CN115688838A - 一种rfid文电扫描仪及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种RFID文电扫描仪及其工作方法，属于物联网领域。本发明设备结合ISO18000‑3高频RFID技术和图像扫描技术，用于对文件进行电子化归档和管控。RFID文电扫描仪的主要组成包括：射频识别模块，用于对高频RFID标签进行读写操作；光学成像模块，用于扫描纸张得到影像；齿轮传动模块，用于控制走纸；逻辑控制模块，用于控制其他模块之间的配合工作；图像处理模块，用于对扫描影像进行条码识别和OCR识别；外部通信模块，用于对外的信息交互。本发明在需要检查某一份文件是否存在缺页或丢失情况时，只需要通过RFID读写器盘点查找该文件纸张绑定的RFID标签即可，也可通过搜索RFID标签数据，直接调出RFID标签关联的文件影像，无需翻阅实体文件。

Description

一种RFID文电扫描仪及其工作方法

技术领域

本发明属于物联网领域，具体涉及一种RFID文电扫描仪及其工作方法。

背景技术

传统的超高频RFID的技术优势体现在远距离，在物流管理、ETC等应用领域具有独特优势。但在近场方面特别是高密集堆叠场景下，由于其技术实现原理的特性，识别准确率和速度都难以满足要求。近年来以NXP为代表的一批国外企业开展了基于高频RFID技术的近场高密集叠标签研究，其开发的ILM系列产品，能够满足高密集堆叠场景的使用要求，使得RFID技术在高密集堆叠场景中的应用成为可能，即使文件中的每一页纸张上都有RFID标签，RFID读写器也能将这些标签全部盘点到，不会发生漏读的情况。

基于这种专用场景下的高频RFID技术，为了实现文件中每一页纸张上RFID标签与文件纸张信息的自动化绑定，通过RFID技术对文件中的每一页纸张进行管理，本发明提出一种RFID文电扫描仪，包括RFID文电扫描仪的设备组成和RFID文电扫描仪的工作流程。将满足高密集堆叠场景的高频RFID标签粘贴到文件纸张上，再通过RFID文电扫描仪和后台软件将文件影像、文件纸张信息以及RFID标签数据信息进行绑定，得到文件信息数据库，从而对文件中的每一页纸张实现电子化管控。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何提供一种RFID文电扫描仪及其工作方法，以解决传统的超高频RFID在近场方面特别是高密集堆叠场景下，由于其技术实现原理的特性，识别准确率和速度都难以满足要求的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种RFID文电扫描仪，该扫描仪包括：射频识别模块、光学成像模块、齿轮传动模块、逻辑控制模块、图像处理模块和外部通信模块，逻辑控制模块与其他模块进行全双工通信，其中，

射频识别模块，用于对高频RFID标签进行读写操作；射频识别模块由RFID读写器和射频天线构成，天线安装位置在扫描仪的出纸口正上方；

光学成像模块，用于扫描文件纸张得到影像；

齿轮传动模块，用于控制走纸；齿轮传动模块包括：多组齿轮滑轮、传动皮带和电机驱动板卡，电机驱动板卡通过改变齿轮的转速来控制扫描仪的走纸速度，开启和停止；

逻辑控制模块，用于控制其他模块之间的配合工作；逻辑控制模块是RFID文电扫描仪的核心控制主板，控制的内容包括：文件首页的判定，图像处理的文件首页信息，纸张影像，射频识别的标签信息，走纸逻辑和文件纸张标识；

图像处理模块，用于对扫描影像进行条码识别和OCR识别；图像处理模块负责纸张影像的图像识别工作，在拿纸张影像之后优先解析条码信息，对于条码解析失败的影像，再进行OCR识别，处理完成后将文件首页信息发送给逻辑控制模块；

外部通信模块，用于对外的信息交互。

本发明还提供一种RFID文电扫描仪的工作方法，该方法包括如下步骤：

S1、扫描开始，齿轮传动模块控制开始走纸，走纸过程中光学成像模块对纸张进行扫描得到完整的纸张影像；

S2、文件信息获取：齿轮传动模块控制停止走纸，逻辑控制模块判断当前页是否为该份文件首页，对于文件首页，图像处理模块解析影像中得到文件首页信息，包括文件名、文号、份数和份号；

S3、文件信息交互：逻辑控制模块将文件首页信息发送给外部通信模块，外部通信模块通过USB将信息发送给后台软件进行展示，由操作者确认信息准确性；逻辑控制模块将文件首页信息和当前页数组合成文件纸张信息，包括文件名、文号、份数、份号和纸张页号；

S4、文件信息记录：提前将满足高密集堆叠场景的RFID标签粘贴在文件的每张纸上，扫描仪每走完一张纸，射频识别模块将该页文件纸张信息写入RFID标签中，包括文件名、文号、份数、份号和纸张页号，写标签完成后，射频识别模块再一次读取RFID标签得到标签数据信息，防止写标签失败导致信息丢失；

S5、文件信息绑定：齿轮传动模块控制出纸并开始走下一张纸，外部通信模块将纸张影像，文件纸张信息和标签数据信息一同上传给后台软件，重新返回步骤S1，直到扫描结束。

(三)有益效果

本发明提出一种RFID文电扫描仪及其工作方法，本发明的RFID文电扫描仪利用高频RFID物联网技术，来对文件进行电子化归档和自动化管控。由于文件中每一张纸绑定各自的RFID标签，所以当需要检查某一份文件是否存在缺页或丢失情况时，只需要通过RFID读写器盘点查找该文件纸张绑定的RFID标签即可，也可通过搜索RFID标签数据，直接调出RFID标签关联的文件影像，无需翻阅实体文件。

附图说明

图1是本发明涉及的RFID文电扫描仪设备组成图；

图2是本发明涉及的RFID文电扫描仪具体工作流程图；

图3是本发明涉及的RFID文电扫描仪文件首页定位算法流程图；

图4是本发明涉及的RFID文电扫描仪基本工作流程。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本发明公开了一种RFID文电扫描仪。该设备结合ISO 18000-3高频RFID技术和图像扫描技术，用于对文件进行电子化归档和管控。RFID文电扫描仪的主要组成包括：(1)射频识别模块，用于对高频RFID标签进行读写操作；(2)光学成像模块，用于扫描纸张得到影像；(3)齿轮传动模块，用于控制走纸；(4)逻辑控制模块，用于控制其他模块之间的配合工作；(5)图像处理模块，用于对扫描影像进行条码识别和OCR识别；(6)外部通信模块，用于对外的信息交互。RFID文电扫描仪的基本工作流程如图4。

本发明的目的是提出一种RFID文电扫描仪，来对文件中的每一页纸张进行自动化电子化管控。

为实现上述目的，如图1所示，本发明提出了一种RFID文电扫描仪，该扫描仪包括：

(1)射频识别模块，用于对高频RFID标签进行读写操作；

(2)光学成像模块，用于扫描文件纸张得到影像；

(3)齿轮传动模块，用于控制走纸；

(4)逻辑控制模块，用于控制其他模块之间的配合工作；

(5)图像处理模块，用于对扫描影像进行条码识别和OCR识别；

(6)外部通信模块，用于对外的信息交互。

所述一种RFID文电扫描仪的工作方法，包括：

S1、扫描开始，齿轮传动模块控制开始走纸，走纸过程中光学成像模块对纸张进行扫描得到完整的纸张影像；

S2、文件信息获取，齿轮传动模块控制停止走纸，逻辑控制模块判断当前页是否为该份文件首页，对于文件首页，图像处理模块解析影像中得到文件首页信息，包括文件名、文号、份数、份号等；

S3、文件信息交互。逻辑控制模块将文件首页信息发送给外部通信模块，外部通信模块通过USB将信息发送给后台软件进行展示，由操作者确认信息准确性；逻辑控制模块将文件首页信息和当前页数组合成文件纸张信息，包括文件名、文号、份数、份号、纸张页号等；

S4、文件信息记录。提前将满足高密集堆叠场景的RFID标签粘贴在文件的每张纸上。扫描仪每走完一张纸，射频识别模块将该页文件纸张信息写入RFID标签中，包括文件名、文号、份数、份号、纸张页号等。写标签完成后，射频识别模块再一次读取RFID标签得到标签数据信息，防止写标签失败导致信息丢失。

S5、文件信息绑定。齿轮传动模块控制出纸并开始走下一张纸，外部通信模块将纸张影像,文件纸张信息和标签数据信息一同上传给后台软件，重新返回步骤S1，直到扫描结束。

实施例1：

如图1所示，本发明的一种RFID文件扫描仪的组成包括：

(1)射频识别模块，用于对高频RFID标签进行读写操作；

具体实施时，射频识别模块由RFID读写器和射频天线构成，天线安装位置在扫描仪的出纸口正上方，距离纸张不高于10mm的位置，纸张经过扫描之后暂停在出纸位置，此时RFID读写器通过天线对纸张上的RFID标签进行盘点，读写等操作，并将操作结果返回给逻辑控制模块。

(2)光学成像模块，用于扫描文件纸张得到影像；

具体实施时，光学成像模块由灯管，镜头和感光器件等构成，安装在扫描仪内部，在走纸过程中灯管提供光源，镜头捕捉光线，感光器件完成光电转换，走纸完成后生成纸张影像，并将纸张影像返回给逻辑控制模块。

(3)齿轮传动模块，用于控制走纸；

具体实施时，齿轮传动模块由多组齿轮滑轮、传动皮带和电机驱动板卡构成，电机驱动板卡通过改变齿轮的转速来控制扫描仪的走纸速度，开启和停止，走纸控制逻辑由逻辑控制模块提供。

(4)逻辑控制模块，用于控制其他模块之间的配合工作；

具体实施时，逻辑控制模块是RFID文电扫描仪的核心控制主板，与其他五个模块之间进行全双工通信，控制的内容包括文件首页的判定，图像处理的文件首页信息，纸张影像，射频识别的标签信息，走纸逻辑，文件纸张标识等。

(5)图像处理模块，用于对扫描影像进行条码识别和OCR识别；

具体实施时，图像处理模块负责纸张影像的图像识别工作，因为条码解析的速度远小于OCR识别的速度，所以在拿纸张影像之后优先解析条码信息，对于条码解析失败的影像，再进行OCR识别。处理完成后将文件首页信息发送给逻辑控制模块。

(6)外部通信模块，用于对外的信息交互。

具体实施时，外部通信模块包括扫描仪上的屏显，按键以及usb通信接口等，屏显和按键可以处理扫描仪自身的异常状态，如卡纸，RFID标签盘点失败等，usb通信接口负责与电脑上的后台软件建立通信，将逻辑控制模块传送来的纸张影像，文件纸张标识和标签信息发送到后台软件，以及接收后台软件发送来的文件首页确认信息等。

结合图2和图3，本发明的一种RFID文件扫描仪的工作流程如下；

(1)扫描开始，齿轮传动模块控制开始走纸，走纸过程中光学成像模块对纸张进行扫描得到完整的纸张影像；

具体实施时，需要先将满足高密集堆叠场景的高频RFID标签粘贴在每一页纸张的左上角或者右上角，保证RFID文电扫描仪在读写RFID标签之前完成对整页纸张的扫描。

具体实施时，开始走纸前需要操作者正确输入待扫描的文件份数X和每份文件的纸张页数y₁、y₂…y_X，否则扫描仪将无法进行纸张的自动计数，也无法保证写入RFID标签数据的准确性。

(2)文件信息获取，齿轮传动模块控制停止走纸，逻辑控制模块判断当前页是否为该份文件首页,对于文件首页，图像处理模块解析影像中的文件首页信息；

具体实施时，对于首页纸张影像，图像处理模块负责对影像进行条码或OCR识别得到文件首页信息。图像处理模块在处理文件首页纸张影像时，先检查其中是否存在条码，是则直接解析条码中的信息，否则通过OCR识别其中的文字信息，包括文件名、文号、份数、份号等。

具体实施时，扫描仪的逻辑控制模块会根据输入的文件份数X和每份文件纸张页数y₁、y₂…y_X来判断该页纸张是否为该份文件的首页，算法流程见图3，设当前走纸数为a,当前文件份数为b，a和b初值为1，扫描的第一张纸默认为第一份的首页，之后每走一张纸，a自增1，当a等于y_b时，b自增1，若b小于等于X，a重新从1开始自增，因此当a等于1时，该页纸即为一份文件的首页，若b大于X任务结束。

(3)文件信息交互。逻辑控制模块将文件首页信息发送给外部通信模块，由操作者确认信息准确性；逻辑控制模块将文件首页信息和当前页数组合成文件纸张信息；

具体实施时，对于文件首页纸张，文件首页信息由外部通信模块展示给操作者进行信息确认，逻辑控制模块将确认后的文件名、文号、份数、份号等文件首页信息和当前纸张页号a组成文件纸张信息；对于非首页的文件纸张，逻辑控制模块直接将前一张纸的文件首页信息和当前纸张页号a组成文件纸张信息，不需要外部通信模块的确认。

(4)文件信息记录。射频识别模块将文件纸张信息写入RFID标签中；射频识别模块读取RFID标签得到标签数据信息。

具体实施时，射频识别模块首先进行盘点操作搜索标签，若盘点到0张或多张RFID标签，则扫描任务暂停，外部通信模块提示RFID标签盘点失败，请检查是否卡纸或重张。反之成功盘点到1张RFID标签时，射频识别模块将步骤3中的文件纸张信息写入标签。写标签操作成功时，RFID标签的epc数据变为文件纸张信息；若写标签失败，RFID标签的原始epc数据不变。写标签操作完成后，射频识别模块进行读标签操作，获取当前RFID标签数据信息。

(5)文件信息绑定。齿轮传动模块控制出纸并开始走下一张纸，外部通信模块将纸张影像,文件纸张信息和标签数据信息一同上传给后台软件，重新返回步骤1，直到扫描结束。

文件信息绑定后，可通过文件纸张信息直接检索出目标文件的纸张影像，也可通过RFID读写器设备盘点文件的标签数据信息，通过标签数据信息得到该文件的文件纸张信息和纸张影像，由于文件中的每一页纸张都贴有RFID标签，所以可通过RFID读写器设备盘点文件中的所有标签，及时发现该份文件中的缺页坏页等情况，实现对文件的自动化管控。

实施例2：

一种RFID文电扫描仪，包括：

RFID文电扫描仪的设备组成包括：(1)射频识别模块，用于对高频RFID标签进行读写操作；(2)光学成像模块，用于扫描纸张得到影像；(3)齿轮传动模块，用于控制走纸；(4)逻辑控制模块，用于控制其他模块之间的配合工作；(5)图像处理模块，用于对扫描影像进行条码识别和OCR识别；(6)外部通信模块，用于与操作者交互。

一种RFID文电扫描仪的工作流程包括：(1)扫描开始，齿轮传动模块控制开始走纸，走纸过程中光学成像模块对纸张进行扫描得到完整的纸张影像；(2)文件信息获取。齿轮传动模块停止走纸，对于文件首页，图像处理模块解析影像中得到文件首页信息，包括文件名、文号、份数、份号等；(3)文件信息交互。逻辑控制模块将文件首页信息发送给外部通信模块，通过USB发送到后台软件展示，由操作者确认信息准确性，并将文件首页信息和当前页数组合成文件纸张信息；(4)文件信息记录。射频识别模块将文件纸张信息写入RFID标签中，包括文件名、文号、份数、份号、纸张页号等，写操作完成后再读取一次RFID标签得到标签数据信息，防止写标签失败导致信息丢失；(5)文件信息绑定。齿轮传动模块控制出纸并开始走下一张纸，外部通信模块将纸张影像,文件纸张信息和标签数据信息通过USB发送给后台软件，建立三者绑定的文件信息数据库，直到扫描结束。

本发明的RFID文电扫描仪利用高频RFID物联网技术，来对文件进行电子化归档和自动化管控。由于文件中每一张纸绑定各自的RFID标签，所以当需要检查某一份文件是否存在缺页或丢失情况时，只需要通过RFID读写器盘点查找该文件纸张绑定的RFID标签即可，也可通过搜索RFID标签数据，直接调出RFID标签关联的文件影像，无需翻阅实体文件。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种RFID文电扫描仪，其特征在于，该扫描仪包括：射频识别模块、光学成像模块、齿轮传动模块、逻辑控制模块、图像处理模块和外部通信模块，逻辑控制模块与其他模块进行全双工通信，其中，

射频识别模块，用于对高频RFID标签进行读写操作；射频识别模块由RFID读写器和射频天线构成，天线安装位置在扫描仪的出纸口正上方；

光学成像模块，用于扫描文件纸张得到影像；

齿轮传动模块，用于控制走纸；齿轮传动模块包括：多组齿轮滑轮、传动皮带和电机驱动板卡，电机驱动板卡通过改变齿轮的转速来控制扫描仪的走纸速度，开启和停止；

逻辑控制模块，用于控制其他模块之间的配合工作；逻辑控制模块是RFID文电扫描仪的核心控制主板，控制的内容包括：文件首页的判定，图像处理的文件首页信息，纸张影像，射频识别的标签信息，走纸逻辑和文件纸张标识；

图像处理模块，用于对扫描影像进行条码识别和OCR识别；图像处理模块负责纸张影像的图像识别工作，在拿纸张影像之后优先解析条码信息，对于条码解析失败的影像，再进行OCR识别，处理完成后将文件首页信息发送给逻辑控制模块；

外部通信模块，用于对外的信息交互。

2.如权利要求1所述的RFID文电扫描仪，其特征在于，天线安装位置在扫描仪的出纸口正上方，距离纸张不高于10mm的位置，纸张经过扫描之后暂停在出纸位置，此时RFID读写器通过天线对纸张上的RFID标签进行盘点，读写操作，并将操作结果返回给逻辑控制模块。

3.如权利要求1所述的RFID文电扫描仪，其特征在于，光学成像模块包括：灯管，镜头和感光器件，安装在扫描仪内部，在走纸过程中灯管提供光源，镜头捕捉光线，感光器件完成光电转换，走纸完成后生成纸张影像，并将纸张影像返回给逻辑控制模块。

4.如权利要求1所述的RFID文电扫描仪，其特征在于，外部通信模块包括扫描仪上的屏显，按键以及usb通信接口，屏显和按键处理扫描仪自身的异常状态，usb通信接口负责与电脑上的后台软件建立通信，将逻辑控制模块传送来的纸张影像，文件纸张标识和标签信息发送到后台软件，以及接收后台软件发送来的文件首页确认信息。

5.一种RFID文电扫描仪的工作方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1、扫描开始，齿轮传动模块控制开始走纸，走纸过程中光学成像模块对纸张进行扫描得到完整的纸张影像；

S2、文件信息获取：齿轮传动模块控制停止走纸，逻辑控制模块判断当前页是否为该份文件首页，对于文件首页，图像处理模块解析影像中得到文件首页信息，包括文件名、文号、份数和份号；

S3、文件信息交互：逻辑控制模块将文件首页信息发送给外部通信模块，外部通信模块通过USB将信息发送给后台软件进行展示，由操作者确认信息准确性；逻辑控制模块将文件首页信息和当前页数组合成文件纸张信息，包括文件名、文号、份数、份号和纸张页号；

S4、文件信息记录：提前将满足高密集堆叠场景的RFID标签粘贴在文件的每张纸上，扫描仪每走完一张纸，射频识别模块将该页文件纸张信息写入RFID标签中，包括文件名、文号、份数、份号和纸张页号，写标签完成后，射频识别模块再一次读取RFID标签得到标签数据信息，防止写标签失败导致信息丢失；

S5、文件信息绑定：齿轮传动模块控制出纸并开始走下一张纸，外部通信模块将纸张影像，文件纸张信息和标签数据信息一同上传给后台软件，重新返回步骤S1，直到扫描结束。

6.如权利要求5所述的RFID文电扫描仪的工作方法，其特征在于，所述步骤S1之前，还包括：先将满足高密集堆叠场景的高频RFID标签粘贴在每一页纸张的左上角或者右上角，保证RFID文电扫描仪在读写RFID标签之前完成对整页纸张的扫描。

7.如权利要求5所述的RFID文电扫描仪的工作方法，其特征在于，所述步骤S1之前，还包括：操作者正确输入待扫描的文件份数X和每份文件的纸张页数y₁、y₂…y_X。

8.如权利要求1所述的RFID文电扫描仪的工作方法，其特征在于，所述步骤S2中，对于首页纸张影像，图像处理模块负责对影像进行条码或OCR识别得到文件首页信息；图像处理模块在处理文件首页纸张影像时，先检查其中是否存在条码，是则直接解析条码中的信息，否则通过OCR识别其中的文字信息，包括文件名、文号、份数和份号。

9.如权利要求8所述的RFID文电扫描仪的工作方法，其特征在于，所述步骤S2中，扫描仪的逻辑控制模块会根据输入的文件份数X和每份文件纸张页数y₁、y₂…y_X来判断该页纸张是否为该份文件的首页，设当前走纸数为a,当前文件份数为b，a和b初值为1，扫描的第一张纸默认为第一份的首页，之后每走一张纸，a自增1，当a等于y_b时，b自增1，若b小于等于X，a重新从1开始自增，因此当a等于1时，该页纸即为一份文件的首页，若b大于X任务结束。

10.如权利要求9所述的RFID文电扫描仪的工作方法，其特征在于，所述步骤S3中，对于文件首页纸张，文件首页信息由外部通信模块展示给操作者进行信息确认，逻辑控制模块将确认后的文件首页信息和当前纸张页号a组成文件纸张信息；对于非首页的文件纸张，逻辑控制模块直接将前一张纸的文件首页信息和当前纸张页号a组成文件纸张信息，不需要外部通信模块的确认。

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