识别射频电子标签数据的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明实施例提供了一种识别RFID（Radio?Frequency?Identification，射频识别）电子标签数据的方法和装置。该方法主要包括：在金属材质的箱式容器的腔体内部设置滑轨，在滑轨上设置滑动平台，将天线设置在滑动平台上，将电机和滑动平台连接，电机带动滑动平台和天线做水平往复运动；水平往复运动的天线发射的第一射频信号产生交变磁场，将需要识别的射频电子标签设置在箱式容器内部，射频电子标签进入交变磁场后，向外发送携带产品数据的第二射频信号，天线接收第二射频信号，和天线连接的读写器读取第二射频信号中携带的产品数据。本发明实施例解决物品遮挡盲区和叠加盲区问题。
【专利说明】识别射频电子标签数据的方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信【技术领域】，尤其涉及一种识别RFID (Radio FrequencyI dent i f i cat i on,射频识别)电子标签数据的方法和装置。
【背景技术】
[0002]RFID技术是一种利用射频通信实现的非接触自动识别技术，具有高速移动物体识另IJ、多目标识别和非接触识别等特点，常用的有低频(125k?134.2K)、高频(13.56MHz)、超高频(900MHz)、微波(2.4GHz和5.8GHz)等技术。RFID技术广泛应用在物流、制造、交通运
输、医疗、防伪、资产管理等领域。
[0003]RFID装置由射频电子标签、读写器、发射天线和上位机组成，读写器通过发射天线在一个区域发射能量形成电磁场，射频标签经过这个区域时检测到读写器的信号后发送存储的数据，读写器接收射频标签发送的信号，解码并校验数据的准确性以达到识别的目的。射频电子标签一般是带有天线和集成电路，射频电子标签在外力作用下，集成电路可以存储需要标识的数据，也能够在外力的作用下，把存储的数据发射出去。读写器基本的功能就是提供与标签进行数据传输的途径，另外，读写器还提供相当复杂的信号状态控制、奇偶错误校验与更正功能等。射频电子标签中除了存储需要传输的数据外，还必须含有一定的附加信息，如错误校验信息等。待识别的数据和附加信息按照一定的结构编制在一起，并按照特定的顺序向外发送。读写器通过接收到的附加信息来控制数据流的发送。发射天线是射频电子标签与读写器之间传输数据的发射、接收装置。在实际应用中，除了装置功率，天线的形状和相对位置也会影响数据的发射和接收。
[0004]目前RFID技术中的数据采集通常采用手持机和固定读写器方式，其中手持机多应用在近距离识别单一标签的情况。固定读写器配合天线，多应用在远距离识别多标签和批量标签的情况。
[0005]目前，在采用RFID技术进行射频电子标签数据采集的过程中，存在天线发射的电磁场不可精确控制，无法确定射频识别的确切读取范围的问题，导致出现无法读全射频电子标签，误读射频电子标签，识别率达不到100%的问题。为提高识别率和准确率，还需人工参与，有效控制识读范围，否则无法全部识读。
[0006]另外，还有将固定读写器应用在屏蔽室内，降低误读，提高准确率，但是由于天线采用固定部署方式及其电磁场的分布固定，导致产品遮挡无法读全，电磁场的入射波和反射波的叠加形成盲区，也导致产品标签无法识读，盲区具有不可预见、不可实时测试、不可控制的特点，射频电子标签识读率达不到100%。为提高射频电子标签的识别率和准确率，也需要人为移动或晃动托盘及产品，人工操作的效率低，影响作业的正常进行，容易造成容器数据采集设备的误读。
【发明内容】
[0007]本发明的实施例提供了一种识别RFID电子标签数据的方法和装置，以实现有效地批量识别RFID电子标签。
[0008]一种识别射频电子标签数据的方法，包括:
[0009]在金属材质的箱式容器的腔体内部设置滑轨，在所述滑轨上设置滑动平台，将天线设置在所述滑动平台上，将电机和所述滑动平台连接，所述电机带动所述滑动平台和天线做水平往复运动；
[0010]水平往复运动的所述天线发射的第一射频信号产生交变磁场，将需要识别的射频电子标签设置在所述箱式容器内部，所述射频电子标签进入所述交变磁场后，向外发送携带产品数据的第二射频信号，所述天线接收所述第二射频信号，和所述天线连接的读写器读取所述第二射频信号中携带的所述产品数据。
[0011]一种识别射频电子标签数据的装置，包括:
[0012]金属材质的箱式容器，在所述箱式容器的腔体内部设置滑轨，在所述滑轨上设置滑动平台，将天线设置在所述滑动平台上，将电机和所述滑动平台连接，所述电机带动所述滑动平台和天线做水平往复运动，水平往复运动的所述天线发射的第一射频信号产生交变磁场；
[0013]将需要识别的射频电子标签设置在所述箱式容器的内部，在所述箱式容器的内部还设置读写器，所述读写器和所述天线连接，所述读写器读取所述天线接收到的所述射频电子标签发送的产品数据。
[0014]由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例通过将天线固定在滑动平台上，沿着滑轨做水平往复运动，形成交变电磁场，解决物品遮挡盲区和叠加盲区问题。通过采取箱式容器方式，金属屏蔽及吸波降噪等手段，控制电磁波发射范围，进一步降低或消除盲区。在标签数量一定情况下，本发明实施例可以将标签识读率达到100%。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本发明实施例一提供的一种批量识别RFID电子标签数据的装置的结构示意图，其中，包括:控制器7、显示器8、读写器6、驱动器2、电机1、屏蔽室内壁9、滑轨5、天线11、限位器3和4、箱式容器外壳12、待识别的射频电子标签10 ；
[0017]图2为本发明实施例一提供的上述装置的金属容器的外部结构示意图；
[0018]图3为本发明实施例一提供的上述装置的部件间的信息流示意图。
[0019]图4为本发明实施例一提供的上述装置的金属容器中的单侧天线部署、滑动组件的结构关系不意图；
[0020]图5为本发明实施例一提供的上述装置的金属容器的侧壁俯视结构示意图；
[0021]图6为本发明实施例一提供的上述装置的读写器的天线电场与标签天线的电场平行、垂直关系示意图；
[0022]图7为本发明实施例一提供的上述装置中的周转箱中的产品摆放方式示意图；
[0023]图8为本发明实施例一提供的上述装置中的传输带、周转箱实例的叠放方式示意图；
[0024]图9为本发明实施例一提供的上述装置中的整托盘周转箱实例的叠放方式示意图；
[0025]图10为本发明实施例一提供的上述装置的金属容器的侧壁吸波材料布置方式示意图；
[0026]图11为本发明实施例一提供的上述装置的控制器的结构示意图；
[0027]图12为本发明实施例一提供的上述装置的读写器的天线部署位置及电磁波发射示意图；
[0028]图13为本发明实施例二提供的一种识别射频电子标签数据的方法的处理流程图；
[0029]图14为本发明实施例二提供的上述装置启动关停电源的过程示意图；
[0030]图15为本发明实施例二提供的上述装置的软件程序运行流程示意图；
[0031]图16为本发明实施例二提供的上述装置的电路实现原理图。
【具体实施方式】
[0032]为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
[0033]实施例一
[0034]本发明实施例采取箱式容器方式，金属屏蔽及吸波降噪等手段，控制电磁波发射范围。同时，通过滑动天线形成交变电磁场，解决产品遮挡盲区和叠加盲区问题，并控制电磁波发射范围，降低或消除盲区，提高标签识读率。
[0035]该实施例提供的一种批量识别RFID电子标签数据的装置的结构示意图如图1所示，包括如下的模块:
[0036]控制器、显示器、读写器、驱动器、电机、屏蔽室内壁、滑轨、天线、限位器、箱式容器外壳、待识别的射频电子标签。
[0037]采用金属材质搭建箱式容器，屏蔽室内壁的侧壁镶嵌吸波材料。天线设置在金属腔体两侧的滑动平台上，该滑动平台固定在滑轨上，由驱动器、电机、滑轨、滑动平台、皮带、限位器构成滑动组件。滑轨采用铝合金型材，控制器的软件控制驱动器和电机启动，电机通过齿轮和皮带带动滑轨上的滑动平台做水平往复运动，进而带动天线在滑轨上做水平方向的往复滑动。限位器控制滑动平台移动范围，限位器采集滑动平台的位置信息，并反馈给控制器。控制器根据滑动平台的位置信息通过软件控制，传递电机正转反转和停止的控制命令。
[0038]上述天线发射射频信号，该射频信号为电磁波，由于天线左右移动从而导致了在相同频段下的电磁波的左右移动，从而产生了变化磁场。射频电子标签由耦合原件(线圈、微带天线等)和微芯片组成无源单元，将所有需要识别的射频电子标签，其中包括产品射频电子标签、周转箱射频电子标签和托盘射频电子标签，放置在箱式金属腔体内。射频电子标签进入上述交变磁场后，接收读写器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在微芯片中的产品数据，读写器读取该产品数据并解码后，将识别的产品数据实时显示在显示屏上，该显示屏和上述控制器连接，读写器还将上述产品数据送至控制器进行有关数据处理。
[0039]读写器发射电磁波,屏蔽室内的金属墙壁对电磁波一部分被吸收，大部分被反射，反射波和入射波的相位相反。当由于金属对电磁波的反射作用所产生的电场在某一位置刚好和原来的电场位相相同时，那么在这个位置电场对射频电子标签的感应强度会增强，可以提高标签读取率；当反射电场的相位和原来的电场相位相反时，会抵消电磁波，形成读写盲区，从而降低射频电子标签的读取率，但并不是完全无法读取。盲区具有不确定性，根据天线角度、位置、射频强度发生改变。本发明实施例由于采用交变电磁场，减少或消除叠加盲点；同时侧壁采用吸波材料，减少入射波的反射，也减少叠加盲点。对于大量识别的产品，产品之间有遮挡，形成遮挡盲点，采用变化磁场，同样减少或消除遮挡盲点。另外，金属容器也将射频信号限制在腔体内，保证箱体外部一个射频电子标签也不能识别到，没有误读现象发生。
[0040]在实际应用中，可以在屏蔽室内设置多套由控制器、驱动器、电机、滑轨、滑动平台、皮带、限位器构成的滑动组件，以及多个该滑动组件控制的多个天线。在每个滑轨上设置至少一对天线，在每个滑轨的上部设置一对天线中的第一天线、下部设置一对天线中的第二天线，所述第一天线、第二天线相对所述滑轨互相垂直对称，所述第一天线、第二天线之间的连接线和所述滑轨垂直，所述第一天线、第二天线同时水平往复运动，交替发射和接收射频信号，所述射频电子标签的天线发送的射频信号所构成的电磁场与所述至少一个天线发送的射频信号所构成的电磁场平行。所述滑轨和所述屏蔽室的内壁平行，以利于天线发射的射频信号的传播，以利于天线识别射频电子标签。当在一个滑轨上设置多对天线时，该多对天线同步移动。
[0041]上述多个天线在屏蔽室内分别在不同的方向上做水平往复运动，从而形成不同方向上的交变磁场，可以进一步减少或消除叠加盲点、遮挡盲点，提高标签读取率。
[0042]如，读写器采用四口天线端口，其天线端口分为两组，每组2个天线，两组天线之间轮流工作，即第一组工作时，第二组暂停，第二组工作时，第一组暂停，每组工作时间在100毫秒，两组之间的时间间隔在5毫秒。每组的2个天线之间交替发射接收电磁波，即第一个天线发射电磁波状态时，第二个天线处于接收电磁波状态，第二个天线处于发射电磁波状态时，第一个天线处于接收电磁波状态，天线发射状态的时间持续10毫秒，天线接收状态的时间持续10毫秒。
[0043]实施例二
[0044]该实施例提供的一种上述基于RFID的批量识别射频电子标签数据的装置采用高
2.2米、宽1.8米、长2.0米的金属容器，该金属容器的外部结构示意图如图2所示，箱式容器外壳采用金属板，金属板内侧镶嵌吸波材料，以降低电磁波的反射。箱式容器的门19也采用金属结构，内侧镶嵌厚度薄、柔性、强度好、耐老化的吸波材料，如橡胶平板吸波材料。门19的设计需要符合实际应用中的打开、关闭方式，斜坡21的设计为产品搬运提供便利，内饰板24起到遮挡内部运行机构，起到防止碰撞产品和周转箱的作用，内饰板的材料选择玻璃钢材料和苯板材料，对吸波材料的性能影响不大。上述金属容器的外部尺寸和内部尺寸可以依据识别产品的外观尺寸和识读的数量而确定。装置整体功耗是300w。
[0045]在金属容器的内部设置一台超高频读写器和四部SdBi天线，天线安装在两套滑动组件上，每套滑动组件上分别按照两个天线，两个天线之间交替发射接收电磁波，即第一个天线处于发射电磁波状态时，第二个天线处于接收电磁波状态，第二个天线处于发射电磁波状态时，第一个天线处于接收电磁波状态。控制器驱动电机以2000脉冲/秒的速度发出转动扭矩，带动滑动平台和天线水平滑动，天线发射920.5至924.5MHz超高频电磁波，形成变化电磁场。在实际应用中，超高频读写器可以达到30秒读取550枚标签。
[0046]图3为上述装置中的部件间的信息流示意图。当控制器接收任务单信息之后，搬运设备将装有产品的射频电子标签的周转箱运输到容器120内，控制器启动阅读设备和滑动组建，任务完成，将识读信息回传给数据库。
[0047]产品的射频电子标签采用RFID射频芯片及标签天线，是具有不干胶涂层的复合标签，标签面纸的正面印制供人识读的固定信息、设备代码和相应的条码，标签面纸的背面封装一个超高频射频电子标签Inlay，并覆上不干胶涂层。标签面纸应采用PET(Polyethylene terephthalate,聚对苯二甲酸类塑料)材质。标签底纸应采用透明或半透明的纸质材料。标签的尺寸依据产品尺寸，该实施例中采用长度30mm,宽度15_。
[0048]图4为上述装置的金属容器中的单侧天线部署、滑动组件的结构关系示意图。屏蔽室侧壁9安装有天线联动模组，在图4中，天线16固定在天线支架12上，天线支架12上有滑槽13，起到调节天线高度作用。天线馈线端口 14通过馈线与读写器相连。天线支架固定在皮带滑轨的滑动平台11上，异步电机带动滑动平台11横向移动。每个天线采用独立运行模式。改变射频天线16的位置，射频天线横向移动，进而改变天线箱体内的电磁场的辐射模式和场域，从而有效利用空腔效应中的多路径识别，动态覆盖盲区，解决标签批量识别的问题。滑轨、张紧带轮及带轮、限位器、原点采集点、滑动平台移动行程2000_，滑轨两端采用机械限位器方式，防止电机飞车，滑轨中间安装原点限位器，原点限位器采用红外传感器，纠正移动距离，防止电机丢步。电机转动速度，起始速度为2000脉冲，加速度6000脉冲，最高速度8000脉冲。
[0049]图5为上述装置的金属容器的侧壁俯视结构示意图。容器两侧各安装一组滑动组件。每组滑动组件由两个电机、两个齿轮、皮带、滑轨、滑动平台、两个限位器和一个原点限位器组成。每侧安装配置一台读写器，天线及支架安装在滑动组件上。天线外侧安装内饰板，使容器内形成工作区空间。皮带通过张紧轮调节张紧度，在电机带动下匀速移动，带动滑轨上的滑动平台。
[0050]读写器采用超高频UHF或微波频段读写器，空间接口协议为EPCglobal UHFClassl Gen2/IS0 18000-6C,密集读写器模式下的一致性和互操作性认证，操作频率为920-925兆赫，天线端口是4个带有极性相反TNC连接器的高性能单极化天线接口。射频功率是+30dBm。灵敏度是_80dBm，协议采用EPCglobal低级别读写器协议。
[0051]图6为上述装置的读写器的天线电场与标签的天线电场平行、垂直关系示意图，在图6中，El表示读写器的天线电场，E2表示标签的天线电场，El和E2平行；E3表示读写器的天线电场，E4表示标签的天线电场，E3和E4垂直。读写器的天线电场与标签的天线电场之间有平行和垂直关系，平行关系有利于标签天线谐振能量产生，从而保证射频电子标签的识别率，垂直关系使标签天线谐振能量降低，从而降低标签识别率。
[0052]图7为周转箱中的产品摆放方式示意图，图8为传输带、周转箱实例的叠放方式示意图，图9为整托盘周转箱实例的叠放方式示意图。放置标签的周转箱使用塑料、纸质、木质，箱内粘贴标签的物品适合各种堆放或叠放，在每个物品上粘贴一个标签，使得在将周转箱置于容器中时，标签实质上不弯曲，不被其他物品遮蔽。粘贴在所述物品上的电子标签相互之间间隔一个距离，该距离根据上述读写器的天线发送的射频信号的波长而确定，比如为所述射频信号波长的几十分之一。
[0053]小批量叠放方式见图7和图8，3个(或多个)塑料周转箱18 (或纸箱、木箱)叠放，每个周转箱18内摆放粘贴射频电子标签10的物品。大批量叠放方式是三垛或四垛码放周转箱，每垛10个(或多个)周转箱叠放(或纸箱、木箱)，也可使用托盘承运，每个周转箱内摆放粘贴射频电子标签的物品。周转箱内粘贴标签的物品为16个(或小于16个)。托盘和周转箱上也可粘贴射频电子标签。批量识别时，批次推入屏蔽室内，一次识别所有标签，包括物品、托盘和周转箱上的射频电子标签。
[0054]周转箱和托盘上的射频电子标签采用不干胶涂层的复合标签，聚氯乙烯(PVC)材质，标签面纸的背面封装一个超高频射频电子标签，并覆有不干胶涂层。标签尺寸依据实际应用的周转箱而定，标签为长方形，四个角为圆角，长度60-100mm,宽度不宜超过30_50_。标签设置在侧壁，立式插入或粘贴在周转箱侧壁凹槽内，防止搬运时碰撞导致脱落。设置方向选择与读写器的天线的设置方向平行，保证射频电子标签的识别成功率。其电特性与产品射频电子标签相同。
[0055]周转箱的搬运方式包括传输带传输周转箱方式和整托盘搬运方式。周转箱采用传输带传输方式时，将周转箱搬运到传输带上，每组I至3箱，周转箱叠放或平放。每次操作时，将一组周转箱作为一个批次，进入金属容器内。整托盘采用搬运设备搬运到容器内，周转箱两排叠放，每垛可以摆放12箱，每个托盘可以摆放24箱。每次操作时，按照一整托盘为一个批次，整托盘进入金属容器内。
[0056]图10为上述装置的金属容器的侧壁吸波材料布置方式示意图。屏蔽室在侧面9设置有吸波材料17，通过该吸波材料17降低电磁波反射，减少多路径产生的干扰。吸波材料17的电性能根据装置应用频段确定，在垂直入射反射率为-1OdB时，吸波材料的高度在10-20_之间。地面采用蓝色泡沫材料，考虑搬运磨损，可以留出过道不铺材料；或者地面采用铺满材料，表面铺设玻璃钢材料。墙面外观装饰采用苯板材料。通道门采用橡胶薄层材料。
[0057]图11为上述装置的控制器的结构示意图。实施例中控制器以工控机为核心部件，通过串口 RS232与读写器相连，获得读写器采集的产品数据。电机驱动板采用PCI接口，插在工控机内，通过25针并口连接到电机驱动器扩展板。电机驱动器扩展板连接4个机械限位器、2个原点限位器、2个电机驱动器，驱动两部电机。工控机将读写器采集的产品数据实时发给LED显示屏，LED屏与工控机采用RS232串口相连。工控机通过网络接口接收服务器的任务单。开关电源250瓦，给读写器、工控机和电机驱动器扩展板提供24v直流电，给LED显示屏提供5v直流电。开关电源通过空气开关控制，接入220v市电。
[0058]电机控制板连接驱动器，驱动电机转动。电机采用57步进电机，16细分驱动器。电机控制板每秒匀速输出2000个输出脉冲。57两相步进电机的外径是57mm*57mm，步距精度5%，温度最高80°C，应用环境温度_20°C -+50°C，绝缘电阻是100M Ω Min500VDC,耐压是500V AClminute,径向跳动450g负载情况下最大0.02mm,轴向跳动450g负载最大0.08mm。
[0059]驱动器采用微型两相混合式步进电机细分驱动器，宽电压输入12?40VDC，驱动方式为斩波恒流PWM控制，励磁方式16细分，并口通讯步进脉冲、方向、脱机三种信号。[0060]限位器采用机械限位器加原点红外传感器方式，电机运行时软件控制电机转动脉冲数，运行结束后，通过原点限位器返回到原点，纠正丢步。
[0061]电机控制板是基于PC机PCI总线的步进电机上位控制单元，它与PC机构成主从式控制结构，完成运动控制的所有细节，包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测。控制板可控制2轴步进电机，每轴输出脉冲和方向信号，外接原点、减速、限位等开关信号，以实现回原点、保护等功能。
[0062]控制器的操作面板有启动停止键、工控机开关键、主控电源键、急停键。其中，启动停止键的功能是启动装置运行，电机运转和读写器读数据，显示屏显示正在读取数据、显示目标数量；停止装置，电机回到原点，读写器停止读数据。工控机开关键的功能是控制工控机启动和停止；主控电源键的功能是控制所有设备上电；急停键的功能是应急情况下关闭所有设备电源。
[0063]图12为上述装置的读写器的天线部署位置及电磁波发射示意图。实施例中箱式容器内安装4个天线，每侧各安装2个天线，天线高度在30-1800mm范围内，上端天线移动范围在IOOOmm到18000mm之间，下端天线移动范围在30_1000mm之间。如，上天线高度1.5米,下天线高度0.5米,天线使用8dB,读写器发射功率30dB。天线起始位置位于容器的两端。天线部署在容器两侧，向对侧发射电磁场，容器中间形成电磁场工作区，具体工作区空间大小，根据实际的容器宽度和天线发射功率有关。在实际案例中，工作区空间宽1300mm,长2000mm，高1500mm，完全覆盖标识产品。
[0064]天线馈线每米会衰减0.5dB,每组接头会衰减1.0dB,现场使用天线馈线2米,每根天线馈线一组两个接头，总共衰减3dB。天线发射电磁波,在容器中间形成电磁场工作区，该电磁场的前向链路的ERP (Effective Radiated Power,有效福射功率)在载波频率922.5MHz 的值为 30+8-3=35dBm。
[0065]在该实施例中，上述装置中的控制器通常采用工业等级，接收任务单，控制驱动器和读写器启动和停止，将读写器采集的产品数据实时显示在LED显示屏上。读写器频段的选择依据装置应用的需要确定，可以采用900MHz、2.4GHz、433MHz、13.56MHz以及125KHz等频率，与中国工信部无线电委员会发布的800/900MHZ频段RFID技术应用规定完全兼容。需要考虑产品标签与产品之间的适配性，将产品对于标签的影响降低到最低限度，有利于读写器读取。无线电委员会规定800/900MHZ频段RFID技术的具体使用频率为840_845MHz和920-925MHz。为达到上述规定要求，并扫描较小容器内众多标签的需要，本发明实施例选择920-925MHz范围的天线。
[0066]LED屏安装在容器外侧，门上方。LED显示屏采用PH3.75室内双色LED显示屏，尺寸608mm*76mm，分辨率128点*16点，白平衡亮度150cd/m2。
[0067]UHF超高频射频电子标签的空中接口应采用IS0/IEC18000-6B/C空中接口要求的无源后向散射标签。按照FCC (Federal Communications Commission,美国联邦通讯委员会)的规定，中国地区产品射频电子标签的工作频段应覆盖920MHz - 925MHzο射频电子标签的识别灵敏度小于等于-6.5dBm,等效于读写器发送的前向链路ERP为33dBm，载波频率925MHz，标签与读写器天线正对情况下，按Friis传输方程换算，3米左右可识别。射频电子标签的识读灵敏度应小于等于-6.5dBm，等效于读写器发送的前向链路ERP为33dBm，载波频率925MHz,标签与读写器天线正对情况下,按Friis传输方程换算，3米左右可读。射频电子标签的写灵敏度应小于等于_2dBm，等效于读写器发送的前向链路ERP为33dBm，载波频率925MHz，标签与读写器天线正对情况下，按Friis传输方程换算，I米左右可写。
[0068]实施例二
[0069]该实施例提供的一种识别射频电子标签数据的方法的处理流程如图13所示，包括如下的处理步骤:
[0070]步骤131、在金属材质的箱式容器的腔体内部设置滑轨，在所述滑轨上设置滑动平台，将天线设置在所述滑动平台上，将电机和所述滑动平台连接，所述电机带动所述滑动平台和天线做水平往复运动。
[0071]所述天线固定在天线支架上，所述天线支架固定在所述滑动平台上，所述天线支架上设置有调节天线高度的滑槽，所述天线的馈线端口通过馈线与所述读写器相连。
[0072]在所述箱式容器的腔体内部，由控制器、驱动器、电机、滑轨、滑动平台、齿轮、皮带、限位器构成滑动组件，所述控制器通过软件控制所述驱动器启动，所述驱动器控制所述电机启动，所述电机通过齿轮和皮带带动所述滑动平台做水平往复运动；
[0073]所述限位器采集所述滑动平台的位置信息，将该位置信息反馈给所述控制器，所述控制器根据所述滑动平台的位置信息通过软件控制，给所述电机发送正转反转和停止的控制命令。
[0074]在所述箱式容器的腔体内部设置多套所述滑动组件，在每个滑轨上设置至少一对天线，在每个滑轨的上部设置一对天线中的第一天线、下部设置一对天线中的第二天线，所述第一天线、第二天线相对所述滑轨互相垂直对称，所述第一天线、第二天线之间的连接线和所述滑轨垂直，所述第一天线、第二天线同时水平往复运动，交替发射和接收射频信号，所述射频电子标签的天线发送的射频信号所构成的电磁场与所述至少一个天线发送的射频信号所构成的电磁场平行。
[0075]在所述箱式容器的侧壁上设置吸波材料，通过该吸波材料降低所述射频信号的电磁波反射，所述吸波材料的电性能根据所述天线的应用频段确定。
[0076]步骤132、水平往复运动的所述天线发射的第一射频信号产生交变磁场，将需要识别的射频电子标签设置在所述箱式容器内部，所述射频电子标签进入所述交变磁场后，向外发送携带产品数据的第二射频信号。
[0077]将所述射频电子标签设置在周转箱内的物品上，通过传输带或者托盘将所述周转箱移动到所述金属容器内部，在所述周转箱、托盘上也设置所述射频电子标签，设置在所述物品、周转箱、托盘上的电子标签相互之间间隔一个距离，该距离根据所述读写器的天线发送的射频信号的波长而确定。
[0078]步骤133、所述天线接收所述第二射频信号，和所述天线连接的读写器读取所述第二射频信号中携带的所述产品数据。
[0079]在所述金属容器的内部设置显示屏，所述读写器将读取到的产品数据实时显示在所述显示屏上。
[0080]图14为上述装置启动关停电源的过程示意图。开启电源总开关，启动工控机，启动软件程序，一切准备就绪，其中电源急停装置是防止电机飞车。
[0081 ] 打开容器的门，用门后的门吸固定门，将标识产品、周转箱或托盘搬运至容器箱体内，关上门，锁好。开启软件程序的读写器和滑动组件，直至任务完成。解锁，打开门，用门吸固定门，将识读产品搬运出来。如有新任务，重复以上步骤。
[0082]没有任务，关上门，关闭程序，关闭工控机，关闭总电源。如果在运行过程中，出现异常，如飞车，按急停开关，关闭所有电源，查看故障原因。
[0083]图15为上述装置的软件程序运行流程示意图，主要处理过程如下:软件启动开始，控制器收到新任务单后，确定标签应读数量。控制器给轴I滑动组件发送50000正向移动脉冲；如果遇到限位器1，电机反转；如果遇到限位器2，电机反转；如果遇到原点1，电机停止，告诉轴2回到原点2，并等待轴2到达原地2 ;收到轴2到达原点的通知，并告诉轴2已经到达原点I ;开始正向移动800脉冲；正向移动50000脉冲，反向移动50000脉冲，判断是否有异常，没有异常继续正向反向移动50000脉冲。判断读写器的读取数量是否达到应读数量，没有达到就重复上述步骤。
[0084]如果读写器的读取数量达到应读数量，读写器停止读数，判断电机移动方向，如果正向移动，则停止并反转至原点1，如果反向移动，则继续移动至原点I。然后正向移动800脉冲，停止，并等待新的任务。
[0085]图16为上述装置的电路实现原理图。强电主电路通过空开、熔断器和急停后与开关电源、指示灯和照明灯相连。开关电源的24VDC与端子排相连，5VDC与端子排相连，12VDC接平板电脑的电源。24VDC端子排其中一路供给电机的控制卡，一路供给读写器，两路供给两个电机的驱动板，两路接两组限位传感器。5VDC端子排其中一路供给LED显示屏，一路供给电机控制卡，两路供给电机原点传感器。电机控制卡的每组方向和脉冲控制信号的正信号合并为一组接到电机驱动器上。电机驱动器的脱机信号接驱动器的低端，以使电机在未给脉冲时能自由。
[0086]本领域普通技术人员可以理解:附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
[0087]本领域普通技术人员可以理解:实施例中的设备中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的设备中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个设备中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
[0088]综上所述，本发明实施例通过将天线固定在滑动平台上，沿着滑轨做水平往复运动，形成交变电磁场，解决物品遮挡盲区和叠加盲区问题。通过采取箱式容器方式，金属屏蔽及吸波降噪等手段，控制电磁波发射范围，进一步降低或消除盲区。在标签数量一定情况下，本发明实施例可以将标签识读率达到100%。
[0089]本发明实施例通过在所述箱式容器的腔体内部设置多套所述滑动组件，在每个滑轨上对称垂直设置两个天线，可以进一步降低或消除盲区，提高标签识读率。
[0090]本发明实施例不需要人工参与数据采集过程，实现大批量射频电子标签数据的自动采集，提高了标签的识读效率，减少标签全部识读的时间。在实际应用中，既定数量400枚标签的读取时间，最短时间可以在12秒将全部标签读全，最长时间60秒读全，平均读取时间是30秒。扩大标签识别的数量，在30秒时间内，可以识别550个标签。
[0091]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种识别射频电子标签数据的方法，其特征在于，包括: 在金属材质的箱式容器的腔体内部设置滑轨，在所述滑轨上设置滑动平台，将天线设置在所述滑动平台上，将电机和所述滑动平台连接，所述电机带动所述滑动平台和天线做水平往复运动； 水平往复运动的所述天线发射的第一射频信号产生交变磁场，将需要识别的射频电子标签设置在所述箱式容器内部，所述射频电子标签进入所述交变磁场后，向外发送携带产品数据的第二射频信号，所述天线接收所述第二射频信号，和所述天线连接的读写器读取所述第二射频信号中携带的所述产品数据。
2.根据权利要求1所述的识别射频电子标签数据的方法，其特征在于，将电机和所述滑动平台连接，所述电机带动所述滑动平台和天线做水平往复运动包括: 在所述箱式容器的腔体内部，由控制器、驱动器、电机、滑轨、滑动平台、齿轮、皮带、限位器构成滑动组件，所述控制器通过软件控制所述驱动器启动，所述驱动器控制所述电机启动，所述电机通过齿轮和皮带带动所述滑动平台做水平往复运动； 所述限位器采集所述滑动平台的位置信息，将该位置信息反馈给所述控制器，所述控制器根据所述滑动平台的位置信息通过软件控制，给所述电机发送正转反转和停止的控制命令。
3.根据权利要求2所述的识别射频电子标签数据的方法，其特征在于，所述的在金属材质的箱式容器的腔体内部设置滑轨，在所述滑轨上设置滑动平台，将天线设置在所述滑动平台上，包括: 在所述箱式容器的腔体内 部设置多套所述滑动组件，在每个滑轨上设置至少一对天线，在每个滑轨的上部设置一对天线中的第一天线、下部设置一对天线中的第二天线，所述第一天线、第二天线相对所述滑轨互相垂直对称，所述第一天线、第二天线同时水平往复运动，所述第一天线、第二天线交替发射和接收射频信号，所述射频电子标签发送的射频信号所构成的电磁场与所述至少一个天线发送的射频信号所构成的电磁场平行。
4.根据权利要求2所述的识别射频电子标签数据的方法，其特征在于，在所述箱式容器的侧壁上设置吸波材料，通过该吸波材料降低所述射频信号的电磁波反射，所述吸波材料的电性能根据所述天线的应用频段确定。
5.根据权利要求2所述的识别射频电子标签数据的方法，其特征在于，所述方法还包括: 在所述金属容器的内部设置显示屏，该显示屏和所述控制器相连，所述读写器将读取到的产品数据实时显示在所述显示屏上。
6.根据权利要求1至5任一项所述的识别射频电子标签数据的方法，其特征在于，所述方法还包括: 将所述射频电子标签设置在周转箱内的物品上，通过传输带或者托盘将所述周转箱移动到所述金属容器内部，在所述周转箱、托盘上也设置所述射频电子标签，设置在所述物品、周转箱、托盘上的电子标签相互之间间隔一个距离，该距离根据所述天线发送的射频信号的波长而确定。
7.一种识别射频电子标签数据的装置，其特征在于，包括: 金属材质的箱式容器，在所述箱式容器的腔体内部设置滑轨，在所述滑轨上设置滑动平台，将天线设置在所述滑动平台上，将电机和所述滑动平台连接，所述电机带动所述滑动平台和天线做水平往复运动，水平往复运动的所述天线发射的第一射频信号产生交变磁场； 将需要识别的射频电子标签设置在所述箱式容器的内部，在所述箱式容器的内部还设置读写器，所述读写器和所述天线连接，所述读写器读取所述天线接收到的所述射频电子标签发送的产品数据。
8.根据权利要求7所述的识别射频电子标签数据的装置，其特征在于，在所述箱式容器的腔体内部，由控制器、驱动器、电机、滑轨、滑动平台、齿轮、皮带、限位器构成滑动组件，所述控制器和所述驱动器、读写器相连，所述驱动器和所述电机相连，所述驱动器和所述滑动平台相连，所述控制器通过软件控制所述驱动器启动，所述驱动器控制所述电机启动，所述电机通过齿轮和皮带带动所述滑动平台做水平往复运动； 所述限位器设置在所述滑动平台上，所述限位器采集所述滑动平台的位置信息，将该位置信息反馈给所述控制器，所述控制器根据所述滑动平台的位置信息通过软件控制，给所述电机发送正转反转和停止的控制命令。
9.根据权利要求8所述的识别射频电子标签数据的装置，其特征在于，在所述箱式容器的腔体内部设置多套所述滑动组件，在每个滑轨上设置至少一对天线，在每个滑轨的上部设置一对天线中的第一天线、下部设置一对天线中的第二天线，所述第一天线、第二天线相对所述滑轨互相垂直对称，所述第一天线、第二天线之间的连接线和所述滑轨垂直，所述第一天线、第二天线同时水平往复运动，交替发射和接收射频信号，所述射频电子标签的天线发送的射频信号所构成的电磁场与所述至少一个天线发送的射频信号所构成的电磁场平行。
10.根据权利要求9所述的识别射频电子标签数据的装置，其特征在于，所述天线固定在天线支架上，所述天线支 架固定在所述滑动平台上，所述天线支架上设置有调节天线高度的滑槽，所述天线的馈线端口通过馈线与所述读写器相连。
11.根据权利要求7所述的识别射频电子标签数据的装置，其特征在于，在所述箱式容器的侧壁上设置吸波材料，通过该吸波材料降低所述射频信号的电磁波反射，所述吸波材料的电性能根据所述天线的应用频段确定。
12.根据权利要求8所述的识别射频电子标签数据的装置，其特征在于，在所述金属容器的内部设置显示屏，该显示屏和所述控制器相连，所述读写器将读取到的产品数据实时显示在所述显示屏上。
13.根据权利要求7至12任一项所述的识别射频电子标签数据的装置，其特征在于，将所述射频电子标签设置在周转箱内的物品上，通过传输带或者托盘将所述周转箱移动到所述金属容器内部，在所述周转箱、托盘上也设置所述射频电子标签，设置在所述物品、周转箱、托盘上的电子标签相互之间间隔一个距离，该距离根据所述读写器的天线发送的射频信号的波长而确定。
【文档编号】G06K7/10GK103886275SQ201210555019
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年12月19日 优先权日:2012年12月19日
【发明者】童廷洋, 马振洲, 陈召安, 杨会平, 易忠林, 丁恒春, 张威 申请人:航天信息股份有限公司, 普华讯光（北京）科技有限公司