CN211186369U - 基于动态扫描的rfid文件存储柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于动态扫描的RFID文件存储柜，包括文件柜本体和设置在文件柜本体内的由电源供电的MCU、电控锁、检测开关、计时器、传动机构、RFID读写器和以太网接口，文件柜本体内设有用于安装储物盒的第一腔室和用于安装传动机构的第二腔室，第一腔室和第二腔室之间设有分割板，第一腔室内设有多层水平储物区域，每层储物区域包括多个储物盒，储物盒均设有盒门，盒门上设有控制盒门开闭的电控锁和用于检测盒门开闭的检测开关；第二腔室包括多层分别与各层储物盒对应的扫描室，每层扫描室均设有传动机构。本实用新型采用动态扫描的方式，扫描的标签密度更密、单柜的标签容量更大、盘点更稳定，可提升用户对巨大文件资源进行管理的效率。

Description

基于动态扫描的RFID文件存储柜

技术领域

本实用新型涉及智能文件柜领域，具体来说，涉及一种基于动态扫描的RFID 文件存储柜。

背景技术

随着我国物联网技术的飞速发展，智能硬件代替了人们的繁琐的重复性劳动，解放了人类的双手。当今世界各行各业每天都要管理大量的文件资源，传统方式是用普通文件柜或者保险柜来存放这些文件资源，并通过手工台帐来记录，这给管理人员带来了繁重的管理任务。提供一种新型的智能文件柜和管理系统，帮助管理人员通过电子化、系统化、自动化地管理所有文件资源，方便对文件资源信息进行记录及快速盘点和查找，提高管理效率就显得迫在眉睫。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种基于动态扫描的RFID文件存储柜，可通过动态扫描文件柜的方式实现高效、稳定、无遗漏的批量读取储存在智能文件柜里面的文件，真正能达到对文件资源的电子化、系统化、自动化地管理。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于动态扫描的RFID文件存储柜，包括文件柜本体和设置在文件柜本体内的由电源供电的MCU、电控锁、检测开关、计时器、传动机构、RFID读写器和以太网接口；

所述文件柜本体内设有用于安装储物盒的第一腔室和用于安装传动机构的第二腔室，所述第一腔室和所述第二腔室之间设有分割板，所述第一腔室内设有多层水平储物区域，每层储物区域包括多个储物盒，所述储物盒均设有盒门，所述盒门上设有控制盒门开闭的电控锁和用于检测盒门开闭的检测开关；所述第二腔室包括多层分别与各层储物盒对应的扫描室，相邻两扫描室之间设有隔板，每层扫描室均设有所述传动机构，所述传动机构包括电机、皮带和支撑底座，所述电机和支撑底座分别设置在所述扫描室的两端，所述电机和支撑底座之间设有带滑块的滑轨，所述滑轨的一端与电机连接，另一端与所述支撑底座连接，所述滑块上部连接有天线支架，所述电机的输出轴上设有主动轮，所述支撑底座上转动连接有从动轮，所述皮带套在所述主动轮和从动轮上；所述天线支架上设有皮带孔，所述皮带穿过皮带孔设置，所述皮带孔顶部与所述皮带连接，所述天线支架顶部连接有天线；

所述MCU的第一信号输入端与所述检测开关的信号输出端连接，所述MCU 的第一信号输入输出端与所述计时器的信号输入输出端连接，所述MCU的第二信号输入输出端与所述RFID读写器的第一信号输入输出端连接，所述MCU的第一信号输出端与所述传动机构的信号输入端连接，所述MCU的第二信号输出端与所述电控锁的信号输入端连接，所述MCU的第三信号输出端与以太网接口的信号输入端连接，所述RFID读写器的第二信号输入输出端与所述传动机构的信号输入输出端连接。

上述MCU为市面上通用的型号为HT47的MCU微控制器，当用户需要对文件进行入库时，只需将文件放入贴有RFID标签的文件袋中，将文件袋放入储物盒中，每层储物盒都对应设有传动机构，所述天线支架两侧设置的滑块与滑轨滑动连接，减小了天线支架在滑轨上的滑动摩擦力，电机驱动主动轮转动，主动轮带动从动轮转动从而使皮带转动，天线支架上的皮带孔使皮带穿过，天线支架上的皮带孔与皮带固接为了使皮带带动天线支架转动，所述皮带带动天线支架在滑轨上滑动，所述天线位于天线支架顶部被带动滑动对每个储物盒内的文件袋的RFID标签进行扫描，所述天线将扫描结果发送给RFID读写器，所述RFID 读写器再将扫描结果上传给MCU，所述MCU将文件袋的标签识别码通过以太网接口录入系统数据库中，便于今后检索和查找，当用户需要取出文件柜中文件时，只需在电脑管理程序中根据识别码和文件信息进行检索，系统检索出用户想要的文件，提示所在区域并授权打开柜门取出所需文件，当关闭柜门，文件柜自动进行盘点操作。

进一步地，所述滑块呈C字型包裹在滑轨上部，所述滑轨沿其长度方向的两侧设有滑槽，所述滑槽内设有导向块，所述导向块与滑槽滑动连接，且所述滑块与所述导向块连接，所述导向块沿其滑动方向的顶部和底部均设有第一半圆槽，所述滑槽对应导向块设有第一半圆槽的位置设有第二半圆槽，所述第一半圆槽与第二半圆槽之间设有钢珠，所述第一半圆槽与第二半圆槽的形状规格一致。

所述导向块与滑槽内之间通过钢珠滚动连接，减小了滑块与滑轨之间的摩擦力，推拉顺滑，减小磨损，增加使用寿命。

进一步地，该基于动态扫描的RFID文件存储柜还包括声光报警器，所述MCU 的第四信号输出端与声光报警器的信号输入端连接。

盘点文件后，实际文件存放数量、位置等若与原计划不同，所述MCU将控制声光报警器发出报警信号；文件柜非法开门、文件柜柜门超时未关都将引发声光报警器发出报警信号。

进一步地，所述文件柜本体采用金属材质制成。

可有效屏蔽射频信号向外泄露，最大限度发挥读取优势。

进一步地，该文件柜采用镀钛防火防磁柜体。

镀钛防火防磁柜体可在1000度高温中持续加热两小时，柜内温度远远低于纸张文件的最高承受温度180摄氏度，可真正有效防止资料退磁，霉变，锈蚀和质变。

本实用新型的有益效果是：

1、采用动态扫描与现有静态扫描的方式相比，扫描的标签密度更密、单柜的标签容量更大、盘点更稳定，可提升用户对巨大文件资源进行管理的效率；

2、导向块与滑槽内之间通过钢珠滚动连接，减小了滑块与滑轨之间的摩擦力，推拉顺滑，减小磨损，增加使用寿命；

3、设有声光报警器，可针对多种情况，及时发出告警；

4、文件柜本体采用金属材质制成，可有效屏蔽射频信号向外泄露，最大限度发挥读取优势。

附图说明

图1是本实用新型实施例一种动态扫描的RFID智能文件柜的系统示意图；

图2是本实用新型实施例传动机构的主示图；

图3是本实用新型实施例传动机构的侧剖示图；

图4是本实用新型实施例一种动态扫描的RFID智能文件柜的结构主示图；

图5是本实用新型实施例一种动态扫描的RFID智能文件柜的结构侧示图。

附图标记说明：

1、计时器；2、MCU；3、电控锁；4、检测开关；5、传动机构；5-1、电机； 5-2、主动轮；5-3、从动轮；5-4、皮带；5-5、滑轨；5-51、滑块；5-52、滑槽；5-53、导向块；5-54、第一半圆槽；5-55、第二半圆槽；5-56、钢珠；5-6、天线支架；5-61、皮带孔；5-7、天线；5-8、支撑底座；6、RFID读写器；7、以太网接口；8、分割板；9、第一腔室；9-1、储物盒；9-2、箱门；10、第二腔室；11、隔板；12、扫描室；13、声光报警器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

实施例1：

如图1-图5所示，一种基于动态扫描的RFID文件存储柜，包括文件柜本体和设置在文件柜本体内的由电源供电的MCU2、电控锁3、检测开关4、计时器1、传动机构5、RFID读写器6和以太网接口7；

所述文件柜本体内设有用于安装储物盒9-1的第一腔室9和用于安装传动机构5的第二腔室10，所述第一腔室9和所述第二腔室10之间设有分割板8，所述第一腔室9内设有多层水平储物区域，每层储物区域包括多个储物盒9-1，所述储物盒9-1均设有盒门，所述盒门上设有控制盒门开闭的电控锁3和用于检测盒门开闭的检测开关4，该检测开关4为红外传感器；所述第二腔室10包括多层分别与各层储物盒9-1对应的扫描室12，相邻两扫描室12之间设有隔板 11，每层扫描室12均设有所述传动机构5，所述传动机构5包括电机5-1、皮带5-4和支撑底座5-8，所述电机5-1和支撑底座5-8分别设置在所述扫描室 12的两端，所述电机5-1和支撑底座5-8之间设有带滑块5-51的滑轨5-5，所述滑轨5-5的一端与电机5-1连接，另一端与所述支撑底座5-8连接，所述滑块5-51上部连接有天线5-7支架5-6，所述电机5-1的输出轴上设有主动轮5-2，所述支撑底座5-8上转动连接有从动轮5-3，所述皮带5-4套在所述主动轮5-2 和从动轮5-3上；所述天线5-7支架5-6上设有皮带5-4孔，所述皮带5-4穿过皮带5-4孔设置，所述皮带5-4孔顶部与所述皮带5-4连接，所述天线5-7 支架5-6顶部连接有天线5-7；

所述MCU2的第一信号输入端与所述检测开关4的信号输出端连接，所述 MCU2的第一信号输入输出端与所述计时器1的信号输入输出端连接，所述MCU2 的第二信号输入输出端与所述RFID读写器6的第一信号输入输出端连接，所述 MCU2的第一信号输出端与所述传动机构5的信号输入端连接，所述MCU2的第二信号输出端与所述电控锁3的信号输入端连接，所述MCU2的第三信号输出端与以太网接口7的信号输入端连接，所述RFID读写器6的第二信号输入输出端与所述传动机构5的信号输入输出端连接。

文件柜通过关门来自动盘点数据。在有放入和取出文件的需求时，后台终端通过以太网接口7向MCU2发送打开某一扇盒门的命令，MCU2接收到该命令后，解析该命令，向相应的电控锁3发送开门指令，控制相应的电控锁3开门，盒门开启后红外传感器丢失信号立即向MCU2发送一个开门信号，当人员关上柜门后，红外传感器重新接收到信号，则向MCU2发送一个关门信号，MCU2接收到红外传感器发送的关门信号检查到门已经关闭后，MCU2向传动机构5发送一个启动信号，控制传动机构5匀速带动天线5-7运动，同时MCU2向RFID读写器6 发送一个盘点信号，控制RFID读写器6进行盘点操作，进行快速盘点。RFID读写器6在读取的时候对每个天线发出902MHz-928MHz的射频信号，天线将该射频信号以电磁波方式辐射出去，在天线所覆盖区域的RFID标签接收到了该电磁波，将电磁波转换为电能，供RFID标签内部的芯片使用，RFID标签内部的芯片被激活后利用该电能将自己的编号ID通过902MHz-928MHz频率的电磁波辐再辐射出去，RFID读写器6控制的天线将RFID标签辐射的电磁波接收后解码，得到发送电磁波标签的ID号和信号强度等信息，RFID读写器6将读到的ID号和信号强度等信息发送给MCU2，MCU2对发送过来的数据进行解析，得到所有ID号，和该ID号所对应的信号强度。MCU2对ID编号进行去重处理，对新的ID进行记录，从而得到了所有在文件柜内的RFID的标签号及数量，同时对每个标签对应的信号强度进行比较，保留其最大值，并记录出现该信号强度最大值时动态机构5带动的天线距首端的距离，因为信号强度的最大值是在天线和RFID距离最近的地方产生的，从而此时的天线的位置等同于该文件在文件柜的位置。盘点完成后将盘点信息发送至MCU2，盘点完成后MCU2通过以太网接口7向后台终端发送UDP报文，通知后台终端盘点完成。后台终端接收到盘点完成的报文后，通过以太网接口7向MCU2发送查询盘点结果命令，MCU2接收到该命令后，通过以太网接口7向后台终端发送盘点结果。后台终端得到结果后，自动解析结果，做数据对比、解析，得到每个文件具体的RFID标识号和位置信息，判断是否放入或取出了正确的文件，从而实现了对文件资源信息的记录及快速盘点和查找。

实现动态扫描的的方式是通过传动机构5和RFID读写器6配合来执行的。扫描的时候传动机构5匀速运动，带动窄束波的天线5-7一起运动，同时RFID 读写器6进行实时的读取，把天线5-7所经过区域的储物盒和储物盒内的文件袋的RFID标签依次读取，传动机构5从首端开始运动到尾端时整个单边扫描过程完成。采用静态读取的方式是在文件柜的首尾端分别安装一个远场天线5-7，射频以对射的方式去识别文件柜中的标签，由于电磁波辐射随距离加大而减小，电磁波在文件柜中间区域变得很弱了，对应文件柜中间部分的文件标签就不能很好的识别了，特别是文件柜中文件数量多时，采用静态的读取方式就更加不能保证正确率了；采用动态的扫描从头到尾对文件柜中的每一份文件依次扫描，使RFID读写器6天线5-7的辐射量对每一份文件都是相同的，从而保证了读取效果，没有静态读取方式的两头辐射强，中间弱的现象，而且和文件柜中文件的数量关系不大，要读取更多的文件只需加长文件柜的长度即可，动态读取是依次读取，从而采用动态扫描与与现有静态扫描的方式相比，扫描的标签密度更高，单柜的标签容量更大，盘点更稳定。

实施例2：

如图1-图5所示，本实施例在实施例1的基础上，所述滑块5-51呈C字型包裹在滑轨5-5上部，所述滑轨5-5沿其长度方向的两侧设有滑槽5-52，所述滑槽5-52内设有导向块5-53，所述导向块5-53与滑槽5-52滑动连接，且滑块 5-51与导向块5-53固定连接，所述导向块5-53沿其滑动方向的顶部和底部均设有第一半圆槽5-54，所述滑槽5-52对应导向块5-53设有第一半圆槽5-54的位置设有第二半圆槽5-55，所述第一半圆槽5-54与第二半圆槽5-55之间设有钢珠5-56，所述第一半圆槽5-54与第二半圆槽5-55的形状规格一致。所述导向块5-53与滑槽5-52内之间通过钢珠5-56滚动连接，减小了滑块5-51与滑轨5-5之间的摩擦力，推拉顺滑，减小磨损，增加使用寿命。

实施例3：

如图1-图5所示，本实施例在实施例1的基础上，该基于动态扫描的RFID 文件存储柜还包括声光报警器13，所述MCU2的第六输出端与声光报警器13的输入端连接。盘点文件后，实际文件存放数量、位置等若与原计划不同，所述 MCU2将控制声光报警器13发出报警信号；文件柜非法开门、文件柜柜门超时未关都将引发声光报警器13发出报警信号。

文件柜盘点是通过动态机构5和RFID读写器6配合来执行的。扫描过程中动态机构5匀速运动，带动窄束波的天线一起运动，同时MCU2对RFID读写器6 发送控制命令，对每个天线分别进行实时的读取。RFID读写器6在读取的时候对每个天线发出902MHz-928MHz的射频信号，天线将该射频信号以电磁波方式辐射出去，在天线所覆盖区域的RFID标签接收到了该电磁波，将电磁波转换为电能，供RFID标签内部的芯片使用，RFID标签内部的芯片被激活后利用该电能将自己的编号ID通过902MHz-928MHz频率的电磁波辐再辐射出去，RFID读写器 6控制的天线将RFID标签辐射的电磁波接收后解码，得到发送电磁波标签的ID 号和信号强度等信息，RFID读写器6将读到的ID号和信号强度等信息发送给 MCU2，MCU2对发送过来的数据进行解析，得到所有ID号，和该ID号所对应的信号强度。MCU2对ID编号进行去重处理，对新的ID进行记录，从而得到了所有在文件柜内的RFID的标签号及数量，同时对每个标签对应的信号强度进行比较，保留其最大值，并记录出现该信号强度最大值时动态机构5带动的天线距首端的距离，因为信号强度的最大值是在天线和RFID距离最近的地方产生的，从而此时的天线的位置等同于该文件在文件柜的位置，从而得到该RFID标签对应文件距首端的距离，得到该文件在一层中的位置信息，误差范围为正负2CM。盘点后，后台终端对盘点数据进行运算，对数量、位置等进行比对，发现和预设的原计划不同时，通过以太网接口7对MCU2发出控制声光报警器13的命令， MCU2接收到该命令后，解析并执行该命令，向声光报警器13发送一个启动信号，控制声光报警器13发出报警信号。

判断非法开门主要是通过检测开关4的通和断产生的高低电平来判断门的开和关。文件柜的柜子门为双开门设计，为了防止用户只关闭一扇门，在两扇门的顶部各安装了一个检测开关4。从低功耗设计考虑：在实际使用过程中，文件柜门为关闭状态的时间将远远大于开启状态，故设计为门为关闭时，检测开关为断开状态，没有电流通过，检查电路识别为高电平，门开启的时候，检测开关为接通闭合状态，有电流通过，检查电路识别为低电平。

从安全性和便利性设计考虑：两扇门的两个检测开关4为并联连接。并联后，如果有一个门没有关闭，该门对应的检测开关4为闭合状态，因为是并联关系，所以整个检查通路为闭合状态，系统检查为低电平，都是为未关闭状态；只有两个门都被关闭后整个检查通路为断开状态，系统检查为高电平，确保两个门都是关闭的。门在开启后，MCU2检查到检测开关4为低电平，判断为开门状态，MCU2将通过以太网接口7上报UDP报文，通知后台终端门已经开启，后台终端进行比对，若发现此为非法开门，即只有其中一扇门为打开状态，通过以太网接口7对MCU2发出控制声光报警器13的命令，MCU2接收命令后，解析并执行改命令，控制声光报警器13发出报警信号。

门在开启后，若MCU2检查到检测开关4为低电平，判断为开门状态，MCU2 则向计时器14发送一个计时信号，控制计时器14进行计时，当到达预定时间后，计时器14向MCU2发送一个到时信号，MCU2接收到该信号后，判断此时门的开关状态，如果此时门的状态还是判定为开门状态，MCU2将通过以太网接口 7主动上报UDP报文，通知后台终端门开启超时，后台终端通过以太网接口7对 MCU2发出控制声光报警器13的命令，MCU2接收命令后，解析并执行改命令，控制声光报警器13发出报警信号。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于动态扫描的RFID文件存储柜，其特征在于，包括文件柜本体和设置在文件柜本体内的由电源供电的MCU、电控锁、检测开关、计时器、传动机构、RFID读写器和以太网接口；

所述文件柜本体内设有用于安装储物盒的第一腔室和用于安装传动机构的第二腔室，所述第一腔室和所述第二腔室之间设有分割板，所述第一腔室内设有多层水平储物区域，每层储物区域包括多个储物盒，所述储物盒均设有盒门，所述盒门上设有控制盒门开闭的电控锁和用于检测盒门开闭的检测开关；所述第二腔室包括多层分别与各层储物盒对应的扫描室，相邻两扫描室之间设有隔板，每层扫描室均设有所述传动机构，所述传动机构包括电机、皮带和支撑底座，所述电机和支撑底座分别设置在所述扫描室的两端，所述电机和支撑底座之间设有带滑块的滑轨，所述滑轨的一端与电机连接，另一端与所述支撑底座连接，所述滑块上部连接有天线支架，所述电机的输出轴上设有主动轮，所述支撑底座上转动连接有从动轮，所述皮带套在所述主动轮和从动轮上；所述天线支架上设有皮带孔，所述皮带穿过皮带孔设置，所述皮带孔顶部与所述皮带连接，所述天线支架顶部连接有天线；

所述MCU的第一信号输入端与所述检测开关的信号输出端连接，所述MCU的第一信号输入输出端与所述计时器的信号输入输出端连接，所述MCU的第二信号输入输出端与所述RFID读写器的第一信号输入输出端连接，所述MCU的第一信号输出端与所述传动机构的信号输入端连接，所述MCU的第二信号输出端与所述电控锁的信号输入端连接，所述MCU的第三信号输出端与以太网接口的信号输入端连接，所述RFID读写器的第二信号输入输出端与所述传动机构的信号输入输出端连接。

2.根据权利要求1所述的基于动态扫描的RFID文件存储柜，其特征在于，所述滑块呈C字型包裹在滑轨上部，所述滑轨沿其长度方向的两侧设有滑槽，所述滑槽内设有导向块，所述导向块与滑槽滑动连接，且所述滑块与所述导向块连接，所述导向块沿其滑动方向的顶部和底部均设有第一半圆槽，所述滑槽对应导向块设有第一半圆槽的位置设有第二半圆槽，所述第一半圆槽与第二半圆槽之间设有钢珠，所述第一半圆槽与第二半圆槽的形状规格一致。

3.根据权利要求1所述的基于动态扫描的RFID文件存储柜，其特征在于，还包括声光报警器，所述MCU的第四信号输出端与声光报警器的信号输入端连接。

4.根据权利要求1所述的基于动态扫描的RFID文件存储柜，其特征在于，所述文件柜本体采用金属材质制成。

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