分离、集合识别信号互联网接入方法及物联网/教学系统

本发明涉及射频识别（RFID）技术、印刷RFID标签纸张技术、无线通信技术、物联网 大数据分析和运用技术、教学管理。

本案提出的背景基于一种分离报警与集合控制的电子钱包，该发明提出的意义是 人们可以运用RFID分离识别技术对周边物件进行实时防遗忘管控，达到“以物督人”的效 果。

射频识别（RFID）技术运用于多目标、非接触对象识别已经在工业上运用地较为成 熟，本案区别于常规的RFID接近识别运用，避开了现有RFID技术识别距离短的固有技术短 板，结合近距离识别多目标的刚性需求，提出了运用RFID分离识别技术于消费支付、携带物 品追溯和纸张行为数据分析等三个领域。

然而，将RFID读写器模块仅单纯运用于周边物件防遗忘管控浪费了RFID技术的数 据采集功能；并且现有的大多数家居物品和消费商品均未普及使用RFID做标识，运用RFID 标签管控周边物件时，需要用户人为贴附标签至管控对象上，缺乏使用便利性；再之，该方 案中RFID技术的绕障能力需要提升，才能不受金属物件、身体磁场阻隔等因素的影响。

基于以上方案劣势分析，本案对钱包用户体和功能场景进行了差异化定位，提 出了其在消费理财追溯分析、携带行为数据分析、纸张交互行为数据分析三个领域的运用 及对应的解决方案。

该解决方案较好地满足了钱包用户差异化功能诉求，并能有效提升用户体验。

本案所述分离、集合识别信号互联网接入方法及物联网/教学系统。包括：一组分 离识别信号采集方法、一组集合识别信号采集方法、一组分离与集合识别信号接入互联网 并集成运用数据信息的方法与系统，其功能概述图如附图1。

上述的一组分离识别信号采集方法，包括：距离及巡查范围分离识别法、指捏分离 识别法、遮挡分离识别法、笔迹衰减分离识别法、虚拟标签分离识别法。

所述的距离及巡查范围分离识别法，是指按照RFID读写器的发射功率、型号技术 特性由终端软件设置并控制其识别RFID标签的可读取范围，当RFID标签远离或消失在该可 读取范围时，由读写器及运算单元反馈的识别信号（其中识别：是指RFID标签信号的触发识 别或RFID标签内存储编码及信息的读取识别；其中范围：包含距离和立体空间范围）。

所述的指捏分离识别法，是通过手指直接捏住纸张等载体某一部位（遮挡住嵌于 纸张等载体内的RFID标签），以隔离RFID读写器与RFID标签的无线射频识别磁场通信，达到 分离识别之目的的方法（如附图2）。

所述的遮挡分离识别法，是通过遮挡物遮住纸张等载体某一部位（遮挡住嵌于纸 张等载体内的RFID标签），以隔离RFID读写器与RFID标签的无线射频识别磁场通信，达到分 离识别之目的的方法（如附图3）。

所述的笔迹衰减分离识别法，是通过磁粉荧光笔迹增厚纸张等载体某一部位，通 过减磁场强度材质以减弱嵌于纸张等载体内的RFID标签与RFID读写器的无线射频识别磁 场通信信号，达到分离识别之目的的方法（如附图4）。

所述的虚拟标签分离识别法，是通过互联网信息系统采集RFID标签编码/编码机 制，并通过互联网信息采集终端和分离报警与集合控制机制识别对应的实物RFID标签信号 的方法如附图20）。

上述的一组集合识别信号采集方法，包括：距离及巡查范围集合识别法、指捏集合 识别法、遮挡集合识别法、笔迹增强集合识别法、虚拟标签集合识别法。

所述的所述的距离及巡查范围集合识别法，是指按照RFID读写器的发射功率、型 号技术特性由终端软件设置并控制其识别RFID标签的可读取范围，当RFID标签返回或出现 在该可读取范围时，由读写器及运算单元反馈的识别信号（其中识别：是指RFID标签信号的 触发识别或RFID标签内存储编码及信息的读取识别；其中范围：包含距离和立体空间范 围）。。

所述的指捏集合识别法，是通过手指分离纸张等载体某一部位（暴露出嵌于纸张 等载体内的RFID标签），以获得RFID读写器与RFID标签的无线射频识别磁场通信，达到集合 识别之目的的方法（如附图2）。

所述的遮挡集合识别法，是通过遮挡物离开纸张等载体某一部位（暴露出嵌于纸 张等载体内的RFID标签），以获得RFID读写器与RFID标签的无线射频识别磁场通信，达到集 合识别之目的的方法（如附图3）。

所述的笔迹增强识别法，是通过减薄纸张等载体某一部位的磁粉荧光笔迹，通过 减少磁场强度敏感材质量以增强嵌于纸张等载体内的RFID标签与RFID读写器的无线射频 识别磁场通信信号，达到集合识别之目的的方法（如附图4）。

所述的虚拟标签集合识别法，是通过互联网信息系统采集RFID标签编码/编码机 制，并通过互联网信息采集终端和分离报警与集合控制机制识别对应的实物RFID标签信号 的方法（如附图20）。

上述的一组分离与集合识别信号接入互联网并集成运用数据信息的方法与系统， 包括：智能购物支付及理财追溯方法、物流快递交接及数据管理方法、携带行为分析及增强 现实方法、纸张交互行为分析及教学系统。

所述的智能购物支付及理财追溯方法，包括：扫码离桩模式、自扫码离桩模式、自 扫码分离模式、“O2O”模式（如附图5）。

前述的扫码离桩模式，通过如附图6所述方案实现。

前述的自扫码离桩模式，通过如附图7所述方案实现。

前述的自扫码分离模式，通过如附图8所述方案实现。

前述的“O2O”模式，通过如附图9所述方案实现。

所述的物流快递交接及数据管理方法，包括物件（货件/包裹）分离与集合交接监 控机制、全民快递模式。

前述的物件（货件/包裹）分离与集合交接监控机制，通过如附图9之(40)所述方 案实现。

特别地，对于金属及贵重物品、液体等磁场耗媒介质类物件，TGAPP优选监控机制2 （频段切换）的2.4G无线频段的通信协议并结合监控机制1（智能触发）、监控机制3（发射功 率调节）设置相应的射频巡查范围（r(RF)）进行智能巡查管控。特别地，r(RF)可能包含锥形 射频电波相位空间参数（相位角：φ，发射轴距：l，巡查率达90%之覆面半径：r）。

前述的全民快递模式,通过如附图9之(39)所述方案实现，其数据信息管控算法 方案如附图20（TG虚拟标签流转追溯分析算法）实现。

所述的携带行为分析及增强现实方法（如附图1），通过如下步骤实现：

步骤一：通过数据采集终端的应用程序(TGAPP)存储并管理物件携带履历；

步骤二：互联网云平台存储物件管控历史数据库；整合共享的同类经验数据；采集时域 及环境条件参数；

步骤三：通过步骤二的数据信息进行时间、地理位置、经验条件的数据匹配（增强现实 智能分析算法）、智能互补聚集（周围聚集或历史经验需求得出的TagARDeamnd1、Tag ARDeamnd2、TagARDeamndn）进行决策，得到相应的物件或场景信息，搜集匹配的RFID编 码（推送TagARDemand）。

所述的纸张交互行为分析及教学系统，通过如附图1之（25）所述方案实现，它是一 套课内外与校内外综合辅助教学模式（如附图10）。该模式包括：云监护智能教学系统、课内 同步思维教学监控机制、校内互助自律学习机制、磁场辅助教学系统。

前述的云监护智能教学系统，通过如附图1之（42）所述方案实现；

前述的课内同步思维教学监控机制，通过如附图11所述方案实现，还包含TG同步思维 教学分析算法（如附图21和附图22）。

所述的同步思维教学，是指一组信息触发信号采集方案、一组监测并反馈行为信 息方案，并由TGAPP信息匹配分析系统调度执行/传播给多媒体终端界面的机制（如附图 11）。

所述的一组信息触发信号采集方案,包含以下4种之一或其中几种的组合实现。

（1）在课内，是由TGAPP教学信息处理系统采集的教学多媒体信息、外部环境条件 信息、教师口令/指令行为信息（包括声音、电触发）等信息转换为触发信号（如附图18、附图 19）。

（2）在课外（校内），是指由TGAPP云平台采集到的TGAPP智能钱包用户分享或发送 的公开信息或求助信息触发的，如附图10之（19）。

（3）在课外（校外），是指通过SuperRFID无线通信不间断或周期性监测巡查无线 电波衰减信号触发的（如附图4之7.3），并由TG纸张行为分析及辅助矫正算法（附图23）处理 分析而输出。

（4）特别地，对于低年级学生（幼儿、小学及亟待照料监护人），该触发信号还架 设在覆盖课内外及校内外的全时域TGAPP云数据平台上（如附图1之（42）、（43）、（45））。

上述的架设，其数据采集部分通过前述的一组分离识别信号采集方法（附图25、 27）、一组集合识别信号采集方法（附图25、27）、RFID数据采集传感器方案（附图25、27）采集 数据并接入互联网实现。

所述的一组监测并反馈行为信息方案，是指对人们与纸张的交互行为特征参数的 采集，该采集通过前述的一组分离识别信号和一组集合识别信号，结合RFID通信技术对人 们与纸张的交互行为进行实时定对象识别采集（如附图11、附图4）。

所述的TGAPP信息匹配分析系统调度执行，通过以下2种之一或两种的组合实现：

（1）如附图21、附图22所列的TG同步思维教学分析算法构成的信息处理系统；

（2）如附图14所示的搭载TG智能钱包(教学版）构成的智能辅助教学装置，并结合TG纸 张行为分析及辅助矫正算法（附图23）构建的磁场辅助教学系统实现。

上述的校内互助自律学习机制，通过如附图10之(41)所涉方案并结合TGAPP云数 据平台（如附图1）的等同替换/补充方案实现。

上述的磁场辅助教学系统，通过智能辅助教学装置（附图14）结合TG纸张行为分析 及辅助矫正算法（附图23）构成的系统实现。

附图1：功能概述图；

（21）指捏分离识别法；

（22）遮挡分离识别法；

(20)笔迹衰减分离识别法&磁场辅助教学系统；

(24)智能购物支付及理财追溯方法；

（25）课内外与校内外综合辅助教学模式；

（27）TG多功能手机；

（26）TG智能钱包（时尚版）；

（43）分离与集合信号互联网接入方法（学生模式）；

(45)分离与集合信号互联网接入方法（老人模式）。

附图2：指捏分离识别法（21）；

（Tag7.1.1）：印刷RFID标签示例；

（Tag7.1.2）：印刷RFID标签示例（被指压隔离通信部分）；

（Tag7.1.3）：印刷RFID标签示例。

附图3：遮挡分离识别法（22）；

（Tag7.2.1）：印刷RFID标签示例；

（Tag7.2.2）：印刷RFID标签示例（被隔条遮挡隔离通信部分）；

（Tag7.2.3）：印刷RFID标签示例。

附图4：笔迹衰减分离识别法&磁场辅助教学系统(20)。

附图5：智能购物支付及理财追溯方法(24)；

（30）：扫码离桩模式；

（31）：自扫码离桩模式；

（32）;自扫码分离模式；

（33）:“O2O”模式。

附图6：扫码离桩模式（30）。

附图7:自扫码离桩模式（31）。

附图8：自扫码分离模式（32）。

附图9：“O2O”模式（33）；

（OR1）、（OR2）、（OR3）、（OR4）：数据信息处理软件开发设计时，树形逻辑决策判断符/指 令代码读取跳转符；

（图中标签代码及信息系统信息控制元）：见附图20（TG虚拟标签流转追溯分析算法）；

（Patented）：示意对所指对象的技术方案已列入申请人专利保护或在申请范围,当其 运用于本案所提出的运用方案（如数据处理实现方式）时,本案对其拥有产权叠加保护范 围；

（28）：餐盒示意；

（28.1）：消费标的（食品）的容器（如附图9之28）的参数/链接/物件识别标签；

（28.2）：消费标的（食品）的容器（如附图9之28）的参数/链接/物件识别的防破损标签；

（29）：消费标的（食品）的就餐位置（通常理解为托盘、餐桌号或等餐牌）的参数/链接/ 物件识别的防破损标签；

（34）自适应磁场发射腰带。

附图10：课内外与校内外综合辅助教学模式（25）；

（4）:教学多媒体系统（投影屏界面）之PPT演示稿区；

（5）：教学多媒体系统（投影屏界面）之课堂进度区；

（6）：教学多媒体系统（投影屏界面）之请假缺席区；

（18）：利用RFID射频识别分离报警与集合控制功能对教师备案资料进行巡查；

（19）：利用RFID射频识别分离报警与集合控制功能学生们在课外图书馆内的互助/自 助学习（如：管控资料、传递交流学习难点）

（23）：课内同步思维教学监控机制

（20）：笔迹衰减分离识别法&磁场辅助教学系统

（21）：指捏分离识别法

（22）：遮挡分离识别法

（41）：校内互助自律学习机制。

附图11：课内同步思维教学监控机制（23）；

（3）：印刷RFID教科书编码示图

（9）：印刷RFID纸张资料编码示图

（4）：教学多媒体系统（投影屏界面）之PPT演示稿区；

（5）：教学多媒体系统（投影屏界面）之课堂进度区；

（6）：教学多媒体系统（投影屏界面）之请假缺席区；

（14）：教学多媒体系统（投影屏界面）之课堂练习即时统计图；

（1）：装入TG多功能手机（或TG智能钱包）的日常背包；

（2）：挂壁式RFID读写器（大功率）；

（2.1）：RFID射频信号采集通信示意1；

（2.2）：RFID射频信号采集通信示意2；

（2.3）：RFID射频信号采集通信示意3；

（2.n）：RFID射频信号采集通信示意n；

（3、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.n）：运用印刷RFID标签技术制作的教材课本（详见附图 16）；

（9、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.n）：运用印刷RFID标签技术制作的教材课本（详见附图 17）；

（7、7.1、7.2、7.3、7.n）：指在课堂上各位学生分别按照自己的操作习惯（指捏分离识 别、遮挡分离识别、笔迹衰减分离识别）遵照教师的口令/思维（见附图18）或多媒体教学系 统的页面跳转等操作指令（见附图19）或外部的云监护智能教学系统（附图1之42）执行某项 特定的纸张交互行为；

（8）：TG多功能手机（或TG智能钱包）与挂壁式RFID读写器的信息交互示意。

附图12：TG多功能手机（27）；

（27.1）：RFID读写器模块；

（27.2）：RFID发射天线；

（27.3）：内嵌高性能电池；

（27.4）：显示屏；

（27.5）：移动电话信号/移动网络接收天线，特别地，当27.6按钮开启时，作为RFID射频 信号辅助发射天线；

（27.6）：RFID射频信号巡查发射模式切换按钮；

（27.7）：启用外部接入Wifi信号流量切换按钮；

（27.8）：移动网络通信模块，含准入ID卡（SIM卡）插入端口；

（27.9）：蓝牙信号模块及启用切换按钮；

（27.10）：移动网络流量转换Wifi接入及发射切换按钮，含IN、OUT指示灯；

（27.11）：GPS定位模块；

（27.12）：语音通话（耳麦）接入端口；

（27.13）：多媒体接口，含射频发射外延天线端子；

（27.14）：手机通话、数据信息输入按键；

（27.15）：RFID巡查模式握手柄槽。

附图13：TG智能钱包时尚版（26）；

（Patented）：示意对所指对象的技术方案已列入申请人专利保护或在申请范围,当其 运用于本案所提出的运用方案（如数据处理实现方式）时,本案对其拥有产权叠加保护范 围。

附图14:TG智能钱包（教学版）/智能辅助教学装置。

附图15：自适应磁场发射腰带（34）；

（34.1）:自适应磁场发射腰带本体；

（34.2）:智能RFID移动终端挂靠接口，含射频发射外延天线端子（母/公端口）；

（34.3）：内嵌自适应磁场发射腰带本体的有源对接巡查天线（滚球）及其导轨；

（34.5）:RFID发射磁场通信信号示意。

附图16：印刷RFID教科书编码示图（3）。

附图17：印刷RFID纸张资料编码示图（9）；

（13、13.1、13.2、13.3、13.4、13.5、13.6、。。。、13.n）：基于纸张印刷内容/信息的RFID芯 片及其排版。

附图18：教师备课内容表。

附图19：课内同步思维教学系统流程及功能机制图。

附图20：TG虚拟标签流转追溯分析算法。

附图21：TG同步思维教学分析算法；

（TBC）：基于RFID读写器巡查通信标准协议（如：ISO/IEC18000系列标准）的通信巡查 机制及TG同步思维算法。

附图22：TG同步思维教学分析算法（续）；

（TBC）：基于RFID读写器巡查通信标准协议（如：ISO/IEC18000系列标准）的通信巡查 机制及TG同步思维算法。

附图23：TG纸张行为分析及辅助矫正算法；

（NA）：不适用单元格；

（NULL）：默认或公知需求的待填入信息。

附图24：本案其它RFID标签索引。

附图25：分离与集合信号互联网接入方法（学生模式）（43）；

（44）标签贴附方案。

附图26：标签贴附方案（44）；

（Patented）：示意对所指对象的技术方案已列入申请人专利保护或在申请范围,当其 运用于本案所提出的运用方案（如数据处理实现方式）时,本案对其拥有产权叠加保护范 围。

附图27：分离与集合信号互联网接入方法（老人模式）(45)；

（TGAPP）：基于本案所述的功能、技术要点和算法开发的运行于移动信息处理端/PC端 的数据信息应用程序。

本案所涉技术方案可通过以下步骤方式实现。

硬件部分：制造TG多功能手机（如附图12）、制造TG多功能手机（专业版）及自适应 磁场发射腰带（如附图15）、制造TG智能钱包（时尚版）、制造TG智能钱包（教学版）。

软件及信息系统架构部分，开发如下TG信息系统。

（1）开发云监护智能教学系统（如附图1之42）；配置磁场辅助教学系统（如附图1之 20）、配置分离与集合信号互联网接入方法（学生模式）（如附图1之43）、配置分离与集合信 号互联网接入方法（老人模式）（如附图1之45）；架构TGAPP云数据平台（如附图1所示）。

（2）开发纸张交互行为分析及教学系统（独立版），如附图1之25。

（3）开发智能购物支付及理财追溯系统（如附图1之24）。

（4）开发增强现实智能分析算法（见附图1），集成至TGAPP智能钱包时尚版应用程 序中。

（5）根据TG虚拟标签流转追溯分析算法（附图20）开发TGAPP“O2O”数据平台，集成 至智能购物支付及理财追溯系统中。