一种智能RFID物品保存柜防窜读读取装置及方法

摘要

本发明公开了一种智能RFID物品保存柜防窜读读取装置及方法，防窜读读取装置包括：RFID读卡器，防窜读装置、嵌入式MCU和至少一个RFID天线；其中，RFID读卡器通过防窜读装置连接至少一个RFID天线；嵌入式MCU通过串口控制RFID读卡器，通过IO接口控制防窜读装置实现RFID读卡器对特定RFID天线的连接。本发明可有效防止物品保存柜进行盘点时的窜读和漏读，确保管理员准确的了解保存柜里存放的物品，对其所管理的物品的数量、存放位置及安全状态做到准确了解。

说明书

技术领域

本发明涉及物品安全监管技术领域，尤其涉及一种智能RFID物品保存柜防窜读读取装置及方法。

背景技术

智能保存柜主要分为两种：一种普通智能保存柜，主要用于物品的存放，这种智能保存柜主要由组合柜体、电控锁和身份识别装置组成，用户通过密码、条码等方式认证进行开关柜门存储物品，如超市的存包柜，快递终端柜；另一种基于RFID智能识别技术的物品保存柜，主要用于物品的存放与盘点(指定期或临时对库存商品实际数量进行清查、清点的一种作业)，该种智能RFID物品保存柜主要由组合柜体、RFID读卡器、RFID天线、电控锁组成，应用于学校，工厂、医院、党政军及企事业单位等。

市场上的智能RFID物品保存柜，由于各个厂家的柜体屏蔽性能、RFID读写器性能不一，以及为了降低产品成本采用多个保存柜共用一个读卡器的设计。导致出现了若RFID读卡器发射功率过低，则可能漏读柜内标签；若发射功率过高，则可能窜读到其他标签等现象。不能够准确盘点识别柜内物品粘贴的RFID标签，导致管理员无法准确的了解保存柜里存放的是什么物品，对其所管理物品的数量、存放位置及安全状态也无法做到准确的了解，造成无法对档案、信息载体、贵重物品等重要资产的管控分析。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种可确保管理员准确的了解保存柜里存放的物品，对其所管理的物品的数量、存放位置及安全状态做到准确了解的智能RFID物品保存柜防窜读读取装置及方法。

本发明提供的一种智能RFID物品保存柜防窜读读取装置，包括：RFID读卡器，防窜读装置、嵌入式MCU和至少一个RFID天线；其中，

所述RFID读卡器通过所述防窜读装置连接至少一个所述RFID天线；

所述嵌入式MCU通过串口控制所述RFID读卡器，通过IO接口控制所述防窜读装置实现所述RFID读卡器对特定RFID天线的连接。

优选的，所述防窜读装置包括：

至少一个第一SMA射频端子，用于连接所述RFID读卡器；

至少一个第二SMA射频端子，用于连接所述RFID天线；

至少一个射频开关，用于连接对应的所述第一SMA射频端子和第二SMA射频端子；

至少一个射频开关驱动电路，用于在所述嵌入式MCU的控制下驱动对应的所述射频开关；

所述第一SMA射频端子、第二SMA射频端子、射频开关、射频开关驱动电路一一对应。

优选的，所述RFID读卡器通过第一馈线与至少一个所述第一SMA射频端子分别连接；

至少一个所述第二SMA射频端子分别通过第二馈线与对应的所述RFID天线连接。

优选的，存储柜的同一柜体内设置有两个所述RFID天线，用于实现对所述柜体内的物品的无死角扫描识别，同一所述柜体内的两个所述RFID天线通过同一个所述射频开关与所述RFID读卡器相连接。

优选的，所述RFID读卡器为超高频RFID读卡器。

优选的，所述第一SMA射频端子为内螺纹内针型，所述第二SMA射频端子为外螺纹内孔型。

优选的，所述嵌入式MCU通过电源及控制接口与所述射频开关驱动电路电连接。

优选的，所述电源及控制接口为6pin端子。

另，本发明还提供了一种智能RFID物品保存柜防窜读读取方法，包括如下步骤：

嵌入式MCU接收用户输入的读取指令，所述读取指令包括待读取的目标柜体的标识；

所述嵌入式MCU根据所述读取指令生成盘点指令，并向所述RFID读卡器发送盘点指令，同时所述嵌入式MCU通过驱动电路将所述目标柜体对应的射频开关打开，使得RFID读卡器与所述目标柜体内的RFID天线处于连接状态；并将非目标柜体对应的射频开关全部关闭，使得所述RFID读卡器与所述非目标柜体内的RFID天线之间全部断开连接；

所述RFID读卡器根据接收的所述盘点指令，通过所述目标柜体内的RFID天线无线识别所述目标柜体内的物品上的RFID标签，读取所述目标柜体内的物品信息。

相对于现有技术而言，本发明的有益效果是：

本发明本着防窜读、不漏读的设计思想，将防窜读装置设置在RFID读卡器与RFID天线之间。通过嵌入式MCU控制射频开关工作，确保只允许目标柜体内的天线工作，非目标柜体内的天线停止工作，实现了保存柜具备防窜读的功能。

同时，使得保存柜能够对各个柜体内的物品进行密集识别，逐一读取各个柜体内的RFID标签，标签不会漏读，识别率大于99.99％。使得管理员能够准确了解到物品保存柜里存放的物品种类、物品数量、存放位置以及存取什么物品，确保整个管理系统能够对物品保存柜内存放的物品进行精准管控分析。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为防窜读读取装置的结构框图；

图2为防窜读装置的结构框图；

图3为防窜读装置的一种实施例的结构示意图；

图4为防窜读装置的一种实施例的后视结构示意图。

图中标号：11、电路板；12、第一SMA射频端子；13、第二SMA射频端子；14、射频开关；15、射频开关驱动电路；16、电源及控制接口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

请参考图1～图4，本发明的实施例提供了一种智能RFID物品保存柜防窜读读取装置，包括：RFID读卡器，防窜读装置、嵌入式MCU和至少一个RFID天线；其中，

RFID读卡器通过防窜读装置连接至少一个RFID天线；

嵌入式MCU通过串口控制RFID读卡器，通过IO接口控制防窜读装置实现RFID读卡器对特定RFID天线的连接。特定RFID天线即进行盘点的目标柜体内的RFID天线。

其中，防窜读装置包括：

至少一个第一SMA射频端子12，用于连接RFID读卡器；

至少一个第二SMA射频端子13，用于连接RFID天线；

至少一个射频开关14，用于连接对应的第一SMA射频端子12和第二SMA射频端子13；

至少一个射频开关驱动电路15，用于在嵌入式MCU的控制下驱动对应的射频开关14；

第一SMA射频端子12、第二SMA射频端子13、射频开关14、射频开关驱动电路15一一对应。

RFID读卡器通过第一馈线与至少一个第一SMA射频端子12分别连接；

至少一个第二SMA射频端子13分别通过第二馈线与对应的RFID天线连接。

在本实施例中，本申请的技术方案将防窜读装置设置在RFID读卡器与RFID天线之间，通过第一SMA射频端子12和第二SMA射频端子13连接一个射频开关14，嵌入式MCU通过射频开关驱动电路15控制射频开关14的通断，从而控制RFID读卡器与RFID天线之间的连接状态。

当盘点存储柜中的某个柜体(即目标柜体)内的物品时，嵌入式MCU首先将与目标柜体所对应的I/O口设置成高电平，即将目标柜体所对应的射频开关14开启，将与其他柜体(即非目标柜体)所对应的I/O口设置成低电平，即将非目标柜体所对应的射频开关14关闭，实现了仅目标柜体内的RFID天线能够与RFID读卡器进行连接。嵌入式MCU发送盘点指令给RFID读卡器，启动盘点流程，完成对目标柜体内的物品进行清查、清点。

如此逐一完成存储柜中的各个柜体内的物品盘点。盘点完成后，将嵌入式MCU的全部I/O口设置成低电平。

本申请中的防窜读装置保证只允许盘点的目标柜体内的天线工作，非目标柜体内的天线停止工作，实现了存储柜具备防窜读的功能。

在一优选实施例中，存储柜的同一柜体内设置有两个RFID天线，用于实现对柜体内的物品的无死角扫描识别，同一柜体内的两个RFID天线通过同一个射频开关与RFID读卡器相连接。

在本实施例中，将两个RFID天线设置在同一个柜体内，根据柜体内物品的摆放位置，即RFID标签的位置。可将一个RFID天线设置成横向扫描识别，另一个设置成竖向扫描识别；或者两个RFID天线均设置成横向扫描识别；或者两个RFID天线均设置成竖向扫描识别。从而实现全覆盖式的扫描识别，可有效避免单天线的设计存在扫描识别死角的问题。

实现了存储柜对各个柜体内的物品进行密集识别，逐一识别RFID标签，标签不会漏读，识别率大于99.99％。使得管理员能够准确了解到物品存储柜里存放的物品种类、物品数量、存放位置以及存取什么物品，确保整个管理系统能够对保存柜内存放的物品进行精准管控分析。

在一优选实施例中，RFID读卡器为超高频RFID读卡器。

本实施例中，超高频RFID读卡器分为单口天线类型和多口天线类型(两口、四口、八口、十六口、三十二口等)，由于读卡器成本较高，为了降低保存柜的成本，一般采用多口天线类型的读卡器模块。多口天线类型的读卡器内部自带射频开关芯片，用于天线切换，当读卡器在盘点存储柜内的标签时，会有射频信号邻道泄露的情况出现，造成盘点存储柜内的标签时，出现窜读现象。鉴于读卡器自身的射频信号邻道泄露问题，设计本申请的防窜读读取装置。

以八口为例，对应的RFID天线为八个。同样的，如图3和图4所示，防窜读装置设置有八个第一SMA射频端子12和八个第二SMA射频端子13。每个射频开关14均具有两个开关通路，可控制两组第一SMA射频端子12和第二SMA射频端子13的通断，因此对应的设置有四个射频开关14和四个射频开关驱动电路15。两个RFID天线设置在存储柜的同一柜体内，分别通过第二馈线连接至同一射频开关14上的两个第二SMA射频端子13。八口的RFID读卡器实现了对存储柜的四个柜体的全面覆盖。可根据存储柜包含的柜体数量，选取适用的RFID读卡器的类型。

在一优选实施例中，如图3和图4所示，第一SMA射频端子12为内螺纹内针型，第二SMA射频端子13为外螺纹内孔型；嵌入式MCU通过电源及控制接口16与射频开关驱动电路15电连接；电源及控制接口16为6pin端子。

在本实施例中，将八个第一SMA射频端子12，等间距的固定设置于电路板11的一侧；八个第二SMA射频端子13，等间距的固定设置于电路板11的另一侧；SMA射频端子灵活设计，一边公头，一边母头，可以兼容各种品牌的RFID读卡器。

将四个射频开关14，固定设置于电路板11上；四个射频开关驱动电路，固定设置于电路板11上；电源及控制接口16，固定设置于电路板11的一端，分别与射频开关驱动电路15电连接。其中，第一SMA射频端子12、第二SMA射频端子13、射频开关14、射频开关驱动电路15一一对应。

嵌入式MCU通过电源及控制接口16提供电源，并通过射频开关驱动电路15控制各个射频开关14内的开关通路的开关。

另，本发明的实施例还提供了一种智能RFID物品保存柜防窜读读取方法，包括如下步骤：

嵌入式MCU接收用户输入的读取指令，读取指令包括待读取的目标柜体的标识，即用于区分存储柜内的各个柜体的编码；

嵌入式MCU根据读取指令生成盘点指令，并向RFID读卡器发送盘点指令，同时嵌入式MCU通过驱动电路将目标柜体对应的射频开关打开，使得RFID读卡器与目标柜体内的RFID天线处于连接状态；并将非目标柜体对应的射频开关全部关闭，使得RFID读卡器与非目标柜体内的RFID天线之间全部断开连接；

RFID读卡器根据接收的盘点指令，通过目标柜体内的RFID天线无线识别目标柜体内的物品上的RFID标签，读取目标柜体内的物品信息。

嵌入式MCU接收用户输入的读取指令，并向RFID读卡器发送盘点指令，同时，控制目标柜体内的RFID天线对应的射频开关开启，非目标柜体内的RFID天线对应的射频开关全部关闭。此时，仅目标柜体内的RFID天线与RFID读卡器能够进行连接。目标柜体内的RFID天线通过无线识别RFID标签，获取目标柜体内的物品信息，并将该信息传输给RFID读卡器，并由嵌入式MCU将所述信息发送给用户，完成对当前的目标柜体的盘点。

同理，逐一将存储柜的各个柜体指定为目标柜体，依次完成对所有的目标柜体的盘点。

本发明本着防窜读、不漏读的设计思想，将防窜读装置设置在RFID读卡器与RFID天线之间。通过嵌入式MCU控制射频开关工作，确保只允许目标柜体内的天线工作，非目标柜体内的天线停止工作，实现了保存柜具备防窜读的功能。

同时，使得保存柜能够对各个柜体内的物品进行密集识别，逐一读取各个柜体内的RFID标签，标签不会漏读，识别率大于99.99％。使得管理员能够准确了解到物品保存柜里存放的物品种类、物品数量、存放位置以及存取什么物品，确保整个管理系统能够对物品保存柜内存放的物品进行精准管控分析。

在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。