專利名稱：立柜式可移動(dòng)三維射頻識(shí)別裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及RFID識(shí)別系統(tǒng)，具體是一種立柜式可移動(dòng)三維射頻識(shí)別裝置，主要用于物流領(lǐng)域中物品的信息采集和管理。
背景技術(shù)：
RFID是Radio Frequency Identification的縮寫(xiě)，即射頻識(shí)別，俗稱電子標(biāo)簽。 RFID射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成標(biāo)簽(Tag)具有唯一的電子編碼，附著在物體上用于標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象；讀頭(Reader):讀取及寫(xiě)入標(biāo)簽信息的設(shè)備；天線(Antenna)在標(biāo)簽和解讀器間傳遞射頻信號(hào)。目前遠(yuǎn)距離RFID射頻識(shí)別技術(shù)適用于智能交通、礦山、物流、門(mén)禁、考勤、生產(chǎn)工序，以及部隊(duì)、醫(yī)院、公安邊防、海關(guān)等諸多行業(yè)的人、車(chē)、物高速移動(dòng)目標(biāo)信息的自動(dòng)化管理，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。但一般RFID設(shè)備讀取標(biāo)簽時(shí)對(duì)標(biāo)簽的方位有一定要求，對(duì)于無(wú)序的多標(biāo)簽有漏讀問(wèn)題。專利2007201410M.4公開(kāi)了一種三維無(wú)線射頻識(shí)別系統(tǒng)，該系統(tǒng)將三個(gè)天線圍成門(mén)狀，可以讀取各種角度放置的標(biāo)簽，但該系統(tǒng)是固定式且只是單一讀取數(shù)據(jù)，不能方便移動(dòng)且不具備智能管理數(shù)據(jù)。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種立柜式可移動(dòng)三維射頻識(shí)別裝置，該設(shè)備是可方便移動(dòng)的三維無(wú)線射頻識(shí)別系統(tǒng)設(shè)備，將數(shù)據(jù)管理、顯示和通訊集為一體進(jìn)行智能管理數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型是以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種立柜式可移動(dòng)三維射頻識(shí)別裝置，包括RFID讀寫(xiě)頭、安裝在RFID讀寫(xiě)頭接收口處的圓極化天線、與RFID讀寫(xiě)頭通信口連接用于數(shù)據(jù)采集及控制的上位機(jī)；其特征在于所述圓極化天線包括由下至上依次安裝在柜體內(nèi)部的天線A、天線B和天線C，天線A、天線B和天線C三個(gè)天線位于同一豎直平面內(nèi)，所述的天線A和天線B可左右旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)，天線C可上下旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)，所述的RFID讀寫(xiě)頭、圓極化天線和上位機(jī)安裝于同一個(gè)機(jī)柜中。本實(shí)用新型的有益效果是可讀取過(guò)個(gè)標(biāo)簽的數(shù)據(jù)，大大提高讀取速率；上位機(jī)控制RFID讀寫(xiě)頭的讀寫(xiě)，完成數(shù)據(jù)采集及過(guò)濾功能，并將讀取的數(shù)據(jù)信息和控制信息直接以醒目的方式顯示出來(lái)，同時(shí)上位機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與其它設(shè)備通信，實(shí)現(xiàn)信息傳輸；實(shí)用性和移動(dòng)性強(qiáng)，便于維護(hù)。
以下結(jié)合附圖及是實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1為移動(dòng)式三維RFID識(shí)別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為改進(jìn)型二進(jìn)制搜索算法流程圖。圖中1、RFID讀寫(xiě)頭，2、圓極化天線，3、立柱，4、短桿，5、顯示窗口，[0010]6、控制面板，7、UPS電源，8、車(chē)輪。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，立柜式可移動(dòng)三維射頻識(shí)別裝置有一 RFID讀寫(xiě)頭1、安裝在RFID讀寫(xiě)頭1接收口處的圓極化天線2、與RFID讀寫(xiě)頭1通信口連接用于數(shù)據(jù)采集及控制的上位機(jī)。RFID讀寫(xiě)頭1和圓極化天線2構(gòu)成讀取裝置。所述的圓極化天線2包括由下至上依次安裝在柜體內(nèi)部的天線A、天線B和天線C，天線A、天線B和天線C三個(gè)天線位于同一豎直平面內(nèi)，所述的天線A和天線B可左右旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)，天線C可上下旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)，所述的RFID讀寫(xiě)頭、圓極化天線和上位機(jī)安裝于同一個(gè)機(jī)柜中。圓極化天線2有如下兩種安裝方式在機(jī)柜內(nèi)部設(shè)置一立柱3，立柱3上均勻設(shè)置有三根平行的短桿4，將在天線A、天線B和天線C的背面中心處通過(guò)萬(wàn)向軸從上到下依次安裝在機(jī)柜立柱的短桿4的頭部，所述的天線A可左轉(zhuǎn)0° 90°，天線B右轉(zhuǎn)0° 90°，天線C下轉(zhuǎn)0° 90°。在機(jī)柜內(nèi)部設(shè)置一立柱3，立柱3上均勻設(shè)置有三根平行的短桿4，將天線A、天線 B和天線C通過(guò)搖頭電機(jī)分別安裝在短桿4的頭部，并使天線A和天線B在-60° 60°左右搖動(dòng)，天線C上下0° 90°搖動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)搖頭電機(jī)的搖頭范圍，控制天線的搖動(dòng)范圍。RFID讀寫(xiě)頭設(shè)有串行通信接口和LAN通信接口，所述的上位機(jī)采用帶有顯示器的工控機(jī)，也可以采用由單片機(jī)、顯示器件、存儲(chǔ)器件、及外圍器件組成單片機(jī)、顯示器件、存儲(chǔ)器件、及外圍器件組成的數(shù)據(jù)采集及控制裝置，用于顯示讀取數(shù)量的數(shù)據(jù)采集及控制裝置。該數(shù)據(jù)采集及控制裝置設(shè)有串行接口和LAN接口，通過(guò)串行接口或LAN接口與RFID讀寫(xiě)頭連接，并可控制RFID讀寫(xiě)頭的讀取，該數(shù)據(jù)采集及控制裝置設(shè)有數(shù)據(jù)信息及控制信息顯示窗口。數(shù)據(jù)采集及控制裝置用兩位LED數(shù)碼管及LED驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成讀取數(shù)量的顯示窗口 5，用三個(gè)按鈕和液晶板及液晶驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成控制面板6 ；顯示窗口 5和控制面板6在控制電路的控制下，控制RFID讀寫(xiě)頭的讀取，并顯示讀取數(shù)量；其中三個(gè)按鈕分別為“清零”、 “讀卡”、“停止”。該裝置中的控制電路通過(guò)串行通信接口與RFID讀寫(xiě)頭連接。顯示窗口 5 設(shè)置三個(gè)，分別安裝在機(jī)柜的前面和左右兩側(cè)面?？刂泼姘?設(shè)置兩個(gè)分別安裝在機(jī)柜的左右兩側(cè)面。三個(gè)顯示窗口和兩套控制面板皆由一個(gè)控制電路控制，該控制電路由單片機(jī)、 外接存儲(chǔ)器及周?chē)娐窐?gòu)成。控制電路也可以通過(guò)LAN接口接到無(wú)線路由器，無(wú)線路由器通過(guò)LAN 口與上位機(jī)連接，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將上位機(jī)采集的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳送?？梢酝ㄟ^(guò)數(shù)據(jù)采集及控制裝置中的三個(gè)按鈕控制RFID讀寫(xiě)頭的啟動(dòng)和停止，也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上的上位機(jī)(其它設(shè)備)控制RFID讀寫(xiě)頭的啟動(dòng)和停止。裝置中的顯示窗口顯示讀取的數(shù)量，控制面板顯示RFID讀寫(xiě)頭的狀態(tài)以及上位機(jī)的控制信息。將工控機(jī)安裝在機(jī)柜內(nèi)，工控機(jī)設(shè)有顯示器；在機(jī)柜后門(mén)設(shè)置操作窗口，通過(guò)操作窗口操作工控機(jī)，并顯示工作狀態(tài)。工控機(jī)與無(wú)線路由器連接，通過(guò)無(wú)線路由器接入廣域網(wǎng)，通過(guò)廣域網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)。RFID讀寫(xiě)頭包括射頻模塊與基帶模塊，基帶模塊分為工控機(jī)或單片機(jī)和FPGA部分，F(xiàn)PGA分為編碼、解碼、CRC效驗(yàn)以及時(shí)鐘分頻，工控機(jī)或單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)FPGA的控制以及與FPGA進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的交換、將讀寫(xiě)數(shù)據(jù)與上位機(jī)通信、執(zhí)行上位機(jī)發(fā)送來(lái)的命令，以及將讀寫(xiě)狀態(tài)及讀寫(xiě)內(nèi)容通過(guò)液晶及LED顯示。為了保證機(jī)柜的牢靠，也可保證機(jī)柜的設(shè)備讀取數(shù)據(jù)時(shí)不受干擾，機(jī)柜的上、下及背部采用鋼結(jié)構(gòu)，左右兩側(cè)后部安裝插槽，前部及左右兩側(cè)采用非金屬外殼并折成弓字形插入插槽中。在機(jī)柜的底部設(shè)置有車(chē)輪8，便于將機(jī)柜移動(dòng)到不同的工作場(chǎng)所。機(jī)柜中設(shè)有UPS電源7，本裝置采用UPS提供穩(wěn)定的220V電源，再通過(guò)其它的轉(zhuǎn)換電源為機(jī)柜中各裝置供電。如圖2所示，對(duì)讀寫(xiě)頭中的識(shí)別標(biāo)簽的算法進(jìn)行改進(jìn)，運(yùn)用改進(jìn)的二進(jìn)制搜索算法，縮短識(shí)別時(shí)間，提高識(shí)別速率。該改進(jìn)算法的流程圖見(jiàn)圖2。若識(shí)別系統(tǒng)中有N個(gè)標(biāo)簽對(duì)象，算法的識(shí)別過(guò)程如下1)讀寫(xiě)器發(fā)送REQUEST (NULL，Mmax)命令，要求區(qū)域內(nèi)所有標(biāo)簽應(yīng)答，即發(fā)出各位都是1的UID號(hào)，所有標(biāo)簽同時(shí)向讀寫(xiě)器發(fā)送應(yīng)答信號(hào)，返回自己的UID號(hào)；2)讀寫(xiě)器檢測(cè)有無(wú)碰撞發(fā)生，若無(wú)碰撞發(fā)生，則可以識(shí)別出單獨(dú)的標(biāo)簽，并發(fā)出 UNSELECT命令把這個(gè)標(biāo)簽設(shè)為休眠狀態(tài)，若有碰撞發(fā)生，則得出碰撞的最高位(m)是哪一位，將碰撞的最高位置0，高于該位的數(shù)值位不變，低于該位的仍為1，可得REQUEST命令所需的新的兩個(gè)參數(shù)(UID，m)；3)讀寫(xiě)器發(fā)送REQUEST (UID，m)命令，只有m位為0的標(biāo)簽應(yīng)答，重復(fù)第2步，直至無(wú)碰撞為止；4)將無(wú)碰撞時(shí)的m位的值置1，讀寫(xiě)器發(fā)送REQUEST(UID，m)命令，識(shí)別出單獨(dú)的標(biāo)簽，并發(fā)出UNSELECT命令把這個(gè)標(biāo)簽設(shè)為休眠狀態(tài)；5)將m+1位的值置1，可得REQUEST命令所需的新的兩個(gè)參數(shù)(UID，m)；6)讀寫(xiě)器發(fā)送REQUEST (UID，m)命令，重復(fù)第2步、第3步、第4步、第5步，直至將所有標(biāo)簽識(shí)別。
權(quán)利要求1.一種立柜式可移動(dòng)三維射頻識(shí)別裝置，包括RFID讀寫(xiě)頭、安裝在RFID讀寫(xiě)頭接收口處的圓極化天線、與RFID讀寫(xiě)頭通信口連接用于數(shù)據(jù)采集及控制的上位機(jī)；其特征在于 所述圓極化天線包括由下至上依次安裝在柜體內(nèi)部的天線A、天線B和天線C，天線A、天線 B和天線C三個(gè)天線位于同一豎直平面內(nèi)，所述的天線A和天線B可左右旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)，天線C 可上下旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)，所述的RFID讀寫(xiě)頭、圓極化天線和上位機(jī)安裝于同一個(gè)機(jī)柜中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立柜式可移動(dòng)三維射頻識(shí)別裝置，其特征在于在機(jī)柜內(nèi)部設(shè)置一立柱(3)，立柱(3)上均勻設(shè)置有三根平行的短桿(4)，將在天線A、天線B和天線C的背面中心處通過(guò)萬(wàn)向軸從上到下依次安裝在機(jī)柜立柱的三根短桿(4)的頭部，所述的天線 A可左轉(zhuǎn)0° 90°，天線B右轉(zhuǎn)0° 90°，天線C下轉(zhuǎn)0° 90°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立柜式可移動(dòng)三維射頻識(shí)別裝置，其特征在于在機(jī)柜內(nèi)部設(shè)置一立柱(3)，立柱(3)上均勻設(shè)置有三根平行的短桿(4)，將天線A、天線B和天線C通過(guò)搖頭電機(jī)分別安裝在短桿(4)的頭部，并使天線A和天線B在-60° 60°左右搖動(dòng)，天線C上下0° 90°搖動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)搖頭電機(jī)的搖頭范圍，控制收發(fā)天線的搖動(dòng)范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立柜式可移動(dòng)三維射頻識(shí)別裝置，其特征在于所述的RFID 讀寫(xiě)頭通信口包括串行接口和LAN接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立柜式可移動(dòng)三維射頻識(shí)別裝置，其特征在于所述的上位機(jī)采用帶有顯示器的工控機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立柜式可移動(dòng)三維射頻識(shí)別裝置，其特征在于所述的上位機(jī)采用由單片機(jī)、顯示器件、存儲(chǔ)器件及外圍器件組成的數(shù)據(jù)采集及控制裝置。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種立柜式可移動(dòng)三維射頻識(shí)別裝置，涉及RFID識(shí)別系統(tǒng)。該裝置有一RFID讀寫(xiě)頭、安裝在RFID讀寫(xiě)頭接收口處的圓極化天線、與RFID讀寫(xiě)頭通信口連接用于數(shù)據(jù)采集及控制的上位機(jī)；所述圓極化天線包括由下至上依次安裝在柜體內(nèi)部的天線A、天線B和天線C，天線A、天線B和天線C三個(gè)天線位于同一豎直平面內(nèi)，所述的天線A和天線B可左右旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)，天線C可上下旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)，所述的RFID讀寫(xiě)頭、圓極化天線和上位機(jī)安裝于同一個(gè)機(jī)柜中。優(yōu)點(diǎn)是可讀取過(guò)個(gè)標(biāo)簽的數(shù)據(jù)，大大提高讀取速率；實(shí)用性和移動(dòng)性強(qiáng)，便于維護(hù)。
文檔編號(hào)H01Q21/24GK202126694SQ20112019231
公開(kāi)日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月9日
發(fā)明者崔崇立, 徐啟豐, 馬保國(guó), 黃之杰 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍徐州空軍學(xué)院