一种基于RFID技术的智能分拣、搬运系统及智能终端

摘要

本发明涉及一种基于RFID技术的智能分拣、搬运系统，包括：一穿戴式RFID终端、一智能终端、至少一个附有第一RFID标签的物品、至少一个附有第二RFID标签的运送装置；所述运送装置用于运送所述物品至该物品对应的对方空间；所述第一RFID标签中存有第一识别信息，用于标识物品；所述第二RFID标签中存有第二识别信息，用于标识运送装置对应的目标空间。本发明通过RFID标签、穿戴式RFID终端和智能终端之间的协同工作，实现了对物品的自动识别和自动提示，工人按照提示搬运物品，最终实现对物品的分拣。本发明可在不改造物流分拣中心等场所原有设施的前提下快速部署，快速、低成本地实现技术升级。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于RFID技术的智能分拣、搬运系统及智能终端，属于物流自动分拣和搬运管理领域。

背景技术

随着RFID技术的日益成熟，其应用范围不断扩展。而在物流领域，由于条码识别存在着诸多限制(如条形码容易因破损、污渍、褶皱等问题造成识读失效)，正逐步为RFID技术取代。

现有的基于RFID技术的物流分拣系统一般由检测装置、分类装置、输送装置及分拣口组成。检测装置的作用是识别、接收和处理输送装置上货物的分拣信号。根据分拣信号，分类装置使货物进入到货物对应的分拣口。分拣信号有以下形式：RFID信号、重量、高度等。

以机场行李分拣为例：机场出港行李运送大致分为以下几个流程：托运、安检、分拣、装车、装机、卸机。行李托运时，工作人员在行李上粘贴一RFID标签(又称射频标签)，对行李进行电子登记。RFID标签基于RFID技术，读写器通过射频信号自动识别RFID标签并获取RFID标签内存储的数据，可识别高速运动中的标签和同时识别多个标签。行李经检测装置、分类装置、输送装置，被运送至其对应的分拣口。检测设备具体为：条状超高频RFID天线装置、柱状超高频RFID天线装置以及龙门架式超高频RFID天线装置等。其中，条状超高频RFID天线装置最短长度为0.5M，最大长度为5M，主应用于单点采样的水平传输的物理环境如：机场行李分拣滑槽外挡板、物流分拣传送带末端等。龙门架式超高频RFID天线装置天线高度1.5-2米，主要应用于单点采样的水平传输的物理环境如：机场行李分拣水平传送带、物流分拣水平传送带等。柱状超高频RFID天线装置天线高度1-1.5米，主要应用于多点采样的倾斜式传送的物理环境如：如机场行李到达转盘，机场行李分拣转盘、物流分拣传送带等。

显然，现有基于RFID技术的物流分拣系统需要多个大型的RFID天线装置。则物流分拣中心在进行技术升级时，需要改造原有设施以加装RFID天线装置以及其他配套装置，耗时长、成本高。

公开号为CN107742138A的专利《一种基于RFID的行李全流程跟踪系统及方法》，公开了包括行李条打印机、第一RFID读取装置、第二RFID读取装置、第三RFID读取装置、第四RFID读取装置的行李全流程跟踪系统。所述行李条打印机具备RFID读写功能，用于写入行李信息到RFID标签并打印带RFID标签的行李条。所述第一RFID读取装置设置在行李输送分拣线上，用于获取行李的分类信息。所述第二RFID标签读取装置设置在行李装车分拣区，用于获取行李的装车信息。所述第三RFID读取装置用于获取行李装机信息。所述第四RFID读取装置设置在目的地机场。通过该系统机场业务部门及航空公司业务部门可以避免因行李丢失、错运产生的纠纷。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于RFID技术的智能分拣、搬运系统及智能终端，通过智能终端和穿戴式RFID终端实现对物品身份的自动识别与搬运提示，无需对现有的分拣转盘设施进行改造，成本低，可基于现有设施进行快速部署。

本发明的技术方案如下：

技术方案一

一种基于RFID技术的智能分拣、搬运系统，包括：一穿戴式RFID终端、一智能终端、至少一个附有第一RFID标签的物品、至少一个附有第二RFID标签的运送装置；所述运送装置用于运送所述物品至该物品对应的对方空间；

预先选定一对方空间为目标空间，目标空间对应的所有物品为目标物品；

所述第一RFID标签中存有第一识别信息，用于标识物品；所述第二RFID标签中存有第二识别信息，用于标识运送装置对应的目标空间；

所述穿戴式RFID终端靠近物品并尝试读取第一RFID标签，解析获得所述第一识别信息并将其发送至智能终端；所述智能终端根据接收到的第一识别信息，识别物品，并判断该物品是否为目标物品，若物品为目标物品，则所述智能终端发出搬运物品至运送装置的搬运提示；

所述穿戴式RFID终端靠近运送装置并尝试读取第二RFID标签，解析获得所述第二识别信息并将其发送至智能终端；所述智能终端根据接收到的第二识别信息，判断运送装置对应目标空间是否与搬运中物品对应对方空间一致，若一致，则物品搬运状态为正确；否则物品搬运状态为错误；智能终端发出相应的的物品搬运状态提示。

进一步地，所述第一识别信息包括第一RFID标签所附着物品的物品标识信息；或者，所述第一识别信息包括第一RFID标签的电子编码，该电子编码与第一RFID标签所附着物品的物品标识信息相关联。

进一步地，所述第二识别信息包括所述目标空间的空间标识信息；或者，所述第二识别信息包括第二标签的电子编码，该电子编码与所述目标空间的空间标识信息相关联。

进一步地，还包括一用于管理物品信息和物品搬运状态的信息管理系统，所述物品信息包括物品标识信息和物品对应对方空间的空间标识信息；所述信息管理系统采用分布式架构设置在多个智能终端，并通过无线网络与智能终端进行通信；智能终端实时从信息管理系统获取物品信息。

进一步地，还包括，智能终端已得到物品搬运状态且当穿戴式RFID终端离开可捕获第二RFID标签的信号范围时，智能终端上传物品搬运状态至信息管理系统。

进一步地，智能终端根据物品数量，计算并显示需要新增的运送装置的数量。

进一步地，所述穿戴式RFID终端与智能终端之间通过蓝牙进行通信。

技术方案二

一种基于RFID技术的智能分拣、搬运方法，包括：

在若干个物品上各附着一第一RFID标签，所述物品等待运送至该物品对应的对方空间，所述第一RFID标签中存有第一识别信息，用于标识物品；

预先选定一对方空间为目标空间，目标空间对应的所有物品为目标物品；

在若干个运送装置上各附着一第二RFID标签，所述运送装置用于运送所述物品，所述第二RFID标签中存有第二识别信息，用于标识运送装置对应的目标空间；

穿戴式RFID终端靠近物品并尝试读取第一RFID标签，解析获得所述第一识别信息并将其发送至智能终端；智能终端根据接收到的第一识别信息，识别物品，并判断该物品是否为目标物品，若物品为目标物品，则智能终端发出搬运物品至运送装置的提示；

将物品搬运至运送装置；穿戴式RFID终端靠近运送装置并尝试读取第二RFID标签，解析获得所述第二识别信息并将其发送至智能终端；智能终端根据接收到的第二识别信息，判断运送装置对应目标空间是否与搬运中物品对应对方空间一致，若一致，则则物品搬运状态为正确；否则物品搬运状态为错误；智能终端发出相应的的物品搬运状态提示。

进一步地，所述第一识别信息包括第一RFID标签所附着物品的物品标识信息；或者，所述第一识别信息包括第一RFID标签的电子编码，该电子编码与第一RFID标签所附着物品的物品标识信息相关联。

进一步地，所述第二识别信息包括所述目标空间的空间标识信息；或者，所述第二识别信息包括第二标签的电子编码，该电子编码与所述目标空间的空间标识信息相关联。

进一步地，还包括一用于管理物品信息和物品搬运状态的信息管理系统，所述物品信息包括物品标识信息和物品所应对方空间的空间标识信息；所述信息管理系统采用分布式架构设置在多个智能终端，并通过无线网络与智能终端进行通信；智能终端实时从所述信息管理系统获取物品信息。

进一步地，还包括，智能终端已得到物品搬运状态，且当穿戴式RFID终端离开可捕获第二RFID标签的信号范围时，智能终端上传物品搬运状态至信息管理系统。

进一步地，还包括，智能终端根据物品数量，计算并显示需要新增的运送装置的数量。

进一步地，所述穿戴式RFID终端与智能终端之间通过蓝牙进行通信。

技术方案三：

一种智能终端，包括：控制模块、提示模块、通信模块；

所述通信模块用于接收穿戴式RFID终端发送的第一识别信息和第二识别信息；

所述控制模块与通信模块通信连接，用于根据第一识别信息判断物品是否为目标物品和根据第二识别信息判断运送装置对应目标空间是否与搬运中物品对应对方空间一致；

所述提示模块与控制模块通信连接，用于根据控制模块的判断结果发出搬运提示和搬运状态提示。

进一步的，还包括，所述通信模块还用于从信息管理系统获取物品信息，所述物品信息包括物品标识信息和物品所应对方空间的空间标识信息。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明中RFID标签用于标识物品和运送装置对应的目标空间，穿戴式RFID终端读取并发送所述识别信息至智能终端，智能终端根据识别信息，分析是否搬运物品和物品的搬运状态并发出相应提示。显然，本发明通过RFID标签、穿戴式RFID终端和智能终端之间的协同工作，自动识别物品、分析物品状态并发出操作提示，工人按照操作提示进行相应操作，最终实现对物品的分拣、搬运。本发明可在不改造物流分拣中心等场所原有设施的前提下快速部署，快速、低成本地实现技术升级。

2、本发明中智能终端和穿戴式RFID终端均为便携性好的小型设备，工作人员只需要按照智能终端的提示，将物品搬运至运送装置，无需手动扫描或查找需要搬运的行李，实现无感分拣，提高分拣效率，同时利用第二RFID标签，智能终端判断并提示搬运状态，实现实时纠错，保证分拣正确率。

3、本发明中通过将RFID标签的电子编码与物品标识信息、空间标识信息相关联，而不是直接向RFID标签写入数据，减少了前期的准备时间，提高系统工作效率，同时降低了对穿戴式RFID终端的硬件要求，降低成本。

4、本发明中物品放置在运送装置后，当穿戴式RFID终端离开可捕获第二RFID标签的信号范围时，智能终端自动上传物品的搬运状态至信息管理系统，工作人员可在信息管理系统上查询物品的搬运状态并及时处理搬运错误的物品，进一步提高分拣正确率，同时为将来的物品物流追踪打下基础。

5、本发明中智能终端根据物品数量，计算并显示需要新增的运送装置的数量，进一步提高工人的工作效率。

附图说明

图1为本发明示意图；

图2为实施例二流程图；

图3为实施例二中信息管理系统获取行李信息的流程图；

图4为穿戴式RFID终端示意图；

图5为智能终端示意图；

图6为第一识别信息示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。

实施例一

参见图1，一种基于RFID技术的智能分拣、搬运系统，包括：一穿戴式RFID终端、一智能终端(智能终端便于携带且具有一定计算能力，如手机或智能手环等)、至少一个附有第一RFID标签的物品、至少一个附有第二RFID标签的运送装置(如拖斗、手推车、小型叉车、冷藏车等)；所述运送装置用于运送所述物品至该物品对应的对方空间(对方空间可以为动车、货车、飞机或仓库等)。智能终端与穿戴式RFID终端也可合为一个智能装置。

预先选定一对方空间为目标空间，目标空间对应的所有物品为目标物品。选定方式为工人手动在智能终端上选择一对方空间，或者由信息管理系统自动选择一对方空间并发送至智能终端。

第一RFID标签中存有第一识别信息，第一识别信息为第一RFID标签所附着物品的物品标识信息。物品标识信息为一串包含时间信息的物品编号，如20210101005。

所述第二RFID标签中存有第二识别信息，第二识别信息为第二标签的电子编码，该电子编码与目标空间的空间标识信息相关联。空间标识信息可以为动车号、航班号、车牌、仓库编号等。

工人随身携带智能终端、穿戴式RFID终端。物品被输送带输送至工人所在位置。当物品进入穿戴式RFID终端的读取范围后，穿戴式RFID终端尝试读取第一RFID标签，解析获得物品标识信息并将其发送至智能终端。智能终端根据接收到的物品标识信息，识别物品，并判断该物品是否为目标物品，若物品为目标物品，则所述智能终端发出搬运物品至运送装置的搬运提示。其中，识别物品的方法见实施例四；判断该物品是否为目标物品的过程如下：将收到的物品标识信息与所有目标物品的物品标识信息进行一一比对，若存在一致的比对结果，则为目标物品。

工人根据智能终端发出的搬运提示，将物品搬运至运送装置上。当运送装置进入穿戴式RFID终端的读取范围后，穿戴式RFID终端尝试读取第二RFID标签，解析获得第二标签的电子编码并将其发送至智能终端。智能终端根据接收到的第二标签的电子编码，查询该电子编码关联目标空间的空间标识信息和搬运中物品对应对方空间的空间标识信息，并判断两者是否一致，若一致，则物品搬运状态为正确；否则物品搬运状态为错误；智能终端发出相应的的物品搬运状态提示。

本实施例的有益效果在于：

1、本发明中RFID标签用于标识物品和运送装置对应的目标空间，穿戴式RFID终端读取并发送所述识别信息至智能终端，智能终端根据识别信息，分析是否搬运物品和物品的搬运状态并发出相应提示。显然，本发明通过RFID标签、穿戴式RFID终端和智能终端之间的协同工作，自动识别物品、分析物品状态并发出操作提示，工人按照操作提示进行相应操作，最终实现对物品的分拣、搬运。本发明可在不改造物流分拣中心等场所原有设施的前提下快速部署，快速、低成本地实现技术升级。

2、本发明中智能终端和穿戴式RFID终端均为便携性好的小型设备，工作人员只需要按照智能终端的提示，将物品搬运至运送装置，无需手动扫描或查找需要搬运的行李，实现无感分拣，提高分拣效率，同时利用第二RFID标签，智能终端判断并提示搬运状态，实现实时纠错，保证分拣正确率。

与现有技术《一种基于RFID的行李全流程跟踪系统及方法》相比，本发明配置穿戴式RFID的时间、费用显然小于配置第一、第二RFID终端、连通到不同分拣区的运输线等大型装置的时间、费用。对物品种类数量众多、注重效率与成本的物流领域，效果更为突出。且不应认为只是简单地替换对比文件搬运系统中的装置设备，应该看到在设备更换背后，分拣流程的巨大转变。

实施例二

进一步的，所述第一识别信息包括第一RFID标签所附着物品的物品标识信息(还可以包括标签读取时间、标签信号强度等)。或者，所述第一识别信息包括第一RFID标签的电子编码，该电子编码与第一RFID标签所附着物品的物品标识信息相关联。

同理，所述第二识别信息包括目标空间的空间标识信息。或者，所述第二识别信息包括第二标签的电子编码，该电子编码与目标空间的空间标识信息相关联。

由于向RFID标签写入数据比读取数据更加耗时，且写入数据的次数存在限制。本实施例的进步之处在于，通过将RFID标签的电子编码与物品标识信息、空间标识信息相关联，而不是直接向RFID标签写入数据，减少了前期的准备时间，提高系统工作效率，同时降低了对穿戴式RFID终端的硬件要求，降低成本。

实施例三

在本实施例中，智能终端为智能手表，工人携带有智能手表和穿戴式RFID终端，应用场景为机场。以下流程可参考图2和图3。

在行李上附着第一RFID标签，第一识别信息为行李ID。

信息管理系统发出同步更新指令：搬运属于航班A012的行李。则航班A012为目标空间，属于航班A012的行李为目标行李。

智能手表收到同步更新指令，更新行李信息：从信息管理系统载入航班A012所有的行李信息，包括行李ID、行李对应航班的航班ID、行李对应航班的时间、行李对应的航线。

智能手表根据航班A012的行李总数，判断是否需要为该航班新增拖斗，若行李总数超过拖斗容量，则智能手表计算并显示需要新增的拖斗数量。或者，工人根据实际需要主动增加拖斗，并在智能手表手动输入新增拖斗的编号。

工人手动关联绑定拖斗与航班：把第二RFID标签设置在拖斗上，穿戴式RFID终端读取第二RFID标签的电子编码并将其通过蓝牙发送至智能手表，智能手表建立该电子编码与目标空间的空间标识信息(即航班A012)的关联关系。

行李被分拣转盘输送至工人所在位置，工人身上的穿戴式RFID终端读取信号范围内的第一RFID标签，解析获得行李ID，并将行李ID发送至智能手表。

智能手表根据行李ID，判断该行李是否为目标行李，若为目标行李，则智能手表短促振动两次，提示工人搬运行李。

工人搬运行李至拖斗，第二RFID标签进入穿戴式RFID终端的读取范围，穿戴式RFID终端读取第二RFID标签，解析获得第二识别信息并将其发送至智能手表。智能手表根据第二识别信息，如实施例一所述分析得到行李的搬运状态，若行李搬运状态为正确，则手表发出“滴”的提示声，短促振动一次，屏幕显示绿色并常亮；否则，手表发出“滴滴滴滴”的提示声，持续振动一秒，屏幕显示红色并常亮。若行李搬运状态为错误，在第二RFID标签离开穿戴式RFID终端的读取范围后，智能手表停止声音和震动提示，灯熄灭，同时智能手表会向信息管理系统上报行李搬运状态。

若当天的行李分拣全部完成，信息管理系统发出结束分拣指令。

智能手表收到结束分拣指令，清空存储的所有行李信息，并对拖斗进行解绑(即删除智能手表中电子编码与空间标识信息的关联关系)。

本实施例的有益效果在于：物品放置在运送装置后，当穿戴式RFID终端离开可捕获第二RFID标签的信号范围时，智能终端自动上传物品的搬运状态至信息管理系统，工作人员可在信息管理系统上查询物品的搬运状态并及时处理搬运错误的物品，进一步提高分拣正确率，同时为将来的物品物流追踪打下基础。

实施例四

在实际使用时，穿戴式RFID终端读取第一RFID标签时，会读取到多个第一识别信息，在本实施例中，对多个第一识别信息进行一定处理，以提高物品识别正确率。

如图6，在本实施例中，第一识别信息包括物品标识信息(物品编号)、标签被读取时间、标签被读取次数和标签信号强度值。

穿戴式RFID终端将获得的所有第一识别信息发送至智能终端，智能终端只保留信号强度值最大的第一识别信息，并根据该识别信息中的物品标识信息(如物品编号)，确认当前最接近穿戴式RFID终端的物品的身份。

此时得到的物品身份不够准确，在搬运过程中，再次识别物品：

在物品搬运过程中，穿戴式RFID终端多次尝试获得并记录多个第一RFID标签(搬运中物品和其他物品的第一RFID标签)的第一识别信息。

将得到的第一识别信息输入至可信度评分函数，计算穿戴式RFID终端读取到的所有RFID标签的可信度评分：

其中，m

预设一阈值8.0，若所述可信度评分的最大值超过阈值，则根据可信度评分最大值对应第一RFID标签的第一识别信息(如物品编号)，确认当前搬运物品的身份；否则再次尝试获得并记录若干个第一RFID标签的标签信息，以重新识别当前搬运物品的身份。

实施例五

一种基于RFID技术的智能分拣、搬运方法，包括以下步骤：

在若干个物品上各附着一第一RFID标签，所述物品等待运送至该物品对应的对方空间，所述第一RFID标签中存有第一识别信息，用于标识物品。第一识别信息为第一RFID标签所附着物品的物品标识信息。物品标识信息为一串包含时间信息的物品编号，如20210101005。

预先选定一对方空间为目标空间，目标空间对应的所有物品为目标物品。

在若干个运送装置上各附着一第二RFID标签，所述运送装置用于运送所述物品至该物品对应的对方空间，所述第二RFID标签中存有第二识别信息，用于标识运送装置对应的目标空间。第二识别信息为第二标签的电子编码，该电子编码与目标空间的空间标识信息相关联。空间标识信息可以为动车号、航班号、车牌、仓库编号等。

穿戴式RFID终端靠近物品并尝试读取第一RFID标签，解析获得所述第一识别信息并将其发送至智能终端。智能终端根据接收到的第一识别信息，识别物品，并判断该物品是否为目标物品，若物品为目标物品，则智能终端发出搬运物品至运送装置的提示。

将物品搬运至运送装置；穿戴式RFID终端靠近运送装置并尝试读取第二RFID标签，解析获得所述第二识别信息并将其发送至智能终端。智能终端根据接收到的第二识别信息，判断运送装置对应目标空间是否与搬运中物品对应对方空间一致，若一致，则则物品搬运状态为正确；否则物品搬运状态为错误；智能终端发出相应的的物品搬运状态提示。

1、本发明中RFID标签用于标识物品和运送装置对应的目标空间，穿戴式RFID终端读取并发送所述识别信息至智能终端，智能终端根据识别信息，分析是否搬运物品和物品的搬运状态并发出相应提示。显然，本发明通过RFID标签、穿戴式RFID终端和智能终端之间的协同工作，自动识别物品、分析物品状态并发出操作提示，工人按照操作提示进行相应操作，最终实现对物品的分拣、搬运。本发明可在不改造物流分拣中心等场所原有设施的前提下快速部署，快速、低成本地实现技术升级。

2、本发明中智能终端和穿戴式RFID终端均为便携性好的小型设备，工作人员只需要按照智能终端的提示，将物品搬运至运送装置，无需手动扫描或查找需要搬运的行李，实现无感分拣，提高分拣效率，同时利用第二RFID标签，智能终端判断并提示搬运状态，实现实时纠错，保证分拣正确率。

实施例六

进一步的，所述第一识别信息包括第一RFID标签所附着物品的物品标识信息；或者，所述第一识别信息包括第一RFID标签的电子编码，该电子编码与第一RFID标签所附着物品的物品标识信息相关联。

同理，所述第二识别信息包括目标空间的空间标识信息；或者，所述第二识别信息包括第二标签的电子编码，该电子编码与目标空间的空间标识信息相关联。

由于向RFID标签写入数据比读取数据更加耗时，且写入数据的次数存在限制。本实施例的进步之处在于，通过将RFID标签的电子编码与物品标识信息、空间标识信息相关联，而不是直接向RFID标签写入数据，减少了前期的准备时间，提高系统工作效率，同时降低了对穿戴式RFID终端的硬件要求，降低成本。

实施例七

参考图4，一种穿戴式RFID终端，包括：RFID信号接收模块、数据存储模块、蓝牙传输模块、电池与散热模块；

所述RFID信号接收模块用于读取第一RFID标签的第一识别信息和第二RFID标签的第二识别信息，所述第一RFID标签设置在物品上，所述第二RFID标签设置在运送装置上。

所述数据存储模块分别与RFID信号接收模块和蓝牙传输模块电连接，用于存储第一识别信息和第二识别信息。

所述蓝牙传输模块用于发送第一识别信息和第二识别信息至智能终端。

所述电池与散热模块用于为上述模块提供电能并散热。

实施例八

参考图5，一种智能终端，包括：控制模块、提示模块、通信模块、电池模块、界面交互模块；

所述通信模块用于通过蓝牙接收穿戴式RFID终端发送的第一识别信息和第二识别信息，还用于通过无线网络从信息管理系统获取物品信息并上传物品搬运状态至信息管理系统。

所述界面交互模块与通信模块通信连接，用于显示需要新增的运送装置的数量等其他信息以及为用户提供相应的交互操作界面。

所述控制模块与界面交互模块通信连接，用于根据第一识别信息判断物品是否为目标物品和根据第二识别信息判断运送装置对应目标空间是否与搬运中物品对应对方空间一致，以及需要新增的计算运送装置的数量。

所述提示模块与控制模块电连接，用于根据控制模块的判断结果，通过声音或震动发出搬运提示和搬运状态提示。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。