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1、(10)申请公布号 CN 103584516 A (43)申请公布日 2014.02.19 CN 103584516 A (21)申请号 201310634393.7 (22)申请日 2013.11.29 A47B 63/00(2006.01) G06K 17/00(2006.01) (71)申请人 北京科东电力控制系统有限责任公 司 地址 100192 北京市海淀区清河小营东路 15 号 (72)发明人 马骁 尚尔博 白洁音 刘东 (74)专利代理机构 北京汲智翼成知识产权代理 事务所 ( 普通合伙 ) 11381 代理人 陈曦 景志 (54) 发明名称 智能档案柜、 档案管理系统及档案定位。
2、方法 (57) 摘要 本发明公开了一种智能档案柜、 档案管理系 统及档案定位方法。该智能档案柜包括柜体、 置 物单元、 RFID 读写模块、 仓位指示模块、 电子标 签、 主控系统 ; 主控系统分别与 RFID 读写模块、 仓位指示模块相连 ; 置物单元包括托盘、 至少两 个固定于托盘上的隔板 ; RFID 读写模块包括读写 器、 多路器、 功分器以及至少两个天线 ; 天线固定 于托盘上且紧贴隔板 ; 读写器一方面连接主控系 统, 另一方面连接多路器 ; 多路器连接功分器 ; 功 分器连接天线。本发明能够智能引导档案入库和 出库, 精确定位档案盒和 / 或档案卷, 对档案盒错 置以及仓位状态给。
3、予提示, 具有安全性高、 定位精 确、 实时快速盘点等优点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103584516 A CN 103584516 A 1/1 页 2 1. 一种智能档案柜, 其特征在于包括柜体、 置物单元、 RFID 读写模块、 仓位指示模块、 电子标签、 主控系统 ; 所述主控系统分别与所述 RFID 读写模块、 所述仓位指示模块相连 ; 所述置物单元包括托盘、 至少两个固定于所述托盘上的隔板 ; 所述电子标签贴附。
4、于档 案盒和 / 或档案卷 ; 所述 RFID 读写模块包括读写器、 多路器、 功分器以及至少两个天线 ; 所述天线固定于 所述托盘上且紧贴所述隔板 ; 所述读写器一方面连接所述主控系统, 另一方面连接所述多 路器 ; 所述多路器连接所述功分器 ; 所述功分器连接所述天线。 2. 如权利要求 1 所述的智能档案柜, 其特征在于 : 所述仓位指示模块为指示灯, 且每个所述指示灯对应一个档案仓位。 3. 如权利要求 1 所述的智能档案柜, 其特征在于 : 所述智能档案柜还包括与所述主控系统相连的仓位感应模块。 4. 如权利要求 3 所述的智能档案柜, 其特征在于 : 所述仓位感应模块为红外非接触感。
5、应器、 弹簧式微动开关、 压力传感器中的任意一种。 5. 如权利要求 1 所述的智能档案柜, 其特征在于 : 所述智能档案柜还包括人机交互模块 ; 所述人机交互模块与主控系统相连接。 6. 一种档案管理系统, 其特征在于包括权利要求 1 5 中任意一项所述的智能档案柜 和工作台 ; 所述工作台与所述智能档案柜进行通信, 用于档案信息录入和查询等。 7. 一种用于权利要求 1 5 中任意一项所述的智能档案柜的档案定位方法, 其特征在 于 : 读写器发射电子标签的高频检测信号 ; 经分时切换和功分切换两种方式的控制, 所述高频检测信号输出至天线阵列中 ; 贴附于档案盒和 / 或档案卷的电子标签获得。
6、天线射频信号携带的能量后被激活, 并返 回电子标签信息 ; 根据每个所述电子标签的 UID 号, 判定档案的位置所在。 8. 如权利要求 7 所述的档案定位方法, 其特征在于 : 所述电子标签根据档案盒和档案卷的类别不同, 分配不同应用族标示符 ; 如果所述应 用族标示符与所述读写器所发命令相同, 所述电子标签返回信息 ; 否则不返回信息。 9. 如权利要求 7 所述的档案定位方法, 其特征在于 : 所述高频检测信号的频率与所述电子标签重叠后的谐振频率相同。 10. 如权利要求 7 所述的档案定位方法, 其特征在于 : 采用 18000-3MODE3 协议发射所述高频检测信号。 权 利 要 求。
7、 书 CN 103584516 A 2 1/5 页 3 智能档案柜、 档案管理系统及档案定位方法 技术领域 0001 本发明涉及一种智能档案柜, 同时也涉及一种档案管理系统, 还涉及一种基于智 能档案柜的档案定位方法。 背景技术 0002 社会各个行业都存在陈列和存储文档的需求, 例如图书馆、 档案馆、 公安机关的物 证室、 银行等机构的回单盒、 单位存货库等。存储的目的包括存储、 备查、 留存等, 传统的文 档管理方式通过人工查看文档的摆放是否正确, 手工登记借阅与归还, 人工盘点文档的数 量与统计信息, 不仅费时、 费力而且容易出错。 0003 随着 RFID 技术的应用, 文档的管理已呈。
8、现智能化的发展趋势。然而现阶段的基于 RFID 技术的文档管理系统, 其识别精度是有限。目前的文档管理系统仅限于档案盒标签的 识别, 对档案卷上标签的识别是无法达到的。例如专利号为 201220573492.X 的中国实用新 型公开了一种基于 RFID 技术的文档管理装置, 包括用于实现对档案远程查找的客户端, 用 于管理客户端与档案柜的服务端, 用于存放档案的档案柜, 以及用于区别不同档案文件的 射频电子标签, 档案柜内设有置物架、 控制器、 检测模块以及指示模块。该文档管理系统实 现对档案盒的一对一读取。对于档案盒中的档案卷的精确读取, 还是有一定的局限性的。 0004 再例如, 申请号为。
9、201010504419.2的中国发明申请中, 公开了一种RFID智能天线 组矩阵系统, 其至少包括两个 RFID 天线组、 RFID 天线多路控制器、 RFID 读写器和后台处理 系统, 每个 RFID 天线组至少包含两个 RFID 天线和一个 RFID 天线中间件, RFID 天线与 RFID 天线中间件连接, RFID 天线中间件与 RFID 天线多路控制器连接, RFID 天线多路控制器与 RFID读写器连接, RFID读写器与后台处理系统连接, 后台处理系统控制RFID读写器和RFID 天线多路控制器。该发明申请虽然公开了天线的多种布置方式, 但没有提供提高档案定位 精度的技术方案。。
10、 发明内容 0005 针对现有技术的不足, 本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种智能档案 柜。 0006 本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种档案管理系统。 0007 本发明所要解决的又一技术问题在于提供一种档案定位方法。 0008 为实现上述发明目的, 本发明采用下述的技术方案 : 0009 一种智能档案柜, 包括柜体、 置物单元、 RFID 读写模块、 仓位指示模块、 电子标签、 主控系统 ; 所述主控系统分别与所述 RFID 读写模块、 所述仓位指示模块相连 ; 0010 所述置物单元包括托盘、 至少两个固定于所述托盘上的隔板 ; 所述电子标签贴附 于档案盒和 / 或档案卷 ; 。
11、0011 所述 RFID 读写模块包括读写器、 多路器、 功分器以及至少两个天线 ; 所述天线固 定于所述托盘上且紧贴所述隔板 ; 所述读写器一方面连接所述主控系统, 另一方面连接所 说 明 书 CN 103584516 A 3 2/5 页 4 述多路器 ; 所述多路器连接所述功分器 ; 所述功分器连接所述天线。 0012 其中较优地, 所述仓位指示模块为指示灯, 且每个所述指示灯对应一个档案仓位。 0013 其中较优地, 所述智能档案柜还包括与所述主控系统相连的仓位感应模块。 0014 其中较优地, 所述仓位感应模块为红外非接触感应器、 弹簧式微动开关、 压力传感 器中的任意一种。 0015。
12、 其中较优地, 所述智能档案柜还包括人机交互模块 ; 所述人机交互模块与主控系 统相连接。 0016 一种档案管理系统, 包括工作台和上述智能档案柜 ; 0017 所述工作台与所述智能档案柜进行通信, 用于档案信息录入和查询等。 0018 一种用于上述智能档案柜的档案定位方法, 包括如下步骤 : 0019 读写器发射高频检测信号 ; 0020 经分时切换和功分切换两种方式的控制, 所述高频检测信号输出至天线阵列中 ; 0021 贴附于档案盒和 / 或档案卷的电子标签获得天线射频信号携带的能量后被激活, 并返回电子标签信息 ; 0022 根据每个所述电子标签的 UID 号, 判定档案的位置所在。。
13、 0023 其中较优地, 所述电子标签根据档案盒和档案卷的类别不同, 分配不同应用族标 示符 ; 如果所述应用族标示符与所述读写器所发命令相同, 所述电子标签返回信息 ; 否则 不返回信息。 0024 其中较优地, 所述高频检测信号的频率与所述电子标签重叠后的谐振频率相同。 0025 其中较优地, 采用 18000-3MODE3 协议发射所述高频检测信号。 0026 本发明能够智能引导档案的入库和出库, 对档案盒以及盒内档案卷准确定位, 实 时监控档案盒和 / 或档案卷在位及错置情况, 具有安全性高、 定位精确、 自动存取、 实时快 速盘点等优点。 附图说明 0027 图 1 为本发明所提供的。
14、智能档案柜结构示意图 ; 0028 图 2 为本发明中置物单元的结构示意图 ; 0029 图 3 为本发明中 RFID 读写模块的结构示意图。 具体实施方式 0030 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。 0031 本发明所提供的智能档案柜包括柜体、 柜体内部的若干置物单元、 电子标签、 RFID 读写模块、 仓位指示模块、 仓位感应模块以及主控系统, 主控系统一方面与仓位指示模块、 仓位感应模块、 RFID 读写模块进行通信, 另一方面同时与工作台的计算机通信, 实现计算机 对智能档案柜的远程控制。 0032 参见图 1, 柜体包括前面板 101、 后面板 102、 柜门、 。
15、顶板 103 以及底盘 104。其中, 前面板 101、 后面板 102 和顶板 103 均采用钢板 ; 柜门位于柜体的两侧, 采用玻璃制成。柜 体内部是由 N*M(N、 M 为正整数) 置物单元 105 构成的阵列。柜体的前面板配有人机交互 模块 106。人机交互模块 106 优选触摸显示屏, 用于显示档案柜的存储信息, 同时便于管理 说 明 书 CN 103584516 A 4 3/5 页 5 人员对柜体进行监测和操作。此外, 柜体内部还安装有温湿度传感器和报警器。 0033 图 2 为置物单元 105 的结构示意图, 包括托盘 201、 隔板 202。托盘上有固定隔板 的隔板扣。每个置物。
16、单元包括至少两个隔板。置物单元为双列存储, 两个隔板之间为左、 右 两个档案仓位。 仓位指示模块包括若干指示灯203, 用于指引档案盒或档案卷所在位置。 每 个指示灯 203 对应一个档案仓位, 位于托盘底部朝外的边缘。仓位感应模块为红外非接触 感应器、 弹簧式微动开关、 压力传感器中的一种, 用于感应该档案仓位是否已占用。 其中, 红 外非接触感应器或者压力传感器设置于每个档案仓位对应的底部托盘上 ; 而弹簧式微动开 关放置于档案仓位中。 0034 结合图 2 和图 3,RFID 读写模块包括读写器、 多路器、 功分器以及天线 204 ; 读写 器与多个多路器相连 ; 每个多路器输出端连接多。
17、个功分器 ; 功分器将射频信号功分至天线 204 中。天线 204 将射频信号以电磁波形式发送至电子标签 ; 电子标签获得射频信号携带 的能量后被激活并将电子标签信息经天线 204、 功分器、 多路器、 发送至读写器。 0035 读写器是智能档案柜的射频发射部分, 位于柜体顶板的内部。 读写器采用多路BNC (Bayonet Nut Connector, 刺刀螺母连接器) 接头输出, 每一路的射频输出对应一路多路器。 本发明中采用高频信号。 相比于超高频信号, 高频不会反射, 其磁场连续、 边界清晰、 特征明 确、 分布规律性强, 容易通过天线技术控制磁场的检测范围, 不存在意外读取或意外漏读。
18、等 情况。 此外, 高频信号对于档案架的金属影响不敏感, 不会造成因为金属反射检测性能不稳 定或检测到其他档案架上标签的情况。在射频发射部分采用 18000-3MODE3 协议, 数据通信 为 PJM(Phase Jitter Modulation, 相位抖动调制) 模式, 可以有效避免因射频信号的空中 衰减或信号微弱而导致电子标签检测不到, 从而可以完全实现对于单文件级的标签识别, 甚至单页级的标签识别。 另外, 18000-3MODE3协议支持8个信道的同时检测, 电子标签可以 通过任意一个不堵塞的通道返回信息, 大大提高了电子标签的检测速率。18000-3MODE3 协 议与电子标签的通。
19、信速率可达 106kbit/s, 加上采用 8 个信道同时工作的模式, 最大可实现 700 枚 / 秒的检测速度。 0036 多路器位于柜体顶板的内部, 用于切换输出多路射频信号。多路器能够实现一路 射频信号输入多路射频信号输出, 并且多路器之间可以级联, 与多通道读写器配合使用, 可 以提高读写器的利用率。读写器分时切换控制多路器, 使得多路器只有一路射频信号输出 至功分器。功分器接多个天线 204, 固定于托盘的内部。功分器结合了射频分时切换和功 分两种技术 : 首先通过功分技术将一路射频信号分为两路射频信号同时输出, 两路射频信 号接到相邻的两个天线上, 用以加强两个天线之间的磁场 ; 。
20、其次读写器通过控制功分器进 行分时切换, 使得相邻的两个天线有射频信号输出。本发明采用分时切换和功分切换方式 相结合的射频切换技术, 实现一个读写器工作时, 能够把射频信号携带的能量通过射频信 号传递到两个天线, 使得同一时间只有相邻的两个天线处于检测状态, 有效控制天线电磁 波的范围和强度 ; 通过这两种控制方式, 射频信号可以切换到不同天线组、 不同层及不同架 中, 保证电子标签检测成功率的同时有效降低读写器数量, 节约设备成本。 0037 天线 204 紧贴隔板且固定于托盘的凹槽中。天线采用阵列形式, 每个天线 204 中 都有匹配板。相邻的两个天线为一组。天线间相隔多个隔板, 间隔个数。
21、需根据实际仓位的 大小进行选择。天线的大小、 形状和工作功率选择, 需要根据标签的读取个数确定。通过分 时切换和功分切换, 同一瞬间只有一组天线工作。 因此微调天线的功率时, 需使两个相邻天 说 明 书 CN 103584516 A 5 4/5 页 6 线叠加后, 其所覆盖的标签能够获得足够的能量而被识别, 而其他的未在识别范围内的标 签未获得足够能量则不能被检测出。天线的改进既保证单个天线的读取成功率, 又有效控 制了天线的识度范围, 从而实现页面级的检测和识别。 0038 本发明中电子标签呈 “L” 形粘贴在档案盒盒脊和背部, 或者粘贴在档案卷背部。 电 子标签的位置应该处于天线的最优检测。
22、区域, 即天线能量的最强处。由于高频天线的波形 是闭合的电磁波, 电磁波的中心能量最强。天线安装后, 测量电磁波的强度, 并使档案袋及 档案盒的贴标位置处于天线能量的最强处。 本发明中电子标签按档案盒和档案卷两种类别 分配不同的应用族标示符。读写器根据不同的应用族标示符来区分档案盒和档案袋, 只有 应用族标示符与读写器所发命令相同的电子标签才会返回, 否则电子标签不会返回信息。 每个电子标签都有其相应的 UID (User Identification, 用户身份证明) 。读写器在读取所 有电子标签的存储数据前 , 先读取所有电子标签的 UID 号 , 然后针对某一 UID( 即某一电 子标签。
23、 ) 发送命令 ; 在同一时刻内只有一个电子标签在和读写器交换数据。根据应用族标 示符以及电子标签的 UID 号, 可以准确的判断档案盒以及档案卷的位置。 0039 在档案卷检测中面临电子标签重叠的问题, 影响重叠电子标签读取效果的两个主 要因素是能量减弱和频率偏移。 由于电子标签重叠后, 其谐振频率会降低, 因此本发明从以 下两方面解决电子标签重叠的问题 : 调整电子标签的频率, 使多个电子标签重叠时谐振频 率正好处在本发明采用的高频频率 (13.56MHz) ; 调整读写器的频率, 使读写器的射频发射 频率与重叠电子标签的谐振频率相同, 这时能够确保读取到重叠的标签。在读写器频率和 电子标。
24、签频率一致的情况下, 电子标签可以获得更多的能量, 从而能够更好地被检测到。 而 对于非重叠的标签来说, 虽然电子标签谐振频率有微弱的差别, 但是读取非重叠标签消耗 的能量小, 此时读写器仍然可以很准确的读取到电子标签。 0040 在本发明的一个优选实施例中, 柜体结构为1*5的置物单元阵列, 即柜体包含5层 结构, 每层一个置物单元。 每个置物单元包括16个隔板, 6个天线204。 每两个天线为一组, 即 1、 2 两个天线为第一组、 2、 3 两个天线为第二组、 3、 4 两个天线为第三组、 4、 5 两个天线为 第四组、 5、 6 两个天线为第五组。每个置物单元的 6 个天线共用一个功分。
25、器。一个多路器 控制 10 个功分器, 即一个多路器控制 2 个智能档案柜。读写器优选采用远距离四通道读写 器, 有 4 路射频输出, 即 8 个智能档案柜可以共用一个读写器, 可以最多轮询 4*10 个天线。 当然也可以根据实际情况, 调整天线、 功分器、 多路器以及读写器的个数。 0041 主控模块为柜体的控制中心, 用于接收工作台的指令完成电子标签的读取, 同时 还对柜体内部的各种信息采集、 处理并由人机交互模块显示。 主控模块可采用FPGA或CPLD 等可编程逻辑器件实现。当档案管理人员需要查找某份档案时, 工作站的计算机中输入档 案名称, 并根据相应的名称查找其电子标签的 UID 号。
26、。根据查找的电子标签 UID 号, 主控系 统向读写器发送相应的指令。读写器根据指令对所有的天线轮询。当检测到所要寻找的档 案盒时, 读写器会把该档案的具体位置(节、 架、 层)返回给工作台, 同时该仓位的指示灯亮 起, 从而智能引导管理员完成查找工作。 0042 档案盒入库分为指定位置与不指定位置两种方式。 首先介绍指定位置的档案盒入 库 : 工作台指定档案盒的放入位置, 并对放入的位置进行排序, 并下发数据给档案柜的控制 系统 ; 主控系统根据数据自动打开柜体, 并点亮系统指定位置的指示灯 ; 档案管理人员根 据指示灯的引导放入档案盒 ; 仓位感应模块感应到信号, 控制 RFID 读写模块。
27、读取档案盒及 说 明 书 CN 103584516 A 6 5/5 页 7 档案卷的电子标签, 并把数据返回工作台, 判断档案盒的放置是否正确 ; 如果放置的位置不 正确则主控系统进行错位提示。其次介绍不指定位置的档案盒入库 : 主控系统自动打开柜 体, 档案管理人员随意放入一个档案盒 ; 主控系统根据仓位感应模块记录档案盒的仓位, 同 时控制 RFID 读写模块读取档案盒及档案卷信息, 并把获得的仓位信息及电子标签信息返 回至工作台。档案管理人员依次放入下一个档案盒, 直至完成所有档案盒的上架入库。 0043 智能档案柜还设有移动控制模块, 包括电控系统、 传动装置、 手动摇柄 107、 红。
28、外防 挤压传感器 108、 金属感应器 109、 列锁止器 110 和照明装置。柜体移动可以通过手动、 人机 交互模块、 以及远程的工作台进行控制。 移动控制模块与柜体的主控模块进行通信, 手动摇 柄 107 连接传动装置。电控系统分别与传动装置、 红外防挤压传感器 108、 金属感应器 109 以及照明装置相连。手动摇柄 107 位于柜体前面板 ; 传动装置控制柜体的移动以及柜门的 开闭, 且位于导轨上。红外防挤压传感器 108 分别安装于柜门下边缘的左右两侧。当两个 传感器之间有物体时, 柜体停止移动。金属感应器 109 位于柜体的顶部, 每个柜体配置两 个金属感应器。柜体第一个金属感应器。
29、 109 感应相邻柜体后减速移动 ; 第二个金属感应器 109 感应到相邻柜体后, 停止移动。列锁止器 110 位于柜体前面板的下部。多个智能档案柜 时, 其顶部通过 V 型连接架连接, 底部则位于同一导轨上, 以便于移动控制模块控制柜体的 移动。 0044 下面介绍基于上述智能档案柜的智能档案管理系统。 智能档案管理系统包括至少 两个智能档案柜、 工作台、 RFID 门禁、 RFID 打印机以及人员工作证。其中智能档案柜包括一 个主控列和至少一个从控列。主控列分别与其相邻的从控列、 工作台进行通信。而相邻的 从控列两两之间相互通信。 主控列除了控制本列档案柜外, 还控制柜体组内其他的从控列。。
30、 而从控列则只控制本列档案柜。工作台分别与智能档案柜、 RFID 安检门、 RFID 打印机以及 人员工作证进行数据通信。工作台包括计算机以及 RFID 录入装置, 用于柜体档案的实时盘 点、 定位及查询等智能化管理。 RFID安检门安装档案室门口, 防止非正常借阅的档案被带出 档案室。 人员工作证为进入档案室的人员提供相应的权限。 RFID标签打印机初始化或录入 档案信息, 并将档案信息与射频信息关联后打印于电子标签上。 0045 本发明能够实时读取档案盒及盒内档案卷上的标签信息, 获得档案盒或者档案卷 的存放信息以及档案的相关信息, 包括档案类别、 档案数量、 层位、 盒位等 ; 当识别放。
31、入的位 置与射频标签记录的相关信息不相符时, 给予管理人员错位提示。 此外, 智能档案柜还可以 实时监测档案盒的在位状态, 有效地减少了管理员的盘点时间。 另外, 可对数千多列的架体 进行并行移动控制操作, 同时可以根据档案室的结构进行物理及逻辑分区。对于档案盒和 /或档案卷在位进行实时盘点, 盘点识别率可以达到100%, 且对于档案盒量级在2万规模的 档案室, 盘点时间不超过 8 分钟。 0046 上面对本发明所提供的智能档案柜、 档案管理系统及档案定位方法进行了详细的 说明, 但并非对本发明的限制。 对本领域的一般技术人员而言, 在不背离本发明实质精神的 前提下对它所做的任何显而易见的改动, 都将构成对本发明专利权的侵犯, 将承担相应的 法律责任。 说 明 书 CN 103584516 A 7 1/3 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 103584516 A 8 2/3 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 103584516 A 9 3/3 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 103584516 A 10 。