基于UHF电子标签的储物柜及其中的物品信息读取方法.pdf

本发明涉及一种基于UHF电子标签的储物柜，其通过改变柜体内部的无线电波的分布，可显著提高带有电子标签的文件的识别率。该种基于UHF电子标签的储物柜，包括柜门和柜体，设置在柜体内的电子标签读写器、读写器天线、控制单元和驱动单元；该储物柜中的物品上设有电子标签；电子标签读写器与控制单元电连接，用于读取储物柜中的物品上的电子标签信息；读写器天线与电子标签读写器电连接并且与驱动单元连接，用于接收物品上的电子标签信息；驱动单元包括电机和移动部件，该电机与控制单元电连接。本发明还涉及一种基于UHF电子标签的储物柜中的物品信息读取方法。

1.  一种基于UHF电子标签的储物柜，包括柜门和柜体，其特征在于还包括：设置在柜体内的电子标签读写器、读写器天线、控制单元和驱动单元；该储物柜中的物品上设有电子标签； 
电子标签读写器与控制单元电连接，用于读取储物柜中的物品上的电子标签信息； 
读写器天线与电子标签读写器电连接并且与驱动单元连接，用于接收物品上的电子标签信息； 
驱动单元包括电机和移动部件，该电机与控制单元电连接； 
控制单元驱动电机控制移动部件和读写器天线在储物柜内运动，电子标签读写器将柜内物品上的电子标签信息读取后发送至控制单元，控制单元生成柜内物品信息。 

2.  根据权利要求1所述的基于UHF电子标签的储物柜，其特征在于还包括：服务器终端，用于接收所述控制单元生成的柜内物品信息，并将该物品信息进行存储、显示和/或数据处理。 

3.  根据权利要求1所述的基于UHF电子标签的储物柜，其特征在于还包括：设置在所述柜门上的识别单元和显示单元；识别单元用于根据所识别的用户输入信息，控制柜门是否开启；显示单元与所述控制单元电连接，用于显示所述柜内物品信息。 

4.  根据权利要求1所述的基于UHF电子标签的储物柜，其特征在于：所述柜体内的中部设有隔层，该隔层将柜体内部分成上下两层，所述读写器天线设置在非金属盒体内，该盒体能够在该隔层内的腔室内运动。 

5.  根据权利要求4所述的基于UHF电子标签的储物柜，其特征在于：所述非金属盒体由亚克力板、ABS板和/或木板构成。 

6.  根据权利要求1所述的基于UHF电子标签的储物柜，其特征在于：所述控制单元包括ARM控制板；所述读写器天线为两根并且分别设置在所述非金属盒体内部的两端；所述柜体内壁和/或电子标签读写器上涂覆有吸波材料。 

7.  根据权利要求1所述的基于UHF电子标签的储物柜，其特征在于：所述柜体后部设有电源单元，分别为所述电子标签读写器和读写器天线提供12V直流电，并且为所述控制单元提供5V直流电。 

8.  一种基于UHF电子标签的储物柜中的物品信息读取方法，其特征在于：该储物柜包括：设置在柜体内的电子标签读写器、读写器天线、控制单元和驱动单元，驱动单元包括驱动电机和移动部件；该储物柜中的物品上设有电子标签；该方法包括如下步骤： 
控制单元驱动电机控制移动部件和读写器天线在储物柜内运动； 
当读写器天线到达第一指定位置时，控制单元接收自电子标签读写器读取的柜内物品上的电子标签信息；以及 
控制单元根据该电子标签信息生成第一物品信息列表。 

9.  根据权利要求8所述的基于UHF电子标签的储物柜中的物品信息读取方法，其特征在于还包括步骤： 
控制单元驱动电机控制移动部件和读写器天线在储物柜内运动，当读写器天线到达第二指定位置时，控制单元接收自电子标签读写器读取的柜内物品上的电子标签信息； 
控制单元根据该电子标签信息生成第二物品信息列表；以及 
控制单元将所述第一物品信息列表和第二物品信息列表进行合并，之后将该列表信息发送至服务器终端。 

10.  根据权利要求9所述的基于UHF电子标签的储物柜中的物品信息读取方法，其特征在于：所述柜体内的中部设有隔层，该隔层将柜体内部分成上下两层，所述读写器天线和驱动电机设置在非金属盒体内，该盒体能够在该隔层内的腔室内运动；所述第一指定位置在隔层的一端，所述第二指定位置在隔层的另一端。 

基于UHF电子标签的储物柜及其中的物品信息读取方法
技术领域
本发明涉及一种储物柜的改进，特别涉及一种基于UHF电子标签的储物柜。本发明还涉及一种基于UHF电子标签的储物柜中物品信息的读取方法。
背景技术
在中国，UHF(Ultra High Frequency，超高频)电子标签的应用将物联网推向未来的高峰，其中互联网、移动互联网是不可或缺的基石，网络人不失时机的寻求各种技术手段，尝试着将物联网收拢入其运营的范畴，UHF电子标签技术成为了关注的焦点。
在实际的应用中，我们发现，在全封闭金属储物柜柜体中，读写器对电子标签进行读写时，由于金属对UHF频段的无线电波有很强的反射能力，金属柜内部的无线电波分布情况极为复杂，不可避免地存在很多的盲区，而且盲区位置不确定。如果电子标签正在盲区中，普通读写器就不能识别，大大降低了识别率。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明提供了一种基于UHF电子标签的储物柜，其通过改变柜体内部的无线电波的分布，可显著提高带有电子标签的文件的识别率。
为了解决上述问题，该种基于UHF电子标签的储物柜，包括柜门和柜体，设置在柜体内的电子标签读写器、读写器天线、控制单元和驱动单元；该储物柜中的物品上设有电子标签；电子标签读写器与控制单元电连接，用于读取储物柜中的物品上的电子标签信息；读写器天线与电子标签读写器电连接并且与驱动单元连接，用于接收物品上的电子标签信息；驱动单元包括电机和移动部件，该电机与控制单元电连接；控制单元驱动电机控制移动部件和读写器天线在储物柜内运动，电子标签读写器将柜内物品上的电子标签信息读取后发送至控制单元，控制单元生成柜内物品信息。
优选地，还包括：服务器终端，用于接收所述控制单元生成的柜内物品信息，并将该物品信息进行存储、显示和/或数据处理。
优选地，还包括设置在所述柜门上的识别单元和显示单元；识别单元用于根据所识别的用户输入信息，控制柜门是否开启；显示单元与所述控制单元电连接，用于显示所述柜内物品信息。
优选地，所述柜体内的中部设有隔层，该隔层将柜体内部分成上下两层，所述读写器天线设置在非金属盒体内，该盒体能够在该隔层内的腔室内运动。
优选地，所述非金属盒体由亚克力板、ABS板和/或木板构成；
优选地，所述控制单元包括ARM控制板；所述读写器天线为两根并且分别设置在所述非金属盒体内部的两端；所述柜体内壁和/或电子标签读写器上涂覆有吸波材料。
优选地，所述柜体后部设有电源单元，分别为所述电子标签读写器和读写器天线提供12V直流电，并且为所述控制单元提供5V直流电。
本发明还涉及一种基于UHF电子标签的储物柜中的物品信息读取方法，其特征在于：该储物柜包括：设置在柜体内的电子标签读写器、读写器天线、控制单元和驱动单元，驱动单元包括驱动电机和移动部件；该储物柜中的物品上设有电子标签；该方法包括如下步骤：控制单元驱动电机控制移动部件和读写器天线在储物柜内运动；当读写器天线到达第一指定位置时，控制单元接收自电子标签读写器读取的柜内物品上的电子标签信息；以及控制单元根据该电子标签信息生成第一物品信息列表。
优选地，还包括步骤：
控制单元驱动电机控制移动部件和读写器天线在储物柜内运动，当读写器天线到达第二指定位置时，控制单元接收自电子标签读写器读取的柜内物品上的电子标签信息；控制单元根据该电子标签信息生成第二物品信息列表；以及控制单元将所述第一物品信息列表和第二物品信息列表进行合并，之后将该列表信息发送至服务器终端。
更优选地，所述柜体内的中部设有隔层，该隔层将柜体内部分成上下两层，所述读写器天线和驱动电机设置在非金属盒体内，该盒体能够在该隔层内的腔室内运动；所述第一指定位置在隔层的一端，所述第二指定位置在隔层的另一端。
本发明的有益效果是：
由于当天线处于某一固定位置时，全封闭金属柜内部的无线电波分布往往存在一定的盲区，使部分电子标签无法读取。通过使天线位置的不断改变，使全封闭金属柜内部的无线电波分布不断改变，从而达到无线电波完全覆盖全封闭金属柜内部，消除盲区的目的。
根据本发明，所述UHF电子标签储物柜提供了稳定的电子标签读取率，该种智能储物柜系统主要采用超高频RFID技术，能够对智能储物柜内部的物品进行实时监控，并且能够进行物品盘点，操作事件记录及物品存取记录的历史数据查询，减少了人力盘点数据的成本，并提高了柜内物品的识别率和读取效率，方便管理且降低使用操作成本。
附图说明
图1为本发明的基于UHF电子标签的储物柜的结构方框图；
图2为本发明中的非金属盒体的结构示意图；
图3为本发明的基于UHF电子标签的储物柜中的物品信息读取方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步地说明。
如图1所示，该种基于UHF电子标签的储物柜，适用于存储贵重物品，档案和/或重要资料，尤其适用于放置档案或文件，在本发明中的一些描述中，将以文件柜或档案柜进行举例说明。本发明的储物柜包括柜门和柜体，柜门和柜体优选为金属材质。在该柜体内设有电子标签读写器、与读写器配合的读写器天线、控制单元和驱动单元。该储物柜中的物品，例如文件档案盒上均贴设有HUF电子标签，可以被读写器读取。
各部件的具体连接关系为：电子标签读写器与控制单元电连接，用于读取储物柜中的物品上的电子标签信息，并将该信息发送至控制单元。读写器天线与电子标签读写器电配合，并且该天线固定在驱动单元的移动部件上，可以随该移动部件运动，该运动方式可以为：水平和/或垂直移动，也可以为转动等。该天线用于接收物品上的电子标签信息，如果该电子标签为无源标签，该天线还将给标签供电。驱动单元包括有驱动电机和移动部件，驱动电机控制移动部件在柜内运动，例如电机通过皮带控制滑块在导轨内运动，或者电机通过丝杠系控制推块运动，类似的电机控制部件在柜内的运动方式在本发明中均是可行的。该驱动电机与控制单元电连接。
控制单元驱动电机正转或反转，电机驱动移动部件和读写器天线在储物柜内运动，电子标签读写器通过天线将柜内物品上的电子标签信息读取后发送至控制单元，控制单元生成柜内物品信息。该物品信息可以为文件或档案的信息列表，其可以反应出文件或档案的名称、属性、存放时间、以及相关借阅人信息等。
优选地，在储物柜的外部设有服务器终端，用过有线或无线接收所述控制单元 生成的柜内文件信息，并将该文件信息进行存储、显示和/或数据处理。该服务器终端可以包括显示器、磁盘阵列、个人电脑终端，该服务器端通过管理软件可以管理多个储物柜信息，由管理软件中的各功能模块实现。例如，物品盘点功能：查看当前智能储物柜中的物品。智能储物柜定位功能：对某个档案柜亮灯显示，方便查找。物品定位功能：查看物品在哪个智能储物柜中。初始化智能储物柜功能：对智能储物柜进行初始化，例如指纹信息、物品信息等。接收智能储物柜的日志信息和报警信息功能：对用户的操作记录等日志信息进行接收，并在接收到报警信息时，做紧急处理。历史记录查询功能：能够查询智能储物柜中操作记录和存取信息的历史记录。用户管理功能：用户等级和权限管理。
优选地，该智能储物柜还包括设置在所述柜门上的识别单元和显示单元。识别单元用于根据识别的用户的输入信息，控制柜门是否开启。该识别单元可以为：电子锁，机械锁，指纹识别锁，人脸识别锁。例如：该识别设备可以提供继电器接口，通过打开继电器来开启柜门。通过存储的指纹，能够将指纹信息通过串口写入到识别设备，用于人员识别，锁定时，不能进行人员验证，解锁后方可进行人员验证。该显示单元与所述控制单元电连接，用于显示所述柜内文件信息，例如：文件属性：文件名称，文件个数，文件拿取信息等。
优选地，该柜体内的中部设有隔层，该隔层将柜体内部分成上下两层，所述读写器天线以及移动部件可以设置在非金属盒体内，该盒体能够在该隔层内的腔室内运动。如图2所示，该盒体的主要作用是把读写设备放在其中，外壳不能为金属，会对电磁波信号产生干扰作用，影响读写设备的读取率。该盒体为封闭外壳，只在左侧留出直径为6mm的两个圆形孔，用于走电源线和读取设备的天线。该非金属外壳优选形状为矩形。该非金属盒体由亚克力板、ABS板或木板构成。
优选地，所述读写器天线为两根并且分别设置在非金属盒体内部的两端(图中未示)。所述柜体内壁和/或电子标签读写器上涂覆有吸波材料，通过在柜体内壁以及柜体内的金属物品，特别是金属RFID读写器上设置吸波材料，该柜体可更加有效的吸收柜体内的折射电波，理论上可实现完全无盲区，彻底消除无线电波在金属柜内的反射现象。
所述控制单元可以为ARM(Advanced RISC Machines)控制板，ARM控制板为整个智能储物柜的控制核心，与上层服务软件的交互及所有设备的控制都有ARM控制板内部的软件完成。监测门的状态，控制读写设备进行物品的读取，显示屏的结果显示等都有ARM完成。ARM控制板要对外提供9路GPIO接口，其中6路为输出，进行设备的控制，3路为输入用户获取设备状态。输出标准电压3.3V。同时 ARM板还可提供两路连接读写设备和人员识别设备的4pin间距为2.54mm的标准串口，其中一路为5V电源，一路为地线，一路为数据传输，一路为数据接收。上述所列为ARM控制板还可预留部分接口为以后扩展使用。该ARM控制板具有体积小、低功耗、低成本、高性能、指令执行速度更快、寻址方式灵活简单、执行效率高、通用性强的优势。
优选地，所述柜体后部设有电源单元(图中未示)，可分别为所述电子标签读写器和读写器天线提供12V直流电，并且为所述控制单元和其他控制部件提供5V直流电。
本发明还涉及一种基于UHF电子标签的储物柜中的物品信息的读取方法，尤其适用于文件柜和档案柜，该储物柜包括：设置在柜体内的电子标签读写器、读写器天线、控制单元和驱动单元，驱动单元包括驱动电机和移动部件，其中各部件之间的连接关系和功能与上述相同，这里不再做详细描述。该方法如图1所示，具有如下步骤：
首先，电机上电，控制单元控制电机正转，电机驱动移动单元和读写器天线在储物柜内运动，这里，该运动方式可以为：水平和/或垂直移动，也可以为转动等，这里优选为读写器天线向柜体一侧移动(由左至右)。
当读写器天线到达第一指定位置时，电机断电，读写器读取文件或档案上的电子标签信息，控制单元接收自电子标签读写器读取的柜内物品上的电子标签信息。
控制单元根据电子标签信息生成第一文件信息列表。该信息列表可以包括文件或档案的名称、属性、存放时间、以及相关借阅人信息等。
控制单元控制电机反转，电机驱动移动单元和读写器天线在储物柜内运动，读写器天线向柜体另一侧移动(由右至左)。当读写器天线到达第二指定位置时，电机断电，读写器读取文件或档案上的电子标签信息，控制单元接收自电子标签读写器读取的柜内物品上的电子标签信息。
控制单元根据电子标签信息生成第二文件信息列表，该信息列表的属性同上述的第一文件信息列表。
控制单元将所述第一文件信息列表和第二文件信息列表中的信息进行合并后将该列表信息发送至服务器终端。该服务器终端可以将该文件信息进行存储、显示和/或数据处理。该服务器端可以是显示器、移动硬盘、个人电脑终端也可以是服务器，该无服务器端通过管理软件可以管理多个储物柜信息，由管理软件中的各功能模块实现。
优选地，所述柜体内的中部设有隔层，该隔层将柜体内部分成上下两层，所述 读写器天线和驱动电机设置在非金属盒体内，该盒体能够在该隔层内的腔室内运动；所述第一指定位置在隔层的一端，所述第二指定位置在隔层的另一端。
需要注意的是，具体实施方式仅仅是对本发明技术方案的解释和说明，不应将其理解为对本发明技术方案的限定，任何采用本发明的技术方案而仅作局部改变的，仍应落入本发明的保护范围内。