别实现借用登记，系统自动生成借用记录，归还时方法类似；借用和归还无需手工纸张登记，减少了人为失误和记录遗失的风险，大大提高了工作效率。
（4）工具盘点快捷、方便，节省人力和时间。
到达盘点周期后，仓库管理员可以使用手持机对库房内的物品进行盘点，盘点以手持机扫描RFID标签的方式进行。由于RFID标签读取距离远，并且可多标签读取，一般操作员沿着固定路线行走就可以完成盘点，大大节省盘点时间。盘点结果系统自动判别，并实时给出盘点异常信息，操作员可以边盘点边核对，可以避免遗漏、失误的情况发生。
（5）报表及时、准确，可以快速实现各类统计和分析。
可以根据业务类型，随时进行信息查询或生成统计报表，报表类型包括：工具借出统计表、工具在库情况统计表、工具新增统计表、工具报废统计表等。报表的类型和格式可根据用户的实际情况灵活定制。
（6）工具异常情况自动报警功能。
系统通过分析各项记录，可自动产生多种异常报警信息，比如：某项工具长期未归还系统将给出报警；某项工具超过维修、报废时限系统将适时提醒，时限阀值可由用户任意设置。
（7）权限管理明晰。
系统实现权限管理，不同的用户等级对应不同的权限，比如：库房管理员仅能浏览到本仓库的工具信息。另外系统的所有业务记录都包含人员信息，如盘点、借还、报废、维修等都要记录当事人，一旦发现有异常，可以快速的追溯，做到责任到人。
（8）系统安全设计。
系统身份认证采用人脸识别方式，相对于传统的人工输入和指纹识别更高效、更安全。数据通信采用JWT数字签名技术，用于作为JSON对象在各方之间安全地传输信息，传输数据确保完整性，保持机密性。
实施例8：
鉴于现有技术中存在的其他问题，如：
（1）当有人员在进行工具的入库操作时，如果工具较为贵重或者为了预防工具丢失带来的责任，可能预先将工具上的标签拆下进行虚假入库，此时，虽然能够识别到RFID标签已经入库，但是实际上工具尚未归还，如果采用现有的方式进行入库识别，只有在进行定期盘点的时候才会发现，工件的丢失追溯困难；
（2）现有的RFID工具管理系统中，RFID阅读器只能对标签的进或者出进行识别，不能对工具的移动方向进行有效的识别，从而无法判别借工具人员是否真正的带离工具出了库，有可能借工具人员在RFID阅读器的识别区域进行了折返，此时如果依然判断工具出库，则会给整个工具管理系统带来混乱；
（3）现有的RFID工具管理系统，大多数还是针对单个或者几个工具的借还，如果遇到大型车间厂房或者大型设备（如飞机）维修时，需要大量的工具紧急借还，而现有的RFID阅读器的识别能力有限，导致识别效率较低或者无法识别，从而可能使得整个工具管理系统崩溃，无法对出入库的工具进行全面的识别，容易出现漏检的情况，进而可能导致工具的丢失等情况的发生。
为了解决上述问题，如图6所示，本发明实施例8提供了一种工具管理系统，首先将整个仓库区域划分为三个区域，分别为第一识别区域3、第二识别区域4和第三识别区域5，各个识别区域均可以通过多个RFID识别元件交互配合而成；
具体的，本实施所述系统包括操作台本体1上的控制终端和至少一台第四RFID射频识别模块，多个带RFID标签的工具设置在第一识别区域内；
工具出库通道7上设有至少一个第五RFID射频识别模块，且第四RFID射频识别模块和第五RFID射频识别模块分属不同的识别区域，控制终端与第四RFID射频识别模块和第五RFID射频识别模块通信连接，并根据第四RFID射频识别模块和第五RFID射频识别模块的识别结果判断工具出库或入库。
各个工具均设置在第四RFID射频识别模块的识别区域内的对应工具槽内，且各个工具槽内设有用于与工具接触的应变传感器，应变传感器与控制终端通信连接。
本实施例中，工具槽为与工具匹配的仿型槽，应变传感器固定设置在仿型槽的内底面或者内侧面上。
在仓库内设置多个分控制器，各个分控制器分别控制不同的应变传感器，各个分控制器分别与控制终端通信，实现总分控制以提高控制效果。
可以理解的，当工具为悬挂类的工具时，应变传感器设置在工具架2上与工具接触的承压部位，本领域技术人员可以根据具体工况进行选择，这里不再赘述。
还包括与控制终端通信连接的用于采集人脸和/或指纹数据的数据采集模块，控制终端根据获取的人脸和/或指纹数据进行出入库操作人员的识别验证。
还包括有至少一个第六RFID射频识别模块，第六RFID射频识别模块的识别区域分别与第四RFID射频识别模块和第五RFID射频识别模块的识别区域邻接。
实施例9：
本发明实施例9提供了一种工具管理方法。
一种工具管理方法，利用本发明实施例8所述的工具管理系统；
当第一RFID射频识别模块、第二RFID射频识别模块和第三RFID射频识别模块不工作时，且第四RFID射频识别模块、第五RFID射频识别模块和第六RFID射频识别模块均工作时，出库还包括以下步骤：
工具离开第四RFID射频识别模块的识别区域，控制终端接收到第四RFID射频识别模块的工具离开信息；
工具离开第四RFID射频识别模块的识别区域且未进入第五RFID射频识别模块的识别区域时，控制终端根据对工具出库操作人员的身份识别结果，判断是否准许出库，当身份识别不通过时，控制终端告警，禁止出库，当身份识别通过时，工具允许进入第五RFID射频识别模块的识别区域；
工具离开第五RFID射频识别模块的识别区域后，控制终端接收到第五RFID射频识别模块的工具离开信息；
控制终端根据第四RFID射频识别模块和第五RFID射频识别模块的识别结果，判断工具是否出库完成。
当第四RFID射频识别模块、第五RFID射频识别模块和第六RFID射频识别模块均反馈给控制终端工具离开信息时，判断工具离开；
当第四RFID射频识别模块和第五RFID射频识别模块反馈给控制终端工具离开信息，且第六RFID射频识别模块反馈给控制终端工具在位信息时，判断操作人员进入通道后又折返进入第六RFID射频识别模块的识别范围。
控制终端根据应变传感器的感应结果，判断工具是否真正离开第四RFID射频识别模块的识别范围。
本实施例所述的上述方法，通过第四RFID射频识别模块、第五RFID射频识别模块和身份识别的结果，进行工具出入库的检验，实现了对工具的更好的管控，有效的防止了不合格人员对工具的借还，对工具借还进行了三方的验证，极大的提高了工具借还的安全性和可追溯性。
本实施例所述的上述方法，通过第四RFID射频识别模块、第五RFID射频识别模块、第六RFID射频识别模块和身份识别结果的交互验证，有效的实现了对虚假出库操作的验证，有效的实现了对工具虚假出库的管控，防止工具丢人责任人的认定错误。
本实施例所述的上述方法，通过RFID阅读器、身份识别和应变传感器的结合，实现了对虚假入库操作的全方位防御，有效的保证了工具的真实归位，防止出现虚假入库的情况发生。
实施例10：
本发明实施例10提供了一种工具管理方法，利用本发明实施例8所述的工具管理系统，工具的入库还包括以下步骤：
工具进入第五RFID射频识别模块的识别范围，然后进入第六RFID射频识别模块的识别范围；
控制终端根据入库操作人员的身份识别结果，判断是否准许入库，当身份识别不通过时，控制终端告警，禁止入库，当身份识别通过时，工具允许进入第四RFID射频识别模块的识别区域；
控制终端根据第四RFID射频识别模块的识别结果判断工具是否入库完成。
控制终端根据缺失工具的工具槽内设置的应变传感器对工具的入库归位情况进行核实；
当控制终端接收到第四RFID射频识别模块的工具识别信号，但是未接收到应变传感器的工具入位感应信号时，进行工具入库的进一步核查；
经巡检后没有发现第四RFID射频识别模块的识别区域内有未入工具槽的工具时，判断只有标签入库而工具未入库；
经巡检后发现第四RFID射频识别模块的识别区域内有未入工具槽的工具时，将工具人工放入工具槽内。
当批量工具同时入库时，各个RFID阅读器采用PD-ALOHA算法进行RFID标签的识别，包括以下步骤：
对比待批量入库的工具件数与给定最大帧的长度，在未识别RFID标签数量大于给定最大帧的长度时，对所有的RFID标签分为休眠组和待命组，并只许待命组的标签响应；
每次在识别周期结束之后，阅读器都要统计在上一轮的识别周期里的空时隙数、碰撞的时隙数和成功标识标签数量等信息来估算标签数目，依据估算的结果来确定帧长度以及决定下一帧当中是否需要进行分组；
在待命组内，阅读器通过发送数据信号来对标签的碰撞信息进行检测，数据信号包含一帧微型的检测帧及一个检测的时隙数；
标签接收到该数据信号后会随机地选择一个随机整数储存在标签寄存器内，标签会根据此随机数来决定在什么时间响应RFID阅读器查询，每一个标签都在各自的时隙里发送信息；
如若在帧内有些标签未发生时隙碰撞，则这个标签就会在各自时隙里把其ID号传送给阅读器，而在帧内发生了时隙碰撞的那些标签，就要等下一轮的识别。
具体的分组方法如下：首先算法需要估算未识别标签数量，和给定最大帧的长度进行对比，把这个作为是否进行分组的依据。在未识别标签数量远超过给定最大帧的长度时，把阅读器作用范围之内的标签分组：休眠组和待命组，并规定只许待命组的标签响应，把待命组标签数量定为256个，以便匹配前面所设定的最大帧长，休眠组标签暂时不响应阅读器的查询操作。每次在识别周期结束之后，阅读器都要统计在上一轮的识别周期里的空时隙数、碰撞的时隙数和成功标识标签数量等信息，以此进行本轮识别帧长度的调整及是否需要进行分组。因此，当阅读器的作用范围内还存在处于休眠状态标签，就表明待命状态的标签数大于256个，此时，帧长度L=256。所以在每一个识别周期里，阅读器都能够以最高效率进行标签识别。在待识别的标签数量少于某一个阀值（如：256）的时候，阅读器就不会在对待识别的标签分组，而只动态识别RFID标签，也就是只动态调整帧的长度，此时阅读器的作用范围之内全部的没被“灭活"标签都在待命。“灭活”是一种特殊的操作，就是指当一个标签在成功被识别后，就会给此RFID标签一特定命令，让此RFID标签处于不活动的请客，对之后的阅读器指令不做出任何响应。在RFID阅读器限制部分可以响应RFID阅读器的查询操作的RFID标签数量之后，位于前一帧的结束与后一帧的开始之间的间隔，RFID阅读器会广播帧长及分组信息，标签接收到这个信息然后对自身状态进行设置并形成识别码。而在待识别的RFID标签数量比某一个值低后，RFID阅读器就不会对剩下的RFID标签进行分组。每个周期结束之后，RFID阅读器都会进行以上操作，一直到全部RFID标签被成功地识别。
碰撞检测结束后，进行数据传输，具体为：
在可读时隙内的RFID标签在各自的可读时隙中与RFID阅读器逐个进行数据交换，处于发送碰撞或空闲时隙的标签，RFID阅读器则不再与其通信，直接跳过，具体步骤如下：
RFID阅读器计算最小可读的时隙序号，位于时隙内RFID标签就能够在该时隙内和RFID阅读器交换数据信息，实现RFID标签信息无差错的传输；
RFID标签被成功识别之后，阅读器对该RFID标签发送灭活指令，使此标签不会再响应RFID阅读器的任何后续指令；
RFID阅读器继续向后查询其他的可读时隙序号，然后建立与RFID标签间的通信与操作，逐渐循环直至RFID阅读器的作用范围内不再有RFID标签响应为止，至此，待识别RFID标签全部被识别完毕。
本实施例所述的上述方法，通过改进的PD-ALOHA算法，提高了RFID阅读器的识别效率，保证了在短时间对所有批量出入库的RFID标签的读取和识别，能够有效的应对工具的紧急出入库情况。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于RFID标签识别的工具管理操作台，其特征在于：包括操作台本体，操作台本体的侧部连接有用于多工具同时清点的RFID识别箱，RFID识别箱内固定有至少一个第一RFID射频识别模块；
RFID识别箱的至少一侧开口，操作台本体上还设有用于单个工具识别的第二RFID射频识别模块。
2.如权利要求1所述的基于RFID标签识别的工具管理操作台，其特征在于：
操作台本体的一侧开有配合RFID识别箱插入的通道，通道内设有与RFID识别箱配合的滑动组件，且RFID识别箱插入通道内后，RFID识别箱的外侧面与操作台体开有通道的一侧的侧面平齐。
3.如权利要求2所述的基于RFID标签识别的工具管理操作台，其特征在于：RFID识别箱通过直线轴承穿过箱体的开口侧与操作台的通道内的支架连接；
或者，
操作台本体的通道内设有滑轨，RFID识别箱上设有多个与滑轨配合的凸起或者滑轮。
4.如权利要求1所述的基于RFID标签识别的工具管理操作台，其特征在于：RFID识别箱固定在操作台本体的一侧。
5.如权利要求1所述的基于RFID标签识别的工具管理操作台，其特征在于：操作台本体上或者靠近操作台的固定用底面上设有人脸识别模块，人脸识别模块与控制终端通信连接。
6.一种基于RFID标签识别的工具管理系统，其特征在于：包括权利要求1-5任一项所述的基于RFID标签识别的工具管理操作台；
工具出库通道上设有至少一个第三RFID射频识别模块，且操作台本体上设有与第一RFID射频识别模块和第三RFID射频识别模块连接的控制终端；
控制终端与身份识别模块通信连接，控制终端根据身份识别结果、第一RFID射频识别模块、第三RFID射频识别模块和第二RFID射频识别模块的识别结果进行工具出入库管理。
7.如权利要求6所述的基于RFID标签识别的工具管理系统，其特征在于：整个仓库区域划分为三个区域，分别为第一识别区域、第二识别区域和第三识别区域；
第一识别区域内设有第四RFID射频识别模块，第二识别区域内设有第五RFID射频识别模块，第三识别区域内设有第六RFID射频识别模块；
各个工具均设置在第四RFID射频识别模块的识别区域内的对应工具槽内，且各个工具槽内设有用于与工具接触的应变传感器，应变传感器与控制终端通信连接；
当第一RFID射频识别模块、第二RFID射频识别模块和第三RFID射频识别模块不工作时，且第四RFID射频识别模块、第五RFID射频识别模块和第六RFID射频识别模块均工作时，出库还包括以下步骤：
工具离开第四RFID射频识别模块的识别区域，控制终端接收到第四RFID射频识别模块的工具离开信息；
工具离开第四RFID射频识别模块的识别区域且未进入第五RFID射频识别模块的识别区域时，控制终端根据对工具出库操作人员的身份识别结果，判断是否准许出库，当身份识别不通过时，控制终端告警，禁止出库，当身份识别通过时，工具允许进入第五RFID射频识别模块的识别区域；
工具离开第五RFID射频识别模块的识别区域后，控制终端接收到第五RFID射频识别模块的工具离开信息；
控制终端根据第四RFID射频识别模块和第五RFID射频识别模块的识别结果，判断工具是否出库完成；
当第四RFID射频识别模块、第五RFID射频识别模块和第六RFID射频识别模块均反馈给控制终端工具离开信息时，判断工具离开；
当第四RFID射频识别模块和第五RFID射频识别模块反馈给控制终端工具离开信息，且第六RFID射频识别模块反馈给控制终端工具在位信息时，判断操作人员进入通道后又折返进入第六RFID射频识别模块的识别范围；
控制终端根据应变传感器的感应结果，判断工具是否真正离开第四RFID射频识别模块的识别范围。
8.一种基于RFID标签识别的工具管理方法，其特征在于：利用权利要求6或7所述的工具管理系统，借工具箱时包括以下步骤：
人脸识别成功时，点击借按钮，找到工具箱，将工具箱放置在RFID识别箱内，利用第一RFID射频识别模块进行多个工具的同时清点；人脸识别不成功时，人工认证，点击借按钮再找到工具箱进行清点；
如果读取标签成功，管理员对扫描的结果进行确认，确认通过后借还人员对扫描结果进行确认；
借还人员确认通过后，如果语音播报的结果与借的工具一致，进行门禁扫描，完成借流程；如果语音播报的结果与借的工具不一致，返回通知管理员，进行人工处理；如果借的工具没有通过人脸识别验证，进行门禁报警和图像抓拍。
9.如权利要求8所述的基于RFID标签识别的工具管理方法，其特征在于，还包括借零散工具的步骤：
人脸识别成功时，点击借按钮，找到工具，将工具放置在第二RFID射频识别模块的识别区域，利用第二RFID射频识别模块进行工具的清点，人脸识别不成功时，人工认证，点击借按钮再找到工具箱进行清点；
如果读取标签成功，管理员对扫描的结果进行确认，确认通过后借还人员对扫描结果进行确认；
借还人员确认通过后，如果语音播报的结果与借的工具一致，进行门禁扫描，完成借流程；如果语音播报的结果与借的工具不一致，返回通知管理员，进行人工处理；如果借的工具没有通过人脸识别验证，进行门禁报警和图像抓拍。
10.如权利要求9所述的基于RFID标签识别的工具管理方法，其特征在于，还包括还工具箱的步骤：
扫描工具箱或工具，记录扫描结果；
人脸识别成功时，点击还按钮，列表显示要还的工具；
列表符合预期，点击确认归还按钮，否则，重新扫描或人工认证。
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GR01 Patent grant
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Denomination of invention: Tool management console, system and method based on RFID tag identification

Effective date of registration: 20220317

Granted publication date: 20210423

Pledgee: Weifang rural commercial bank Limited by Share Ltd. hi tech sub branch

Pledgor: SHANDONG ORION ELECTRONICS CO.,LTD.

Registration number: Y2022980002652

PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right
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Date of cancellation: 20231017

Granted publication date: 20210423

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