TWI433040B - Application of radio frequency identification technology in intelligent lockers and management methods - Google Patents

Description

射頻辨識技術應用於智慧型儲物櫃與管理方法

本發明係一種射頻辨識技術應用於智慧型儲物櫃與管理方法，尤指一種運用RFID射頻辨識技術設計智慧型儲物櫃，以精確偵測每一儲位所存放的物件，結合儲位管理系統提供使用者管理、儲位存放物件管理、物件搜尋、存放儲位顯示與提示、物件存量與期限管理、儲位使用率統計資料分析，便於物件上架、整理、與下架管理，以利儲位的充分利用。智慧型儲物櫃更結合生物感應器以最佳時機用RFID讀取器進行物件盤點功能，用紅外線感應器、光感應器、或超聲波感應器偵測儲位是否閒置，以減少RFID讀取器掃描區域，進而節約電力能源，達到迅速精確又節能減碳的最佳儲位管理之解決方案。

RFID辨識系統主要包括RFID標籤、RFID讀取器和應用系統組成。其中，RFID所使用的操作頻率包括低頻(Low Frequency,通常用134 KHz)、高頻(High Frequency,通常用13.56 MHz)、超高頻(Ultra-High Frequency,通常為860~960 MHz)、和微波(Microwave,通常為2.4 GHz)等。被動式(Passive)RFID標籤不含電池，其內部類比電路將來自於讀取器的電磁波轉換為電能使用。RFID標籤內有記憶體可儲存資料，依設計與製程可分為唯讀、單寫多讀、或可重複讀寫等款式。因為RFID辨識系統是利用電磁波傳遞能量和訊號，RFID標籤易受貼覆物件的材料特性、或週圍金屬或導電材料的影響；貼覆物件的材料會影響RFID標籤天線的頻率響應；週圍的金屬或導電材料會因面積或體積的大小、距離遠近產生干涉現象(Interference Phenomenon)而影響讀取效果。因為在RFID辨識系統所用的頻率範圍內之電磁波是不可見的，因此其受週圍磁條或金屬材料影響所產生的建設性或破壞性干涉(Constructive or Destructive Interference)無法預知。

以往習知的儲物架是大部分是開放式的架子，主要由複數個柱子和層板構成；同時層板一般採用木板或塑膠板為主；有些雖用金屬架，但儲物架側邊大多為透通無遮蔽狀態。當儲物架的儲位管理需要定位到每一個別層時，用既有的儲物架很難得到精確的自動偵測，必須靠大量的人力、時間與資源去做倉儲儲位管理，且因為所需時間很長，通常必須停止營業做盤點，增加顧客購物的困擾，並嚴重影響營業的績效。物件存量多寡以及期限往往因為人力管理之計算不精確，容易造成供不應求、滯銷品囤積、或物件超過有效期限等困境，不但造成資源調度問題，物資浪費，且佔用儲位無法充分有效使用等問題。圖書文件的管理也有同樣的現象，需要館員花大量的精力做圖書上架、下架、找書、盤點等作業。

為解決上述問題，本發明係為射頻辨識技術應用於智慧型儲物櫃與管理方法，主要目的為運用RFID射頻辨識技術設計智慧型儲物櫃，以精確偵測每一儲位所存放的物件，結合儲位管理系統提供使用者管理、儲位存放物件管理、物件搜尋、存放儲位顯示與提示、物件存量與期限管理、儲位使用率統計資料分析，便於物件上架、整理與下架管理，以利儲位的充分利用。

本發明之另一目的在於智慧型儲物櫃更結合生物感應器以最佳時機用RFID讀取器進行物件盤點功能，用紅外線感應器、光感應器、或超聲波感應器偵測儲位是否閒置，以減少RFID讀取器掃描區域，進而節約電力能源，達到迅速精確又節能減碳的最佳儲位管理之解決方案。

為達上述目的，本發明為一種射頻辨識技術應用於智慧型儲物櫃管理方法，係包括有：提供一智慧型儲物櫃進行物件存放櫃位控制；以及提供一儲位管理軟體系統進行物件盤點、儲位管理、查詢與顯示功能。

為達上述目的，本發為一種射頻辨識技術應用於智慧型儲物櫃，係包括有：一儲物櫃，儲物櫃內至少有一儲位，以存放物件；至少一天線裝設於每一儲位，以偵測物件上的RFID標籤，做儲位管理；至少一感應器，以偵測人或物件，調節RFID標籤讀取控制；至少一數位介面，架設於該儲物櫃，以傳輸資料與控制；以及至少一顯示裝置或提示裝置，架設於該儲物櫃表面，以提供文字、圖案、顏色或聲響的提示功能。

為進一步對本創作有更深入的說明，乃藉由以下圖示、圖號說明及發明詳細說明，冀能對　貴審查委員於審查工作有所助益。

茲配合下列之圖式說明本創作之詳細結構，及其連結關係，以利於　貴審委做一瞭解。

在產品交易日益頻繁，書籍文件交流日益普及的情勢下，如何有效做好倉儲管理，或圖書文件管理變得越來越重要。本發明係運用射頻辨識技術於儲物管理作業，請參閱圖一所示，係為本發明RFID技術應用於智慧型儲物櫃管理示意圖，由儲位管理系統1利用數位通訊介面2連接智慧型儲物櫃10，提供自動掃描物件821上的RFID標籤811存放的儲位資訊，使用顯示器711和721能方便標示智慧型儲物櫃的儲位或櫃位資訊，以方便使用的圖形人機介面，進行物件儲位管理、查詢與顯示功能，進而利用提示裝置如燈號411和音頻裝置912提示使用者能迅速存取相關物件，並提供生物感應器511和其他感應器611和621(如：紅外線感應器、光感應器或超聲波感應器等)偵測人員與物件的存在與否，進行最佳化的掃描控制，達到節能減碳的效果，不但提高使用效能，並減少能源消耗。

儲位管理系統1具備使用者管理功能，提供帳號輸入或RFID卡號讀取，可加上密碼控制，以便系統使用管理。系統提供的管理功能包括由智慧型儲物櫃10獲得儲位與物件清單，提供儲位使用率統計資料分析，便於物件上架、整理、與下架管理，以利儲位的充分利用。物件存放數量與期限也是倉儲管理非常重要的項目，本發明提供即時盤點的特性，隨時提供物件存量與期限管理上可更有效處理物件的供需，並提示即將到期的物件以及時處理，減少物資的損耗，降低成本。儲位管理系統能很便利地使用物件821名稱、代碼或RFID標籤811編號查詢，顯示存放的儲位訊息；並且觸發相關智慧型儲物櫃10的儲位燈號411，以提示使用者物件存放的實際位置。

請參閱圖二所示，係為本發明智慧型儲物櫃功能示意圖，智慧型儲物櫃的本體依存放物件的種類與管理方式設計，儲物櫃主體可包括側板11和12、垂直隔板13、底板14、水平隔板15、上蓋16和背板17等組成，所用材料以金屬或導電材質製作，當RFID讀取器進行掃描時可避免電磁波外溢到其他儲位，以提高儲位管理的正確性。RFID標籤易受金屬或導電材料的影響，在擺放物件時，若RFID標籤比較靠近金屬或導電材料櫃體，可加裝非金屬與非導電材料的隔板21、22、23和24裝潢，或在金屬板101靠近物件側貼上吸波材料102(參考圖三儲物櫃金屬板與吸波材示意圖)，以降低RFID標籤受金屬材料的影響，減少電磁波在金屬櫃內的反射，降低內部電磁波的干擾，並增加儲物櫃的外表美觀。

每一儲位需裝設至少一天線32，天線以電性連接連接RFID讀取器31或以RF同軸電纜線連接RFID讀取器31，以讀取物件上的RFID標籤資料，供儲位管理。因為RF同軸電纜線會有損耗，若距離近，RFID讀取器可用RF同軸電纜線連接多組天線使用；若距離遠，可採用直接接單一天線的RFID讀取器使用，已達到有效偵測物件的功能。

智慧型儲物櫃可利用之有線數位通訊介面2如乙太(Ethernet)電腦網路、RS-232界面、RS-485界面、RS-422界面或USB界面可用以傳輸資料數據與控制指令，與外部電腦或電腦網路連結，進行儲位管理系統1連線控制、檔案存取、或資料庫連線等作業。

在智慧型儲物櫃上，可用生物感應器51，當偵測有人在儲物櫃附近活動時，提高RFID讀取器31掃描的次數，以提供即時的資料更新；當偵測為無人時，降低掃描次數，減少能源消耗。在智慧型儲物櫃的每一櫃位，可用感應器61和62如紅外線感應器、光感應器、或超聲波感應器，以偵測儲位內是否有物件92存在，當物件存在時，RFID讀取器31掃描依正常方式掃描，當物件不存在時，RFID讀取器31不掃描該儲位，以降低能源消耗，達到節能減碳的效益。

使用顯示器71和72能方便標示智慧型儲物櫃的儲位或櫃位資訊，可裝設顯示器種類如電子紙顯示器、液晶顯示器、或平面顯示器以提供自動化標示儲位或櫃位資訊的功能。其中，電子紙顯示器只在更新資料時需要電力進行顯示更新，其他時候並不需消耗電能，是未來標示儲櫃資訊的最佳選擇。

智慧型儲物櫃，其中顯示或提示裝置還包括顯示燈號41或音頻裝置91。其中，顯示燈號可以用不同顏色燈號或以不同時間間隔的閃爍燈號，以提示物件所在的儲位位置，加速處理速率。而音頻裝置，可以提供語音、不同的聲音頻率、不同時間間隔的聲響或不同旋律的音樂等方式，以提示物件所在的儲位位置。

唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以之限定本發明所實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬於本發明專利涵蓋之範圍內，謹請　貴審查委員明鑑，並祈惠准，是所至禱。

1．．．儲位管理系統

2．．．數位通訊介面

10．．．智慧型儲物櫃

11．．．智慧型儲物櫃外側板

12．．．智慧型儲物櫃外側板

13．．．智慧型儲物櫃垂直隔板

14．．．智慧型儲物櫃底板

15．．．智慧型儲物櫃水平隔板

16．．．智慧型儲物櫃上蓋

17．．．智慧型儲物櫃背板

21．．．非金屬隔板

22．．．非金屬隔板

23．．．非金屬隔板

24．．．非金屬隔板

31．．．射頻辨識讀取器

32．．．天線

41．．．顯示燈號

42．．．顯示燈號

411‧‧‧顯示燈號

51‧‧‧生物感應器

511‧‧‧生物感應器

61‧‧‧感應器

611‧‧‧感應器

62‧‧‧感應器

621‧‧‧感應器

71‧‧‧顯示器

711‧‧‧顯示器

72‧‧‧顯示器

721‧‧‧顯示器

81‧‧‧RFID標籤

811‧‧‧RFID標籤

82‧‧‧物件

821‧‧‧物件

91‧‧‧音頻裝置

912‧‧‧音頻裝置

圖一係為本發明RFID技術應用於智慧型儲物櫃管理示意圖

圖二係為本發明智慧型儲物櫃功能示意圖

圖三係為本發明儲物櫃金屬板與吸波材示意圖

1．．．儲位管理系統

2．．．數位通訊介面

10．．．智慧型儲物櫃

411．．．顯示燈號

511．．．生物感應器

611．．．感應器

621．．．感應器

711．．．顯示器

721．．．顯示器

811．．．RFID標籤

821．．．物件

912．．．音頻裝置

Claims (17)

1. 一種射頻辨識技術應用於智慧型儲物櫃管理方法，係包括有：提供一智慧型儲物櫃進行物件存放櫃位控制，該智慧型儲物櫃至少包含一感應器，架設於該儲物櫃，以偵測人或物件，調節RFID標籤讀取控制，該感應器可用紅外線感應器、光感應器、及超聲波感應器之其中一者，以偵測儲位內是否有物件存在，當物件存在時，RFID讀取器掃描依正常方式掃描，當物件不存在時，RFID讀取器不掃描該儲位，以降低能源消耗；以及提供一儲位管理軟體系統進行物件盤點、儲位管理、查詢與顯示功能。
2. 如申請專利範圍第1項所述之射頻辨識技術應用於智慧型儲物櫃管理方法，其中該儲位管理軟體系統更係具備使用者管理功能，提供帳號輸入或RFID卡號讀取，可加上密碼控制，以便系統使用管理。
3. 如申請專利範圍第2項所述之射頻辨識技術應用於智慧型儲物櫃管理方法，其中該使用者管理功能包括由智慧型儲物櫃獲得儲位與物件清單，提供儲位使用率統計資料分析，便於物件上架、整理與下架管理，以利儲位的充分利用。
4. 如申請專利範圍第1項所述之射頻辨識技術應用於智慧型儲物櫃管理方法，其中該儲位管理軟體系統的物件盤點功能包括有物件清單、存放儲位、數量與期限，提供物件存量與期限管理可更有效處理物件的供需，並提 示即將到期的物件以及時處理，減少物資的損耗，提高儲位的有效使用，降低成本。
5. 如申請專利範圍第1項所述之射頻辨識技術應用於智慧型儲物櫃管理方法，其中該儲位管理軟體系統的查詢與顯示功能包括有物件名稱、代碼或RFID標籤編號查詢，顯示存放的儲位訊息。
6. 如申請專利範圍第5項所述之射頻辨識技術應用於智慧型儲物櫃管理方法，其中該顯示功能包括有觸發相關智慧型儲物櫃的儲位燈號，以提示使用者物件存放的實際位置。
7. 一種射頻辨識技術應用於智慧型儲物櫃，係包括有：一儲物櫃，儲物櫃內設有至少一個儲位，以存放物件；至少一天線裝設於該每一儲位，以偵測物件上的RFID標籤，做儲位管理；至少一感應器，架設於該儲物櫃，以偵測人或物件，調節RFID標籤讀取控制，該感應器可用紅外線感應器、光感應器、及超聲波感應器之其中一者，以偵測儲位內是否有物件存在，當物件存在時，RFID讀取器掃描依正常方式掃描，當物件不存在時，RFID讀取器不掃描該儲位，以降低能源消耗；至少一數位介面，架設於該儲物櫃，以傳輸資料與控制；以及至少一顯示裝置或提示裝置，架設於該儲物櫃表面，以提供文字、圖案、顏色或聲響的提示功能。
8. 如申請專利範圍第7項所述之射頻辨識技術應用於智慧 型儲物櫃，其中該儲物櫃的本體係以金屬或導電材料製作，當RFID讀取器進行掃描時避免電磁波外溢到其他儲位，以提高儲位管理的正確性。
9. 如申請專利範圍第8項所述之射頻辨識技術應用於智慧型儲物櫃，其中該儲物櫃可加裝非金屬與非導電材料的隔板或裝潢，以降低RFID標籤受金屬材料的影響，和增加儲物櫃的外表美觀。
10. 如申請專利範圍第7項所述之射頻辨識技術應用於智慧型儲物櫃，其中該天線以電性連接或以RF同軸電纜線連接RFID讀取器，以讀取物件上的RFID標籤資料，供儲位管理。
11. 如申請專利範圍第7項所述之射頻辨識技術應用於智慧型儲物櫃，其中該數位介面可用一數位通訊介面以傳輸資料數據與控制指令，與外部電腦或電腦網路連結，進行系統控制、檔案存取、或資料庫連線作業。
12. 如申請專利範圍第11項所述之射頻辨識技術應用於智慧型儲物櫃，其中該數位通訊介面係指乙太(Ethernet)電腦網路、RS-232界面、RS-485界面、RS-422界面及USB界面之其中一者。
13. 如申請專利範圍第7項所述之射頻辨識技術應用於智慧型儲物櫃，其中該感應器可用生物感應器，當偵測有人存在時，提高RFID讀取器掃描的次數，以提供即時更新資料，當偵測為無人時，降低掃描次數，減少能源消耗。
14. 如申請專利範圍第7項所述之射頻辨識技術應用於智 慧型儲物櫃，其中該顯示裝置可用一電子紙顯示器、液晶顯示器、及平面顯示器之其中一者，用以顯示儲位或櫃位資訊。
15. 如申請專利範圍第7項所述之射頻辨識技術應用於智慧型儲物櫃，其中顯示裝置可用不同顏色燈號或以不同時間間隔的閃爍燈號，以提示物件所在的儲位位置，加速處理速率。
16. 如申請專利範圍第7項所述之射頻辨識技術應用於智慧型儲物櫃，其中該提示裝置係為一音頻裝置，以提供語音、不同的聲音頻率、不同時間間隔的聲響或不同旋律的音樂等，以提示物件所在的儲位位置。
17. 如申請專利範圍第7項所述之射頻辨識技術應用於智慧型儲物櫃，其中該儲物櫃的內壁更係可貼覆一吸波材，減少電磁波在金屬櫃內的反射，降低內部電磁波的干擾。