[发明专利]一种基于RFID技术的图书馆机器人智能3D导航上架系统

权利要求书

1.一种基于RFID技术的图书馆机器人智能3D导航上架系统，其特征在于，包括图书信息读取模块、图书信息显示模块、图书上架路径生成模块、室内定位模块、自动上架模块和数据存储模块，

所述图书信息读取模块包括内部信息读取模块和外部信息读取模块；内部信息读取模块包括内部置书单元和内部RFID天线，外部信息读取模块包括外部RFID天线；内部置书单元用于存放待上架图书；

所述内部信息读取模块通过内部RFID天线读取待上架图书的图书RFID标签，并通过后台数据库服务器提取图书信息，将图书信息显示在图书信息显示模块上，图书信息包括图书所应在的书架位置信息；

所述室内定位模块用于通过外部信息读取模块读取一侧书架RFID标签或者图书RFID标签，并通过后台数据库服务器提取书架信息作为当前位置信息，在图书信息显示模块上实时显示系统在图书馆中的当前位置；

所述图书上架路径生成模块用于根据内部信息读取模块获得的图书所应在的书架位置信息和室内定位模块的当前位置信息，生成内部置书单元内图书的上架路径并显示在图书信息显示模块上；

所述自动上架模块根据图书上架路径生成模块生成的路径，对系统进行导航，使系统所在的承载体按照上架路径自动移动至上架位置；

所述系统包括无线收发模块，所述无线收发模块用于连接后台数据库服务器，后台数据库服务器中存有所有图书和书架的信息；

所述内部信息读取模块通过内部RFID天线读取待上架图书的图书RFID标签，并通过后台数据库服务器提取图书信息，将图书信息显示在图书信息显示模块上包括如下步骤：

步骤1-1，使用内部RFID天线读取内部置书单元内待上架图书的图书RFID标签，在读取到的图书RFID标签中，剔除不符合图书RFID标签EPC编码规则的图书RFID标签，并获得待上架图书在内部置书单元内的位置信息；

步骤1-2，从图书RFID标签的EPC号中提取出图书ID号，通过无线收发模块连接后台数据库服务器，从后台数据库服务器中查询出相应的图书信息，图书信息包括图书所在的书架位置信息；

步骤1-3，在图书信息显示模块上模拟生成内部置书单元和所有待上架图书的虚拟图像；

步骤1-4，每隔两秒钟重复上述步骤1-1～步骤1-3过程，并刷新图书信息显示模块的界面；

所述图书上架路径生成模块生成内部置书单元内图书的上架路径并显示在图书信息显示模块上包括如下步骤：

步骤2-1，将外部RFID天线对准书架，读取附近书架上的书架RFID标签和图书RFID标签；

步骤2-2，根据书架RFID标签和图书RFID标签的不同编码规则，将步骤2-1读取到的书架RFID标签和图书RFID标签进行分类归纳为书架标签和图书标签；

步骤2-3，如果书架RIFD标签数不为零，则取RSSI信号值最大的书架RIFD标签，提取其书架ID号，从后台数据库服务器中查询出此标签所在的书架位置，以此书架作为系统的当前位置，执行步骤2-4；

如果书架RIFD标签数为零，图书RFID标签数也为零，则在图书信息显示模块中提示不能判断当前位置，无法生成上架路径；

如果书架RIFD标签数为零，图书RFID标签数不为零，从每个图书RFID标签中提取图书ID号，从后台数据库服务器查询出其书架位置，如果所有查询出的图书数目有一半以上属于其中一个书架，就将此书架判断为当前系统的位置，执行步骤2-4，否则在图书信息显示模块中提示无法获取当前位置；

步骤2-4，将系统当前位置作为首地址，将步骤1-2得到的图书书架位置信息作为输入，运用最近邻点法生成一条图书上架路径；

步骤2-5，根据图书上架路径，为每个路径中的书架位置制作路标模型，在图书信息显示模块中加载图书馆布局的虚拟页面并显示，每个路标模型上带有表示此书架上架顺序的数字，并根据两书架之间的路径制作导航箭头，在虚拟页面中循环动态移动；

所述室内定位模块在图书信息显示模块上实时显示系统在图书馆中的当前位置包括如下步骤：

步骤3-1，将外部RFID天线对准书架，系统根据当前位置和下一个要去的位置判断前进还是后退；

步骤3-2，在行进的过程中，外部RFID天线读取旁边书架RFID标签，剔除非书架RFID标签的信息；

步骤3-3，从读到的书架RFID标签中提取RSSI信号最大的书架RFID标签，根据此标签查询后台数据库服务器，得到相应的书架信息，更新图书信息显示模块中系统在图书馆布局的虚拟页面中的位置；

所述自动上架模块对系统进行导航，使系统按照上架路径自动导航至上架位置包括如下步骤：

步骤4-1，将外部RFID天线对准书架，系统根据当前位置和下一个要去的位置判断前进还是后退；

步骤4-2，系统在行进的过程中，判断当前位置的所在书架是否应该包含内部置书单元内的图书，如果是，则自动停止，并且图书信息显示模块上显示此图书需要上架的提示信息，否则继续行进；

所述图书信息显示模块包括触摸显示屏；

所述数据存储模块包括本地存储单元，存储的数据包括图书的信息和书架信息。