一种基于RFID定位的双轨运输装置的制作方法

本发明涉及运输装置技术领域，更具体的说是涉及一种基于rfid定位的双轨运输装置。

背景技术：

众所周知，rfid技术又称射频识别技术，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，系统中包含阅读器和标签，标签属于一种应答器，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象，阅读器是由天线、耦合元件和芯片组成，它是一种可读取标签信息的设备，其基本工作原理为：标签进入磁场后，接收阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在标签芯片中的产品信息，阅读器读取信息并解码后，就可以送至中央信息系统进行有关数据处理，rfid技术广泛应用于图书馆，门禁系统，食品安全溯源等。

在双轨道运输系统中，也会采用rfid技术，对轨道机器进行定位，但目前市面上的定位方法和定位装置存在着较大的漏洞，在山地果园的轨道运输系统中，果农在山上采摘完水果，需要将采摘好的水果放置于山顶轨道车的车厢中，通过轨道运输至山下的仓库，这样可以有效减少人力来运输，但由于山地果园中需要运输的水果量一般都很大，运输车的车厢、车篓都做很长，这就导致整个轨道车的车身比较长，运输车可长达2.5米，加上车头机构，长度接近3米，市面上的小车rfid定位，一般只放置一个阅读器，或者在小车上只放置一个标签，车体过长的话，导致定位就不精确，同时在山地果园的环境里面由于会有枝叶遮挡对信号传递的影响，车速若过快，就会导致阅读器来不及识别标签，数据没读到，车就开过去了，这样读取的效率和准确性也低，由于定位的目的是为了方便控制轨道车运行的cpu进行后续的处理数据、判断数据，比如有行人经过，或者野兽等突发障碍物时，需要急停，那么轨道车在行驶到设定位置时，需要进行制动操作，这个时候控制小车的cpu对车体位置的感知，需要较高的精度，车头机构肯定是不能碰到障碍物的，且市面上的定位装置在有环境干扰的情况下，数据的准确性无法判断，阅读器出现故障或者标签损坏，系统后台也无法得知，故设计一种适用于山地果园的双轨运输机定位装置亟不可待。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种基于rfid定位的双轨运输装置，采用双轨运输，在双轨上并排设置左轨参考标签和右轨参考标签，大大提高了系统的容错率，且在轨道车上设置多个阅读器，多个阅读器之间的有机配合使得对轨道车车体的定位精度大大提高，同时也能有效减少环境干扰等因素对定位的影响。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于rfid定位的双轨运输装置，包括导轨台，

所述导轨台上安装有运行轨道；且所述导轨台顶部两侧分别并排设置多组左轨参考标签和右轨参考标签；

所述运行轨道上设有轨道车，所述轨道车包括载物机构和车头机构；

所述载物机构通过连接机构与所述车头机构连接；所述载物机构的底部依次安装有多个阅读器；所述车头机构处安装有一个阅读器；

且各组所述左轨参考标签和所述右轨参考标签的位置根据所述载物机构、所述车头机构以及所述阅读器的位置进行设定。

优选的，所述运行轨道底部外表面设置有轨道齿条。

优选的，所述载物机构包括：载物箱，所述载物箱底部两端分别对称设置有第一防侧倒装置和第二防侧倒装置；且所述第一防侧倒装置和所述第二防侧倒装置均包覆在所述运行轨道内侧外表面；所述第一防侧倒装置和所述第二防侧倒装置底部均安装有齿轮，所述齿轮与所述轨道齿条相啮合。

优选的，所述载物箱的底部安装有第一阅读器、第二阅读器和第三阅读器；其中，第一阅读器位于靠近所述第一防侧倒装置的一侧；所述第二阅读器位于所述第一防侧倒装置和所述第二防侧倒装置之间；所述第三阅读器位于靠近所述第二防侧倒装置的一侧；所述车头机构处安装有第四阅读器；

且各组所述左轨参考标签和所述右轨参考标签的位置根据所述载物机构、所述车头机构以及所述第一阅读器、所述第二阅读器、所述第三阅读器和所述第四阅读器的位置进行设定。

优选的，所述导轨台的两侧均设置有固定件，每个所述固定件上贯穿有螺纹连接杆；所述螺纹连接杆与所述运行轨道相连；每个所述固定件的顶部设置有可调节旋钮；每个所述固定件的底部设置有支撑柱，所述支撑柱的底部设置有固定底座；所述支撑柱之间通过横梁相连。

优选的，所述车头机构包括：制动器、控制机构、蜗轮蜗杆机构、传动装置、导向夹紧轮和电池箱；

所述制动器一端与所述连接机构相连，另一端与所述蜗轮蜗杆机构，所述蜗轮蜗杆机构的底部设置有所述传动装置，所述传动装置的一侧安装有导向夹紧轮，所述导向夹紧轮的顶部安装有电池箱，所述电池箱的顶部设置有控制机构，所述电池箱远离蜗轮蜗杆机构的一侧安装有所述第四阅读器。

优选的，所述第一阅读器、所述第二阅读器、所述第三阅读器和所述第四阅读器均与所述控制机构电连接。

优选的，还包括：与所述控制机构相连的上位机。

优选的，所述左轨参考标签和所述右轨参考标签结构相同，其内部均具有标签数据层，所述标签数据层的底部设置有双面贴胶层。

优选的，所述左轨参考标签和所述右轨参考标签的顶部外表面均附着有pvc薄膜分子。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种基于rfid定位的双轨运输装置，采用双轨运输，在双轨上并排设置左轨参考标签和右轨参考标签，大大提高了系统的容错率，且在轨道车上设置多个阅读器，多个阅读器之间的有机配合使得对轨道车车体的定位精度大大提高。

在标签数据层底部设置的双面贴胶层能重复更换，能适应不同长度的轨道车体，提升了系统的灵活性，装置在受到天气、环境和突发情况影响时，能够对定位数据进行判断，对阅读器/参考标签能够进行故障初步检测，系统的可靠性、完整性大大提升，便于长久使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的整体结构示意图；

图2是本发明参考标签在轨道上的设置情况示意图；

图3是本发明阅读器识别导轨台上左右轨参考标签的示意图；

图4是本发明的阅读器内部结构示意图；

图5是本发明的参考标签内部原理结构示意图；

图6是本发明的参考标签层次结构示意图；

图7是本发明的参考标签双面贴胶结构示意图；

图8是本发明的参考标签俯视图；

图9是本发明的rfid识别定位数据传输原理图；

图10是本发明的mcu内部程序设计流程图；

图中：1、导轨台；2、运行轨道；3、左轨参考标签；4、右轨参考标签；5、固定件；6、支撑柱；7、固定底座；8、横梁；9、螺纹连接杆；10、可调节旋钮；11、轨道齿条；12、第一防侧倒装置；13、第二防侧倒装置；14、齿轮；16、载物箱；17、连接机构；18、制动器；19、蜗轮蜗杆机构；20、传动装置；21、控制机构；22、电池箱；23、导向夹紧轮；24、第四阅读器；25、第三阅读器；26、第二阅读器；27、第一阅读器；28、标签数据层；29、双面贴胶层；30、pvc薄膜分子。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见附图1，本发明实施例公开了一种基于rfid定位的双轨运输装置，包括导轨台1，导轨台1上安装有运行轨道2；且导轨台1顶部两侧分别并排设置多组左轨参考标签3和右轨参考标签4；阅读器识别左右参考标签的示意图请参见附图3，参考标签的内部原理结构图请参见附图5。

运行轨道2上设有轨道车，轨道车包括载物机构和车头机构；

载物机构通过连接机构17与车头机构连接；载物机构的底部依次安装有多个阅读器；车头机构处安装有一个阅读器；

且各组左轨参考标签3和右轨参考标签4的位置根据载物机构、车头机构以及阅读器的位置进行设定。

根据轨道车的长度将各个阅读器均匀布置于载物机构和车头机构的底部，每组标签包括左轨参考标签和右轨参考标签，每组左轨参考标签和右轨参考标签的位置设定与阅读器的位置相对应，即按照与阅读器相同的间隔来布置左轨参考标签和右轨参考标签。轨道车每走到一个位置，阅读器均可以读取到车体对应位置的定位信息。例如：车体长2米，牵引机构长0.3米，车头长0.7米，整个轨道车共3米长，轨道车位于轨道起点时，从车体的尾部开始放置一组左轨参考标签3与右轨参考标签4，每间隔3/3＝1米放置下一组左轨参考标签3与右轨参考标签4，到车头时，刚好放置到第四组左轨参考标签3与右轨参考标签4，按照间隔1米，依次布置到导轨台1的尽头，使得轨道车车体的每一个位置都能被准确定位。

参见附图1，为了进一步优化上述技术方案，运行轨道2底部外表面设置有轨道齿条11。

参见附图3，为了进一步优化上述技术方案，载物机构包括：载物箱16，载物箱16底部两端分别对称设置有第一防侧倒装置12和第二防侧倒装置13；且第一防侧倒装置12和第二防侧倒装置13均包覆在运行轨道2内侧外表面；第一防侧倒装置12和第二防侧倒装置13底部均安装有齿轮14，齿轮14与轨道齿条11相啮合。

为了进一步优化上述技术方案，载物箱16的底部安装有第一阅读器27、第二阅读器26和第三阅读器25；其中，第一阅读器27位于靠近第一防侧倒装置12的一侧；第二阅读器26位于第一防侧倒装置12和第二防侧倒装置13之间；第三阅读器25位于靠近第二防侧倒装置13的一侧；车头机构处安装有第四阅读器24；

且各组左轨参考标签3和右轨参考标签4的位置根据载物机构、车头机构以及第一阅读器27、第二阅读器26、第三阅读器25和第四阅读器25的位置进行设定。阅读器内部结构请参见附图4。

参见附图2，为了进一步优化上述技术方案，导轨台1的两侧均设置有固定件5，每个固定件5上贯穿有螺纹连接杆9；螺纹连接杆9与运行轨道2相连；每个固定件5的顶部设置有可调节旋钮10；每个固定件5的底部设置有支撑柱6，支撑柱6的底部设置有固定底座7；支撑柱6之间通过横梁8相连。

为了进一步优化上述技术方案，车头机构包括：制动器18、控制机构21、蜗轮蜗杆机构19、传动装置20、导向夹紧轮23和电池箱22；

制动器18一端与连接机构17相连，另一端与蜗轮蜗杆机构19，蜗轮蜗杆机构19的底部设置有传动装置20，传动装置20的一侧安装有导向夹紧轮23，导向夹紧轮23的顶部安装有电池箱22，电池箱22的顶部设置有控制机构21，电池箱22远离蜗轮蜗杆机构19的一侧安装有第四阅读器24。

为了进一步优化上述技术方案，第一阅读器27、第二阅读器26、第三阅读器25和第四阅读器24均与控制机构21电连接。控制机构21选用的mcu芯片型号为stm32f103。

为了进一步优化上述技术方案，还包括：与控制机构21相连的上位机。

第一阅读器27、第二阅读器26、第三阅读器25和第四阅读器24的工作频率均为13.56mhz，属于典型的高频阅读器，相较于超高频阅读器，成本更低，且完全能满足定位要求。在同一时刻，第一阅读器27、第二阅读器26、第三阅读器25和第四阅读器24分别可以读到载物箱16尾部、载物箱16中部、载物箱16头部、车头头部四个位置的信息，反馈给控制机构21，控制机构21对读取的定位信息进行判断、存储，方便系统mcu对车体位置进行感知，设置四个阅读器，可以减少环境干扰等因素对定位的影响，比如枝叶遮挡对信号传递的影响，车速过快，导致有的标签，阅读器天线来不及反应，数据没读到，车就开过去了，故设置多个阅读器进行探测，第一阅读器27、

第二阅读器26、第三阅读器25和第四阅读器24进行有机配合，提高读取标签数据的成功率。

请参见附图6和7，为了进一步优化上述技术方案，左轨参考标签3和右轨参考标签4结构相同，其内部均具有标签数据层28，标签数据层28的底部设置有双面贴胶层29。

标签数据层28中的数据是唯一的，人为的通过阅读器写入对应的位置信息，从起点开始，第一组左轨参考标签3和右轨参考标签4分别可以写入001a和001b，表示位置信息为：距离起点0米处，第二组左轨参考标签3和右轨参考标签4分别可以写入002a和002b，表示位置信息为：距离起点1米处(假设车总长3米)，第三组左轨参考标签3和右轨参考标签4分别可以写入003a和003b，以此类推，左轨参考标签3和右轨参考标签4就相当于一个更加细致的地标，间隔为1米，车体走到相应的位置，就可以读出对应的定位信息。同时，双面贴胶层29拥有超强的粘性，均匀(如：间隔1米)粘贴于轨道的导轨台1上，双面贴胶层29可取下更换，重复利用，可根据轨道车的实际长度或者果农用户的具体需求进行标签在轨位置调整，每一组左轨参考标签3和右轨参考标签4的间隔均可调整，适应不同的车长，系统灵活性更强。

请参见附图8，为了进一步优化上述技术方案，左轨参考标签3和右轨参考标签4的顶部外表面均附着有pvc薄膜分子30。

左轨参考标签3和右轨参考标签4的顶部外表面均附着有pvc薄膜分子30，pvc薄膜分子30具有良好的防水性能，对左轨参考标签3和右轨参考标签4起到一个良好的防雨水作用，提高了整个定位系统的可靠性，且在双轨上，两个标签(无源标签成本很低)，编号001a和001b，都表示同一个位置，一个阅读器读这两个标签，只要读到任意一个，就可以得知此时的位置信息，提高了系统的容错率。

具体的，根据车体的总长度，将左轨参考标签3和右轨参考标签4分成若干组，按照一定的间隔从运行轨道2的起点到运行轨道2的终点，均匀粘贴于导轨台1的顶部外表面，同一组中的左轨参考标签3和右轨参考标签4均表示同一个位置，左右对齐，并分别在载物箱16的尾部、中部、头部和车头的头部安装好第一阅读器27、第二阅读器26、第三阅读器25和第四阅读器24，且各个阅读器与控制机构21电性连接，控制机构21中的mcu控制轨道车行驶的同时，四个阅读器读到的位置信息也会实时传输给控制机构21中的mcu，mcu在收到位置数据后，便会对位置信息进行判断并存储，得到精确的位置信息后，方便mcu后续对轨道车进行智能控制。具体请参见附图9。

若某个阅读器由于天气、环境和一些突发情况等原因，读到的标签数据与其余三个阅读器感应到的数据格格不入，说明这个阅读器出了问题，通过各个阅读器之间的数据的对比参照，可以在系统后台检测出，哪个阅读器出了问题，更能够使整个定位系统完整、可靠的运行，便于长久使用，工作流程请参见附图10。

本发明提供的双轨运输装置通过多个阅读器，如第一阅读器27、第二阅读器26、第三阅读器25和第四阅读器24有机配合使得对轨道车车体的定位精度大大提高，能有效减小环境干扰等因素对定位的影响，通过左轨参考标签3和右轨参考标签4的并排设置，大大提高了系统的容错率。在标签数据层28底部设置的双面贴胶层29能够重复更换，从而适应不同长度的轨道车体，提升了系统的灵活性。此外，装置在受到天气、环境和突发情况影响时能够对定位数据进行判断，对各个阅读器和参考标签能够进行故障初步检测，且阅读器距离参考标签较近，对阅读器的频率要求不高，无需使用超高频，使用成本较低的高频阅读器即可，且系统的可靠性、完整性大大提升，便于长久使用。

还需要说明的是，在整个山地果园中，有的轨道段路很崎岖，枝叶很多，突发情况较多，需要减速行驶，可以将此段路程上的标签在控制机构21中进行标记，当轨道车到达预设的轨道段后，四个阅读器会读到相应的位置信息，控制机构21在得到位置信息后，便可控制车体进行减速运行；还有的轨道段，路很平整，一望无垠，那么当轨道车行驶到此段路程时，四个阅读器读到对应位置的标签时，控制机构21得到位置信息，此时可以控制车体稍微加速行驶，提高运输效率。因为是根据山地果园的具体情况人为的设置某个标签段为减速区，某个标签段为可加速区，这样整个运输效率会更高。同时，控制结构在得到了这个定位信息后，可以将位置信息通过一定的通信技术发送给果农用户的上位机，例如：移动终端，果农用户就可以实时地知道现在轨道车运输到轨道的哪个方位了，能够对车体进行动态跟踪，整个运输过程，会显得更加透明，更加便捷。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。