一种具有识别与管理功能的书包的制作方法

本实用新型涉及多功能书包技术领域，尤其涉及一种具有识别与管理功能的书包。

背景技术：

“百年大计、教育为本”；在中国迈向伟大复兴的道路上，“少年强，则中国强”；一直以来，中小学生的成长和教育问题，是政府、学校、家长以及全社会及为关注的热点问题。

经检索，专利申请号为201711431536.9的发明公开了一种智能学生书包系统及其使用方法；该书包系统结构简单、操作方便，实现了对学生所带书本非接触式、快速、精准的检测清点，以防学生错带、漏带；但是在超高频技术应用上其核心的读写模块受市场容量有限，量化成本高，同时，上述利用超高频识别的智能书包技术方案，外部带来的功能过于单一，而为此确增加很高的成本投入，性价比低，市场推广有难度。

经检索，专利申请号为cn201910513873.5的发明专利公开了一种课程关联型智能书包，本发明通过将课程表与书包内置的课程管理器进行关联，使用rfid技术读取黏贴在书本上的电子标签进行对比，使用报警器提醒用户少带书本，但是此发明利用低频125k标签及识别技术，安全性差，识别距离小，一般为3-5cm,感应器要完全覆盖书包区域，并完全识别到是个难点，使用不便，影响市场推广。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种具有识别与管理功能的书包。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种具有识别与管理功能的书包，包括书包本体，所述书包本体内分别连接有书本与文具盒，所述书本的背面设有rfid电子标签；

所述书包本体内还设有平板天线一体机，所述平板天线一体机与rfid电子标签感应相连；

所述书包本体的顶部设有固定背带，所述书包本体的底部设有可调背带，所述固定背带和可调背带通过日字扣相连接；

所述书包本体的侧面还设有外置部件，所述书包本体的顶部外壁设有拉口。

优选的，所述书包本体内还连接有书包主控机，所述平板天线一体机通过通讯线与书包主控机电性相连。

优选的，所述书包本体的背面设有第一内隔层，所述平板天线一体机连接在第一内隔层内。

优选的，所述书包本体的的中间部位设有第二内隔层，所述平板天线一体机连接在第二内隔层内。

优选的，所述书包主控机连接在第一内隔层内。

优选的，所述固定背带上还设有控制器本体，所述控制器本体通过通讯线与书包主控机电性相连。

优选的，所述外置部件主要包括外置喇叭、外置耳机接口和外置充电接口。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种具有识别与管理功能的书包，具备以下有益效果：

1、该具有识别与管理功能的书包，书本、文具盒可自动识别与管理：对书包内贴有rfid电子标签的书本的进行快速、准确地uid自动识别，智能手机可通过蓝牙与书包主控机内的蓝牙模块连接，与书包通讯并进行设置，实现书本与课程关联后，书包就具有对包内书本自动识别、检查与管理提示功能；且可在每件校服上加上低成本的可防水洗的rfid电子标签标签或纽扣标签，在校服发放时把学生相关的个人信息或学籍号写入电子标签或与标签卡id关联，并在后台服务器建立起校服的学生数据库；借助智能智能手机与书包内的平板天线一体机获取校服内标签的个人信息；或在学校公共服务区设置自助识别机就可以识别校服的个人信息。

2、该具有识别与管理功能的书包，本系统包含学生书包本体、书本、文具盒、书包主控机、平板天线一体机、rfid电子标签、控制器本体、后台服务器及相关应用软件等；书本、文具盒自动识别与管理，与上述一些案例不同，我们采用13.56mhzrfid射频技术，上述所使用的uhf超高频识别及低频125k识别不同，13.56mhz频率的电子标签可以写入的信息量更多，保密及安全性更好，支持多标签同时读取且速度快；它的难点就是识别距离、识别范围与读写器功率相关，在需要识别的区域内要解决标签高度重叠以致漏读的情况，为此，我们在系统中加强了多标签的防冲突算法的运算能力，标签读写器按功率大小可以分为小功率约0.2w、中功率约1.0-1.5w、大功率1-8w，不同功率，价格区别也是很大的，我们将采用低成本的集成小功率读写器，既要实现书包本体内书本及文具盒等多物品同时快速自动识别，又能降低成本，使书包更具有竞争力，在平板天线一体机上我们进行大量实验，优化了天线的结构，加强了防冲突算法，从而配备集成小功率读写器也能实现电子标签在书包区域内全覆盖自动识别。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本实用新型提高了学校对学生的管理能力，加强学生的自我管理意识，促进学习与娱乐相结合，追踪学生校内外活动轨迹，保障学生的人身安全等，低成本及低功耗，实用性强。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种具有识别与管理功能的书包正面的结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种具有识别与管理功能的书包背面的结构示意图；

图3为本实用新型提出的一种具有识别与管理功能的书包内部的结构示意图；

图4为本实用新型提出的一种具有识别与管理功能的书包侧面的结构示意图；

图5为本实用新型提出的一种具有识别与管理功能的书包rfid电子标签的结构示意图。

图中：1、书包主控机；2、平板天线一体机；3、控制器本体；4、外置部件；401、外置喇叭；402、外置耳机接口；403、外置充电接口；5、书包本体；501、书本；502、文具盒；503、第一内隔层；504、第二内隔层；505、rfid电子标签；6、固定背带；601、可调背带；602、日字扣。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1：

参照图1-5，一种具有识别与管理功能的书包，包括书包本体5，书包本体5内分别连接有书本501与文具盒502，书本501的背面设有rfid电子标签505；

书包本体5内还设有平板天线一体机2，平板天线一体机2与rfid电子标签505感应相连；

书包本体5的顶部设有固定背带6，书包本体5的底部设有可调背带601，固定背带6和可调背带601通过日字扣602相连接；

书包本体5的侧面还设有外置部件4，书包本体5的顶部外壁设有拉口506。

书包本体5内还连接有书包主控机1，平板天线一体机2通过通讯线与书包主控机1电性相连。

书包本体5的背面设有第一内隔层503，平板天线一体机2连接在第一内隔层503内。

书包主控机1连接在第一内隔层503内。

固定背带6上还设有控制器本体3，控制器本体3通过通讯线与书包主控机1电性相连。

外置部件4主要包括外置喇叭401、外置耳机接口402和外置充电接口403，且均与书包主控机1通过导线电性相连，从而可使外置喇叭401能够发出提醒声音，外置耳机接口402则可连接耳机，方便学习，外置充电接口403则可方便充电。

本实用新型中，书包主控机1内部包含如下功能模块：

1.蓝牙模块：接收蓝牙定位发射器发出来的信号并进行解析；当书包主控机接收到发发蓝牙定位发出的信号，再进行解析，并把解析结果通过gprs网络发送到后台服务器数据库进行匹配，找到相应的位置信息，实现蓝牙定位。

2.wifi模块：用于检测、接收外部其他的wifi设备发出的信号，当书包主控机接收到某处的wifi信号时，再进行解析，并把解析结果通过gprs网络发送到后台服务器，后台服务器接入第三方数据服务，对数据库进行匹配，找到相应的位置信息，实现wifi定位。

3.gprs网络通讯：书包主控机1内部包含2g通讯模块，使用低成本物联网卡或只能连网,连接外部后台服务器实现即时通讯，遇到紧急情况或突发情况下，启动控制器面板的sos键，将把位置信息及求助信息发送到后台服务器，后台应用软件通过小程序等发送到关联的老师、家长或监护人终端用户智能手机，用户甚至可以调用件平台的电子导航地图进行查询导航，在配置通讯卡的情况下支持2g网络语音通话，4g需要开通手机卡通讯服务。

4.mp3播放模块9的学习功能：书包主控机1主机与控制器本体3通过第二通讯线301连接，也可采用无线连接，通过控制器本体3上的功能按键可对主机的mp3播放进行开或关机、播放、暂停、上一曲、下一曲等等控制。

书本、文具盒可自动识别与管理：对书包内贴有rfid电子标签505的书本的进行快速、准确地uid自动识别，智能手机可通过蓝牙与书包主控机1内的蓝牙模块连接，与书包通讯并进行设置，实现书本与课程关联后，书包就具有对包内书本自动识别、检查与管理提示功能；且可在每件校服上加上低成本的可防水洗的rfid电子标签505标签或纽扣标签，在校服发放时把学生相关的个人信息或学籍号写入电子标签或与标签卡id关联，并在后台服务器建立起校服的学生数据库；借助智能智能手机与书包内的平板天线一体机获取校服内标签的个人信息；或在学校公共服务区设置自助识别机就可以识别校服的个人信息。

本实用新型中，本系统包含学生书包本体5、书本501、文具盒502、书包主控机1、平板天线一体机2、rfid电子标签505、控制器本体3、后台服务器及相关应用软件等；书本501、文具盒502自动识别与管理，与上述一些案例不同，我们采用13.56mhzrfid射频技术，上述所使用的uhf超高频识别及低频125k识别不同，13.56mhz频率的电子标签可以写入的信息量更多，保密及安全性更好，支持多标签同时读取且速度快；它的难点就是识别距离、识别范围与读写器功率相关，在需要识别的区域内要解决标签高度重叠以致漏读的情况，为此，我们在系统中加强了多标签的防冲突算法的运算能力，标签读写器按功率大小可以分为小功率约0.2w、中功率约1.0-1.5w、大功率1-8w，不同功率，价格区别也是很大的，我们将采用低成本的集成小功率读写器，既要实现书包本体5内书本501及文具盒502等多物品同时快速自动识别，又能降低成本，使书包更具有竞争力，在平板天线一体机2上我们进行大量实验，优化了天线的结构，加强了防冲突算法，从而配备集成小功率读写器也能实现电子标签在书包区域内全覆盖自动识别。

实施例2：

参照图1-5，一种具有识别与管理功能的书包，包括书包本体5，书包本体5内分别连接有书本501与文具盒502，书本501的背面设有rfid电子标签505；

书包本体5内还设有平板天线一体机2，平板天线一体机2与rfid电子标签505感应相连；

书包本体5的顶部设有固定背带6，书包本体5的底部设有可调背带601，固定背带6和可调背带601通过日字扣602相连接；

书包本体5的侧面还设有外置部件4，书包本体5的顶部外壁设有拉口506。

书包本体5内还连接有书包主控机1，平板天线一体机2通过通讯线与书包主控机1电性相连。

书包本体5的的中间部位设有第二内隔层504，平板天线一体机2连接在第二内隔层504内。

书包主控机1连接在第一内隔层503内。

固定背带6上还设有控制器本体3，控制器本体3通过通讯线与书包主控机1电性相连。

外置部件4主要包括外置喇叭401、外置耳机接口402和外置充电接口403。

本实用新型中，每个rfid电子标签505对应着唯一uid，可以实现信息写入并储存、加密、读取及重复擦写操作，每本书后封面内页贴一个rfid电子标签505，文具盒502或文具包非金属表面贴上rfid电子标签505，可以通过平板天线一体机2以非接触式方式写入或读取标签内信息；平板天线一体机2内含两个rfid射频天线阵列及小功率读写模块；受书包主控机1控制，以非接触式方式感应识别书包内书本501及文具盒502的rfid电子标签并读取标签内uid及相关信息，并传输给书包主控机进行处理；书包主控机1通过通讯线与平板天线一体机2连接，实现双向通讯及数据传输，书包主控机1控制平板天线一体机2的读取标签操作，把采集到标签信息进一步运算及处理；客户端智能手机可以通过蓝牙模块7与书包主控机1进行蓝牙连接通讯，利用我们专门开发的智能手机客户端app应用软件对书包主控机进行初始化设置及数据交换等操作；控制器本体3上设有功能按键及开关，通过第二通讯线301与书包主控机1连接，可对书包主控机1发出指令，进行功能操作，通过加装夹子固定在书包胸肩背带上，也可以选择无线遥控方式，方便灵活。

具体实现方式：

第一步：每本书在后封面内页贴上不干胶rfid电子标签505，参考尺寸约45*45mm，非金属文具盒502或文具袋贴上标签，每个标签对应唯一uid编号，可以自编号；

第二步：平板天线一体机2通过通讯线连到书包主控机1，开启书本主机，听到提示音说明处于通讯连接正常；

第三步：开启客户端智能手机蓝牙设备连接功能，连接到书包主控机，并听到提示连接成功；在智能手机上打开已安装我们定制开发的app应用软件，进入初始化界面等待读取标签；

第四步：把一本书放在平板天线一体机2上，平板天线一体机2读取标签内信息及uid,并把数据传输到书包主控机1，书包主控机1通过蓝牙模块把该rfid电子标签内的数据及uid发送到智能手机上，用户就可以在手机端用电子标签的uid关联该书名或自定义编号a等，重复多次操作，一一完成每个rfid电子标签uid与对应的书本的关联并确认保存；

第五步：完成数据关联并确认保存后，将要对采集到的数据进行归类分组，还是在智能手机端app应用软件，进入课程设置功能选项，用户根据学生的课程表；

第六步：智能手机通过蓝牙通讯，把第五步完成的关联数据库传输到书包主控机1并存储在本机上；

完成以上的步骤后，智能书包的识别管理功能就可以正常实现了：把书包主控机1和平板天线一体机2放进书包本体5内，平板天线一体机2的参考尺寸为：340*240*15mm，并用通讯线把平板天线一体机2连接到书包主控机1上，再用夹子把控制器本体3固定在固定背带6上，通过蕴藏在固定背带6上的通讯线与书包主控机1连接这样就完成系统硬件的连接了，最后把贴有rfid电子标签505的书本501、文具盒502放进包内等待检测。

定位与考勤功能是多功能书包的一个重要的特点，将会提升学校对学生的管理水平，也是一个安全防护举措，对学校老师及家长来说能了解学生的动态时是必要的。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

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