專利名稱：一種基于rfid技術(shù)的文件管理柜及其控制方法
一種基于RFID技術(shù)的文件管理柜及其控制方法本發(fā)明涉及射頻識別技術(shù)，尤其涉及一種基于RFID技術(shù)的文件管理柜及其控制方法。傳統(tǒng)的資料室密級文件管理主要依據(jù)人工方式進(jìn)行，效率不高、透明度差、缺乏對所屬資料實(shí)時的跟蹤管理，難以避免一些工作疏忽和人為差錯，特別是對文件管理安全性要求較高的部門，其安全隱患尤為明顯。雖然針對此類問題，一些部門已經(jīng)采取了一些防范及管理措施，如采用密級文件柜雙鎖安全管理、門口條形碼防盜、視頻監(jiān)控管理等，在文件量很大的情況下對于文件的查找和登記比較繁瑣，也不能動態(tài)掌握各種文件的信息；對不同密級的文件取用難以實(shí)現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控，存在安全隱患。一些特殊部門對所屬密級文件的管理問題迫切需要安全性更高、自動化程度更高和管理更加透明的文件管理柜。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠同后臺管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，便于對文件進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和查詢的文件管理柜。本發(fā)明另一個要解決的技術(shù)問題是提供一種上述文件管理柜的控制方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種基于RFID技術(shù)的文件管理柜，包括柜體，柜門、控制電路和復(fù)數(shù)個存放文件的單元格，所述的控制電路包括電源電路、微處理器、多通道讀寫器、與單元格數(shù)量相同的天線、柜門開關(guān)傳感器和數(shù)據(jù)傳輸單元； 所述的天線分別布置在不同的單元格內(nèi)，并與多通道讀寫器的天線端口連接，所述的單元格之間相互屏蔽；所述的多通道讀寫器、柜門開關(guān)傳感器和數(shù)據(jù)傳輸單元分別接微處理器。以上所述的基于RFID技術(shù)的文件管理柜，所述的數(shù)據(jù)傳輸單元是GPRS數(shù)據(jù)傳輸單元。以上所述的基于RFID技術(shù)的文件管理柜，所述的電源電路包括儲能電容器，所述的儲能電容器并接在向數(shù)據(jù)傳輸單元和微處理器的供電的電路上。以上所述的基于RFID技術(shù)的文件管理柜，單元格的殼體使用ABS工程塑料，殼體的外表面電鍍鋁箔形成屏蔽層；所述的天線采用用PCB縫隙天線，并安裝在單元格殼體的內(nèi)側(cè)壁。以上所述的基于RFID技術(shù)的文件管理柜，所述的多通道讀寫器為16通道讀寫器， 16通道讀寫器采用的1分4的射頻開關(guān)進(jìn)行兩級級連，從而分配出16個天線端口。各端口之間采用時分復(fù)用工作模式，通過配置軟件來選擇16個端口中的任意1個或多個工作。一種上述的基于RFID技術(shù)的文件管理柜的控制方法的技術(shù)方案，包括以下步驟601)微處理器上電，對自身硬件設(shè)備進(jìn)行初試化，控制數(shù)據(jù)傳輸單元連接到外部服務(wù)器；602)檢測柜門開關(guān)傳感器，如果柜門是關(guān)的，則控制多通道讀寫器進(jìn)行讀卡；
603)微處理器對讀到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，區(qū)分讀到的標(biāo)簽是在哪一個文件單元格中；604)將處理過的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸單元上傳到服務(wù)器；605)檢測柜門開關(guān)傳感器，如果柜門打開，則通過數(shù)據(jù)傳輸單元發(fā)送柜門打開信息到服務(wù)器，并跳轉(zhuǎn)到步驟602。以上所述的控制方法，在步驟605中，包括以下步驟701)在柜門沒有打開的情況下，如果收到由數(shù)據(jù)傳輸單元傳回的服務(wù)器查詢指令，則跳轉(zhuǎn)到步驟602。以上所述的控制方法，在步驟603中，包括以下步驟801)多通道讀寫器使用一個預(yù)設(shè)的較大功率對每一個單元格分別進(jìn)行讀取，并存儲數(shù)據(jù)；所獲得的每個單元格的數(shù)據(jù)包含了它本單元格所有標(biāo)簽和部分其他單元格返回信號強(qiáng)的標(biāo)簽的數(shù)據(jù)；802)多通道讀寫器使用一個預(yù)設(shè)的較小功率對每一個單元格分別進(jìn)行讀取，并存儲數(shù)據(jù)；所獲得的每個單元格的數(shù)據(jù)僅包含本單元格本身部分返回信號強(qiáng)的標(biāo)簽的數(shù)據(jù)；803)將步驟801中獲得的某一個單元格數(shù)據(jù)和步驟802中其他單元格所有數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，將步驟801中獲得的某一個單元格數(shù)據(jù)中與步驟802中其他單元格所有數(shù)據(jù)相同的數(shù)據(jù)全部去除，得到該單元格中所有標(biāo)簽的數(shù)據(jù)。本發(fā)明通過數(shù)據(jù)傳輸單元和后臺系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，具備實(shí)時盤詢、快速判別、遺失報(bào)警和開關(guān)門記錄等功能，滿足了文件系統(tǒng)的前端設(shè)備要求。經(jīng)實(shí)測，可以實(shí)現(xiàn)300份文件的讀取，準(zhǔn)確率超過98% ；能夠?qū)γ糠菸募奈恢眠M(jìn)行實(shí)時查詢，誤判率小于0.5%。本發(fā)明的文件柜能應(yīng)用于機(jī)關(guān)和企事業(yè)單位的文件管理中，如政府機(jī)關(guān)公文實(shí)體管理、金融合約書管理、醫(yī)療單位病歷數(shù)據(jù)管理、企業(yè)重要文件管理等諸多的應(yīng)用場合。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例基于RFID技術(shù)的文件管理柜控制電路的原理框圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例基于RFID技術(shù)的文件管理柜電源電路的簡圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例基于RFID技術(shù)的文件管理柜控制方法的流程圖。本發(fā)明涉及的文件管理系統(tǒng)，在每一份文件貼上RFID電子標(biāo)簽，通過讀取設(shè)備和后臺軟件系統(tǒng)提供對文件的實(shí)時盤詢、出入登記、查找定位和遺失報(bào)警等功能。在整個文件管理系統(tǒng)中，最重要的環(huán)節(jié)就是前端數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理設(shè)備。本發(fā)明基于RFID技術(shù)的文件管理柜就是負(fù)責(zé)文件管理系統(tǒng)的前端數(shù)據(jù)采集和處理工作，它主要包括以下功能如下1)實(shí)現(xiàn)文件標(biāo)簽的無遺漏讀??；2)實(shí)現(xiàn)文件的小范圍定位查找；
3)通過GPRS進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸；
4)提供簡單的人機(jī)交互接口 ；
5)對開關(guān)文件柜進(jìn)行監(jiān)控和記錄；6)通斷電記錄。本發(fā)明基于RFID技術(shù)的文件管理柜的實(shí)施例包括柜體，柜門、控制電路和16個存放文件的單元格。如圖1所示，控制電路包括電源電路、微處理器、16通道讀寫器、柜門開關(guān)傳感器、人機(jī)接口和GPRS數(shù)據(jù)傳輸單元。每個單元格內(nèi)布置1根與16通道讀寫器天線端口連接的天線，16個單元格之間相互屏蔽。16通道讀寫器、柜門開關(guān)傳感器、人機(jī)接口和數(shù)據(jù)傳輸單元分別接微處理器。16通道讀寫器接收微處理器的命令，通過天線對每個單元格里的標(biāo)簽進(jìn)行分別讀取，微處理器對讀到的標(biāo)簽數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾和對所在單元格判斷等預(yù)處理后通過GPRS數(shù)據(jù)傳輸單元將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_系統(tǒng)。16通道讀寫器包括MCU、鎖相環(huán)、功率放大器、解調(diào)器、基帶放大器、天線和天線開關(guān)等電路單元。16通道讀寫器的最大特點(diǎn)在于其通道數(shù)多，符合文件、圖書等管理系統(tǒng)的應(yīng)用需求，采用的1分4的射頻開關(guān)進(jìn)行兩級級連，從而分配出16個天線端口。各端口之間采用時分復(fù)用工作模式，通過配置軟件來選擇16個端口中的任意一個或多個工作。單元格裝配在柜體內(nèi)，單元格的殼體能裝載20份左右A4紙大小的文件。殼體使用ABS工程塑料，在其外表面電鍍鋁箔形成屏蔽層。天線安裝于殼體的內(nèi)側(cè)壁，通過調(diào)節(jié)其位置使裝入文件后，標(biāo)簽正好處于天線的輻射最強(qiáng)區(qū)域。殼體外表面鍍的鋁箔，能屏蔽殼體內(nèi)的無線信號避免和其他單元格串?dāng)_。讀寫器的天線選用PCB縫隙天線，由于單元格有金屬屏蔽材料，相比于偶極子天線，縫隙天線在金屬表面附近具有更好的性能，增益可達(dá)2dBi 以上。天線通過50歐姆射頻饋線與讀寫器連接。微處理器的主要功能是控制讀寫器進(jìn)行讀卡，將讀到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，過濾冗余數(shù)據(jù)、判斷標(biāo)簽所在單元格，然后將數(shù)據(jù)通過GPRS數(shù)據(jù)傳輸單元傳輸?shù)胶笈_系統(tǒng)。微處理器提供對人機(jī)接口的顯示和鍵盤進(jìn)行相應(yīng)的管理和驅(qū)動。微處理器還對電源、柜門開關(guān)等外部條件進(jìn)行監(jiān)控，如果外部條件發(fā)生變化，將變化的信息通過GPRS數(shù)據(jù)傳輸單元上傳。微處理器主要有高速M(fèi)CU和存儲器電路組成，提供顯示器和鍵盤接口、至少兩個 RS232串口( 一個和讀寫器通信，另一個和GPRS數(shù)據(jù)傳輸單元通信)，預(yù)留四組GPO接口和四組GPI接口。微處理器采用5V供電。由于讀寫器內(nèi)部電路以及單元格的屏蔽對不同天線之間的信號隔離度的有限的， 即當(dāng)射頻功率太大時，使用某1天線可能讀到少數(shù)其他天線的標(biāo)簽，當(dāng)然，功率太小又不能完全讀取本單元格所有的電子標(biāo)簽。因此要正確判斷讀到的電子標(biāo)簽是哪一個單元格里的，還需進(jìn)行一些算法進(jìn)行分析。本文件柜所采用的方法如下使用較大功率對每一個單元格進(jìn)行讀取，分別存儲數(shù)據(jù)(稱數(shù)據(jù)A)，此時每個單元格的數(shù)據(jù)包含了本單元格的所有標(biāo)簽和部分其他單元格信號強(qiáng)的標(biāo)簽；使用較小的功率對每一個單元格進(jìn)行讀取，分別存儲數(shù)據(jù)(稱數(shù)據(jù)B)，此時讀到的數(shù)據(jù)是每一個單元格自己的部分返回信號強(qiáng)的標(biāo)簽；在數(shù)據(jù)A中取出某一個單元格數(shù)據(jù)(稱數(shù)據(jù)C)，和數(shù)據(jù)B中的其他所有單元格數(shù)據(jù)(稱數(shù)據(jù)集D)進(jìn)行比對，將數(shù)據(jù)C中和數(shù)據(jù)D相同的數(shù)據(jù)全部去除(C-D)，余下的數(shù)據(jù) (C-D)即為該單元格內(nèi)所有文件標(biāo)簽數(shù)據(jù)。本實(shí)施例的人機(jī)接口包括顯示器和鍵盤。其中，顯示器采用128*64圖形點(diǎn)陣單色顯示模組，該模組包括顯示屏、控制芯片和背光源。顯示器采用并口進(jìn)行控制。鍵盤采用 PVC薄膜鍵盤，20鍵，5*4矩陣結(jié)構(gòu)。GPRS數(shù)據(jù)傳輸單元(GPRS DTU)用來向后臺傳輸無線數(shù)據(jù)。本實(shí)施例采用的是透明傳輸?shù)腄TU模塊，此模塊還具有斷線自動重連的功能。DTU的天線選用可以貼附于金屬箱體表面的小型GPRS天線?？刂齐娐匪械脑骷挠梢粋€9V/5A的電源適配器供電，電源適配器輸入為 220V市電。電源供電簡圖如圖2所示，其中微處理器和DTU的電源要求能夠在斷電后發(fā)送斷電信息到后臺，選擇大容量的法拉電容做電能蓄積用，在斷電后能維持?jǐn)?shù)秒。微處理器在檢測到外部斷電后需立即發(fā)送GPRS信息。文件柜的柜體上安裝了柜門開關(guān)傳感器，每一次柜門打開或關(guān)閉時，柜門開關(guān)傳感器將開、關(guān)門的信息傳遞給微處理器，作為系統(tǒng)的觸發(fā)信號，以便對每次事件留有記錄， 做到文件管理的安全、可靠。如圖3所示，本發(fā)明基于RFID技術(shù)的文件管理柜實(shí)施例的工作過程如下a)微處理器上電，對自身硬件設(shè)備進(jìn)行初試化，控制GPRS數(shù)據(jù)傳輸單元連接到外部服務(wù)器；b)檢測柜門開關(guān)傳感器，如果柜門是關(guān)的，則控制多通道讀寫器進(jìn)行讀卡；c)微處理器對讀到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，區(qū)分讀到的標(biāo)簽是在哪一個文件單元格中；d)將處理過的數(shù)據(jù)通過GPRS數(shù)據(jù)傳輸單元上傳到服務(wù)器；e)檢測柜門開關(guān)傳感器，如果柜門打開，則通過GPRS數(shù)據(jù)傳輸單元發(fā)送柜門打開信息到服務(wù)器，并跳轉(zhuǎn)到步驟b ；f)在柜門沒有打開的情況下，如果收到由數(shù)據(jù)傳輸單元傳回的服務(wù)器查詢指令， 則跳轉(zhuǎn)到步驟b。本實(shí)施例的文件柜綜合考慮了應(yīng)用需求和成本控制等多方面因素，通過GPRS和后臺系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，具備實(shí)時盤詢、快速判別、遺失報(bào)警和開關(guān)門記錄等功能，滿足了文件系統(tǒng)的前端設(shè)備要求。經(jīng)實(shí)測，可以實(shí)現(xiàn)300份文件的讀取，準(zhǔn)確率超過98% ；能夠?qū)γ糠菸募奈恢眠M(jìn)行實(shí)時查詢，誤判率小于0. 5%。本實(shí)施例的文件柜能應(yīng)用于機(jī)關(guān)和企事業(yè)單位的文件管理中，如政府機(jī)關(guān)公文實(shí)體管理、金融合約書管理、醫(yī)療單位病歷數(shù)據(jù)管理、企業(yè)重要文件管理等諸多的應(yīng)用場合。
權(quán)利要求
1.一種基于RFID技術(shù)的文件管理柜，包括柜體，柜門，其特征在于，包括控制電路和復(fù)數(shù)個存放文件的單元格，所述的控制電路包括電源電路、微處理器、多通道讀寫器、與單元格數(shù)量相同的天線、柜門開關(guān)傳感器和數(shù)據(jù)傳輸單元；所述的天線分別布置在不同的單元格內(nèi)，并與多通道讀寫器的天線端口連接，所述的單元格之間相互屏蔽；所述的多通道讀寫器、柜門開關(guān)傳感器和數(shù)據(jù)傳輸單元分別接微處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RFID技術(shù)的文件管理柜，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)傳輸單元是GPRS數(shù)據(jù)傳輸單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RFID技術(shù)的文件管理柜，其特征在于，所述的電源電路包括儲能電容器，所述的儲能電容器并接在向數(shù)據(jù)傳輸單元和微處理器的供電的電路上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RFID技術(shù)的文件管理柜，其特征在于，單元格的殼體使用ABS工程塑料，殼體的外表面電鍍鋁箔形成屏蔽層；所述的天線采用用PCB縫隙天線，并安裝在單元格殼體的內(nèi)側(cè)壁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RFID技術(shù)的文件管理柜，其特征在于，所述的多通道讀寫器為16通道讀寫器，16通道讀寫器采用的1分4的射頻開關(guān)進(jìn)行兩級級連，從而分配出 16個天線端口，各端口之間采用時分復(fù)用工作模式，通過配置軟件來選擇16個端口中的任意1個或多個工作。
6.一種權(quán)利要求1所述的基于RFID技術(shù)的文件管理柜的控制方法，其特征在于，包括以下步驟a)微處理器上電，對自身硬件設(shè)備進(jìn)行初試化，控制數(shù)據(jù)傳輸單元連接到外部服務(wù)器；b)檢測柜門開關(guān)傳感器，如果柜門是關(guān)的，則控制多通道讀寫器進(jìn)行讀卡；c)微處理器對讀到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，區(qū)分讀到的標(biāo)簽是在哪一個文件單元格中；d)將處理過的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸單元上傳到服務(wù)器；e)檢測柜門開關(guān)傳感器，如果柜門打開，則通過數(shù)據(jù)傳輸單元發(fā)送柜門打開信息到服務(wù)器，并跳轉(zhuǎn)到步驟602。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于，在步驟605中，包括以下步驟i.在柜門沒有打開的情況下，如果收到由數(shù)據(jù)傳輸單元傳回的服務(wù)器查詢指令，則跳轉(zhuǎn)到步驟602。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于，在步驟603中，包括以下步驟801)多通道讀寫器使用一個預(yù)設(shè)的較大功率對每一個單元格分別進(jìn)行讀取，并存儲數(shù)據(jù)；所獲得的每個單元格的數(shù)據(jù)包含了它本單元格所有標(biāo)簽和部分其他單元格返回信號強(qiáng)的標(biāo)簽的數(shù)據(jù)；802)多通道讀寫器使用一個預(yù)設(shè)的較小功率對每一個單元格分別進(jìn)行讀取，并存儲數(shù)據(jù)；所獲得的每個單元格的數(shù)據(jù)僅包含本單元格本身部分返回信號強(qiáng)的標(biāo)簽的數(shù)據(jù)；803)將步驟801中獲得的某一個單元格數(shù)據(jù)和步驟802中其他單元格所有數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，將步驟801中獲得的某一個單元格數(shù)據(jù)中與步驟802中其他單元格所有數(shù)據(jù)相同的數(shù)據(jù)全部去除，得到該單元格中所有標(biāo)簽的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于RFID技術(shù)的文件管理柜及其控制方法。基于RFID技術(shù)的文件管理柜包括柜體，柜門、控制電路和復(fù)數(shù)個存放文件的單元格，所述的控制電路包括電源電路、微處理器、多通道讀寫器、與單元格數(shù)量相同的天線、柜門開關(guān)傳感器和數(shù)據(jù)傳輸單元；所述的天線分別布置在不同的單元格內(nèi)，并與多通道讀寫器的天線端口連接，所述的單元格之間相互屏蔽；所述的多通道讀寫器、柜門開關(guān)傳感器和數(shù)據(jù)傳輸單元分別接微處理器。本發(fā)明通過數(shù)據(jù)傳輸單元和后臺系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，具備實(shí)時盤詢、快速判別、遺失報(bào)警和開關(guān)門記錄等功能，滿足了文件系統(tǒng)的前端設(shè)備要求，可以應(yīng)用于機(jī)關(guān)和企事業(yè)單位的重要文件管理。
文檔編號A47B63/00GK102332100SQ20101059380
公開日2012年1月25日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者刁尚華, 孫亞林, 韓東, 高軍 申請人:深圳市華士精成科技有限公司