家用橱柜寻物系统论文和设计-刘征

全文摘要

本实用新型公开了一种家用橱柜寻物系统，该系统包括RFID标签、RFID读写器、RFID接收器、智能终端APP、控制器和光线发射器，RFID标签表面带有条形码；RFID标签和RFID读写器之间、RFID读写器和RFID接收器之间通过天线通信，RFID读写器与智能终端APP无线连接，RFID接收器和光线发射器均与控制器电连接，光线发射器与储存物品的橱柜的柜门相对设置。本申请利用控制器将表征RFID标签位置信息的射频定位信号转换为对光线发射器的控制信号，使光线发射器将光线投射在放置有待搜寻物品的橱柜门外侧面上，从而用户可以轻松、快速地获知待搜寻物品所在的橱柜。

主设计要求

1.一种家用橱柜寻物系统，其特征在于，包括RFID标签(1)、RFID读写器(3)、RFID接收器(2)、智能终端APP、控制器(4)和光线发射器(5)，所述的RFID标签(1)被贴附在待搜寻物品上，该RFID标签(1)表面带有用于表征该RFID标签(1)的标识信息的条形码；RFID标签(1)和RFID读写器(3)之间、RFID读写器(3)和RFID接收器(2)之间通过天线通信，RFID读写器(3)与智能终端APP无线连接，RFID接收器(2)和光线发射器(5)均与控制器(4)电连接，所述的光线发射器(5)与储存物品的橱柜(100)的柜门相对设置。

设计方案

2.如权利要求1所述的家用橱柜寻物系统，其特征在于，所述的光线发射器(5)呈笔型。

3.如权利要求2所述的家用橱柜寻物系统，其特征在于，在所述的橱柜(100)门的侧上方设有吊杆(61)，所述的吊杆(61)上转动连接有控制盒(62)，所述的控制盒(62)内设有中空腔(62a)，所述的中空腔(62a)内设有用于根据控制器(4)发出的控制信号驱使控制盒(62)绕吊杆(61)发生周向转动的第一驱动机构(63)；

所述的控制盒(62)的侧壁上开设有第一贯穿孔(62d)，所述的光线发射器(5)光线发射器(5)的尾端(5a)处于中空腔(62a)内，该光线发射器(5)的光线发射端(5b)经第一贯穿孔(62d)延伸至控制盒(62)外；所述的中空腔(62a)内设有用于根据控制器(4)发出的控制信号驱使光线发射器(5)的尾端(5a)发生垂直升降的第二驱动机构(64)。

4.如权利要求3所述的家用橱柜寻物系统，其特征在于，所述的控制盒(62)的顶面设有第二贯穿孔(62b)，该第二贯穿孔(62b)的内壁与吊杆(61)之间安装有轴承(63a)。

5.如权利要求4所述的家用橱柜寻物系统，其特征在于，所述的第一驱动机构(63)包括第一步进电机(63b)，该第一步进电机(63b)的转动轴上安装有第一驱动齿轮(63c)；所述的第二贯穿孔(62b)处设有延伸至中空腔(62a)内的延长套(62c)，该延长套(62c)的外周固定有与该第一驱动齿轮(63c)相啮合的第一从动齿轮(63d)。

6.如权利要求3所述的家用橱柜寻物系统，其特征在于，所述的第二驱动机构(64)包括第二步进电机(64a)，该第二步进电机(64a)的转动轴上安装有第二驱动齿轮(64b)；所述的光线发射器(5)的尾端(5a)固定有一块竖直设置的传动板(64c)，该传动板(64c)朝向第二步进电机(64a)的一侧带有与第二驱动齿轮(64b)相啮合的齿条(64d)。

7.如权利要求6所述的家用橱柜寻物系统，其特征在于，所述的齿条(64d)的两端均设有限位块(64e)。

8.如权利要求6所述的家用橱柜寻物系统，其特征在于，所述的第一贯穿孔(62d)的孔径大于光线发射器(5)的外径。

9.如权利要求3-8中任意一项所述的家用橱柜寻物系统，其特征在于，所述的控制器(4)和RFID接收器(2)均安装在该控制盒(62)内。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于智能家居技术领域，具体涉及一种家用橱柜寻物系统。

背景技术

由于物品存放杂乱无章、长时间未使用或记忆力差等原因，人们在日常生活中常常会有需要某一物品却又找不到的烦恼，特别是一些食物，一旦没有及时食用就会导致食品过期。

为了解决上述问题，申请号为CN 200610087689.1的中国发明专利申请公开了一种用于家庭物品的搜寻管理装置，该搜寻管理装置包括：输入元件，该输入元件具有实现与使用者互动的界面装置，该界面装置用于记录、输入贴附有RFID标签的待搜寻物品的识别输入信息；感测元件，该感测元件包含有RFID发射器和RFID接收器，RFID发射器用于发射射频讯号，RFID接收器用于接收待搜寻物品的射频讯号；资料处理元件，该资料处理元件用于处理RFID接收器接收到的待搜寻物品的射频讯号信息与输入元件的识别输入信息，使该射频讯号信息与识别输入信息间产生一对一的对应关系，并对该对应关系进行预存储；资料处理元件还用于处理来自输入元件的识别输入信息，并依据预存储的对应关系将处理后的搜寻信息转换生成射频搜寻讯号，并通过控制RFID发射器发出该射频搜寻讯号，进而通过待搜寻物品的RFID标签对射频搜寻讯号的反馈而确定待搜寻物品的方位。

该搜寻管理装置对待搜寻物品所处方位的确定方法为：(1)RFID标签采用被动标签并设置输出元件，RFID接收器接收到待搜寻物品的反馈射频讯号后，资料处理元件依据RFID接收器接收到的反馈射频讯号，计算得出待搜寻物品的方位信息，并将该信息输出至输出元件，输出元件具有输出界面显示功能，将资料处理元件计算得出的待搜寻物品的方位信息显示于输出界面上，以提供信息给使用者；(2)RFID标签采用主动标签，当贴附有主动RFID标签的待搜寻物品接收到RFID发射器发出的射频搜寻讯号后，主动RFID标签发出声音或光线等可辨识讯号，以供使用者确定该待搜寻物品的具体方位。

上述搜寻管理装置的不足之处在于：(1)采用输出元件显示待搜寻物品的方位信息时，显示方式不太直观，老年人和空间位置感较差的人群较难适应；(2)采用主动RFID标签发出可辨识讯号以给出待搜寻物品的方位时，如果待搜寻物品被存放在一排关闭的橱柜里面，人们从橱柜外侧仍旧难以直接获得具体方位，仍旧有一个寻找声源的过程；如果主动RFID标签发出的可辨识讯号是光线时，则人们从橱柜外侧根本难以寻找。

实用新型内容

本申请的发明目的是提供一种能快速、直观地显示待搜寻物品所处位置的家用橱柜寻物系统。

为实现上述发明目的，本申请的技术方案如下：

一种家用橱柜寻物系统，包括RFID标签、RFID读写器、RFID接收器、智能终端APP、控制器和光线发射器，所述的RFID标签被贴附在待搜寻物品上，该RFID标签表面带有用于表征该RFID标签的标识信息的条形码；RFID标签和RFID读写器之间、RFID读写器和RFID接收器之间通过天线通信，RFID读写器与智能终端APP无线连接，RFID接收器和光线发射器均与控制器电连接，所述的光线发射器与储存物品的橱柜的柜门相对设置。

其中，所述的智能终端APP用于扫描RFID标签的条形码，将RFID标签的标识信息与物品信息一一对应并将该对应关系进行存储；所述的智能终端APP用于输入物品搜寻信息，并依据已存储的对应关系将用户输入的物品搜寻信息转换成射频搜寻讯号；

所述的RFID读写器与智能终端APP无线连接，所述的RFID读写器用于发出该射频搜寻讯号，所述的RFID标签用于接收该射频搜寻信号并根据该射频搜寻信号向RFID读写器发出反馈射频信号，该反馈射频信号包含有RFID标签的标识信息和定位信息，RFID读写器将包含有RFID标签的标识信息的反馈射频信号发送给智能终端APP，提示用户已搜寻到待搜寻物品；同时将包含有RFID标签的定位信息的射频定位信号发送给RFID接收器；

所述的RFID接收器用于接收RFID读写器发出的射频定位信号；所述的控制器与RFID接收器相连，所述的控制器用于将该射频定位信号转换成控制信号；所述的光线发射器与控制器连接，所述的光线发射器用于接收控制器发出的控制信号并根据该控制信号将光线投射在放置有待搜寻物品的橱柜门外侧面上。

本申请的家用橱柜寻物系统中，所有RFID标签上均带有各自特有的条形码，用户通过扫描条形码即可轻松地将被贴附RFID标签的物品与其独有的RFID标签一一对应起来，操作更加简便。

本申请利用控制器将表征RFID标签位置信息的射频定位信号转换为控制信号，利用该控制信号使光线发射器对准RFID标签所在位置，并启动光线发射器，使光线发射器将光线投射在放置有待搜寻物品的橱柜门外侧面上，从而用户可以轻松、快速地获知待搜寻物品所在的橱柜，打开橱柜后就能快速获知待搜寻物品在橱柜内的具体位置，既省去了用户在智能终端APP的界面上辨认方位的时间，也省去了用户盲目寻找声源的时间。

在上述的家用橱柜寻物系统中，所述的光线发射器呈笔型。笔型的光线发射器便于发生角度变换，以轻松地对准RFID标签所在位置。

在上述的家用橱柜寻物系统中，在所述的橱柜门的侧上方设有吊杆，所述的吊杆上转动连接有控制盒，所述的控制盒内设有中空腔，所述的中空腔内设有用于根据控制器发出的控制信号驱使控制盒绕吊杆发生周向转动的第一驱动机构；

所述的控制盒的侧壁上开设有第一贯穿孔，所述的光线发射器的尾端处于中空腔内，该光线发射器的光线发射端经第一贯穿孔延伸至控制盒外；所述的中空腔内设有用于根据控制器发出的控制信号驱使光线发射器的尾端发生垂直升降的第二驱动机构。

控制器接收到反馈射频定位信号后，能将RFID标签的位置信息分解为水平位置信息和竖直位置信息，由水平位置信息转换成的控制信号用于控制第一驱动机构，由竖直位置信息转换成的控制信号用于控制第二驱动机构，从而能够将光线发射器的光线发射端准确地对准RFID标签。

在上述的家用橱柜寻物系统中，所述的控制盒的顶面设有第二贯穿孔，该第二贯穿孔的内壁与吊杆之间安装有轴承。

在上述的家用橱柜寻物系统中，所述的第一驱动机构包括第一步进电机，该第一步进电机的转动轴上安装有第一驱动齿轮；所述的第二贯穿孔处设有延伸至中空腔内的延长套，该延长套的外周固定有与该第一驱动齿轮相啮合的第一从动齿轮。第一步进电机能够根据控制器发出的控制信号转动一定的角度，从而将光线发射器送到对应的水平位置。

在上述的家用橱柜寻物系统中，所述的第二驱动机构包括第二步进电机，该第二步进电机的转动轴上安装有第二驱动齿轮；所述的光线发射器的尾端固定有一块竖直设置的传动板，该传动板朝向第二步进电机的一侧带有与第二驱动齿轮相啮合的齿条。第二步进电机能够根据控制器发出的控制信号转动一定的角度，从而将光线发射器送到对应的竖直位置。

在上述的家用橱柜寻物系统中，所述的齿条的两端均设有限位块。限位块能够避免第二驱动齿轮与齿条分开。

在上述的家用橱柜寻物系统中，所述的第一贯穿孔的孔径大于光线发射器的外径。如此能够对光线发射器的角度变换提供较大的空间。

在上述的家用橱柜寻物系统中，所述的控制器和RFID接收器均安装在该控制盒内。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)本申请的家用橱柜寻物系统中，所有RFID标签上均带有各自特有的条形码，用户通过扫描条形码即可轻松地将被贴附RFID标签的物品与其独有的RFID标签一一对应起来，操作更加简便。

(2)本申请利用控制器将表征RFID标签位置信息的射频定位信号转换为控制信号，利用该控制信号使光线发射器对准RFID标签所在位置，并启动光线发射器，使光线发射器将光线投射在放置有待搜寻物品的橱柜门外侧面上，从而用户可以轻松、快速地获知待搜寻物品所在的橱柜，打开橱柜后就能快速获知待搜寻物品在橱柜内的具体位置，既省去了用户在智能终端APP的界面上辨认方位的时间，也省去了用户盲目寻找声源的时间。

附图说明

图1为本实用新型一种家用橱柜寻物系统的结构示意图；

图2为图1中定位执行装置的结构示意图；

图3为本实用新型一种家用橱柜寻物系统的模块连接图；

图4为图1中RFID标签的结构示意图；

图5为图1中RFID读写器的结构示意图；

图6为图1中RFID读写器在另一视角下的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案做进一步详细说明。

实施例1

如图1和图3所示，本实施例一种家用橱柜寻物系统，包括RFID标签1，RFID接收器2，RFID读写器3，手机APP，控制器4和光线发射器5。本实施例以厨房为例，介绍本实施例的家用橱柜寻物系统的布置方式。

如图1和图4所示，本实施例的RFID标签1采用的是工作频率为3MHz～30MHz的中高频段射频标签，该RFID标签1包括基板11，基板11内设有芯片12，基板11的上表面带有用于表征该RFID标签1的标识信息的条形码13，基板11的下表面具有粘性。

如图1所示，一般厨房中会安装上下两排橱柜100，本实施例在上排橱柜100前方即下排橱柜100的侧上方的天花板上设有定位执行装置6，该定位执行装置6包括竖直固定在天花板上的吊杆61，吊杆61底端安装有控制盒62。

如图2所示、结合图1可见，本实施例的控制盒62内设有中空腔62a，控制器4、RFID接收器2和光线发射器5均安装在该中空腔62a内，而RFID读写器3被安放在上排橱柜100的顶面。本申请对控制器4、RFID接收器2和RFID读写器3的安装位置没有严格要求，只要确保RFID接收器2与橱柜100之间的距离、RFID读写器3与橱柜100之间的距离便于RFID标签1与RFID读写器3之间、RFID读写器3与RFID接收器2之间顺利通过天线发生射频通信即可，只要确保控制盒62内的光线发射器5与控制器4之间顺利发生无线通信即可。

如图2所示，控制盒62的顶面设有第二贯穿孔62b，第二贯穿孔62b处设有延伸至中空腔62a内的延长套62c，延长套62c处于第二贯穿孔62b的开口内缘，与控制盒62一体设置。延长套62c内壁与吊杆61之间安装有轴承63a，从而控制盒62能够转动安装在吊杆61上，中空腔62a内设有用于驱使控制盒62绕吊杆61发生周向转动的第一驱动机构63。本实施例中，该第一驱动机构63包括安装在中空腔62a内的第一步进电机63b，该第一步进电机63b的转动轴上安装有第一驱动齿轮63c；延长套62c的外周则固定有与该第一驱动齿轮63c相啮合的第一从动齿轮63d。

如图2所示、结合图1可见，控制盒62朝向橱柜100一侧的侧壁上开设有第一贯穿孔62d，光线发射器5的尾端5a处于中空腔62a内，而光线发射端5b则经第一贯穿孔62d延伸至控制盒62外；中空腔62a内设有用于驱使光线发射器5的尾端5a发生垂直升降的第二驱动机构64。当光线发射器5的尾端5a发生垂直升降时，光线发射器5的光线发射端5b也会发生竖直方向上的位移，从而使其发射的光线投射在不同的竖直位置上。为了确保光线发射器5具有较大的位移范围，第一贯穿孔62d的孔径应当要大于光线发射器5的外径。

本实施例中，该第二驱动机构64包括第二步进电机64a，该第二步进电机64a的转动轴上安装有第二驱动齿轮64b；光线发射器5的尾端5a固定有一块竖直设置的传动板64c，该传动板64c朝向第二步进电机64a的一侧带有与第二驱动齿轮64b相啮合的齿条64d。当第二驱动齿轮64b转动时，与第二驱动齿轮64b啮合的齿条64d会驱使传动板64c发生上下移动，从而光线发射器5的光线发射端5b也会发生上下移动，使其发出的光线在竖直方向上移动。

如图2所示，齿条64d的两端均设有限位块64e以避免第二驱动齿轮64b与齿条64d分开。

本实施例中，控制盒62内还安装有第一电源65，第一电源65分别对第一步进电机63b、第二步进电机64a和光线发射器5供电。本实施例中，光线发射器5可以使用安全性能高的激光指示器。并且，根据房间面积以及房间内橱柜100的布置方式，用户可以根据具体的需要调节RFID读写器3和控制盒62及控制盒62内安装的组件的数量。

如图5和图6所示，本实施例的RFID读写器3包括读写器主体31，读写器主体31内设有无线通讯模块、第二电源和控制电路板，无线通讯模块、第二电源均与控制电路板相连，无线通讯模块用于实现RFID读写器3与手机APP之间的无线通信；读写器主体31上设有与控制电路板相连的信号收集单元32，信号收集单元32用于收集RFID标签1发出的反馈射频信号；读写器主体31上还设有与电源相连的充电口33，以及与充电口33相连的充电线34。RFID读写器3是本领域技术人员熟知的设备，本实施例对现有技术不作赘述。

本实施例一种家用橱柜100寻物系统的工作原理为：

在将物品200放入橱柜100前，先在每件物品上粘贴RFID标签1，粘贴完成后，利用手机APP扫描RFID标签1上的条形码，然后在手机APP上输入被粘贴RFID标签1的物品的相关信息，并生成RFID标签1的识信息与物品信息的一一对应关系，将该对应关系存储，待后续使用。对于食品类的物品，在输入物品信息时还可以填写生产日期、保质期等，当物品即将过期时，手机APP会发送通知信息提醒用户。

当需要搜寻某一物品时，用户在手机APP中输入待搜寻物品的相关信息，手机APP依据已存储的对应关系将用户输入的物品搜寻信息转换成射频搜寻讯号，并控制RFID读写器3发出该射频搜寻讯号；射频搜寻讯号是针对目标RFID标签1发出的，具有特定的频率，当目标RFID标签1的工作频率与射频搜寻讯号的频率相符时，目标RFID标签1被激活，并将自身的标识信息和位置信息转换为反馈射频信号发送给RFID读写器3；RFID读写器3接收到该反馈射频信号后，将包含有目标RFID标签1的标识信息的反馈射频信号发送至手机APP，提示已搜寻到目标物品，同时将含有目标RFID标签1的位置信息的反馈射频信号发送至RFID接收器2，RFID接收器2接收该射频定位信号后又传输至控制器4，控制器4对该射频定位信号进行分析，将RFID标签1的位置信息分解为水平位置信息和竖直位置信息并转换为电脉冲控制信号，包含水平位置信息的电脉冲控制信号用于控制第一驱动机构63，第一步进电机63b步进一定的角度，驱使光线发射器5发送水平位移，到达目标RFID标签1所处的经度线上；包含竖直位置信息的电脉冲控制信号用于控制第二驱动机构64，第二步进电机64a步进一定的角度，驱使光线发射器5发送垂直位移，到达目标RFID标签1所处的纬度线上，开启光线发射器5，此时光线发射器5发出的光线正对准目标RFID标签1所处的位置，光点投射在橱柜100门外侧面的具体位置上，用户打开橱柜100门即能快速找到待搜寻物品。

设计图

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