专利名称：基于射频识别技术的器物鉴别装置与方法
技术领域：
本发明属于电子技术领域，更进一步涉及图像识别技术领域中基于射频识别技术的器物鉴别装置及方法。本发明可以通过射频识别读写器读取标签信息来鉴别器物真伪和防盗监控，本发明还可以通过判断射频识别标签的接收信号强度指示来判断器物的瓶盖是否被打开。
背景技术：
目前，已有的基于射频识别技术的器物鉴别的方法主要分为两类第一类是应用于液体容器，如酒类的防伪识别方法，主要手段是在瓶盖处设置打开即破坏的射频识别标签，用射频识别读写器来读取标签信息来辨别真伪；第二类是器物防盗监控的方法，依靠射频识别读写器定时读取所鉴别器物的射频识别标签来确定器物是否处于安全范围中。这两种方法都有一定的不足，只能单一的防伪与防盗，不能鉴别有盖容器是否被打开，在需要监控有盖容器状态的情况下不能确保容器的安全。任海申的专利技术“射频识别防伪酒盖”(专利号ZL 200520055940. 7，授权公告号C拟815922Y)公开一种基于射频识别的器物鉴别装置，此装置采用在酒瓶盖内嵌或外置一个非破坏不可取卸的附件，并在该附件内植入带有唯一标志码的射频识别芯片装置及天线制作而成，可以解决酒类产品的防伪问题和仓储管理。该专利技术存在的不足是，只能对特定酒类的鉴别，不能修改读写器里预设标签信息来鉴别多种酒类或器物，而且该专利技术被应用于酒类产品的鉴别时，可以一次性鉴别真伪；但是被应用于非酒类的其他需要多次打开并保存的液体容器时，标签在瓶盖打开时即被破坏，将无法多次鉴别器物是否被打开。何韬申请的专利“基于射频识别技术的物品监控方法及系统”(申请号 ZL201010300141. 7，公布号CN 101770683A)公开一种针对现有个人物品安全管理方面基于射频识别技术的物品监控方法及系统。该系统在被控制物品上置入电子标签，利用读卡器发射读卡信号对电子标签进行扫描识别，当电子标签与读卡器距离超出监控范围时，读卡器发出警报，从而达到物品监控的目的。这一专利申请技术存在的不足是，该系统仅仅能够监控到物品是否在监控范围内，无法监控到此类物品是否被打开；而且报警模式单一，读写距离固定，不适用于不同情况下的报警。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于射频识别技术的器物鉴别装置及方法，用来鉴别有盖器物的瓶盖是否被打开，可以使鉴别器物的功能更加全面，确保待鉴别器物的安全。本发明的具体思路是在射频识别读写器读取射频识别标签的信息进行器物真伪鉴别与防盗监控的基础上，通过监测待鉴别的有盖器物的瓶盖与瓶身的射频识别标签的接收信号强度指示的相对变化，判断出瓶盖与瓶身的距离变化，从而判断出器物的瓶盖是否被打开。为实现上述目的，本发明基于射频识别技术的器物鉴别装置，包括控制模块、射频识别读写器、用户界面模块、存储模块、报警模块。由控制模块通过数据总线分别连接射频识别读写器、存储模块、用户界面模块、报警模块，用户界面模块与存储模块连接。控制模块，用于控制射频识别读写器发射射频信号，控制用户界面模块初始化，修改存储模块的内容，控制存储模块内标签信息与接收信号强度指示的预设值与实际检测值的对比，触发报警模块报警。射频识别读写器，用于在读写范围内、待机时间外发出射频信号和接受射频识别标签所发射的返回信号，得到标签的信息与接收信号强度指示的实际监测值。用户界面模块，用于接收用户所有操作和向用户提供可视化信息，可视化信息由用户界面软件生成，显示在可视的输出设备上，用户通过该模块查看或修改存储模块的内容，进行初始化操作。存储模块，用于存储报警声音、报警距离及报警方式的参数设置、待鉴别器物的标签信息、接收信号强度指示的预设值与实际监测值。报警模块，用于在控制模块的控制下，对于不同器物鉴别要求，对器物发生不安全事故进行报警。为实现上述目的，本发明基于射频识别技术的器物鉴别方法，包括如下步骤(1)初始化la)用户在用户界面上获取标签信息，射频识别读写器在首次读取待鉴别器物的标签后，将标签信息作为预设值存入存储模块中；lb)用户将选择的射频识别读写器读写距离存入存储模块中；Ic)用户将读写器首次读取时获取的接收信号强度指示作为预设值写入存储模块中；Id)用户将设置好的报警声音、报警时间和报警模式等报警参数写入存储模块中。(2)发射信号与接收信号2a)射频识别读写器根据步骤lb)设置的读写距离开始读写，射频识别读写器周期性的发出射频信号，接收标签的返回信号；2b)读写器的固件程序分析步骤2a)接收的返回信号，得到标签信息和接收信号强度指示；2c)控制模块将步骤2b)得到的标签信息与接收信号强度指示作为实时监测值写入存储模块。(3)鉴别器物3a)控制模块对标签信息的实时监测值与预设值的内容变化进行比较；3b)控制模块对接收信号强度指示的实时监测值与预设值数值的变化进行比较。(4)判别是否安全4a)如果标签信息的实时监测值与预设值内容相同，控制模块判定为器物安全， 返回步骤O)，读写器继续进行周期性读写工作；如果内容不同，控制模块判定为器物不安全，生成鉴别结果；4b)如果接收信号强度指示的实时监测值等于预设值，控制模块判定为器物安全，返回步骤O)，读写器继续进行周期性读写工作；如果不相等，控制模块判定为器物不安全，生成鉴别结果。(5) 艮警控制模块将步骤(4)的鉴别结果送至报警模块，触发报警模块工作，报警模块以一定的报警声音、报警时间和报警模式对器物发生不安全事故进行报警。本发明与现有技术相比具有如下优点第一，本发明根据标签的接收信号强度指示来鉴别器物开盖状态的方法，克服现有技术中对器物只能进行真伪鉴别与防盗监控的不足与局限，使得本发明不仅可以进行真伪鉴别与防盗监控，而且可以鉴别有盖器物是否被打开，提高了待鉴别的器物的安全性。第二，本发明采用了在用户界面模块上选择射频识别读写器读写距离的方法，克服现有技术中对器物鉴别时距离范围固定的不足，使得本发明可以在不同距离范围内鉴别器物，应用范围更加广泛。第三，本发明采用了在用户界面模块上获取标签信息的方法，克服现有技术中对器物鉴别时不能修改标签信息的不足，使得本发明可以让用户自行设定或更改待鉴别器物的标签信息，可用于不同标签的器物鉴别。第四，本发明采用了自定义设置报警声音、报警时间和报警模式，克服现有技术中报警模式单一的不足，使得本发明可以让用户自行设定或更改不同的报警内容，可用于不同情况下的报警。
图1为本发明的装置方框图；图2为本发明的方法流程图。
具体实施例方式下面结合附图1，对本发明的装置做进一步描述。本发明基于射频识别技术的器物鉴别装置，包括控制模块、射频识别读写器、用户界面模块、存储模块、报警模块。由控制模块通过数据总线分别连接射频识别读写器、存储模块、用户界面模块、报警模块，控制模块控制其他模块的工作于数据读写，用户界面模块与存储模块连接，用户界面模块可以修改存储模块中的内容。(1)控制模块控制模块采用一块处理器CPU、微处理器MCU或数字信号处理器DSP芯片，由数据总线连接其他模块，用于控制射频识别读写器向待鉴别器物的射频识别标签发射射频信号，并处理射频识别读写器接收到的返回信号；控制用户界面模块初始化操作，并把修改的内容写入存储模块；控制存储模块内部，射频识别标签的标签信息与接收信号强度指示的预设值与实际检测值的对比；在对比后，如果需要报警，控制模块将触发报警模块的相应的报警功能。(2)射频识别读写器射频识别读写器包括射频识别读写芯片与天线，读写范围由其发射功率决定，读写器周期性的向周围的待鉴别器物发出射频信号，并接收待鉴别器物的射频识别标签所发射的返回信号，然后，将标签信息与接收信号强度指示的实际监测值传递给存储模块。射频识别读写器由射频识别读写模块与天线构成，射频识别读写器的扫描间隔、发射功率和读写距离可以调节，由用户界面模块设置，来适应不同距离的读写要求。(3)用户界面模块用户界面模块用于接收用户所有操作和向用户提供可视化信息，用户界面模块采用可视化的图形界面，包含一个可视的输出设备与相应的用户界面软件，用户通过该模块查看或修改存储模块的内容，包含获取标签信息、获取接收信号强度指示、开始鉴别等选项，以及关于读写距离、报警声音、报警时间、报警模式的设置，用户可以在用户界面模块完成初始化，设置鉴别器物的各种参数设置。(4)存储模块存储模块用于存储报警声音、报警距离及报警方式的参数设置，待鉴别器物的瓶身及瓶盖的射频识别标签的标签信息，标签的接收信号强度指示的预设值与实际监测值， 存储模块被控制模块控制，并且可以由用户界面模块修改设置参数的内容。(5)报警模块报警模块用于在控制模块的控制下对于不同器物鉴别要求，对器物发生不安全事故进行报警，例如，在标签信息发生变化时进行真伪鉴别报警；在无法读取到标签信息时进行防盗监控报警；在接收信号强度发生变化时进行器物开盖报警。报警模块的报警声音，报警时间，报警模式都可以根据用户的不同需要进行设置，应用于不同情况下的报警。报警声音，是指报警模块报警时，发出的具体声音内容，用户可以调节声音大小和声音种类，以适应不同类型不同距离的报警需要。报警时间，是指报警模块报警时，具体的时间长度和时间间隔，用户可以调节时间长度和时间间隔，以适应不同环境下的报警需要。报警模式，是指报警模块报警时，选择声音报警还是震动报警，选择单次报警还是重复报警，以及报警的次数，用户可以调节这些报警模式，以适应不同器物的鉴别要求。下面结合附图2，对本发明的方法做进一步描述。步骤1，初始化用户在用户界面上获取标签信息，射频识别读写器在首次读取待鉴别器物的标签后，将标签信息作为预设值存入存储模块中，射频识别读写器发射一个射频信号，含有真品正确信息的射频识别标签接收到这个信号后，发射一个返回信号，射频识别读写器接收到这个返回信号，读取标签内存中的内容，即待鉴别器物的标签信息。待鉴别器物的标签信息包括器物的生产厂商、产品型号、生产日期、生产批号、仓储日期、仓储批号和器物特征，作为标签信息的预设值存入存储器中。用户将选择的射频识别读写器读写距离存入存储模块中，开始鉴别时，控制模块将调用设置好的读写距离参数，通过数据总线来设置射频识别读写器的输出功率，射频识别读写器的输出功率是可以调节的，输出功率越高，读写的距离越远，功耗越大，相反，输出功率越低，读写的距离更近，功耗越小，不同的鉴别要求决定了不同的距离要求，用户可以根据鉴别器物工作的读写距离与功耗要求在用户界面模块上进行设置，达到自己所需要的读写距离。用户将读写器首次读取时获取的接收信号强度指示作为预设值写入存储模块中，首次读取时，随着射频识别读写器接收到返回信号，不但可以得到标签信息，也可以得到接收信号强度指示。接收信号强度指示是指待鉴别物品标签的返回信号的强度，其变化直接反映标签与读写器的距离变化，距离越近，接收信号强度指示的值越大，距离越远，接收信号强度指示的值越小，将此接收信号强度指示作为接收信号强度的预设值写入存储模块中。用户将设置好的报警声音、报警时间和报警模式等报警参数写入存储模块中，设置的具体内容为报警声音种类、报警时间长短以及报警模式，开始报警时，报警模块将根据用户的设置进行具体的报警。步骤2，发射信号与接收信号射频识别读写器根据步骤设置完毕的读写距离开始读写，射频识别读写器周期性的发出射频信号，接收标签的返回信号，这时射频识别的读写工作是周期性的，每隔一定的待机时间向周围发射射频信号，待机时间可以在报警时间中设置，读写器周期性接收到标签的返回信号，将返回信号交给读写器的固件程序进行分析，在分析返回信号后，得到标签信息和接收信号强度指示。控制模块将步骤得到的标签信息与接收信号强度指示作为实时监测值写入存储模块，当读写器每次读写结束后，将本次得到的标签信息与接收信号强度指示的实时监测值覆盖上次读写得到的值，即更新实时监测值。步骤3，鉴别器物控制模块对标签信息的实时监测值与预设值的内容变化进行比较，标签信息的实时测量值根据读写器的读写周期性更新，写入存储模块与预设值进行对比，完成具体的鉴别。在鉴别真伪的过程中，控制模块对比射频识别读写器收到的标签信息与存储模块中的标签信息的预设值，如果标签信息相同，则证明待鉴别器物为真，控制模块将不会触发报警模块报警，如果标签信息不同，则证明待鉴别器物为假，控制模块将触发报警模块报
Sfc目。在防盗监控的过程中，射频识别读写器在工作时间和待机时间来周期性切换，在待机时间内待机休息，在工作时间内发出射频信号，并读取其读写范围内的射频识别标签， 即此时射频识别读写器的读取工作并不是实时读取，而是周期性读取。如果能够读到标签信息，说明待鉴别器物处在读写器的读写范围内，处于安全监控范围，器物没有被盗，控制模块将不会触发报警模块报警；如果无法读取到任何标签信息，说明此时的标签处于不正常状态，但不一定是被盗，也可能是射频识别读写器的单次读取丢失或故障，为了确认待鉴别器物的状态，控制模块将控制射频识别读写器再次读取标签，如果多次读取后仍然无法读取到任何标签信息，则确认待鉴别器物已经远离了射频识别读写器的读写范围，不在安全监控范围内，说明器物已经被盗，控制模块将触发报警模块报警。在鉴别器物是否开盖的过程中，控制模块对接收信号强度指示的实时监测值与预设值数值变化进行比较，接收信号强度指示的实时测量值根据读写器的读写更新。待鉴别器物的瓶盖与瓶身放置多个射频识别标签，射频识别读写器会周期性发射射频信号，并周期性接收标签的接收信号强度指示，当接收信号强度指示的实时监测值与存储模块中的预设值相比没有发生变化的，说明待鉴别器物的瓶盖与瓶身的相对位置没有发生变化，即瓶盖没有被打开；当实时的接收信号强度指示与存储模块中的预设值相比发生了变化，说明待鉴别器物的瓶盖与瓶身的相对位置发生了变化，即待鉴别器物的瓶盖已经被打开。通过射频识别标签的接收信号强度指示来判断有盖器物是否被打开，有很多的应用范围，例如，对于医院中的某些健忘、痴呆或不能自理的病人群体以及养老院中的需要别人照顾的老年人群，在无人护理的情况下，本发明的装置和方法可以鉴别他们的药物是否被打开，从而监测他们是否按时服药，所服药物的瓶盖与瓶身的射频识别标签的接收信号强度指示发生变化，则证明药瓶已经被打开；如果接收信号强度指示没有发生变化，则证明药瓶没有打开，从而通过报警模块对病人或护理人员进行提醒。在储存有毒有害液体或气体的容器仓库，储存酒类饮料以及食品的餐饮场所中， 以及需要多次打开取用的贵重材料的容器，本发明的装置和方法可以实时监控这些容器是否被人在未授权的情况下打开，待鉴别容器的瓶盖与瓶身的标签的接收信号强度指示发生相对变化，则说明容器已经被人打开，报警模块将会报警，确保有毒有害液体或气体的储存场所、食品饮料以及贵重材料的安全。步骤4，判别器物是否安全在鉴别过程后，控制模块的内部程序将分别对标签信息和接收信号强度指示进行处理，内部程序首先设置标签信息和接收信号强度指示的预设值的变量，在首次读取时赋值；然后设置实时测量值的变量，对此变量实时赋值并更新。将预设值的变量与实时测量值的变量进行内容与数值大小的对比，判断出实时监测值与预设值的变化，以此来判别器物是否安全。如果标签信息的实时监测值与预设值内容相同，控制模块判定为器物安全，返回发射信号与接收信号的步骤，读写器继续进行周期性读写工作；如果内容不同，控制模块判定为器物不安全，生成鉴别结果。如果接收信号强度指示的实时监测值等于预设值，控制模块判定为器物安全，返回发射信号与接收信号的步骤，读写器继续进行周期性读写工作；如果不相等，控制模块判定为器物不安全，生成鉴别结果。步骤5，报警控制模块将鉴别结果送至报警模块，触发报警模块工作，报警模块以一定的报警声音、报警时间和报警模式对器物发生不安全事故进行报警，报警声音、报警时间和报警模式可以由用户根据自身的需要选择设置为语音、音乐或者震动提醒的模式。当读取到的标签信息与预设值不同时，说明带鉴别器物伪劣，报警模块将发出真伪鉴别报警；当读写器无法读取到标签信息，并经过多次读取后仍然无法读取到标签信息， 说明标签已经不在读写器的读写范围内，即待鉴别器物被盗，报警模块将发出防盗监控报警；当读取到的接收信号强度指示与预设值不同时，说明待鉴别器物的瓶盖与瓶身的标签位置发生变化，器物的瓶盖已经被人打开，报警模块将发出器物开盖报警。报警模块的报警声音，报警时间，报警模式都可以根据用户的不同需要进行设置， 应用于不同的范围。报警声音，是指报警模块报警时，发出的具体声音内容，用户可以调节声音大小和声音种类，以适应不同类型不同距离的报警需要。报警时间，是指报警模块报警时，具体的时间长度和时间间隔，用户可以调节时间长度和时间间隔，以适应不同环境下的报警需要。 报警模式，是指报警模块报警时，选择声音报警、音乐报警还是震动报警，选择单次报警还是重复报警，以及报警的次数，用户可以调节这些报警模式，以适应不同器物的鉴别要求。
权利要求
1.一种基于射频识别技术的器物鉴别装置，包括控制模块、射频识别读写器、用户界面模块、存储模块、报警模块；控制模块通过数据总线分别连接射频识别读写器、用户界面模块、存储模块、报警模块，用户界面模块和与存储模块互相连接；其中所述的控制模块，用于控制射频识别读写器发射射频信号，控制用户界面模块初始化， 修改存储模块的内容，控制存储模块内标签信息与接收信号强度指示的预设值与实际检测值的对比，触发报警模块报警；所述的射频识别读写器，用于在读写范围内、待机时间外发出射频信号和接受射频识别标签所发射的返回信号，得到标签的信息与接收信号强度指示的实际监测值；所述的用户界面模块，用于接收用户所有操作和向用户提供可视化信息，可视化信息由用户界面软件生成，显示在可视的输出设备上，用户通过该模块查看或修改存储模块的内容，进行初始化操作；所述的存储模块，用于存储报警声音、报警距离及报警方式的参数设置、待鉴别器物的标签信息、接收信号强度指示的预设值与实际监测值；所述的报警模块，用于在控制模块的控制下，对于不同器物鉴别要求，对器物发生不安全事故进行报警。
2.根据权利要求1所述的基于射频识别技术的器物鉴别装置，其特征在于，所述的射频识别读写器包括射频识别读写芯片与天线。
3.根据权利要求1所述的基于射频识别技术的器物鉴别装置，其特征在于，所述射频识别读写器的读写范围由其发射功率决定。
4.一种基于射频识别技术的器物鉴别方法，其具体步骤如下(1)初始化la)用户在用户界面上获取标签信息，射频识别读写器在首次读取待鉴别器物的标签后，将标签信息作为预设值存入存储模块中；lb)用户将选择的射频识别读写器读写距离存入存储模块中；Ic)用户将读写器首次读取时获取的接收信号强度指示作为预设值写入存储模块中；Id)用户将设置好的报警声音、报警时间和报警模式等报警参数写入存储模块中；(2)发射信号与接收信号2a)射频识别读写器根据步骤lb)设置的读写距离开始读写，射频识别读写器周期性的发出射频信号，接收标签的返回信号；2b)读写器的固件程序分析步骤2a)接收的返回信号，得到标签信息和接收信号强度指示；2c)控制模块将步骤2b)得到的标签信息与接收信号强度指示作为实时监测值写入存储模块；(3)鉴别器物3a)控制模块对标签信息的实时监测值与预设值的内容变化进行比较；3b)控制模块对接收信号强度指示的实时监测值与预设值数值的变化进行比较；(4)判别是否安全4a)如果标签信息的实时监测值与预设值内容相同，控制模块判定为器物安全，返回步骤O)，读写器继续进行周期性读写工作；如果内容不同，控制模块判定为器物不安全，生成鉴别结果；4b)如果接收信号强度指示的实时监测值等于预设值，控制模块判定为器物安全，返回步骤O)，读写器继续进行周期性读写工作；如果不相等，控制模块判定为器物不安全，生成鉴别结果；(5)报警控制模块将步骤的鉴别结果送至报警模块，触发报警模块工作，报警模块以一定的报警声音、报警时间和报警模式对器物发生不安全事故进行报警。
5.根据权利要求4所述的基于射频识别技术的器物鉴别方法，其特征在于，步骤la)中所述的标签信息包括器物的生产厂商、产品型号、生产日期、生产批号、仓储日期、仓储批号和器物特征。
6.根据权利要求4所述的基于射频识别技术的器物鉴别方法，其特征在于，步骤Ic)中所述的接收信号强度指示是指待鉴别物品标签的返回信号的强度，其变化直接反映标签与读写器的距离变化。
7.根据权利要求4所述的基于射频识别技术的器物鉴别方法，其特征在于，步骤3a)中所述的标签信息的实时测量值根据读写器的读写周期性更新。
8.根据权利要求4所述的基于射频识别技术的器物鉴别方法，其特征在于，步骤3b)中所述的接收信号强度指示的实时测量值根据读写器的读写周期性更新。
9.根据权利要求4所述的基于射频识别技术的器物鉴别方法，其特征在于，步骤(5)所述的报警声音、报警时间和报警模式可以由用户进行自定义设置为语音、音乐或者震动提醒模式。
全文摘要
本发明公开了一种基于射频识别技术的器物鉴别装置及方法，该装置包括控制模块、射频识别读写器、用户界面模块、存储模块、报警模块。由控制模块通过数据总线分别连接射频识别读写器、存储模块、用户界面模块、报警模块，用户界面模块与存储模块互相连接。该方法首先由用户界面完成初始化，射频识别读写器发射射频信号并接收标签的返回信号，控制模块根据返回信号的标签信息与接收信号强度指示对物品进行鉴别，报警模块根据鉴别结果对器物发生不安全事故报警。本发明提出了通过监测标签的接收信号强度指示的变化来判断器物是否被开盖的方法，鉴别距离与报警参数可调，具有鉴别功能全面，应用范围广的优点。
文档编号G08B13/24GK102324163SQ20111025752
公开日2012年1月18日 申请日期2011年9月1日 优先权日2011年9月1日
发明者庄奕琪, 曾志斌, 李振荣, 汤华莲, 申天宇 申请人:西安电子科技大学