专利名称：立柜式可移动三维射频识别装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及RFID识别系统，具体是一种立柜式可移动三维射频识别装置，主要用于物流领域中物品的信息采集和管理。
背景技术：
RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别，俗称电子标签。 RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。最基本的RFID系统由三部分组成标签(Tag)具有唯一的电子编码，附着在物体上用于标识目标对象；读头(Reader):读取及写入标签信息的设备；天线(Antenna)在标签和解读器间传递射频信号。目前远距离RFID射频识别技术适用于智能交通、矿山、物流、门禁、考勤、生产工序，以及部队、医院、公安边防、海关等诸多行业的人、车、物高速移动目标信息的自动化管理，应用领域十分广泛。但一般RFID设备读取标签时对标签的方位有一定要求，对于无序的多标签有漏读问题。专利2007201410M.4公开了一种三维无线射频识别系统，该系统将三个天线围成门状，可以读取各种角度放置的标签，但该系统是固定式且只是单一读取数据，不能方便移动且不具备智能管理数据。
发明内容为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型提供一种立柜式可移动三维射频识别装置，该设备是可方便移动的三维无线射频识别系统设备，将数据管理、显示和通讯集为一体进行智能管理数据。本实用新型是以如下技术方案实现的一种立柜式可移动三维射频识别装置，包括RFID读写头、安装在RFID读写头接收口处的圆极化天线、与RFID读写头通信口连接用于数据采集及控制的上位机；其特征在于所述圆极化天线包括由下至上依次安装在柜体内部的天线A、天线B和天线C，天线A、天线B和天线C三个天线位于同一竖直平面内，所述的天线A和天线B可左右旋转摆动，天线C可上下旋转摆动，所述的RFID读写头、圆极化天线和上位机安装于同一个机柜中。本实用新型的有益效果是可读取过个标签的数据，大大提高读取速率；上位机控制RFID读写头的读写，完成数据采集及过滤功能，并将读取的数据信息和控制信息直接以醒目的方式显示出来，同时上位机通过网络与其它设备通信，实现信息传输；实用性和移动性强，便于维护。
以下结合附图及是实施例对本实用新型做进一步说明。
图1为移动式三维RFID识别系统结构示意图；图2为改进型二进制搜索算法流程图。图中1、RFID读写头，2、圆极化天线，3、立柱，4、短杆，5、显示窗口，[0010]6、控制面板，7、UPS电源，8、车轮。
具体实施方式
如图1所示，立柜式可移动三维射频识别装置有一 RFID读写头1、安装在RFID读写头1接收口处的圆极化天线2、与RFID读写头1通信口连接用于数据采集及控制的上位机。RFID读写头1和圆极化天线2构成读取装置。所述的圆极化天线2包括由下至上依次安装在柜体内部的天线A、天线B和天线C，天线A、天线B和天线C三个天线位于同一竖直平面内，所述的天线A和天线B可左右旋转摆动，天线C可上下旋转摆动，所述的RFID读写头、圆极化天线和上位机安装于同一个机柜中。圆极化天线2有如下两种安装方式在机柜内部设置一立柱3，立柱3上均勻设置有三根平行的短杆4，将在天线A、天线B和天线C的背面中心处通过万向轴从上到下依次安装在机柜立柱的短杆4的头部，所述的天线A可左转0° 90°，天线B右转0° 90°，天线C下转0° 90°。在机柜内部设置一立柱3，立柱3上均勻设置有三根平行的短杆4，将天线A、天线 B和天线C通过摇头电机分别安装在短杆4的头部，并使天线A和天线B在-60° 60°左右摇动，天线C上下0° 90°摇动，通过调节摇头电机的摇头范围，控制天线的摇动范围。RFID读写头设有串行通信接口和LAN通信接口，所述的上位机采用带有显示器的工控机，也可以采用由单片机、显示器件、存储器件、及外围器件组成单片机、显示器件、存储器件、及外围器件组成的数据采集及控制装置，用于显示读取数量的数据采集及控制装置。该数据采集及控制装置设有串行接口和LAN接口，通过串行接口或LAN接口与RFID读写头连接，并可控制RFID读写头的读取，该数据采集及控制装置设有数据信息及控制信息显示窗口。数据采集及控制装置用两位LED数码管及LED驱动电路构成读取数量的显示窗口 5，用三个按钮和液晶板及液晶驱动电路构成控制面板6 ；显示窗口 5和控制面板6在控制电路的控制下，控制RFID读写头的读取，并显示读取数量；其中三个按钮分别为“清零”、 “读卡”、“停止”。该装置中的控制电路通过串行通信接口与RFID读写头连接。显示窗口 5 设置三个，分别安装在机柜的前面和左右两侧面。控制面板6设置两个分别安装在机柜的左右两侧面。三个显示窗口和两套控制面板皆由一个控制电路控制，该控制电路由单片机、 外接存储器及周围电路构成。控制电路也可以通过LAN接口接到无线路由器，无线路由器通过LAN 口与上位机连接，通过无线网络将上位机采集的数据远程传输到数据库中，实现数据远程传送。可以通过数据采集及控制装置中的三个按钮控制RFID读写头的启动和停止，也可以通过网络上的上位机(其它设备)控制RFID读写头的启动和停止。装置中的显示窗口显示读取的数量，控制面板显示RFID读写头的状态以及上位机的控制信息。将工控机安装在机柜内，工控机设有显示器；在机柜后门设置操作窗口，通过操作窗口操作工控机，并显示工作状态。工控机与无线路由器连接，通过无线路由器接入广域网，通过广域网来实现远程传输数据。RFID读写头包括射频模块与基带模块，基带模块分为工控机或单片机和FPGA部分，FPGA分为编码、解码、CRC效验以及时钟分频，工控机或单片机实现对FPGA的控制以及与FPGA进行数据信息的交换、将读写数据与上位机通信、执行上位机发送来的命令，以及将读写状态及读写内容通过液晶及LED显示。为了保证机柜的牢靠，也可保证机柜的设备读取数据时不受干扰，机柜的上、下及背部采用钢结构，左右两侧后部安装插槽，前部及左右两侧采用非金属外壳并折成弓字形插入插槽中。在机柜的底部设置有车轮8，便于将机柜移动到不同的工作场所。机柜中设有UPS电源7，本装置采用UPS提供稳定的220V电源，再通过其它的转换电源为机柜中各装置供电。如图2所示，对读写头中的识别标签的算法进行改进，运用改进的二进制搜索算法，缩短识别时间，提高识别速率。该改进算法的流程图见图2。若识别系统中有N个标签对象，算法的识别过程如下1)读写器发送REQUEST (NULL，Mmax)命令，要求区域内所有标签应答，即发出各位都是1的UID号，所有标签同时向读写器发送应答信号，返回自己的UID号；2)读写器检测有无碰撞发生，若无碰撞发生，则可以识别出单独的标签，并发出 UNSELECT命令把这个标签设为休眠状态，若有碰撞发生，则得出碰撞的最高位(m)是哪一位，将碰撞的最高位置0，高于该位的数值位不变，低于该位的仍为1，可得REQUEST命令所需的新的两个参数(UID，m)；3)读写器发送REQUEST (UID，m)命令，只有m位为0的标签应答，重复第2步，直至无碰撞为止；4)将无碰撞时的m位的值置1，读写器发送REQUEST(UID，m)命令，识别出单独的标签，并发出UNSELECT命令把这个标签设为休眠状态；5)将m+1位的值置1，可得REQUEST命令所需的新的两个参数(UID，m)；6)读写器发送REQUEST (UID，m)命令，重复第2步、第3步、第4步、第5步，直至将所有标签识别。
权利要求1.一种立柜式可移动三维射频识别装置，包括RFID读写头、安装在RFID读写头接收口处的圆极化天线、与RFID读写头通信口连接用于数据采集及控制的上位机；其特征在于 所述圆极化天线包括由下至上依次安装在柜体内部的天线A、天线B和天线C，天线A、天线 B和天线C三个天线位于同一竖直平面内，所述的天线A和天线B可左右旋转摆动，天线C 可上下旋转摆动，所述的RFID读写头、圆极化天线和上位机安装于同一个机柜中。
2.根据权利要求1所述的立柜式可移动三维射频识别装置，其特征在于在机柜内部设置一立柱(3)，立柱(3)上均勻设置有三根平行的短杆(4)，将在天线A、天线B和天线C的背面中心处通过万向轴从上到下依次安装在机柜立柱的三根短杆(4)的头部，所述的天线 A可左转0° 90°，天线B右转0° 90°，天线C下转0° 90°。
3.根据权利要求1所述的立柜式可移动三维射频识别装置，其特征在于在机柜内部设置一立柱(3)，立柱(3)上均勻设置有三根平行的短杆(4)，将天线A、天线B和天线C通过摇头电机分别安装在短杆(4)的头部，并使天线A和天线B在-60° 60°左右摇动，天线C上下0° 90°摇动，通过调节摇头电机的摇头范围，控制收发天线的摇动范围。
4.根据权利要求1所述的立柜式可移动三维射频识别装置，其特征在于所述的RFID 读写头通信口包括串行接口和LAN接口。
5.根据权利要求1所述的立柜式可移动三维射频识别装置，其特征在于所述的上位机采用带有显示器的工控机。
6.根据权利要求1所述的立柜式可移动三维射频识别装置，其特征在于所述的上位机采用由单片机、显示器件、存储器件及外围器件组成的数据采集及控制装置。
专利摘要本实用新型公开了一种立柜式可移动三维射频识别装置，涉及RFID识别系统。该装置有一RFID读写头、安装在RFID读写头接收口处的圆极化天线、与RFID读写头通信口连接用于数据采集及控制的上位机；所述圆极化天线包括由下至上依次安装在柜体内部的天线A、天线B和天线C，天线A、天线B和天线C三个天线位于同一竖直平面内，所述的天线A和天线B可左右旋转摆动，天线C可上下旋转摆动，所述的RFID读写头、圆极化天线和上位机安装于同一个机柜中。优点是可读取过个标签的数据，大大提高读取速率；实用性和移动性强，便于维护。
文档编号H01Q21/24GK202126694SQ20112019231
公开日2012年1月25日 申请日期2011年6月9日 优先权日2011年6月9日
发明者崔崇立, 徐启丰, 马保国, 黄之杰 申请人:中国人民解放军徐州空军学院