书架天线固定装置及基于rfid识别技术的书架的制作方法
【专利摘要】本发明具体地说是一种能够将射频天线固定在书架上，并与射频读写电路相连接，以实现对书架上存放档案/图书检测识别的书架天线固定装置及基于RFID识别技术的书架，其特征在于内设射频天线的隔板上设有钩挂部件，用于固定多个隔板的书架背板上开设与钩挂部件对应的固定槽，内设射频天线的隔板经钩挂部件与书架背板相连接，并经扣紧部件锁紧，其中扣紧部件包括板体上开设锁紧通孔的锁紧板和锁紧螺钉，本发明与现有技术相比，能够牢固的将射频天线固定在书架上，且安装简便，通过锁紧螺钉即可完成装配，与现有多个螺钉的固定方式相比，大大的减少了工作量。
【专利说明】书架天线固定装置及基于RFID识别技术的书架
【技术领域】
[0001]本发明涉及图书文档管理设备领域，具体地说是一种能够将射频天线固定在书架上，并与射频读写电路相连接，以实现对书架上存放档案/图书检测识别的书架天线固定装置及基于RFID识别技术的书架。
【背景技术】
[0002]众所周知，射频识别技术在文档管理方面得到了越来越广泛的应用，通过将射频标签固定在文档/图书表面，配合射频读写器，即可实现对图书/文档的查找，现有的应用射频识别技术的文档管理装置一般采用放置在桌面上的射频读写器对从书架上取下的书籍/文档依次扫描的方案，效率低下，为了解决这个问题，研究人员通过将射频读写设备固定在书架上，实现对书架上一层或多层图书的查找，其中射频读写设备中射频天线用于发射/接收射频信号，是整个装置不可缺少的部件之一，为了有效提高射频天线的工作效率，一般采用竖立天线方式，将天线线圈固定在书架的隔板内，隔板固定在书架上，使用时两个射频天线对位于其中间的射频标签进行读取，但现有的书架隔板的固定方式较简陋，使得当某一射频天线出现问题时，拆开整个书架隔板才能对射频天线更换，造成生产和维修的不便。
【发明内容】
[0003]本发明针对现有技术中存在的缺点和不足，提出一种结构合理、拆装简便，能够将射频天线固定在书架上，并与射频读写电路相连接，以实现对书架上存放档案/图书检测识别的书架天线固定装置及书架。
[0004]本发明可以通过以下措施达到:
一种书架天线固定装置，其特征在于内设射频天线的隔板上设有钩挂部件，用于固定多个隔板的书架背板上开设与钩挂部件对应的固定槽，隔板经钩挂部件与书架背板相连接，并经扣紧部件锁紧，其中扣紧部件包括板体上开设锁紧通孔的锁紧板和锁紧螺钉。
[0005]本发明中隔板可以设有两个以上的钩挂部件，并在书架背板上对应设有两个以上的固定槽，隔板包括板体、射频天线线圈、与射频天线线圈相连接的PCB板、钩挂部件，其中板体由左、右板体扣合黏接组成，射频天线线圈以及PCB板固定在板体内，板体为直角梯形状，具有两个直角的一侧为板体的前侧，钩挂部件包括钩挂部及固定部，钩挂部件的固定部黏接在左、右板体内侧，钩挂部件的钩挂部伸出板体背侧。
[0006]本发明扣紧部件中的锁紧板包括开设锁紧通孔的板体、位于锁紧板一端且设有与锁紧螺钉相配合的螺纹通孔的凸台，其中凸台上的螺纹通孔与锁紧板上锁紧通孔位于同一直线，使得当锁紧螺钉旋入螺纹通孔后伸出螺纹通孔的部分遮挡住锁紧通孔；锁紧板上的锁紧通孔的截面为直角梯形状或喇叭形状，为了进一步提高锁紧效果，还可以设有用于将锁紧板固定在书架背板上的固定螺丝并在锁紧板上对应设有螺丝孔。
[0007]本发明中书架背板上设有用于配合锁紧螺钉进行锁紧的固定板，固定板上开设用于穿过锁紧螺钉的固定通孔，固定板可以位于书架背板上固定槽的上方。
[0008]本发明中射频天线包括射频天线线圈以及与射频天线线圈相连接的PCB板，PCB板上设有匹配电路，其中PCB板位于板体内且靠近板体背侧，PCB板上匹配电路的接口伸出板体背侧，射频天线线圈包括从起始端沿水平方向延伸的底边、与底边末端相连接且沿竖直方向延伸的竖边，用于连接竖边末端至匹配电路的连接段，其中起始端与匹配电路相连接，底边和竖边的天线线圈宽度大于其余部分宽度，优选的底边和竖边的天线线圈宽度为其余各段宽度的1.8-2.5倍；优选的射频天线线圈绕制为与板体相适应的形状，包括从起始端沿水平方向延伸的底边、与底边末端相连接且沿竖直方向延伸的竖边，与竖边末端相连接且与底边平行并向起始端方向延伸的平行段、与平行段末端相连接的斜边段，斜边段与平行段的夹角大于90°且延伸方向朝向起始端、用于连接斜边段末端至匹配电路的连接段，其中起始端与匹配电路相连接，使用时天线线圈的斜边段靠近隔板背侧。
[0009]本发明在使用时，由于天线线圈绕制为特殊结构，天线线圈的斜边段辐射的射频能量有所降低，从而减轻了多个射频天线之间的干扰，而射频天线线圈的竖边段以及底边段辐射的射频信号强度较强，从而保证放置于天线线圈辐射范围内射频标签的读取成功率。
[0010]本发明还提出一种基于RFID识别技术的书架，设有多层架体，架体采用金属材料制成，多层架体包括左、右支撑板，分别与左右支撑板固定连接的两个以上的横向隔板，以及书架背板，其特征在于设有如上所述书架天线固定装置，书架背面还设有分别与多个隔板中射频天线相连接的射频读写器。
[0011]本发明优选的在书架的每层横向隔板上对应设有分别与该层两个以上射频天线相连接的功率分配器，具体为功率分配器的多路输出接口分别经匹配电路与射频天线的同轴线接口相连接，其中本发明可以将匹配电路与射频天线固定在同一 PCB板上，该PCB板制作为与内设射频天线的隔板相适应的形状，并固定在隔板的板体内，射频天线的同轴线接口由内设射频天线的隔板的背侧引出，两个以上的功率分配器的输入端分别与时分复用器相连接，时分复用器的射频信号输入端经射频同轴线与射频读写器的射频信号输出接口相连接，时分复用器的控制信号输入端与射频读写器中控制信号输出端相连接，所述射频读写电器中设有微控芯片和用于产生射频信号的晶振电路、与晶振电路输出端相连接的调制电路、与调制电路输出端相连接的功率放大电路、与功率放大电路输出端相连接时分复用器，与时分复用器的输出端相连接的功率分配器，与功率分配器的输出端相连接的匹配电路，还设有包络检波电路、与包络检波电路输出端相连接的中频解调电路、与中频解调电路输出端相连接的比较判决电路，其中微控芯片分别与晶振电路、比较判决电路相连接，在工作时向晶振电路输出控制信号，并接收比较判决电路的处理结果，匹配电路的输出端与射频天线相连接，射频天线接收的信号进入包络检波电路的输入端。
[0012]本发明中所述时分复用器中设有两路以上的射频信号开关电路，每路射频信号开关电路的控制信号接口均与射频读写器中的微控芯片相连接，用于根据微控芯片的命令，选择开启多路射频信号开关电路中的一路，送出射频信号。
[0013]本发明中所述时分复用器中两路以上的射频信号开关电路的输出端分别接有功率分配器，功率分配器采用主/次级线圈结构，包括射频信号输入电路以及射频信号输出电路，其中射频信号输入电路中设有主线圈，射频信号输出电路设有两个以上的次级线圈，通过主次级线圈的耦合作用，将输入的射频信号分为多路输出，其中调整射频信号输出电路中两个以上次级线圈的匝数，可以调整功率分配比，优选的，射频输出电路中设有三个匝数相同的次级线圈，用于将输入的射频信号分为三路输出，射频输出电路的两个以上的输出接口分别与两个以上射频天线一一对应连接，通过射频天线完成射频信号的发射。
[0014]本发明中书架的每层横向隔板上至少设有两个内设射频天线的隔板，为了降低多个射频天线之间的干扰，可以在相邻的两个内设射频天线的隔板之间设有未内设射频天线的普通隔板。
[0015]本发明与现有技术相比，能够牢固的将射频天线固定在书架上，且安装简便，通过锁紧螺钉即可完成装配，与现有多个螺钉的固定方式相比，大大的减少了工作量，并使得隔板易于拆卸，此外通过将射频天线线圈绕制为特殊形状，能够显著提高。
[0016]【专利附图】
【附图说明】:
附图1是本发明中书架固定装置的结构示意图。
[0017]附图2是本发明中内设射频天线的隔板的结构示意图。
[0018]附图3是本发明中锁紧板的结构示意图。
[0019]附图4是本发明中射频天线线圈的结构示意图。
[0020]附图5是本发明中书架的结构示意图。
[0021]附图6是本发明的电路结构示意图。
[0022]附图标记:内设射频天线的隔板1、书架背板2、钩挂部件3、锁紧板4、锁紧螺钉5、板体6、钩挂部7、固定部8、固定板9、底边10、竖边11、匹配电路12、平行段13、斜边段14、连接段15、锁紧通孔16、凸台17、螺纹通孔18、架体19、功率分配器20、射频天线21、时分复用器22、微控芯片23、晶振电路24、调制电路25、功率放大电路26、匹配电路27、包络检波电路28、中频解调电路29、比较判决电路30。
[0023]【具体实施方式】:
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0024]如附图1及附图2所示，本发明提出了一种书架天线固定装置，其特征在于内设射频天线的隔板I上设有钩挂部件3，用于固定多个内设射频天线的隔板I的书架背板2上开设与钩挂部件3对应的固定槽，内设射频天线的隔板I经钩挂部件3与书架背板2相连接，并经扣紧部件锁紧，其中扣紧部件包括板体上开设锁紧通孔的锁紧板4和锁紧螺钉5。
[0025]本发明中内设射频天线的隔板I可以设有两个以上的钩挂部件3，并在书架背板2上对应设有两个以上的固定槽，内设射频天线的隔板I包括板体6、射频天线线圈、与射频天线线圈相连接的PCB板、钩挂部件，其中板体6由左、右板体扣合黏接组成，射频天线线圈以及PCB板固定在板体6内，板体6为直角梯形状，具有两个直角的一侧为板体6的前侧，钩挂部件3包括钩挂部7及固定部8，钩挂部件的固定部8黏接在左、右板体内侧，钩挂部件的钩挂部7伸出板体背侧，如图所示，钩挂部件3的固定部8采用F字状，充分降低占用空间并有效增加与板体6的黏接牢固度，进一步的，可以使钩挂部件3的固定部8上设有防滑凸点和防滑麻纹。
[0026]如附图3所示，本发明扣紧部件中的锁紧板4包括开设锁紧通孔16的板体、位于锁紧板4 一端且设有与锁紧螺钉5相配合的螺纹通18孔的凸台17，其中凸台17上的螺纹通孔18与锁紧板4上锁紧通孔16位于同一直线，使得当锁紧螺钉5旋入螺纹通孔18后伸出螺纹通孔18的部分遮挡住锁紧通孔16 ;锁紧板4上的锁紧通孔16的截面为直角梯形状或喇叭形状，为了进一步提高锁紧效果，还可以设有用于将锁紧板4固定在书架背板2上的固定螺丝并在锁紧板4上对应设有螺丝孔。
[0027]本发明中书架背板2上设有用于配合锁紧螺钉进行锁紧的固定板9，固定板9上开设用于穿过锁紧螺钉5的固定通孔，固定板9可以位于书架背板2上固定槽的上方，使用时内设射频天线的隔板I背侧的钩挂部件3伸入书架背板2上的固定槽，然后从书架背板2方向扣紧锁紧部件中的锁紧板4，由于锁紧板4上开设与钩挂部件3的钩挂部相对应的锁紧通孔，且锁紧板4的一端设有与锁紧螺钉5相配合的螺纹通孔，锁紧螺钉5旋入螺纹通孔后，伸出螺纹通孔的部分卡紧钩挂部件3的钩挂部7，完成对内设射频天线的隔板I的连接固定，为了进一步提高固定效果，钩挂部7设为上窄下宽梯形钩状，锁紧板4上的锁紧通孔的截面对应设为上窄下宽的梯形状。
[0028]本发明中射频天线包括射频天线线圈以及与射频天线线圈相连接的PCB板，PCB板上设有匹配电路，其中PCB板位于板体内且靠近板体背侧，PCB板上匹配电路的接口伸出板体背侧，如附图4所示，射频天线线圈包括从起始端沿水平方向延伸的底边10、与底边10末端相连接且沿竖直方向延伸的竖边11，用于连接竖边11末端至匹配电路12的连接段，其中起始端与匹配电路12相连接，底边10和竖边11的天线线圈宽度大于其余部分宽度，优选的底边10和竖边11的天线线圈宽度为其余各段宽度的1.8-2.5倍；优选的射频天线线圈绕制为与板体6相适应的形状，包括从起始端沿水平方向延伸的底边10、与底边10末端相连接且沿竖直方向延伸的竖边11，与竖边11末端相连接且与底边平行并向起始端方向延伸的平行段13、与平行段末端相连接的斜边段14，斜边段14与平行段13的夹角大于90°且延伸方向朝向起始端、用于连接斜边段14末端至匹配电路的连接段15，其中起始端与匹配电路12相连接，使用时天线线圈的斜边段14靠近隔板背侧。
[0029]本发明在使用时，由于天线线圈绕制为特殊结构，天线线圈的斜边段辐射的射频能量有所降低，从而减轻了多个射频天线之间的干扰，而射频天线线圈的竖边段以及底边段辐射的射频信号强度较强，从而保证放置于天线线圈辐射范围内射频标签的读取成功率。
[0030]如附图5所示，本发明还提出一种基于RFID识别技术的书架，设有多层架体，架体采用金属材料制成，多层架体19包括左、右支撑板，分别与左右支撑板固定连接的两个以上的横向隔板，以及书架背板，其特征在于设有如上所述书架天线固定装置，书架背面还设有分别与多个隔板中射频天线相连接的射频读写电路，为了有效利用空间，如附图5所示，本发明中书架可以设为双面书架，即架体19的横向隔板中间设有将架体一分为二的纵向隔板，纵向隔板的两侧分别设有两个以上的内设射频天线的隔板。
[0031]本发明优选的在书架的每层横向隔板上对应设有分别与该层两个以上射频天线相连接的功率分配器20，具体为功率分配器20的多路输出接口分别经匹配电路与射频天线21的同轴线接口相连接，射频天线21的同轴线接口由内设射频天线的隔板I的背侧引出，两个以上的功率分配器20的输入端分别与时分复用器22相连接，时分复用器22的射频信号输入端经射频同轴线与射频读写器的射频信号输出接口相连接，时分复用器22的控制信号输入端与射频读写器中控制信号输出端相连接，所述射频读写电器中设有微控芯片23和用于产生射频信号的晶振电路24、与晶振电路24输出端相连接的调制电路25、与调制电路25输出端相连接的功率放大电路26、与功率放大电路26输出端相连接时分复用器22，与时分复用器22的输出端相连接的功率分配器20，与功率分配器20的输出端相连接的匹配电路27，还设有包络检波电路28、与包络检波电路28输出端相连接的中频解调电路29、与中频解调电路29输出端相连接的比较判决电路30，其中微控芯片23分别与晶振电路24、比较判决电路30相连接，在工作时向晶振电路24输出控制信号，并接收比较判决电路30的处理结果，匹配电路27的输出端与射频天线21相连接，射频天线接收的信号进入包络检波电路的输入端。
[0032]本发明中所述时分复用器22中设有两路以上的射频信号开关电路，每路射频信号开关电路的控制信号接口均与射频读写器中的微控芯片相连接，用于根据微控芯片23的命令，选择开启多路射频信号开关电路中的一路，送出射频信号。
[0033]本发明中所述时分复用器22中两路以上的射频信号开关电路的输出端分别接有功率分配器20，功率分配器20采用主/次级线圈结构，包括射频信号输入电路以及射频信号输出电路，其中射频信号输入电路中设有主线圈，射频信号输出电路设有两个以上的次级线圈，通过主次级线圈的耦合作用，将输入的射频信号分为多路输出，其中调整射频信号输出电路中两个以上次级线圈的匝数，可以调整功率分配比，优选的，射频输出电路中设有三个匝数相同的次级线圈，用于将输入的射频信号分为三路输出，射频输出电路的两个以上的输出接口分别与两个以上射频天线一一对应连接，通过射频天线完成射频信号的发射。
[0034]本发明中书架的每层横向隔板上至少设有两个内设射频天线的隔板1，为了降低多个射频天线之间的干扰，可以在相邻的两个内设射频天线的隔板之间设有未内设射频天线的普通隔板。
[0035]本发明与现有技术相比，能够牢固的将射频天线固定在书架上，且安装简便，通过锁紧螺钉即可完成装配，与现有多个螺钉的固定方式相比，大大的减少了工作量，并使得隔板易于拆卸，此外通过将射频天线线圈绕制为特殊形状，能够显著提高。
【权利要求】
1.一种书架天线固定装置，其特征在于内设射频天线的隔板上设有钩挂部件，用于固定多个隔板的书架背板上开设与钩挂部件对应的固定槽，内设射频天线的隔板经钩挂部件与书架背板相连接，并经扣紧部件锁紧，其中扣紧部件包括板体上开设锁紧通孔的锁紧板和锁紧螺钉。
2.根据权利要求1所述的一种书架天线固定装置，其特征在于内设射频天线的隔板设有两个以上的钩挂部件，并在书架背板上对应设有两个以上的固定槽，内设射频天线的隔板包括板体、射频天线线圈、与射频天线线圈相连接的PCB板、钩挂部件，其中板体由左、右板体扣合黏接组成，射频天线线圈以及PCB板固定在板体内，板体为直角梯形状，具有两个直角的一侧为板体的前侧，钩挂部件包括钩挂部及固定部，钩挂部件的固定部黏接在左、右板体内侧，钩挂部件的钩挂部伸出板体背侧。
3.根据权利要求1所述的一种书架天线固定装置，其特征在于扣紧部件中的锁紧板包括开设锁紧通孔的板体、位于锁紧板一端且设有与锁紧螺钉相配合的螺纹通孔的凸台，其中凸台上的螺纹通孔与锁紧板上锁紧通孔位于同一直线，使得当锁紧螺钉旋入螺纹通孔后伸出螺纹通孔的部分遮挡住锁紧通孔。
4.根据权利要求1所述的一种书架天线固定装置，其特征在于书架背板上设有用于配合锁紧螺钉进行锁紧的固定板，固定板上开设用于穿过锁紧螺钉的固定通孔，固定板位于书架背板上固定槽的上方。
5.根据权利要求1所述的一种书架天线固定装置，其特征在于射频天线包括射频天线线圈以及与射频天线线圈相连接的PCB板，PCB板上设有匹配电路，其中PCB板位于板体内且靠近板体背侧，PCB板上匹配电路的接口伸出板体背侧，射频天线线圈包括从起始端沿水平方向延伸的底边、与底边末端相连接且沿竖直方向延伸的竖边，用于连接竖边末端至匹配电路的连接段，其中起始端与匹配电路相连接，底边和竖边的天线线圈宽度大于其余部分览度。
6.根据权利要求5所述的一种书架天线固定装置，其特征在于射频天线线圈的底边和竖边的天线线圈宽度为其余各段宽度的1.8-2.5倍，射频天线线圈绕制为与板体相适应的形状，包括从起始端沿水平方向延伸的底边、与底边末端相连接且沿竖直方向延伸的竖边，与竖边末端相连接且与底边平行并向起始端方向延伸的平行段、与平行段末端相连接的斜边段，斜边段与平行段的夹角大于90°且延伸方向朝向起始端、用于连接斜边段末端至匹配电路的连接段，其中起始端与匹配电路相连接，天线线圈的斜边段靠近隔板背侧。
7.一种基于RFID识别技术的书架，设有多层架体，多层架体包括左、右支撑板，分别与左右支撑板固定连接的两个以上的横向隔板，以及书架背板，其特征在于设有如权利要求1-6中任意一项所述书架天线固定装置，书架背面还设有分别与多个隔板中射频天线相连接的射频读写器。
8.根据权利要求7所述的一种基于RFID识别技术的书架，其特征在于书架的每层横向隔板上对应设有分别与该层两个以上射频天线相连接的功率分配器，功率分配器的多路输出接口分别经匹配电路与射频天线的同轴线接口相连接，两个以上的功率分配器的输入端分别与时分复用器相连接，时分复用器的射频信号输入端经射频同轴线与射频读写器的射频信号输出接口相连接，时分复用器的控制信号输入端与射频读写器中控制信号输出端相连接。
9.根据权利要求8所述的一种基于RFID识别技术的书架，其特征在于射频读写电器中设有微控芯片和用于产生射频信号的晶振电路、与晶振电路输出端相连接的调制电路、与调制电路输出端相连接的功率放大电路、与功率放大电路输出端相连接时分复用器，与时分复用器的输出端相连接的功率分配器，与功率分配器的输出端相连接的匹配电路，还设有包络检波电路、与包络检波电路输出端相连接的中频解调电路、与中频解调电路输出端相连接的比较判决电路，其中微控芯片分别与晶振电路、比较判决电路相连接，在工作时向晶振电路输出控制信号，并接收比较判决电路的处理结果，匹配电路的输出端与射频天线相连接 射频天线接收的信号进入包络检波电路的输入端相连接。
【文档编号】H01Q1/12GK103647135SQ201310720427
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年12月24日
【发明者】刘成永, 任永涛, 陈政忠, 李显科, 谷海明, 邵松, 梁军伟, 高明 申请人:威海北洋电气集团股份有限公司