本发明涉及智能书架技术领域，更具体地说，涉及一种基于rfid的自动盘点智能书架。

背景技术：

rfid作为一种无线射频技术，可以无需机械及光学接触，即可通过无线电讯号对需要识别特定目标进行数据的读写，并且具有快速、安全、重复使用等诸多优势，在当今备受许多行业的青睐。到2016年rfid技术在我国图书馆实践运行使用已经整整十年时间，从当初零星之火到如今在图书馆业内的广泛应用，可以说rfid技术在图书馆的深入应用，促进了图书馆服务模式、管理平台、服务内容等多方面的发展和变革，不仅使传统的流通方式发生了很大的变化，更拓展了服务的空间和时间。对图书馆员来说，使用rfid技术不仅减轻了工作的难度，还提高了服务的效能。图书馆与rifd技术的结合无疑给读者及图书馆员都带来了很大的便利性，在未来rfid技术必定在智慧图书馆的发展中继续扮演着重要的角色。

图书盘点作为图书馆的一项基础性工作，对图书馆员了解本馆纸质资源的情况非常重要。通过及时对在架图书进行盘点，可以准确掌握到图书的数量、位置等情况，既让图书馆员及时了解图书在架情况，又方便了读者的图书查询。目前盘点图书的方式主要有人工清点、条码扫描盘点、rfid设备盘点等。还有文献公开了基于rfid的盘点机器人，由硬件和软件两部分组成，硬件包括锂电池组直流供电、马达驱动制动装置、机械臂滑动装置、距离和图像感应设备主机硬件及显示屏、rfid标签识别等设备组成。软件包括各个硬件的控制程序，使设备能够按照程序化方式在规划线路中运行，如遇到偏离轨道及障碍物等情况，可自行判断重新进行图书盘点。

现有技术中盘点图书是一件工作量极大，出错概率极高的工作，单纯的人工使用rfid的识别工具盘点会消耗大量的人力物力，即便是现有的使用盘点机器人，也会因为地形的限制和空间的限制有很大的局限性，盘点机器人需要在其运动路径规划和行进上进行较大的投入，利用率过低，而且，仅仅使用rfid标签会存在很大的弊端，例如仅仅是rfid标签存在就会被判断为图书存在，而图书很可能被替换或被破坏，仅仅从rfid标签上很难进行识别。

技术实现要素：

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于rfid的自动盘点智能书架，它可以实现图书的自动盘点，大幅提升盘点的效率，同时引入图书的重量参数，很大程度上提升了对图书盘点的准确性，保护了图书的安全性，不仅仅便于管理人员对图书进行管理，同时便于借阅人员快速找到自己需要的书籍。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种基于rfid的自动盘点智能书架，包括主框架，所述主框架内固定连接有多个均匀分布的支撑板，所述支撑板的上端固定连接有多个均匀分布的分隔板，所述分隔板将支撑板分隔为多个均匀分布的存书区，所述支撑板的上端固定连接有多个与存书区相匹配的称重板，所述主框架的上端固定连接有主控盒，所述主控盒包括读取器，所述主框架的侧壁内固定连接有多对与支撑板相匹配的天线，多个所述天线均与读取器连接，所述分隔板的一侧设有指示条，所述指示条包括连接片和提示条，所述连接片与分隔板之间连接有电动转轴，所述分隔板上固定连接有与提示条相匹配的激光指示器，所述分隔板上固定连接有蜂鸣器，所述主框架的一侧壁上固定连接有投影设备，所述主框架的一侧壁上粘贴有与投影设备相对应的投影幕布，且投影幕布位于投影设备的下侧，所述主框架上固定连接有分类标签框，且分类标签框位于投影设备的上侧，它可以实现图书的自动盘点，大幅提升盘点的效率，同时引入图书的重量参数，很大程度上提升了对图书盘点的准确性，保护了图书的安全性，不仅仅便于管理人员对图书进行管理，同时便于借阅人员快速找到自己需要的书籍。

进一步的，所述主框架的内侧壁和分隔板的表面均涂有聚四氟乙烯涂层，所述聚四氟乙烯涂层的厚度为0.3-0.4毫米，聚四氟乙烯涂层摩擦系数极低，不易对图书产生较大的摩擦，从而不易影响称重板准备的称重，而且聚四氟乙烯材料稳定性好，极易清洁，便于书架的清洁维护。

进一步的，所述指示条与分隔板竖直侧壁之间的夹角为45度，可以将激光指示器发射的光线反射至地面，便于直观提醒管理人员图书所在的位置。

进一步的，所述激光指示器发射的光线为红光，所述红光的λ=650～660nm，红光易于引起注意，受干扰因素较小。

进一步的，所述读取器读取的标签类型为频率为的uhf电子标签，即粘贴在图书上的rfid标签，uhf电子标签类型相对于现有技术中hf电子标签类型具有标签体积较小，读取距离远，读取速度快，适用于远场数据传输，天线尺寸合适，电磁噪声小等优点。

进一步的，所述读取器的功率为29.50dbm，经实验验证，足以满足使用的需求，而且功率恰当。

进一步的，所述智能书架的系统采用c/s架构，数据库系统采用c#和开发，通用性强，稳定性高。

进一步的，所述投影幕布为的材料为pvc膜，所述pvc膜靠近主框架的一侧设有不干胶，所述pvc膜远离主框架的一侧设有磨砂层，成本较低，可大幅减少投影幕布的厚度，同时便于更换。

进一步的，所述主控盒上固定连接有显示屏，且显示屏位于指示条的同一侧，显示屏上可滚动显示各种信息，包括图书信息和相关通知信息等，便于读者或管理员及时了解。

进一步的，所述提示条靠近分隔板的一侧壁上设有反光层，所述提示条远离分隔板的一侧壁上设有标签层，即可作为反光装置使用，还可作为提示分类的标签，多标签的形式，更便于读者准确寻找所需的图书。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案可以实现图书的自动盘点，大幅提升盘点的效率，同时引入图书的重量参数，很大程度上提升了对图书盘点的准确性，保护了图书的安全性，不仅仅便于管理人员对图书进行管理，同时便于借阅人员快速找到自己需要的书籍。

（2）主框架的内侧壁和分隔板的表面均涂有聚四氟乙烯涂层，聚四氟乙烯涂层的厚度为0.3-0.4毫米，聚四氟乙烯涂层摩擦系数极低，不易对图书产生较大的摩擦，从而不易影响称重板准备的称重，而且聚四氟乙烯材料稳定性好，极易清洁，便于书架的清洁维护。

（3）指示条与分隔板竖直侧壁之间的夹角为45度，可以将激光指示器发射的光线反射至地面，便于直观提醒管理人员图书所在的位置。

（4）激光指示器发射的光线为红光，红光的λ=650～660nm，红光易于引起注意，受干扰因素较小。

（5）读取器读取的标签类型为频率为的uhf电子标签，即粘贴在图书上的rfid标签，uhf电子标签类型相对于现有技术中hf电子标签类型具有标签体积较小，读取距离远，读取速度快，适用于远场数据传输，天线尺寸合适，电磁噪声小等优点。

（6）读取器的功率为29.50dbm，经实验验证，足以满足使用的需求，而且功率恰当。

（7）智能书架的系统采用c/s架构，数据库系统采用c#和开发，通用性强，稳定性高。

（8）投影幕布为的材料为pvc膜，pvc膜靠近主框架的一侧设有不干胶，pvc膜远离主框架的一侧设有磨砂层，成本较低，可大幅减少投影幕布的厚度，同时便于更换。

（9）主控盒上固定连接有显示屏，且显示屏位于指示条的同一侧，显示屏上可滚动显示各种信息，包括图书信息和相关通知信息等，便于读者或管理员及时了解。

（10）提示条靠近分隔板的一侧壁上设有反光层，提示条远离分隔板的一侧壁上设有标签层，即可作为反光装置使用，还可作为提示分类的标签，多标签的形式，更便于读者准确寻找所需的图书。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中a处结构示意图；

图3为本发明的主视图；

图4为本发明的侧视图；

图5为本发明的提示光原理图；

图6为本发明的盘点系统原理图。

图中标号说明：

1主框架、2支撑板、3分隔板、4分类标签框、5投影幕布、6投影设备、7读取器、8显示屏、9称重板、10天线、11连接片、12电动转轴、13提示条、14激光指示器、15蜂鸣器。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“**”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-2，一种基于rfid的自动盘点智能书架，包括主框架1，主框架1内固定连接有多个均匀分布的支撑板2，支撑板2的上端固定连接有多个均匀分布的分隔板3，分隔板3将支撑板2分隔为多个均匀分布的存书区，支撑板2的上端固定连接有多个与存书区相匹配的称重板9，主框架1的上端固定连接有主控盒，主控盒包括读取器7，主框架1的侧壁内固定连接有多对与支撑板2相匹配的天线10，多个天线10均与读取器7连接，分隔板3的一侧设有指示条，指示条包括连接片11和提示条13，连接片11与分隔板3之间连接有电动转轴12，分隔板3上固定连接有与提示条13相匹配的激光指示器14，分隔板3上固定连接有蜂鸣器15，主框架1的一侧壁上固定连接有投影设备6，主框架1的一侧壁上粘贴有与投影设备6相对应的投影幕布5，且投影幕布5位于投影设备6的下侧，主框架1上固定连接有分类标签框4，且分类标签框4位于投影设备6的上侧。

主框架1的内侧壁和分隔板3的表面均涂有聚四氟乙烯涂层，聚四氟乙烯涂层的厚度为0.3-0.4毫米，聚四氟乙烯涂层摩擦系数极低，不易对图书产生较大的摩擦，从而不易影响称重板9准备的称重，而且聚四氟乙烯材料稳定性好，极易清洁，便于书架的清洁维护。

请参阅图3，投影幕布5为的材料为pvc膜，pvc膜靠近主框架1的一侧设有不干胶，pvc膜远离主框架1的一侧设有磨砂层，成本较低，可大幅减少投影幕布5的厚度，同时便于更换，投影设备6可作为投影仪使用，可将相关的信息投影在投影幕布5上，投影幕布5即可作为显示屏幕使用，既可投影本架图书的相关信息，也可作为传媒广告的窗口，便于增加智能书架的附加价值。

请参阅图5，提示条13靠近分隔板3的一侧壁上设有反光层，提示条13远离分隔板3的一侧壁上设有标签层，即可作为反光装置使用，还可作为提示分类的标签，多标签的形式，更便于读者准确寻找所需的图书，指示条与分隔板3竖直侧壁之间的夹角为45度，可以将激光指示器14发射的光线反射至地面，便于直观提醒管理人员图书所在的位置，激光指示器14发射的光线为红光，红光的λ=650～660nm，红光易于引起注意，受干扰因素较小，激光指示器14发出的提示光线经过提示条13的反射可竖直向下，投射在地面上，便于工作人员查找。

读取器7读取的标签类型为频率为的uhf电子标签，即粘贴在图书上的rfid标签，uhf电子标签类型相对于现有技术中hf电子标签类型具有标签体积较小，读取距离远，读取速度快，适用于远场数据传输，相匹配的天线10尺寸合适，电磁噪声小等优点，读取器7的功率为29.50dbm，经实验验证，足以满足使用的需求，而且功率恰当，天线10的数量的位置可由本领域技术人员根据所摆放图书的数量增减，一般对图书摆放要求是图书厚度≥8mm，相邻图书中的标签重叠面积≤50%。

智能书架的系统采用c/s架构，数据库系统采用c#和开发，通用性强，稳定性高，主控盒上固定连接有显示屏8，且显示屏8位于指示条的同一侧，显示屏8上可滚动显示各种信息，包括图书信息和相关通知信息等，便于读者或管理员及时了解。

本方案数据库系统采用c#和开发，此处重点介绍数据库的使用。

首先，创建一个名为的数据库，在该库中初始创建了3个永久表：、、book。当书架上的天线10检查到某本图书，参照天线10位置图，就可以知道该书在哪个书架的第几层，同时，数据库会存储所有图书的重量信息，且重量信息存储在相应的电子标签中。

系统运行后，会创建4个新的临时表：、、、。这4个表中所记录的内容都需要及时更新，因此可以随机写入和清除。系统每运行1次，这4个表都会被重新创建1次。

数据库内所有图书的初始状态均被置为使用中，当图书被借出时，其状态更新为已外借，当图书通过借还书系统归还后又将恢复使用状态，当图书被置于书架上时，状态则被更新为在架。以上状态的更改变化均通过读取器7读取电子标签自动完成。

书库检查

当系统启动书库检查后，读取器7按照定时器设定的时间间隔，定时读取电子标签。读取到的信息被存入数据库的表中。以下是用于显示图书状态的查询语句：

查询语句1

=’using’

.

...’’

该查询语句用于更新那些非已外借和使用中的图书状态，当读取器7没有读取到图书的id，并且图书的状态也不是已外借，则该书的状态被更新为使用中(表中的图书id与book表不同，并且图书状态为非已外借)。其功能主要是清除之前读取到的状态。

查询语句2

=’’

，

.=.

该查询语句用于更新可外借图书的状态为在架，当读取器7读取到图书id并且该id存在于book表中，该书的状态即被更新为在架(表中的图书id与book表中的id一致)。

乱架检查

当系统启动人工乱架检查后，系统会自行判断乱架检查进程是否是初次运行。如果是初次运行，程序将通过查询语句3，继续将书库检查中的*新数据保存至表，然后执行查询语句4，将*新的数据表()与原始数据表(book)进行比对，同时将乱架图书信息保存至表中。

如果曾经运行过乱架检查，系统将首先清除原有、、表中内容，然后再将书库检查中的*新数据保存至表，并将*新的数据表()与原始数据表(book)进行比对，同时将乱架图书信息保存至表中。

比对结束后，如果有乱架图书，程序将通过查询语句5创建表，以获取乱架图书的正确位置。然后通过查询语句6，以乱架图书的乱架位置、正确位置为题头，显示人工乱架检查结果。如果没有乱架图书，系统将会显示没有乱架图书的检查结果。

该部分用到的查询语句：

查询语句3：.，b.title，a.shelf，a.，bookb，er.=b..=a.

查询语句4：，shelf，(，shelf，

book.=..shelf=..=.)

查询语句5：.title，b.shelf，b.cea，.title=a.title

查询语句6：.title，a.shelf，a.，b.shelf，b.ona.title=b.title

自动乱架检查需要设置一个定时器，确保自动乱架检查结果每隔一定的时间弹出1次，可以是1小时。此外，自动乱架检查结果页面将会保持停留状态，直至管理员将图书归位，并且点击核实按钮，系统将会再次进行乱架检查，确保是否还有乱架图书。如果没有，则关闭页面返回主页。如果有，页面将会停留，管理员此时无法进行其他操作。

请参阅图6，开始盘点时，读取器7会通过天线10对rfid标签进行读取，即电子标签，读取后会与数据库进行比对，检查是否有未知数据，如果有未知数据则可选择进行更新数据库，并检查是否有乱架图书，同时称重板9会读取所有图书的重量信息，将实际的总重量信息与电子标签中对应的重量信息之和进行对比，当相差超出阈值，即可判定疑似图书损坏或被替换，这类图书可定义为问题图书，不易发生将电子标签撕下，夹在其他图书中完成还书的情况，不论是发现乱架图书还是问题图书，均可选择开启指示设备，指示设备包括蜂鸣器15和激光指示器14，激光指示器14开启时，电动转轴12会弹起至45°的状态，不仅仅提示条13本身便于提供提示功能，同时提示条13反射的光线也可发挥提示的功能。

还可开发相应的手机app或小程序，作为读者找书的辅助软件，可直接在手机上查找相应的图书，配合导航数据系统，便于准确找到自己所需要的图书。

本方案可以实现图书的自动盘点，大幅提升盘点的效率，同时引入图书的重量参数，很大程度上提升了对图书盘点的准确性，保护了图书的安全性，不仅仅便于管理人员对图书进行管理，同时便于借阅人员快速找到自己需要的书籍。

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，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结

本发明公开了一种基于RFID的自动盘点智能书架，属于智能书架技术领域，一种基于RFID的自动盘点智能书架，包括主框架，主框架内固定连接有多个均匀分布的支撑板，支撑板的上端固定连接有多个均匀分布的分隔板，分隔板将支撑板分隔为多个均匀分布的存书区，支撑板的上端固定连接有多个与存书区相匹配的称重板，主框架的上端固定连接有主控盒，主控盒包括读取器，主框架的侧壁内固定连接有多对与支撑板相匹配的天线，可以实现图书的自动盘点，大幅提升盘点的效率，同时引入图书的重量参数，很大程度上提升了对图书盘点的准确性，保护了图书的安全性，不仅仅便于管理人员对图书进行管理，同时便于借阅人员快速找到自己需要的书籍。

技术研发人员：徐迪;皮剑晖

受保护的技术使用者：江西远大保险设备实业集团有限公司

技术研发日：2018.11.26

技术公布日：2019.02.22