基于CAN总线的智能图书检测装置的射频同步方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及射频识别技术领域，具体的说是一种基于CAN总线的智能图书检测装置的射频同步方法，其特征在于，所述基于CAN总线的智能图书检测装置包括若干柜体，每列柜体对应设置一个列控制器，每个柜体具有多层分层空间，列控制器经网络与外部上位机通信，每层分层空间对应设置一个层读写器，层板采用层板式天线，所述层板式天线由两个以上射频天线线圈组成，两个以上的射频天线线圈彼此部分重叠；层读写器与列控制器之间通过CAN总线通信；当层读写器开启射频检测时，设置在T1时间内，与列控制器进行过时间校对，超过T1时间未执行校对，将判定为同步超时，停止一切射频操作，避免对相邻层造成干扰，相较于普通的标签检测可以大幅提高检测效率。高检测效率。

【技术实现步骤摘要】
基于CAN总线的智能图书检测装置的射频同步方法

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[0001]本专利技术涉及射频识别(RFID,Radio Frequency Identification)
，具体的说是一种能够有效解决射频信号相互干扰、提高检测成功率和检测效率的基于CAN总线的智能图书检测装置的射频同步方法。

技术介绍
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[0002]在现有RFID智能书架
，射频识别系统一般由读写器、天线，以及粘贴于图书上的射频标签组成，使用时读写器通过天线发射射频信号，对RFID标签进行读取，将标签的UID经天线反馈至读写器进行检波放大，读写器将接收到的信号二值化后，即可完成对标签UID的检测，并与标签所粘贴图书进行对应。在该系统中，读写器是整个射频识别系统的重要组成部分，负责整个射频检测过程中的信号发射和接收编解码控制。传统的智能书架每节配备一台读写器，每层配备多个竖立式天线，但这种架构下竖立式天线数量多、成本高，高昂的售价使其很难在图书馆大范围推广。
[0003]近些年智能书架的升级方向之一便是层板式智能书架，最初一代的层板式智能书架仍然采用读写器结合天线的形式，但天线升级为每层一个的层板式大天线，由于省去了竖立天线，有效降低了成本，同时提高了书架的图书容量，但也带来了新的问题。由于书架天线线圈面积的增大，使其对于微弱射频信号的耦合更加敏感，这就导致当多节智能书架同时开启射频检测时，会产生严重的相互干扰，为了保证检测的准确率，只能采用分时检测的方式，导致检测效率的降低。
[0004]为了解决这一问题，新一代的层板式智能书架也进行了一些优化，由于干扰大多发生在射频的发射和接收之间，只要将射频的发射和接收控制在不同的时间间隙，就可以有效防止射频干扰的发生，这种方式我们称之为射频同步。之前尝试通过单独增加485同步线的方式实现射频同步，但由于现场布线困难、同步逻辑复杂的原因，无法顺利推广。
[0005]为了更好的实现射频同步机制在智能书架产品上的应用，对现有书架产品和技术进一步升级，缩小层天线设计的同时，采用列控制器结合层读写器的架构，之间通过CAN总线通信，同时CAN总线又兼容实现射频同步的功能，解决射频干扰的同时，控制了成本，降低了产品复杂度。

技术实现思路
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[0006]本专利技术针对现有产品和技术存在的缺点和不足，提出了基于CAN总线的智能图书检测装置的射频同步方法。
[0007]本专利技术通过以下措施达到：
[0008]一种基于CAN总线的智能图书检测装置的射频同步方法，其特征在于，所述基于CAN总线的智能图书检测装置包括若干柜体，每列柜体对应设置一个列控制器，每个柜体具有多层分层空间，列控制器经网络与外部上位机通信，每层分层空间对应设置一个层读写器，层板采用层板式天线，所述层板式天线由两个以上射频天线线圈组成，两个以上的射频
天线线圈彼此部分重叠；层读写器与列控制器之间通过CAN总线通信；
[0009]当层读写器开启射频检测时，设置在T1时间内，与列控制器进行过时间校对，超过T1时间未执行校对，将判定为同步超时，停止一切射频操作，避免对相邻层造成干扰；
[0010]层读写器在进行射频检测时，将每一轮射频发射、接收划分到固定长度的时隙T2内，每个时隙T2只执行一次射频发射或接收操作，并根据上次与列控制器进行同步的时间，将每个时隙进行固定编号，预留通信时隙只用来与列控制器通讯，避免通信与射频操作互相干扰；为保证标签的应答准确落入时隙T2内，控制读写器发送指令的帧尾保持严格同步，即各个读写器保证在同一时间结束射频指令的发送，假设待发送的指令长度为T
cmd
，发射指令较短的读写器需要加大延迟发送，指令的延迟时间计算得出：T＝T2
‑
T
cmd
，T
cmd
根据清点命令掩码长度不同而变化，计算方法为T
cmd
＝T
SOF
+T
flg
+T
code
+T
mask
+T
crc
+T
EOF，其中
T
SOF
是帧头时间，取值75.52us；T
flg
是标志位时间，取值302.08us；T
code
是命令码时间，取值302.08us；T
mask
是掩码时间，取值与掩码长度相关，为302.08us的倍数，取值范围为0～2416.64us；T
crc
为校验位时间，取值302.08us；T
EOF
为帧尾时间，取值37.76us。
[0011]层读写器还具备引导、错架指示灯。
[0012]本专利技术所述层板式天线中多个射频天线线圈中，每个天线横向之间具有10％～20％的重叠区域，避免出现射频盲区，相邻两个天线分布于层板式天线的PCB板的不同层。
[0013]本专利技术中层板式天线可以设有人体接近传感器，并使层读写器接入人体传感器信号，实时检测是否有人靠近，无人时可不进行检测，用于降低功耗。
[0014]本专利技术中列控制器通过CAN远程帧控制层读写器之间实现微秒级同步，列控制器通过CAN数据帧与层读写器之间进行数据通信，并通过协议控制读写器处于不同的检测模式，检测模式包括盘点模式、主动监测模式，被动模式；当层读写器处于盘点模式下，将主动执行一轮射频检测后停止，记录所有检测到的标签UID，等待列控制器查询上报。
[0015]本专利技术中当层读写器处于主动监测模式下，层读写器根据人体传感器信号判定是否需要开启检测，当有人靠近或离开后，主动执行射频检测，当检测到本层图书有增减变化时，主动向列控制器上报；当层读写器处于被动模式下，可接收和执行来自列控制器的特殊指令，包括读写器标签AFI、块数据以及标签指示灯控制等指令。
[0016]本专利技术中为了缩小天线尺寸，每个层读写器挂载有多个天线，通过分时切换的方式工作，在进行天线切换时不断开磁场，保持被上一天线置静止的标签状态，提高标签检测效率。
[0017]本专利技术中为进一步提高标签检测效率，每一层的读写器可以通过建立缓冲的方式，在新的一轮检卡过程中参照上一轮的检测结果，优先查找和分离之前已经检测出的标签，经过实际测试，这种方法相较于普通的标签检测可以大幅提高检测效率。
附图说明：
[0018]附图1是本专利技术的架构框图。
[0019]附图2是本专利技术中射频天线分布示意图。
[0020]附图3是本专利技术中射频同步机制示意图。
[0021]附图标记：图书管理平台1、列控制器2、层读写器3、射频天线4、层指示灯5、人体接近传感器6、同步时隙7、发送时隙8、接收时隙9、通讯时隙10。
具体实施方式：
[0022]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。
[0023]如图1所示，本专利技术提出的一种智能图书检测装置，所述装置包括：图书管理平台1、列控制器2、层读写器3、射频天线4、层指示灯5、人体接近传感器6。所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于CAN总线的智能图书检测装置的射频同步方法，其特征在于，所述基于CAN总线的智能图书检测装置包括若干柜体，每列柜体对应设置一个列控制器，每个柜体具有多层分层空间，列控制器经网络与外部上位机通信，每层分层空间对应设置一个层读写器，层板采用层板式天线，所述层板式天线由两个以上射频天线线圈组成，两个以上的射频天线线圈彼此部分重叠；层读写器与列控制器之间通过CAN总线通信；当层读写器开启射频检测时，设置在T1时间内，与列控制器进行过时间校对，超过T1时间未执行校对，将判定为同步超时，停止一切射频操作，避免对相邻层造成干扰；层读写器在进行射频检测时，将每一轮射频发射、接收划分到固定长度的时隙T2内，每个时隙T2只执行一次射频发射或接收操作，并根据上次与列控制器进行同步的时间，将每个时隙进行固定编号，预留通信时隙只用来与列控制器通讯，避免通信与射频操作互相干扰；为保证标签的应答准确落入时隙T2内，控制读写器发送指令的帧尾保持严格同步，即各个读写器保证在同一时间结束射频指令的发送，假设待发送的指令长度为T
cmd
，发射指令较短的读写器需要加大延迟发送，指令的延迟时间计算得出：T＝T2
‑
T
cmd
，T
cmd
根据清点命令掩码长度不同而变化...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵俊栋，张妮娜，孔佳颖，秦志亮，
申请(专利权)人：威海北洋光电信息技术股份公司，
类型：发明
国别省市：