一種超高頻rfid推車式圖書智能上架盤點設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種RFID技術領域，特別是一種超高頻RFID推車式圖書智能上架盤點設備。
【背景技術】
[0002]射頻識別，RFID (Rad1 Frequency Identificat1n)技術，又稱無線射頻識別，是一種通信技術，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或光學接觸。RFID讀寫器也分移動式的和固定式的，目前RFID技術應用很廣，如:圖書館，門禁系統(tǒng)，食品安全溯源等。
[0003]現(xiàn)在大部分圖書館所用的小推車都只攜帶一個手持的天線，不能方便快速地掃描推車內(nèi)的圖書，也不能對推車進行定位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種超高頻RFID推車式圖書智能上架盤點設備，利用RFID技術中的射頻相位來自動識別智能上架盤點設備內(nèi)圖書、盤點圖書以及室內(nèi)定位推車的功能，為了解決上述技術問題，本發(fā)明公開了一種超高頻RFID推車式圖書智能上架盤點設備，所述智能上架盤點設備包括內(nèi)倉和與內(nèi)倉連接的置書架，其特征在于:置書架內(nèi)設置有用于自動識別圖書的置書架RFID天線，內(nèi)倉內(nèi)部設有計算機和連接計算機和置書架RFID天線的RFID閱讀器，內(nèi)倉上設有連接計算機和RFID閱讀器的顯示器，計算機設有用于無線傳輸數(shù)據(jù)的無線收發(fā)模塊，用于與后臺數(shù)據(jù)庫服務器傳輸數(shù)據(jù)；置書架RFID天線通過RFID天線端口連接RFID閱讀器，本設備通過以下步驟實現(xiàn)自動識別推車內(nèi)圖書的功能:
[0005]步驟1-1，將圖書放入智能上架盤點設備的置書架中；
[0006]步驟1-2，使用置書架RFID天線讀取圖書RFID標簽，讀取RFID標簽時，只讀取帶有圖書編碼前綴的RFID標簽；
[0007]步驟1-3，根據(jù)預先設定的圖書RFID標簽EPC號編碼規(guī)則，判斷讀取的RFID標簽是否為有效的圖書RFID標簽，如果不是，則剔除此RFID標簽；
[0008]步驟1-4，根據(jù)預先設定的圖書RFID標簽EPC號編碼規(guī)則，從EPC號中提取圖書的ID號；
[0009]步驟1-5，在計算機內(nèi)存中劃分一塊緩沖區(qū)域，將從計算機存儲的本地數(shù)據(jù)庫中獲取的圖書信息暫存在緩沖區(qū)中，在緩沖區(qū)中查找步驟1-4提取圖書的ID號對應的圖書信息，如果緩沖區(qū)中有此圖書信息，則不連接后臺數(shù)據(jù)庫服務器，如果緩沖區(qū)中沒有此ID號的圖書信息，則通過無線收發(fā)模塊連接后臺數(shù)據(jù)庫服務器，根據(jù)圖書ID號查詢圖書信息，并將查詢到的圖書信息存入緩沖區(qū)中；圖書信息包括標題、作者、架位信息；
[0010]步驟1-6，從緩沖區(qū)中獲取該圖書信息；
[0011]步驟1-7，RFID閱讀器將所有掃描到的圖書信息全部顯示在智能上架盤點設備的顯示器上，每隔幾秒鐘重復上述步驟1-2?步驟1-7過程，并刷新顯示器界面。
[0012]智能上架盤點設備包含一層以上的置書架，每層置書架設置有一個以上的獨立區(qū)域，每個獨立區(qū)域分別對應設置一個置書架RFID天線，每個置書架RFID天線將讀取到的圖書信息以及該圖書所在置書架的對應區(qū)域，全部顯示在智能上架盤點設備的顯示器上。
[0013]每個獨立區(qū)域之間相互用金屬格擋隔離，用于防止一個獨立區(qū)域的置書架RFID天線讀取到另一個獨立區(qū)域的圖書信息。
[0014]如果一個圖書的RFID標簽被兩個以上天線讀取到，則以讀取到的RSSI值最大值對應的天線為準。
[0015]智能上架盤點設備包括用于盤點圖書的盤點RFID天線，盤點RFID天線通過RFID天線端口連接到內(nèi)倉內(nèi)的RFID閱讀器，智能上架盤點設備通過以下步驟實現(xiàn)盤點圖書的功能:
[0016]步驟2-1，將盤點RFID天線對準待盤點的書架層標讀取層標；
[0017]步驟2-2，根據(jù)預先設定的層標EPC號編碼方式，判斷是否為有效的層標，如果不是有效的層標則重新讀取層標，如果是有效層標，則進入下一步；
[0018]步驟2-3，根據(jù)層標號碼，通過無線收發(fā)模塊連接后臺數(shù)據(jù)庫服務器，查詢獲取該層所有的圖書信息；
[0019]步驟2-4，掃描圖書:將盤點RFID天線對著該層一側的圖書，緩慢向另一側移動，直到該層最后一本圖書；
[0020]步驟2-5，在掃描圖書過程中，每個圖書RFID標簽讀取到兩次以上，每次都有一個RSSI值，對于每一個圖書RFID標簽，將其每次讀取到的RSSI值按時間先后排序，得到一條RSSI值-時間曲線，運用最小二乘法對該曲線進行曲線擬合，得到一條高斯曲線，然后用K-Means算法對所有圖書RFID標簽的高斯曲線進行聚類；
[0021]步驟2-6，通過聚類，將圖書RFID標簽分為兩類:一類是處在當前書架層的圖書RFID標簽，一類是處在其他書架層的圖書RFID標簽，剔除其他書架層的圖書RFID標簽；
[0022]步驟2-7，將掃描到的圖書信息與從數(shù)據(jù)庫服務器中獲取的圖書信息進行對比:如果一本圖書既能被掃描到，也存在于后臺數(shù)據(jù)庫服務器中，則判定該圖書是正確在架圖書；如果一本圖書能被掃描到，但不在后臺數(shù)據(jù)庫服務器中，則判定是錯架的圖書；如果一本圖書在后臺數(shù)據(jù)庫服務器中，但沒有被掃描到，則判定是丟失的圖書。
[0023]智能上架盤點設備包括用于室內(nèi)定位的定位RFID天線，定位RFID天線至少為兩個，分別設置內(nèi)倉兩側，包括左側RFID天線和右側RFID天線，左側RFID天線和右側RFID天線分別通過RFID天線端口連接RFID閱讀器，智能上架盤點設備通過以下步驟實現(xiàn)室內(nèi)定位的功能:
[0024]步驟3-1，左側RFID天線讀取智能上架盤點設備左側的RFID標簽，右側RFID天線讀取智能上架盤點設備右側的RFID標簽；設定計時器，每秒讀取4到5次；
[0025]步驟3-2，判斷讀取的RFID標簽是否為錨標簽；錨標簽是指在定位系統(tǒng)中，位置已知而且固定不變的標簽，也稱參考標簽。本發(fā)明中是把所有的書架自下往上第二層的層標作為錨標簽，因為這一層的層標與智能上架盤點設備左側和右側的RFID天線在同一水平面上，便于讀?。诲^標簽信息已被存儲在后臺數(shù)據(jù)庫中，可以通過查詢數(shù)據(jù)庫進行判斷；
[0026]步驟3-3，查詢計算機內(nèi)存緩沖區(qū)中是否有該RFID標簽的信息，如果有，則直接進入步驟3-4 ;如果緩沖區(qū)中沒有該RFID標簽的信息，則通過無線收發(fā)模塊連接后臺數(shù)據(jù)庫服務器，利用標簽EPC號查詢該RFID標簽是否為錨標簽，如果是則將查詢到的錨標簽信息存入緩沖區(qū)中；如果不是錨標簽則剔除該RFID標簽；錨標簽的信息包括EPC號和錨標簽的位置信息；
[0027]步驟3-4，從緩沖區(qū)中獲取錨標簽的位置信息；
[0028]步驟3-5，根據(jù)讀取的錨標簽RSSI值進行排序，分別取左右兩側天線讀取到的擁有最大RSSI值的錨標簽，智能上架盤點設備位置即為這兩個錨標簽的中間位置。
[0029]步驟3-5進一步包括如下步驟:根據(jù)左右兩側天線每次讀取的錨標簽的EPC號及其位置信息，將所有讀取到的錨標簽按集合{左1、左2、…、左η}，以及集合{右1、右
2、…、右η}內(nèi)的順序排列，其中η為一側的錨標簽總數(shù)，得到一個RSSI值的2η元組，其中如果某個錨標簽沒有讀到，則取RSSI最小值-70dbm ;利用K-近鄰算法，在訓練集中尋找與當前RSSI值2n元組最為接近的RSSI值2n元組，該點即為待測位置的最近鄰；以最近鄰RSSI值2n元組所對應的坐標，作為智能上架盤點設備相對于左I錨標簽的距離；利用左I錨標簽的位置以及智能上架盤點設備相對其距離，二者相加得到智能上架盤點設備所在的位置:
[0030]Xc= Xa+dX,
[0031]Yc= Ya+dY,
[0032]其中，X。，Y。分別是智能上架盤點設備的橫坐標與縱坐標，X a，Ya*別是左I錨標簽的橫坐標與縱坐標，dX和dY分別是智能上架盤點設備與左下錨標簽的水平距離和豎直距離。
[0033]所述訓練集通過預先選點并測量相應位置的RSSI值得到，具體方法如下:
[0034]在任意兩個書架之間選擇200個點形成一個點陣，該點陣可以隨機，也可以平均分布，使用左側RFID天線和右側RFID天線分別在每一個點位置讀取錨標簽的RSSI值，設定書架自底向上m層每層布置一個錨標簽，m的值取兩側書架層數(shù)的較小值，比如左側書架有5層，右側書架有8層，則m取值小于等于5。則每個點將接收到來自左右兩側書架的2n個錨標簽信號，即產(chǎn)生一個RSSI值2n元組，元組數(shù)據(jù)按照集合{左1、左2、...、左η}，以及集合{右1、右2、…、右η}的順序排列，對于沒有讀取到的標簽，RSSI值取最小值_70dbm，將這些RSSI值2n元組以及對應的坐標存儲起來作為訓練集。
[0035]步驟1-2中，讀取RFID標簽時，計算機設置置書架RFID天線對待讀取的RFID標簽EPC號進行掩碼，只讀取帶有圖書編碼前綴的RFID標簽。
[0036]步驟2-1中，計算機設置盤點RFID天線根據(jù)層標的編碼規(guī)則進行掩碼，只讀取層