专利名称：一种基于rfid与gprs的定时定量卷式给纸机的制作方法
技术领域：
本发明属于给纸机领域，具体涉及一种基于RFID与GPRS的定时定量卷式给纸机。
背景技术：
目前，市场上的给纸装置仅能按用户需要取纸使用，不能有效限制用户用纸量，用户可以随意抽取大量的纸，从而造成不必要的浪费。本发明利用RFID技术、控制技术、机械自动化技术、通信技术与计算机技术实现公共场所纸张的节约利用与有效管理，达到一个用户ID在设定的时间内定量给纸的目的。
发明内容
本发明的目的就在于克服现有给纸装置给纸次数和数量不受限制，容易造成纸张浪费的不足而设计的一种新的给纸方式，将由用户自行取纸改为定时定量地为用户提供纸张，既方便用户取纸又能有效地减少纸张的浪费。实现本发明目的所采用的技术方案是:一种基于RFID与GPRS的定时定量卷式给纸机包括=RFID标签、RFID读写器 、给纸机控制模块、给纸机构和给纸机服务管理后台。上述给纸装置中，RFID标签由标签天线，标签射频信号收发单元、逻辑控制单元和存储器构成，四者相互电气连接。当RFID标签靠近RFID阅读器时，标签射频信号收发单元通过标签天线接收RFID阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量由逻辑控制单元将存储器中的用户身份ID信息通过标签射频信号收发单元和标签天线以射频信号的形式发送至RFID读写器。上述给纸装置中，RFID读写器由天线、射频信号收发单元、微控制单元和通信接口单元构成，四者相互电气连接。读写器天线和射频信号收发单元用于向周围发送射频信号，当有RFID标签接收到射频信号并返回带有用户身份ID信息的射频信号时，通过读写器天线和读写器射频信号收发单元接收射频信号并经过微控制单元解码后，由通信接口单元将用户身份信息发送至给纸机控制模块。上述给纸装置中，给纸机控制模块由通信接口电路、GPRS模块、主控制器、驱动电路、显示模块和定时模块构成，六者相互电气连接。主控制器通过通信接口电路接收读写器通信接口单元发送的用户身份ID信息，通过GPRS模块将用户身份ID信息和定时模块中的当前时间以数据包的形式发送至给纸机服务管理后台，若当前用户满足设定的时间要求，则将允许取纸信号发送至给纸机控制模块，由主控制器控制驱动电路向当前用户提供设定量的纸张，并通过显示模块提示用户取纸和下次取纸的剩余时间，否则将发送禁止取纸信号至给纸机控制模块，给纸机控制模块将不向用户提供纸张并通过显示模块提示用户取纸所需的剩余时间；另外，根据预设的时间同步间隔，每间隔此时间段由控制器控制GPRS模块向给纸机服务管理后台发送时间同步请求，再由给纸机服务管理后台将后台时间发送至给纸机控制模块并更新定时模块中的时间。上述给纸装置中，给纸机服务管理后台由GPRS访问接口、给纸机用户管理模块、给纸机查询服务软件模块、给纸机数据库、给纸机统计模块和后台定时模块构成，首先GPRS访问接口接收给纸机控制模块发送的由用户身份ID信息和时间信息组成的数据包，然后由给纸机用户管理模块将数据包中的用户身份信息和时间信息传递给后台定时模块，由定时模块根据当前用户身份ID信息在给纸机数据库中查找到该用户上次供纸的时间，若数据包中的时间与上次取纸时间之差大于预先设定的时间间隔，则通过GPRS访问接口向给纸机控制模块发送允许供纸信号，否则发送禁止供纸信号；给纸机查询服务软件模块和给纸机统计模块用于查询系统中各个给纸机的使用状况，方便对给纸机的管理。上述给纸装置中，给纸机构由外壳、传送步进电机、铡刀电机、支架、传动带、纸卷、主动滚轮、从动滚轮、弹簧、连杆、套筒、垫板、隔板、铡刀和取纸口构成，传送电机和主动滚轮固定在位于外壳内表面的支架的两端，传送电机通过传动带带动主动滚轮，从动滚轮与主动滚轮轴向平行，并通过弹簧、连杆和套筒弹性地固定在外壳的内表面上，使主动滚轮与从动滚轮能保持压力接触，纸卷固定于从动滚轮的上方并与其轴向平行，纸卷头夹置于主动滚轮与从动滚轮之间，当传送电机带动主动滚轮转动时，依靠主动滚轮与从动滚轮对纸卷头的摩擦力作用，可将纸卷头向下输送至位于支架下方的铡刀与垫板之间，通过铡刀电机控制铡刀截下一段纸带，纸带通过位于铡刀下方的隔板上的缺口下落至外壳的底部，用户可从取纸口取出一份纸。上述给纸装置的具体工作流程为:当用户将RFID标签靠近RFID阅读器，由RFID阅读器读取RFID标签中的用户身份信息，并通过RFID阅读器中的通信接口单元传送至给纸机控制模块，再由给纸机控制模块通过GPRS模块将用户身份ID信息发送至给纸机服务管理后台，给纸机服务管理后台接收到用户身份ID信息后，由给纸机用户管理模块根据用户身份ID信息在给纸 机数据库中查找到该用户上次取纸的时间，若当前时间与上次时间之差大于预先设定的时间间隔，则通过GPRS访问接口向给纸机控制模块发送允许供纸信号和下次供纸的剩余时间，否则向给纸机控制模块发生禁止供纸信号和供纸的剩余时间；当给纸机控制模块接收到允许供纸信号时，由给纸机控制模块的主控制器产生频率和脉冲数固定的脉冲信号通过驱动电路控制给纸机构的传送步进电机转动预设的圈数，再控制铡刀电机转动使铡刀截下定长的纸张，实现向用户提供定量的纸张，并通过显示模块提示用户取纸和下次取纸的剩余时间；当给纸机控制模块接收到禁止供纸信号时，给纸机控制模块的主控制器仅控制显示模块提示用户禁止取纸信息和取纸的剩余时间。本发明的优点是:通过RFID标签、RFID读写器、给纸机控制模块、机械部分和给纸机服务管理后台五个部分的组合达到了定时定量地为用户提供纸张的目的，有效地限制用户随意取纸，减少纸张的浪费，同时给用户取纸提供了方便。
图1是本发明实施例的结构原理图。图2是本发明实施例的机械结构图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。图1示出了本发明实施例提供的一种基于RFID与GPRS的定时定量卷式给纸机的结构。本发明实施例由RFID标签1、RFID读写器2、给纸机控制模块3、给纸机构4和给纸机服务管理后台5组成。其中，RFID标签与RFID读写器通过射频信号相互连接通信，RFID读写器与给纸机控制模块电气相连，给纸机控制模块与给纸机服务管理后台通过GPRS信道相互通信连接。在本发明实施例中，RFID标签I由标签天线101，标签射频信号收发单元102、逻辑控制单元103和存储器104构成，四者相互电气连接。当RFID标签I靠近RFID读写器2时，标签射频信号收发单元102通过标签天线101接收RFID读写器2发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量由逻辑控制单元103将存储器104中的用户身份ID信息通过标签射频信号收发单元102和标签天线101以射频信号的形式发送至RFID读写器2。在本发明实施例中，RFID读写器2由天线201、射频信号收发单元202、微控制单元203和通信接口单元204构成，四者相互电气连接。读写器天线201和读写器射频信号收发单元202用于向周围发送射频信号，当有RFID标签I接收到射频信号并返回带有用户身份ID信息的射频信号时，通过读写器天线201和读写器射频信号收发单元202接收射频信号并经过微控制单元203解码后，由通信接口单元204将用户身份ID信息发送至给纸机控制模块3。在本发明实施例中，给纸机控制模块3由通信接口电路301、GPRS模块302、主控制器303、驱动电路304、显示模块305和定时模块306构成，六者相互电气连接。主控制器303通过通信接口电路301接收RFID读写器2发送的用户身份ID信息并控制GPRS模块302将用户身份ID信息发送至给纸机服务管理后台5，当主控制器303通过GPRS模块302接收到给纸机服务管理后台5发送的允许供纸信号时，由主控制器303控制驱动电路304向当前用户提供定量的纸张，并控制显示模块305提示用户取纸和下次取纸的剩余时间，当主控制器303通过GPRS模块302接收到给纸机服务管理后台5发送的禁止供纸信号时，由主控制器303控制显示模块305提示用户禁止取纸和用户取纸所需的剩余时间，另外，根据预设的时间同步间隔，每隔此时间段由主控制器303控制GPRS模块302向给纸机服务管理后台5发送时间同步请求，再由给纸机服务管理后台5将后台时间发送至给纸机控制模块3并更新定时模块中的时间。在本发明实施例中，给纸机构4由给纸机控制模块3控制向用户提供定量的纸张，其详细构造在图2中加以描述。 在本发明实施例中，给纸机服务管理后台5由GPRS访问接口 501、给纸机用户管理模块502、给纸机查询服务软件模块503、给纸机数据库504、给纸机统计模块505和后台定时模块506构成，首先GPRS访问接口 501接收给纸机控制模块3发送的用户身份ID信息，然后由给纸机用户管理模块502将数据包中的用户身份ID信息和时间信息传递给后台定时模块506，由后台定时模块506根据当前用户身份ID信息在给纸机数据库504中查找到该用户上次取纸的时间，若当前时间与上次取纸时间之差大于预先设定的20分钟时间间隔，则通过GPRS访问接口 501向给纸机控制模块3发送允许供纸信号和下次供纸的剩余时间，同时更新该用户在给纸 机数据库504中的记录，否则发送禁止供纸信号和供纸所需的剩余时间；另外，给纸机查询服务软件模块503和给纸机统计模块505用于管理员查询各个给纸机的使用状况，方便对给纸机的管理。图2示出了本发明实施例单个给纸机的结构，包括:RFID读写器2、给纸机控制模块3、铡刀电机401、支架402、传送步进电机403、传动带404、主动滚轮405、外壳406、纸卷
407、从动滚轮408、弹簧409、连杆410、套筒411、垫板412、隔板413、铡刀414和取纸口 415。传送步进电机403和主动滚轮405固定在位于外壳406内表面的支架402的两端，传送步进电机403通过传动带404带动主动滚轮405，从动滚轮408与主动滚轮405轴向平行，并通过弹簧409、连杆410和套筒411弹性地固定在外壳406的内表面上，使主动滚轮405与从动滚轮408能保持压力接触，纸卷407固定于从动滚轮408的上方并与从动滚轮408轴向平行，纸卷头夹置于主动滚轮405与从动滚轮407之间，当给纸机控制模块3接收到给纸机服务管理后台5的允许取纸信号时，由给纸机控制模块3控制传送步进电机403转动五圈，由此带动主动滚轮405转动，依靠主动滚轮405与从动滚轮408对卷纸的摩擦力作用，将向下输送定长的纸带至位于支架402下方的铡刀414与垫板412之间，通过给纸机控制模块控制铡刀电机401转动，由此控制铡刀414截下定长的纸带，纸带通过位于铡刀414下方的隔板413上的缺口下落至外壳406的底部，用户可从取纸口 415取出一份纸。上述给纸装置的具体工作流程为:用户将RFID标签I靠近RFID读写器2，由RFID读写器2读取RFID标签I中的用户身份ID信息，并通过RFID读写器2中的通信接口单元204传送至给纸机控制模块3，再由给纸机控制模块3通过GPRS模块302将用户身份ID信息发送至给纸机服务管理后台5，给纸机服务管理后台5接收到用户身份ID信息后，由给纸机用户管理模块502根据用户身份ID信息在给纸机数据库504中查找到该用户上次取纸的时间，若当前时间与上次时间之差大于预先设定的20分钟的时间间隔，则通过GPRS访问接口 501向给纸机控制模块3发送允许供纸信号和下次供纸的剩余时间，否则向给纸机控制模块3发出禁止供纸信号和供纸的剩余时间；当给纸机控制模块3接收到允许供纸信号时，由给纸机控制模块3的主控制器303产生频率和脉冲数固定的脉冲信号通过驱动电路304控制给纸机构4的传送步进 电机403转动五圈，再控制铡刀电机401转动使铡刀414截下定长的纸张由此向用户提供定量的纸张，并通过显示模块305提示用户取纸和下次取纸的剩余时间；当给纸机控制模块3接收到禁止供纸信号时，给纸机控制模块3的主控制器303控制显示模块305提示用户禁止取纸和取纸的剩余时间。本发明与计算机系统结合，从而实现多个给纸机的联网控制与管理。本发明实施例实现了对用户定时定量的提供纸张，方便了对给纸机的统一管理，减少了纸张的浪费。
权利要求
1.一种基于RFID与GPRS的定时定量卷式给纸机，其特征在于，所述装置包括:RFID标签1、RFID读写器2、给纸机控制模块3、给纸机构4和给纸机服务管理后台5组成。
2.根据权利要求1所述的一种基于RFID与GPRS的定时定量卷式给纸机，其特征在于:RFID标签I由标签天线101，标签射频信号收发单元102、逻辑控制单元103和存储器104构成，四者相互电气连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于RFID与GPRS的定时定量卷式给纸机，其特征在于:RFID读写器2由天线201、射频信号收发单元202、微控制单元203和通信接口单元204构成，四者相互电气连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于RFID与GPRS的定时定量卷式给纸机，其特征在于:给纸机控制模块3由通信接口电路301、GPRS模块302、主控制器303、驱动电路304、显示模块305和定时模块306构成，六者相互电气连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于RFID与GPRS的定时定量卷式给纸机，其特征在于:给纸机服务管理后台5由GPRS访问接口 501、给纸机用户管理模块502、给纸机查询服务软件模块503、给纸机数据库504、给纸机统计模块505和后台定时模块506构成。
6.根据权利要求1所述的一种基于RFID与GPRS的定时定量卷式给纸机，其特征在于:给纸机构4由铡刀电机401、支架402、传送步进电机403、传动带404、主动滚轮405、外壳406、纸卷407、从动滚轮408、弹簧409、连杆410、套筒411、垫板412、隔板413、铡刀414和取纸口 415构成。
7.根据权利要求6所述的一种基于RFID与GPRS的定时定量卷式给纸机，其特征在于:传送步进电机403和主动滚轮405固定在外壳406内表面的支架的两端，传送步进电机403通过传动带404带动主动滚轮405，从动滚轮408与主动滚轮405轴向平行，并通过弹簧409、连杆410和套筒 411弹性地固定在外壳406的内表面上，主动滚轮405与从动滚轮408保持压力接触，纸卷406固定于从动滚轮408的上方并与其轴向平行，纸卷头夹置于主动滚轮405与从动滚轮408之间，另外，铡刀414与垫板412位于支架402下方，隔板413位于铡刀414下方。
全文摘要
本发明公开了一种基于RFID与GPRS的定时定量卷式给纸机，包括RFID标签、RFID读写器、给纸机控制模块、机械部分和给纸机服务管理后台。本发明通过上述五个部分的组合，达到了定时定量地为用户提供纸张的目的，有效地限制用户随意取纸，减少纸张浪费的同时，给用户取纸提供了方便。
文档编号G06K17/00GK103239180SQ20131021645
公开日2013年8月14日 申请日期2013年6月4日 优先权日2013年6月4日
发明者朱全银, 陈伟, 李翔, 马澄栋, 夏登峰, 金鹰, 曹苏群, 王留洋, 周蕾 申请人:淮阴工学院