RFID共享智能书柜系统技术方案设计
来源:chanvo.cn 作者:智能柜厂家 发布日期: 2020-12-11 浏览: 0
本技术方案以新型射频识别领域,RFID共享智能书柜可实现标签精确定位、扫码开门、实时检测功能。在结构上,柜体内部设置层板,每个层板上又设有框式射频天线线圈,圈层采用PCB印刷,其长度方向的一侧铜箔宽度大于另一侧,在天线圈的较窄铜箔下粘贴有铝箔。

一、摘要

本技术方案以新型射频识别领域,RFID共享智能书柜可实现标签精确定位、扫码开门、实时检测功能。在结构上,柜体内部设置层板,每个层板上又设有框式射频天线线圈,圈层采用PCB印刷,其长度方向的一侧铜箔宽度大于另一侧,在天线圈的较窄铜箔下粘贴有铝箔。射频天线与匹配板连接,匹配板上设有天线电路,包括控制器、4G路由器、摄像头、12路射频读写器、音响、照明灯、电控锁、服务器、控制电路。

其中各功能模块的安装连接方式为:射频天线经匹配电路与12路射频读写器相连接;控制器分别与4G路由器、12路射频读写器、音响、照明灯、门锁控制电路相连接;4G路由器分别与服务器、摄像头相连接;门锁控制电路与门锁相连接,安装在柜门上。

RFID智能书柜

二、技术背景

1传统书柜的发展困境分析

1传统的共享书柜中,一种是纯机械的结构,客户通过书柜选取哪本书,通过机械手段将这本书拿下来给读者,归还书的时候仅仅将此书放置在还书箱内,无法确认归还的图书是否是之前借阅的图书,并且归还的图书需要人工上架,读者也无法方便的翻阅图书,选取自己喜欢的图书。

2另一种是采用门锁控制同简单的RFID结合,将每一本书放置在一个格内,读者在自主操作的过程中通过刷卡选取某一本书,打开柜门,取走图书。但是在归还图书的过程中,同样存在一样的弊端,比如图书内部有书签,柜体内部有杂物等会对柜体内部是否有图书进行错误的判断对图书是否归还的同一本书没有精确的确认。

3还有一种采用RFID实现图书管理,同样通过刷卡开门,取走图书通过RFID判断哪本图书被取走,此方案有两个弊端,其一竖立天线的成本比较高,不利于普遍推广,其二此共享柜只能同时有一个人操作柜体,无法达到共享的概念,无法营造共同看书的氛围。

目前的技术中存在三个主要的问题,现有共享书柜无法实现多个人同时操作,对于图书借阅归还的流程比较繁琐,无法实现对归还的图书的检测判断。

2瑞丰智柜研发的新型智能书柜技术方案

RFID智能书柜管理后台

(上图:RFID智能书柜管理后台)

RFID智能书柜数据统计后台

(上图:RFID智能书柜数据统计后台)

针对现有技术中存在的缺点和不足,提出了一种能够实现扫码开门、标签精确检测和定位的基于RFID的共享智能书柜可通过以下措施达到:

1控制器采用安卓系统,用于调度12路射频读写器实现检测标签的功能,调度门锁控制板实现柜体开门,调度摄像头进行视频的抓拍,调度声光模块,进行声光指示。

2门锁控制电路控制门锁进行开关门,检测门锁的开关状态,接收控制器的控制命令;12路射频读写器是RFID系统的核心,控制射频信号的产生、发射,接收来自天线耦合的标签的信息,对标签的信息处理,通过串口通讯同控制器相连。

3中射频天线与射频读写器相连,协助将读写器的射频信号发射出去,天线内部含有匹配模块,实现之前的阻抗匹配,保证RF信号以最大的能量发射出去。作为一个信号的中转,将标签的返回的信号接收给读写器。

4门锁实现柜门的打开和关闭,摄像头对整个柜体进行抓拍,重点对操作人员操作进行录像照明灯,提供灯光的指示,营造读书的氛围音响,提供语音提示,指导读者进行相应的操作。

与现有技术相比,具有结构合理、检测精确可靠等优点。

三、RFID智能书柜具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

智能书柜各功能连接结构图

1将射频标签粘贴在书籍上,采用层板式的天线方式保证检测的成功率,天线采用一端天线宽度大,一端天线宽度小,削弱天线宽度小端的磁场的能量,增强天线宽度大端的磁场的能量,实现标签能够前后移动3-4cm,保证读取标签的成功率。

2工作时,系统上电控制器2、门锁控制电路3、读写器4完成基本数据的加载;将图书的信息和管理员的信息通过系统输入到整个系统的数据库中;当有读者对图书进行查询、借阅时,用户首先通过微信关注此平台,完成相关的读者信息的录入,然后通过手机微信扫码的方式,打开想要查看、借阅图书所在的柜体;服务器14通过4G路由器将命令下发给控制器,控制器通过串口通讯下发命令给门锁控制电路,门锁控制电路控制门锁,打开相应的柜门;同时控制器通过串口通讯控制十二路读写器相应的进行天线检测,实时检测单个柜门内部的图书的数量的变化;读者可以随机挑选此柜门内部的所有的图书进行浏览和观看,同时也可以取走1本或多本图书,在取走图书之后,随手进行关门;门锁控制电路检测门锁的状态信号,确认柜门是否关闭,如果未关,通过音响进行声音提示,通过照明灯进行光电指示,通过微信端推送信息提醒客户。如果关闭成功,控制器2调度十二路读写器4进行标签检测,确认客户取走的图书的数量和图书的信息,将图书的信息和读者的信息进行关联;当用户需要归还图书时,通过微信扫码随机打开柜门,放置图书,关闭柜门即可,基本无借阅的归还的流程;通过整个系统可以实时监控整个书柜内图书的数量,热点图书的信息,可以导出数量表,指导管理员有计划,有目的的采购图书,下架读者不喜欢图书,上架热点图书。

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