CN205193843U - Rfid图书管理装置 - Google Patents

Abstract

一种RFID图书管理装置，包括架体、间隔设置于架体内的层架及信号收发装置；信号收发装置包括依次通信连接的读写器、功分器以及天线；读写器，用于接收射频命令，对射频命令进行编码、调制和放大，生成原始射频信号；功分器，用于对原始射频信号进行功率的平均分配，生成待发射频信号；天线，用于接收待发送射频信号，并根据待发射频信号，发送射频信号，形成射频磁场；架体和层架共同形成多层放置结构；读写器及功分器设置于架体上，天线垂直于层架，并相互平行的分布于放置结构内。由于天线垂直于层架，并相互平行的分布于放置结构内，该RFID图书管理装置可以形成稳定的射频磁场，提高射频识别的准确性，从而可以提高图书管理的准确性。

Description

RFID图书管理装置

技术领域

本实用新型涉及射频识别领域，尤其涉及一种RFID图书管理装置。

背景技术

在现有RFID(RadioFrequencyIdentification，射频识别)技术领域，射频识别系统一般包括射频天线、用于控制射频信号发射及接收的读写模块或装置，以及固定在待识别物品上的射频标签。基本原理是读写装置根据ISO15693协议对射频命令进行编码、调制和放大，通过射频天线输出射频信号，在一定空间范围内形成磁场；在该磁场中的射频标签被激活后，通过其上的集成芯片对命令进行识别(包括解调和解码等)，之后将其携带的信息通过自身的天线发射到磁场内；读写装置通过射频天线耦合到标签发射的信息，并将其反馈至读写装置内的信号接收电路，对接收到的信息进行处理后，即可完成对射频标签以及其所表示的物体的识别。

当前采用射频识别技术实现智能书架的案例，存在需要解决的问题是：如何针对书架结构形成稳定的射频磁场，提高射频识别的准确性，以提高图书管理的准确性。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种能够提高图书管理准确性的RFID图书管理装置。

一种RFID图书管理装置，包括架体、间隔设置于所述架体内的层架、及信号收发装置；

所述信号收发装置包括依次通信连接的读写器、功分器以及天线；

所述读写器，用于接收射频命令，对所述射频命令进行编码、调制和放大，生成原始射频信号；

所述功分器，用于对所述原始射频信号进行功率的平均分配，生成待发射频信号；

所述天线，用于接收所述待发射频信号，并根据所述待发射频信号，发送射频信号，形成射频磁场；

所述架体和所述层架共同形成多层放置结构；

所述读写器及所述功分器设置于所述架体上，所述天线垂直于所述层架，并相互平行的分布于所述放置结构内。

上述RFID图书管理装置，包括架体、间隔设置于所述架体内的层架、及信号收发装置；所述信号收发装置包括依次通信连接的读写器、功分器以及天线；所述读写器，用于接收射频命令，对所述射频命令进行编码、调制和放大，生成原始射频信号；所述功分器，用于对所述原始射频信号进行功率的平均分配，生成待发射频信号；所述天线，用于接收所述待发送射频信号，并根据所述待发射频信号，发送射频信号，形成射频磁场；架体、间隔设置于所述架体内的层架、及形成多层放置结构；所述读写器及所述功分器设置于所述架体上，所述天线垂直于所述层架，并相互平行的分布于所述放置结构内。由于所述天线垂直于所述层架，并相互平行的分布于所述放置结构内，该RFID图书管理装置可以形成稳定的射频磁场，提高射频识别的准确性，从而可以提高图书管理的准确性。

附图说明

图1为一种实施方式的RFID图书管理装置的电气结构图；

图2为一种实施方式的RFID图书管理装置的物理结构图；

图3为图2的RFID图书管理装置形成的磁场；

图4为图1的RFID图书管理装置的读卡器的功能结构图；

图5为图1的RFID图书管理装置的红外灯控制板的功能结构图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1和图2所示，一种RFID图书管理装置，包括架体(图未标)、间隔设置于所述架体内的层架4、及信号收发装置(图未标)。

所述信号收发装置包括依次通信连接的读写器8、功分器11以及天线12；

所述读写器8，用于接收射频命令，对所述射频命令进行编码、调制和放大，生成原始射频信号。

所述功分器11，用于对所述原始射频信号进行功率的平均分配，生成待发射频信号。

所述天线12，用于接收所述待发射频信号，并根据所述待发射频信号，发送射频信号，形成射频磁场。

所述架体和所述层架4共同形成多层放置结构。

所述读写器8及所述功分器11设置于所述架体上，所述天线12垂直于所述层架4，并相互平行的分布于所述放置结构内。

天线12可以分为设置于架体中部的中线圈2和设置于架体边缘的边线圈3。所述中线圈与所述边线圈平行设置。具体地，天线12均匀设置于所述放置结构内。

根据“右手定则”，每个天线12(包括中线圈2和边线圈3)在自己周围形成一个以线圈为轴的环形磁场，磁场方向取决于电流方向。由于磁场的可叠加特性，多个天线12在同一点形成的磁场相互叠加，场强和方向构成矢量和。多个天线12以适当间隔平行放置时，能够形成类似长方体或椭圆柱体的异形磁场，而且磁场边缘更为清晰，磁场厚度更容易控制，如图3所示，本实施例RFID图书管理装置的天线12所形成的有效磁场范围被束缚在天线12附近可读区域内，不同层架4间的磁场相对独立，不会对其他层架4产生影响。因此，这种天线12设置方式在一定程度上对解决层间串读问题和磁场盲区问题提供了稳定的磁场条件，可以提高射频识别的准确性，进而提高图书管理的准确性。

上述RFID图书管理装置，包括架体、间隔设置于所述架体内的层架4、及信号收发装置；所述信号收发装置包括依次通信连接的读写器8、功分器11以及天线12；所述读写器8，用于接收射频命令，对所述射频命令进行编码、调制和放大，生成原始射频信号；所述功分器11，用于对所述原始射频信号进行功率的平均分配，生成待发射频信号；所述天线12，用于接收所述待发送射频信号，并根据所述待发射频信号，发送射频信号，形成射频磁场；所述架体和所述层架4共同形成多层放置结构；所述读写器8及所述功分器11设置于所述架体上，所述天线12垂直于所述层架4，并相互平行的分布于所述放置结构内。由于所述天线12垂直于所述层架4，并相互平行的分布于所述放置结构内，该RFID图书管理装置可以形成稳定的射频磁场，提高射频识别的准确性，从而可以提高图书管理的准确性。

在其中一个实施例中，所述根据所述信号收发装置还包括相互通信连接的红外灯控制板9和红外层板13；所述红外灯控制板9还与所述读写器8通信连接；所述红外层板13设置于所述放置结构内。

所述红外层板13，包括层板(图未示)及设置于所述层板上的红外传感器(图未示)，所述红外传感器用于实现对每层放置结构的红外扫描，并生成扫描结果；

所述外传感器对每层放置结构进行红外扫描，以发现是否有图书放入或拿出，生成扫描结果。从而可以根据有图书放入或拿出的扫描结果来触发读写器8的检卡操作。

所述红外灯控制板9，用于根据所述扫描结果发送检卡命令。所述读写器8，还用于根据所述检卡命令对放置于所述放置结构内的图书上的电子标签进行检卡操作。

如此，RFID图书管理装置实现了根据有图书放入或拿出而主动触发读写器8进行检卡的触发自主检卡功能。

在其中一个实施例中，所述红外层板13还包括设置于所述层板上的指示灯(图未示)。

所述读写器8，还用于接收所述红外灯控制板发送的所述检卡命令，根据所述检卡命令发送指示灯指令。

所述红外灯控制板9，还用于接收所述读写器发送的所述指示灯指令，并根据所述指示灯指令发送指示灯信号。

所述指示灯，用于接收所述指示灯信号，并根据所述指示灯信号进行指示，以使用户知道RFID图书管理装置目前正在进行检卡操作；也可以通过在特定情况下，如有图书放入或拿出的情况下，指示灯是否进行指示来判断RFID图书管理装置是否正常运行。

在其中一个实施例中，所述信号收发装置还包括架指示灯板(图未示)；所述架指示灯板设置于所述架体的顶部；

所述架指示灯板，包括架板(图未示)和设置于所述架板上的照明指示灯(图未示)，所述照明指示灯用于照明，或/及，接收所述红外灯控制板发送的所述指示灯信号，并根据所述指示灯信号进行指示。以为架体提供照明，或/及为用户提供指示；还可以通过在特定情况下，如有图书放入或拿出的情况下，照明指示灯是否指示来判断RFID图书管理装置是否正常运行。

在其中一个实施例中，触发自主检卡功能需要读写器8和红外灯控制板9协同完成。所述红外灯控制板9与读写器8进行通信，同时下行端连接红外层板上的红外传感器和指示灯。

具体地，请参阅图4，所述红外灯控制板9包括：通信模块28、红外发射控制模块29、红外接收模块30及指示灯控制模块31。

所述通信模块28，用于实现所述红外灯控制板9与所述读写器8的通信，接收所述指示灯指令。

通信模块28可以为通信芯片。

红外灯控制板9通过RS485接口与读写器8进行通信。进一步地，所述通信模块28，通过完成TTL(晶体管-晶体管逻辑电平)与RS485电平的转换，实现所述红外灯控制板9与所述读写器8的通信。

所述红外发射控制模块29，用于根据红外切换指令，发送红外切换信息。

红外发射控制模块29可以通过选通芯片实现。具体地，红外发射控制模块29可以为红外控制发射器。

在本实施例中，红外切换指令可以为预设的循环切换指令；也可以为上位机通过读写器8发送至红外灯控制板9的切换指令。

所述红外传感器，用于接收所述红外切换信息，并根据所述红外切换信息完成所述红外层板上的多个红外传感器的切换、扫描，生成扫描结果。

在本实施例中，所述红外传感器包括多个红外传感器及切换电路。其中，切换电路接收所述红外切换信息，并根据所述切换信息生成红外切换信号。所述多个红外传感器根据所述红外切换信号完成所述红外层板上的多个红外传感器的切换、扫描，生成扫描结果。

所述红外接收模块30，用于接收所述红外传感器生成的所述扫描结果。

红外接收模块30可以为红外接收器。

所述通信模块28，还用于根据所述扫描结果发送检卡命令。

所述指示灯控制模块31，用于根据所述指示灯指令发送指示灯信号。

所述指示灯控制模块31可以为指示灯开关控制器。

请继续参阅图4，在另一个实施例中，红外灯控制板9还包括处理器24、电源模块25、时钟模块26、存储模块27。

处理器24，为ARM处理器。

所述电源模块25，用于为所述红外灯控制板9及所述红外层板提供电源。

所述时钟模块26，用于为所述处理器24提供时钟。

所述存储模块27，用于存储必要的参数。

红外灯控制板9的用户程序流程为，上电初始化后即进入主循环，主循环中主要完成两个功能——指令接收处理和红外扫描。指令接收处理主要是通过通信模块28及指示灯控制模块31完成读写器8对指示灯的控制；红外扫描主要是通过红外接收模块30及红外发射控制模块29完成对每个放置结构的红外扫描，并将扫描结果通过通信模块28上报给读写器8。

如图5所示，在其中一个实施例中，所述读写器8，包括：

通信模块17，用于完成所述读写器8与上位机的通信，接收所述射频命令。

在本实施例中，通信模块17支持轻型TCP/IP协议栈，支持通过RJ45接口的网络通信和DB9串行接口与上位机进行通信。

通信模块17，还用于完成所述读写器8与所述红外灯控制板9的通信，接收所述检卡命令。

通信模块17与红外灯控制板9的通信通过RS485接口完成。

通信模块17可以为通信芯片。

运算处理模块14，用于对所述射频命令进行编码，对经解调后的电子标签发送的返回信号进行解码。

在本实施例中，运算处理模块14通过ARM处理器实现。在其它实施例中，运算处理模块14还用于实现外设功能。

调制和发射模块20，用于对编码后的所述射频命令进行调制生成初始射频信号，并发送所述初始射频信号。

在其中一个实施例中，调制和发射模块20包括调制器或调制电路，和信号发射器。

具体地，调制和发射模块20，包括GPIO(GeneralPurposeInputOutput，通用输入/输出)、定时器、晶振以及调制电路，将编码后的射频命令转换为初始射频信号。以使电子标签能够识别读写器8通过天线12发送的射频信号。

放大电路22，用于接收所述初始射频信号，并进行放大，生成原始射频信号。

接收和解调模块21，用于接收经放大电路22放大后的电子标签发送到所述射频磁场中的返回信号，并对所述返回信号进行解调，生成二进制的返回信息。

接收和解调模块21包括解调器或解调电路，和信号接收器。

射频切换模块23，通过所述功分器11连接到所述天线12，用于完成多路所述射频信号的切换。

射频切换模块23可以通过切换电路实现。

进一步地，所述射频切换模块23采用PIN管(PIN二极管)组成的切换电路实现。通过切换PIN管的通断实现多路所述射频信号的切换，保证断开的天线12之间不会因为耦合到其他路的射频信号导致串读。如此，可以避免不同架层间的图书发生串读，进一步提高射频识别的准确性，从而可以提高图书管理的准确性。

所述读写器8的工作流程为，运算处理模块14上电完成自举，由boot(启动文件)跳至用户程序地址后，开始执行初始化，包括时钟的选择和配置、中断矢量表的初始化、GPIO初始化、定时器初始化、外设初始化等，完成初始化后进入主循环。主循环中包括两个主要功能——射频命令接收处理和红外触发检卡。射频命令接收处理是通过通信模块17和运算处理模块14，根本接收和解析上位机发送的射频命令，进而执行用户要求的操作，包括射频检卡功能、参数设置检测功能等。红外触发检卡功能是通过与红外灯控制板9、红外传感器及读写器8协同工作实现的，通过通信模块17接收红外灯控制板9发送的检卡命令，并通过运算处理模块14、调制和发射模块20、放大电路22、射频切换模块23及接收和解调模块21等模块来完成对具体层架4的指定检卡。除了触发方式不同，其后续流程与射频检卡流程相同。

在另一个实施例中，读写器8还包括：

电源模块15，完成电源转换功能，为运算处理模块14和其他功能模块供电。

电源转换功能具体为12V～5V，5V～3.3V的电源转换，用于给不同的功能模块所对应的芯片供电。

时钟模块16，主要由晶振组成，用于为运算处理模块14提供时钟，为调制和发射模块20提供本振载波。

人机界面18，包括蜂鸣器、指示灯等，用于通过运算处理模块14及调制和发射模块20的GPIO、定时器完成提示和报警。

外设驱动19，包括由UART(UniversalAsynchronousReceiverandTransmitter，通用异步收发器)和电平转换芯片完成的串口RS232和RS485电路，由SPI+FLASH(SPI，SerialPeripheralInterface，串行外设接口；FLASH，FlashMemory，闪存)实现的存储电路等。在其中一个实施例中，外设驱动19可以在运算处理模块14的配合下实现；该实施例中，运算处理模块14，还用于实现外设功能。

在其中一个实施例中，所述层架4为金属材质。如此，可对磁场的屏蔽效果起到一定的防止串读的作用。

请继续参阅图2，在其中一个实施例中，还包括背板5，所述背板5设置于所述架体的一侧，所述背板5与所述架体、所述层架4共同形成所述放置结构，所述背板5用于封闭所述放置结构的一端面。如此，起到提高架体及层板的支撑力的作用。

在其中一个实施例中，还包括护板6，所述护板6设置于所述架体上与所述背板相邻的两个侧面上。护板6起到保护和装饰作用，其与架体之间形成的空隙可用于走线。在本实施例中，护板6可以为木板或雪弗板。

在其中一个实施例中，还包括吸塑件7，用于固定安装所述红外层板13；所述吸塑件7设置于所述架体上所述放置结构的内侧。

在其中一个实施例中，还包括安装抽屉1，设置于所述架体上，用于放置读写器8、功分器11等。安装抽屉1还可用于安装架指示灯板。在本实施例中，安装抽屉1设置于架体顶部。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出多个变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种RFID图书管理装置，其特征在于，包括架体、间隔设置于所述架体内的层架、及信号收发装置；

所述信号收发装置包括依次通信连接的读写器、功分器以及天线；

所述读写器，用于接收射频命令，对所述射频命令进行编码、调制和放大，生成原始射频信号；

所述功分器，用于对所述原始射频信号进行功率的平均分配，生成待发射频信号；

所述天线，用于接收所述待发射频信号，并根据所述待发射频信号，发送射频信号，形成射频磁场；

所述架体和所述层架共同形成多层放置结构；

所述读写器及所述功分器设置于所述架体上，所述天线垂直于所述层架，并相互平行的分布于所述放置结构内。

2.根据权利要求1所述的RFID图书管理装置，其特征在于，所述信号收发装置还包括相互通信连接的红外灯控制板和红外层板；所述红外灯控制板还与所述读写器通信连接；所述红外层板设置于所述放置结构内；

所述红外层板，包括层板及设置于所述层板上的红外传感器，所述红外传感器用于实现对每层放置结构的红外扫描，并生成扫描结果；

所述红外灯控制板，用于根据所述扫描结果发送检卡命令；

所述读写器，还用于根据所述检卡命令对放置于所述放置结构内的图书上的电子标签进行检卡操作。

3.根据权利要求2所述的RFID图书管理装置，其特征在于，所述红外层板还包括设置于所述层板上的指示灯；

所述读写器，还用于接收所述红外灯控制板发送的所述检卡命令，根据所述检卡命令发送指示灯指令；

所述红外灯控制板，还用于接收所述读写器发送的所述指示灯指令，并根据所述指示灯指令发送指示灯信号；

所述指示灯，用于接收所述指示灯信号，并根据所述指示灯信号进行指示。

4.根据权利要求3所述的RFID图书管理装置，其特征在于，所述信号收发装置还包括架指示灯板；所述架指示灯板设置于所述架体的顶部；

所述架指示灯板，包括架板和设置于所述架板上的照明指示灯，所述照明指示灯用于照明，或/及，接收所述红外灯控制板发送的所述指示灯信号，并根据所述指示灯信号进行指示。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的RFID图书管理装置，其特征在于，所述层架为金属材质。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的RFID图书管理装置，其特征在于，还包括背板，所述背板设置于所述架体的一侧，所述背板与所述架体、所述层架共同形成所述放置结构，所述背板用于封闭所述放置结构的一端面。

7.根据权利要求6所述的RFID图书管理装置，其特征在于，还包括护板，所述护板设置于所述架体上与所述背板相邻的两个侧面上。