CN209590873U - 一种基于rfid的电子书包识别系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种基于RFID的电子书包识别系统，包括：放置在书包开口处的内侧的识别模块以及放置在所述书包的外侧的按键模块；所述识别模块包括：控制单元，射频感应单元，天线单元，语音提示单元和供电单元。该系统采用高频RFID识别技术，对书本文具上贴附的RFID标签进行检测识别。一键自动识别以及语音播报的方案在保证可靠识别前提下有效降低了核对书本文具时间，提高了便利性。本实用新型的识别系统识别准确度高，功耗低，极大地提升了用户体验。

Description

一种基于RFID的电子书包识别系统

技术领域

本实用新型涉及高频射频识别技术领域，尤其涉及一种基于RFID(射频识别)的电子书包识别系统。

背景技术

随着中小学素质教育的普及，学生每日需要携带的书本文具也随之增加，物品意外丢失风险上升。为了解决遗忘丢失问题，目前还是主要依靠家长、学生每日上下学前的人工核查，占用时间较多，而且不可靠。随着生活节奏的加快，特别是对于大城市上班族，用于检查核对书本文具的时间更少，大多数家长学生不愿意核查，面临可操作性差和耗时长两个重大挑战。解决这些问题的一个有效途径就是采用高频RFID技术开发一款电子识别系统，能够实现对书本文具等学习用品的一键自动对比检测。将传统的人工检查用RFID阅读器来替代，可以大大提高可靠性，同时可以大大缩短每日的检查时间。

目前商用的便携式RFID阅读器识别距离可达25cm，但是制造成本高，功耗大，不适合应用在中小学生的书包中。

目前，嵌入式RFID电子识别系统尚处于研究阶段。对于这一个新型的教育应用场景，在最初的发展阶段，各大公司以及高校也在寻找应用切入点。

嵌入式RFID的电子识别系统面临几个技术挑战及困难。

功耗问题：目前，手持式的RFID阅读器的功耗为1W，需要经常更换电池，市面上尚没有针对教育领域设计的低功耗RFID阅读器产品，在每天工作1小时的情景下，对于800mAh的3.7V锂电池，若想保证20天以上的续航，整个RFID对比检测系统的平均功耗要低于12mA。如此低的功耗，需要设计新型的低功耗调度策略。

距离问题：目前，手持式RFID阅读器有效识别距离可以做到10m，但是由于书包形状限制，嵌入式RFID电子识别系统的天线尺寸及增益做不到很大，比较可行的方法是采用柔性印刷天线，缝制在书包夹层，同时增大天线输出功率，但是有效识别距离也只能达到8cm(约为书包厚度的一半)，随着位置角度等因素，这个距离还会更低。

成本限制：目前，市面上便携式的RFID阅读器售价都在千元以上，如此昂贵的成本根本不适合集成在中小学生书包中，考虑到除此之外的零部件的成本，以及书包本身的成本限制，需要能将成本限制在100元左右，如此低的成本，不可能采用现有商用方案，需要设计新型低成本RFID电子识别系统板级集成方案以及批量制造来进行控制。

目前市面上还没有出现该使用场景下的商用产品。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，针对现有RFID识别系统功耗大、成本高、不适于应用到电子书包上的技术问题，提供一种功耗低、成本低、完全适合于应用到电子书包上实现书本、文具自动识别的基于RFID的电子书包识别系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种基于RFID的电子书包识别系统，包括：放置在书包开口处的内侧的识别模块以及放置在所述书包的外侧的按键模块；所述识别模块包括：控制单元，射频感应单元，天线单元，语音提示单元和供电单元；所述天线单元与所述射频感应单元连接，所述控制单元分别与所述按键模块、射频感应单元、语音提示单元和供电单元连接；所述按键模块包括第一按键单元和第二按键单元，所述第一按键单元在接收到按压后向所述控制单元发送第一按键信号，所述控制单元根据所述第一按键信号从待机模式切换为识别模式，从而启动所述射频感应单元和语音提示单元；所述射频感应单元和天线单元用于检测是否有书本装入，并将检测信号发送至所述控制单元；所述第二按键单元在接收到按压后向所述控制单元发送第二按键信号，所述控制单元根据所述第二按键信号向所述语音提示单元发送语音信号，并从识别模式切换为待机模式；所述语音提示单元根据所述语音信号语音提示书本装入情况；所述供电单元用于为所述控制单元供电。

优选地，所述按键模块还包括第三按键单元和第四按键单元；所述第三按键单元在接收到按压后向所述控制单元发送第三按键信号，所述控制单元根据所述第三按键信号从待机模式切换为编辑模式；所述第四按键单元在接收到按压后向所述控制单元发送第四按键信号，所述控制单元根据所述第四按键信号从编辑模式切换为待机模式。

优选地，所述第一、第二、第三和第四按键单元可以集成为一个物理按钮。

优选地，所述基于RFID的电子书包识别系统还包括设置在所述书包的外侧的显示模块，所述显示模块与所述控制单元连接。

优选地，所述显示模块与所述按键模块集成在一块面板上。

优选地，所述显示模块包括：显示屏和/或指示灯。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：本实用新型通过独特的设置，将识别模块设置在书包开口处的内侧，在相同识别距离下，能够有限提高识别准确度。另外，本实用新型通过引入按键模块，将功耗高的控制单元、语音单元和射频识别单元在待机模式和识别模式下自由切换，从而大大降低了识别系统的整体功耗，加大识别系统的续航能力。而且，本实用新型还通过按键模块，实现待机模式和编辑模式之间的自由切换，在编辑模式下，用户可以自由地输入课程表、提醒等内容，充分满足用户的各种需求，提高用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的基于RFID的电子书包识别系统结构方框图；

图2是本实用新型提供的识别系统模式切换示意图；

图3是本实用新型一个实施例提供的按键模块的结构方框图；

图4是本实用新型提供的另一个实施例提供的按键模块的结构方框图；

图5是本实用新型提供的识别系统使用流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。

请参见图1-5，本实用新型提供的基于RFID的电子书包识别系统结构方框图包括：放置在书包开口处的内侧B的识别模块10以及放置在所述书包的外侧A的按键模块20。所述识别模块10包括：控制单元102，射频感应单元104，天线单元106，语音提示单元108和供电单元110。所述天线单元106与所述射频感应单元104连接，所述控制单元102分别与所述按键模块20、射频感应单元104、语音提示单元108和供电单元110连接。所述按键模块20包括第一按键单元202和第二按键单元204，所述第一按键单元202在接收到按压后向所述控制单元102发送第一按键信号，所述控制单元102根据所述第一按键信号从待机模式M1切换为识别模式M2，从而启动所述射频感应单元104和语音提示单元108。所述射频感应单元104和天线单元106用于检测是否有书本装入，并将检测信号发送至所述控制单元102。所述第二按键单元204在接收到按压后向所述控制单元102发送第二按键信号，所述控制单元102根据所述第二按键信号向所述语音提示单元108发送语音信号，并从识别模式M2切换为待机模式M1。所述语音提示单元108根据所述语音信号语音提示书本装入情况。所述供电单元110用于为所述控制单元102供电。

本实用新型的识别系统工作原理如下：在通常情况下，识别系统处于超低功耗的待机模式M1下，控制单元102、射频感应单元104和语音提示单元108都处于休眠状态下。当用户(如学生或家长)需要启动识别系统进行书本和文具的自动检测时，只需要按下按键模块20，识别系统则进入了识别模式M2。然后用户依次向书包内装入书本及文具，书包开口处的射频感应单元104读取书本及文件上的RFID标签信息，并产生相应的信号发送至控制单元102。装填完毕后，用户合上书包，并再次按压按键模块20。接收到再次按压信号后，控制单元102将检测结果发送给语音提示单元108，语音提示单元108会播报遗漏的物品，随后识别系统进入待机模式M1。

本实用新型通过独特的设置，将识别模块设置在书包开口处的内侧，在相同识别距离下，能够有限提高识别准确度。另外，本实用新型通过引入按键模块，将功耗高的控制单元、语音单元和射频识别单元在待机模式和识别模式下自由切换，从而大大降低了识别系统的整体功耗，加大识别系统的续航能力。

在本实用新型的一些实施例中，第一按键单元202和第二按键单元204可以实施成两个单独的按钮，标识为“启动”和“完成”字样。在本实用新型的其他实施例中，第一按键单元202和第二按键单元204也可以实施成一个按钮，通过单击、双击、长按、短按等方式来实现不同模式之间的切换。

在本实用新型的一些实施例中，语音提示单元108提示的语音包括：“太棒了，物品已带齐”、“还有XXX没带”等等。其中“XXX”表示具体的书本或文具名称。

进一步地，如图2-4所示，所述按键模块20还包括第三按键单元206和第四按键单元208。所述第三按键单元206在接收到按压后向所述控制单元102发送第三按键信号，所述控制单元102根据所述第三按键信号从待机模式M1切换为编辑模式M3。所述第四按键单元208在接收到按压后向所述控制单元102发送第四按键信号，所述控制单元102根据所述第四按键信号从编辑模式M3切换为待机模式M1。

在本实用新型的一些实施例中，如图3所示，第一按键单元202、第二按键单元204、第三按键单元206和第四按键单元208可以实施成四个单独的按钮，分别标识为“启动”、“完成”、“编辑”、“保存”等字样。在本实用新型的其他实施例中，如图4所示，第一按键单元202、第二按键单元204、第三按键单元206和第四按键单元208也可以实施成一个按钮，通过单击、双击、长按、短按等方式来实现不同模式之间的切换。

在本实用新型提供的一些实施例中，所述控制单元104还设置有USB接口，用于连接智能手机、平板电脑、个人笔记本等移动终端设备，从而通过这些移动终端设备实现课程表等的编辑功能，并且支持闹钟定时、备忘录、账户管理等扩展功能操作。

本实用新型通过按键模块，实现待机模式和编辑模式之间的自由切换，在编辑模式下，用户可以自由地输入课程表、提醒等内容，充分满足用户的各种需求，提升用户体验。

进一步地，如图1-5所示，所述基于RFID的电子书包识别系统还包括设置在所述书包的外侧B的显示模块30，所述显示模块30与所述控制单元102连接。在本发明的一些实施例中，所述显示模块30与所述按键模块20集成在一块面板上。所述显示模块30可以为显示屏和/或指示灯。当显示模块30为显示屏时，可以在待机状态下显示时间，方便用户查看时间。当显示模块30为指示灯时，指示灯变成红灯或者不停地闪烁以提示用户有书本或者文具漏装。

请参见图5，图5是本实用新型提供的识别系统使用流程图。本电子书包识别系统的使用分为四个步骤：

S1、按键：用户按下按键启动系统；

S2、装填：用户依次装入书本及文具，开口处的阅读器记录RFID标签信息；

S3、闭合：装填完毕，合上书包；

S4、按键：再次按键，语音播报遗漏物品，随后关闭系统，进入待机状态。

该识别系统使用简单、用户体验好、成本低。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种基于RFID的电子书包识别系统，其特征在于，包括：放置在书包开口处的内侧的识别模块以及放置在所述书包的外侧的按键模块；所述识别模块包括：控制单元，射频感应单元，天线单元，语音提示单元和供电单元；所述天线单元与所述射频感应单元连接，所述控制单元分别与所述按键模块、射频感应单元、语音提示单元和供电单元连接；所述按键模块包括第一按键单元和第二按键单元，所述第一按键单元在接收到按压后向所述控制单元发送第一按键信号，所述控制单元根据所述第一按键信号从待机模式切换为识别模式，从而启动所述射频感应单元和语音提示单元；所述射频感应单元和天线单元用于检测是否有书本装入，并将检测信号发送至所述控制单元；所述第二按键单元在接收到按压后向所述控制单元发送第二按键信号，所述控制单元根据所述第二按键信号向所述语音提示单元发送语音信号，并从识别模式切换为待机模式；所述语音提示单元根据所述语音信号语音提示书本装入情况；所述供电单元用于为所述控制单元供电。

2.根据权利要求1所述的基于RFID的电子书包识别系统，其特征在于，所述按键模块还包括第三按键单元和第四按键单元；所述第三按键单元在接收到按压后向所述控制单元发送第三按键信号，所述控制单元根据所述第三按键信号从待机模式切换为编辑模式；所述第四按键单元在接收到按压后向所述控制单元发送第四按键信号，所述控制单元根据所述第四按键信号从编辑模式切换为待机模式。

3.根据权利要求2所述的基于RFID的电子书包识别系统，其特征在于，所述第一、第二、第三和第四按键单元可以集成为一个物理按钮。

4.根据权利要求1所述的基于RFID的电子书包识别系统，其特征在于，所述基于RFID的电子书包识别系统还包括设置在所述书包的外侧的显示模块，所述显示模块与所述控制单元连接。

5.根据权利要求4所述的基于RFID的电子书包识别系统，其特征在于，所述显示模块与所述按键模块集成在一块面板上。

6.根据权利要求5所述的基于RFID的电子书包识别系统，其特征在于，所述显示模块包括：显示屏和/或指示灯。