CN203616770U - 基于rfid技术的智能书架 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及图书管理领域，尤其涉及一种能够实现对大量图书在架管理、图书盘点和图书定位的基于RFID技术的智能书架，其特征在于所述架体设有两层以上的横向隔板，每层横向隔板上设有两个以上的内设射频天线的纵向隔板，射频读写器的射频信号输出端分别与两个以上的纵向隔板中的射频天线相连接，本实用新型的有益效果是：标签检测的数量和成功率高、定位精确、可实现多节智能书架的级联。
Description
技术领域
本实用新型涉及图书管理领域，尤其涉及一种能够实现对大量图书在架管理、图书盘点和图书定位的基于RFID技术的智能书架。
背景技术
随着现代信息时代的发展，人们对知识的需求越来越大，城市或学校图书馆中的藏书量也越来越大，图书管理已经成为大型图书馆面临的严重问题，基于RFID技术的智能书架也应运而生。但随着图书数量的进一步增大，每个RFID智能书架的读写设备管理的RFID标签数量也随之增大，RFID智能书架管理图书的性能和便宜性也出现了下降，主要表现在：一、在RFID标签的数量过多的情况下，RFID读写设备不能保证能检测到每个书架上的所有RFID标签，存在漏读现象，即标签读取的成功率下降；二、随着图书数量的增多，图书馆中需要的智能书架和RFID读写设备也会增多，新增的智能书架如何方便的与原来的智能书架进行结构上和电气上的连接也是一个需面对的问题；三、随着智能书架的增多和每个RFID读写设备管理的书架的增多，检测到的RFID标签也越来越难以精确定位。
以上问题会给使用RFID智能书架的图书馆产生额外的人工管理成本，也限制了RFID智能书架在图书馆行业的应用范围。
发明内容
本实用新型针对现有技术中存在的缺点和不足，提出一种能够大大减少检测RFID标签时的漏读现象，提高了智能书架在管理图书上的准确度，并能够提供RFID标签在智能书架的每一层书架中的精确定位，可实现多节智能书架的级联，大大减少了智能书架的实施成本的基于RFID技术的智能书架。
本实用新型可以通过以下措施达到：
一种基于RFID技术的智能书架，包括架体和固定在架体上的用于对RFID标签进行读写的射频读写器，其特征在于所述架体设有两层以上的横向隔板，每层横向隔板上设有两个以上的内设射频天线的纵向隔板，射频读写器的射频信号输出端分别与两个以上的纵向隔板中的射频天线相连接。
本实用新型中所述射频读写电器中设有微控芯片和用于产生射频信号的晶振电路、与晶振电路输出端相连接的调制电路、与调制电路输出端相连接的功率放大电路、与功率放大电路输出端相连接时分复用器，与时分复用器的输出端相连接的两个以上的功率分配器，与每个功率分配器的输出端相连接的匹配电路，还设有包络检波电路、与包络检波电路输出端相连接的中频解调电路、与中频解调电路输出端相连接的比较判决电路，其中微控芯片分别与晶振电路、比较判决电路相连接，在工作时向晶振电路输出控制信号，并接收比较判决电路的处理结果，匹配电路的输出端与射频天线相连接，包络检波电路的输入端接收由射频天线接收的信息。
本实用新型中所述时分复用器中设有两路以上的射频信号开关电路，每路射频信号开关电路的控制信号接口均与射频读写器中的微控芯片相连接，用于根据微控芯片的命令，选择开启多路射频信号开关电路中的一路，送出射频信号。
本实用新型中所述时分复用器中两路以上的射频信号开关电路的输出端分别接有功率分配器，即整个装置设有两个以上的功率分配器，功率分配器的数量可以与书架架体层数相同，使每个功率分配器提供书架架体的一层上两个以上设于纵向隔板中的射频天线的射频信号；功率分配器采用主/次级线圈结构，包括射频信号输入电路以及射频信号输出电路，其中射频信号输入电路中设有主线圈，射频信号输出电路设有两个以上的次级线圈，通过主次级线圈的耦合作用，将输入的射频信号分为多路输出，其中调整射频信号输出电路中两个以上次级线圈的匝数，可以调整功率分配比，优选的，射频输出电路中设有三个匝数相同的次级线圈，用于将输入的射频信号分为三路输出，射频输出电路的两个以上的输出接口分别与两个以上射频天线一一对应连接，通过射频天线完成射频信号的发射。
本实用新型中所述射频读写器中还设有与微控芯片相连接的通信电路，通过通信电路可以与上位机进行数据交换。
本实用新型中可以设有两个以上的时分复用器，从而实现多节智能书架的级联。
本实用新型中的智能书架采用射频信号时分复用和功率均分相结合的技术，射频读写器产生的射频信号通过射频同轴线传输到的时分复用器中，并且读写器通过控制线来控制进入时分复用器的射频信号轮流分配到每一层书架中的功率分配器，到达某一层书架的射频信号通过功率分配器被平均分配到这一层的每个天线，通过每个天线发出的射频电磁场均匀地分布在这一层书架上，所述功率分配器采用功率一分多的方式，将传输给每一层的一条射频传输线上的射频信号分布在这一层的多个天线上，这样可以使每层书架上的天线发出的射频能量均匀的分布在该层放置图书区域，使得读写设备在相同的功率下检测的RFID标签数量大大增加，成功率和稳定性明显提高。
本实用新型中所述书架本体，每节书架为双面书架，每层书架优选的设有三个内设射频天线的纵向隔板，射频信号通过时分复用器到达每层书架，进入所述功率分配器的输入端口，射频信号经过分配后从所述功率分配器的三个输出端口输出，从三个输出端口输出的射频信号进入到天线上的端口中，所述射频读写器可以控制时分复用器将射频信号传输到某一层天线，并获取检测到的RFID标签位于书架的层号，从而得出图书的层位置。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：
1、标签检测的数量和成功率提高：增多智能书架上每层书架的天线数量，功率分配器采用功率一分多的方式，将传输给每一层的一条射频传输线上的射频信号分布在这一层的多个天线上，这样可以使每层书架上的天线发出的射频能量均匀的分布在该层放置图书区域，使得读写设备在相同的功率下检测的RFID标签数量大大增加，成功率和稳定性明显提高。
2、定位精确：从读写设备中输出的射频信号经过时分复用器的控制被可控地分配到智能书架的每一层，从而可以确定在检测到某一张RFID标签时，这张RFID标签所处在的书架的哪一层，从而实现图书的准确层定位。
3、实现多节智能书架的级联：采用时分复用的方式，时分复用器将一个读写设备发出的射频信号依次分配给智能书架的每一层，这样可以实现用一个RFID读写设备管理一个智能书架的多层的天线，甚至可以用一个RFID读写设备管理多个智能书架的多层的天线，从而实现多节智能书架的级联，大大减少了智能书架的实施成本。
附图说明:
附图1是本实用新型的结构示意图。
附图2是本实用新型的电路结构框图。
附图标记：架体1、横向隔板2、纵向隔板3、微控芯片4、晶振电路5、调制电路6、功率放大电路7、时分复用器8、功率分配器9、匹配电路10、包络检波电路11、中频解调电路12、比较判决电路13、射频天线14。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
本实用新型提出的一种基于RFID技术的智能书架，包括架体1和固定在架体上的用于对RFID标签进行读写的射频读写器，其特征在于所述架体1设有两层以上的横向隔板2，每层横向隔板上设有两个以上的内设射频天线的纵向隔板3，射频读写器的射频信号输出端分别与两个以上的纵向隔板3中的射频天线相连接。
本实用新型中书架架体1采用金属材料制成。
本实用新型中所述射频读写电器中设有微控芯片4和用于产生射频信号的晶振电路5、与晶振电路5输出端相连接的调制电路6、与调制电路6输出端相连接的功率放大电路7、与功率放大电路7输出端相连接的时分复用器8，与时分复用器8的输出端相连接的两个以上的功率分配器9，与每个功率分配器9的输出端相连接的匹配电路10，还设有包络检波电路11、与包络检波电路11输出端相连接的中频解调电路12、与中频解调电路12输出端相连接的比较判决电路13，其中微控芯片4分别与晶振电路5、比较判决电路13相连接，在工作时向晶振电路5输出控制信号，并接收比较判决电路13的处理结果，匹配电路10的输出端与射频天线14相连接，包络检波电路11的输入端接收由射频天线14接收的信息。
本实用新型中所述时分复用器8中设有两路以上的射频信号开关电路，每路射频信号开关电路的控制信号接口均与射频读写器中的微控芯片4相连接，用于根据微控芯片4的命令，选择开启多路射频信号开关电路中的一路，送出射频信号。
本实用新型中所述时分复用器8中两路以上的射频信号开关电路的输出端分别接有功率分配器9，即整个装置设有两个以上的功率分配器9，功率分配器9的数量可以与书架架体层数相同，使每个功率分配器9提供书架架体1的一层上两个以上设于纵向隔板3中的射频天线14的射频信号；功率分配器9采用主/次级线圈结构，包括射频信号输入电路以及射频信号输出电路，其中射频信号输入电路中设有主线圈，射频信号输出电路设有两个以上的次级线圈，通过主次级线圈的耦合作用，将输入的射频信号分为多路输出，其中调整射频信号输出电路中两个以上次级线圈的匝数，可以调整功率分配比，优选的，射频输出电路中设有三个匝数相同的次级线圈，用于将输入的射频信号分为三路输出，射频输出电路的两个以上的输出接口分别与两个以上射频天线一一对应连接，通过射频天线完成射频信号的发射。
本实用新型中所述射频读写器中还设有与微控芯片4相连接的通信电路，通过通信电路可以与上位机进行数据交换。
本实用新型中可以设有两个以上的时分复用器8，从而实现多节智能书架的级联。
本实用新型中的智能书架采用射频信号时分复用和功率均分相结合的技术，射频读写器产生的射频信号通过射频同轴线传输到的时分复用器中，并且读写器通过控制线来控制进入时分复用器的射频信号轮流分配到每一层书架中的功率分配器，到达某一层书架的射频信号通过功率分配器被平均分配到这一层的每个天线，通过每个天线发出的射频电磁场均匀地分布在这一层书架上，所述功率分配器采用功率一分多的方式，将传输给每一层的一条射频传输线上的射频信号分布在这一层的多个天线上，这样可以使每层书架上的天线发出的射频能量均匀的分布在该层放置图书区域，使得读写设备在相同的功率下检测的RFID标签数量大大增加，成功率和稳定性明显提高。
本实用新型中所述书架本体，每节书架为双面书架，每层书架优选的设有三个内设射频天线的纵向隔板，射频信号通过时分复用器到达每层书架，进入所述功率分配器的输入端口，射频信号经过分配后从所述功率分配器的三个输出端口输出，从三个输出端口输出的射频信号进入到天线上的端口中，所述射频读写器可以控制时分复用器将射频信号传输到某一层天线，并获取检测到的RFID标签位于书架的层号，从而得出图书的层位置。
本实用新型使用时，RFID标签被附于每本图书上，每个RFID标签的信息中都与所附图书信息一一对应，读写设备1将RFID标签的检测结果通过图1的通信接口传给连接的服务器中，检测结果包括且不限于RFID标签的UID和检测到该UID的天线的层号，服务器通过分析检测结果得出书籍位置信号并可通过文本或图形的方式显示给用户，用户也可以通过UID与图书信息的一一对应关系进行图书位置的查找或者图书是否在架的查询，从而大大提高图书馆工作人员的工作效率。
本实用新型与现有技术相比，有标签检测的数量和成功率高、定位精确、可实现多节智能书架的级联等优点。
Claims (5)
1.一种基于RFID技术的智能书架，包括架体和固定在架体上的用于对RFID标签进行读写的射频读写器，其特征在于所述架体设有两层以上的横向隔板，每层横向隔板上设有两个以上的内设射频天线的纵向隔板，射频读写器的射频信号输出端分别与两个以上的纵向隔板中的射频天线相连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于RFID技术的智能书架，其特征在于所述射频读写电器中设有微控芯片和用于产生射频信号的晶振电路、与晶振电路输出端相连接的调制电路、与调制电路输出端相连接的功率放大电路、与功率放大电路输出端相连接时分复用器，与时分复用器的输出端相连接的两个以上的功率分配器，与每个功率分配器的输出端相连接的匹配电路，还设有包络检波电路、与包络检波电路输出端相连接的中频解调电路、与中频解调电路输出端相连接的比较判决电路，其中微控芯片分别与晶振电路、比较判决电路相连接，匹配电路的输出端与射频天线相连接，包络检波电路的输入端接收由射频天线接收的信息。
3.根据权利要求2所述的一种基于RFID技术的智能书架，其特征在于所述时分复用器中设有两路以上的射频信号开关电路，每路射频信号开关电路的控制信号接口均与射频读写器中的微控芯片相连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于RFID技术的智能书架，其特征在于、所述时分复用器中两路以上的射频信号开关电路的输出端分别接有功率分配器，即设有两个以上的功率分配器，功率分配器的数量与书架架体层数相同，使每个功率分配器提供书架架体的一层上两个以上设于纵向隔板中的射频天线的射频信号。
5.根据权利要求3所述的一种基于RFID技术的智能书架，其特征在于功率分配器采用主/次级线圈结构，包括射频信号输入电路以及射频信号输出电路，其中射频信号输入电路中设有主线圈，射频信号输出电路设有两个以上的次级线圈，通过主次级线圈的耦合作用，将输入的射频信号分为多路输出。
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