無源uhf型rfid變功率定位方法與系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及射頻識別技術(shù)領(lǐng)域，特別是基于無源UHF (Ultra High Frequency的縮 寫，即特高頻無線電波）型RFID(Radio Frequency Identification的縮寫，即射頻識別） 定位方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] RFID的精確定位在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用意義重大，如何最大程度地提高定位精度是當前研 宄的重點方向之一。目前，基于無源UHF型RFID的定位，主要是判斷在感應(yīng)區(qū)內(nèi)有無 RFID。 當定位精度要求較高時，就需要采用數(shù)量較多的監(jiān)測設(shè)備。事實上，監(jiān)測設(shè)備對每個RFID 的感應(yīng)強度是不一樣的。顯然，應(yīng)當充分利用監(jiān)測設(shè)備的各RFID感應(yīng)強度的差異信息，最 大限度地提高定位精度，使各監(jiān)測設(shè)備的作用得以充分發(fā)揮。
[0003] 相近專利中，專利號為CN201410333682. 8的發(fā)明專利"一種基于仿真標簽的RFID 定位方法"，其采用的RFID是有源RFID。有源RFID較之于無源RFID存在以下缺陷：必須 配備電池，且需要定期更換，使用壽命短；體積大不易安裝；成本高，是無源RFID的10倍以 上。
[0004] 又如專利號為CN201310703262. X的發(fā)明專利"物品定點定位管理的監(jiān)測裝置及 其監(jiān)測方法"，其通過在物品的存放區(qū)域依次排列安裝集多個識別天線為一體的監(jiān)測裝置 來循環(huán)掃描讀卡以實現(xiàn)定位。該方法通過直接檢測感應(yīng)區(qū)內(nèi)有無 RFID來定位，精度有限。 如需提高定位精度就必須安裝大量監(jiān)測設(shè)備，成本高，工程量大，且不易實施。
[0005] 其它諸如專利號為CN201410292719. 7的發(fā)明專利"基于無線射頻識別技術(shù)的醫(yī) 療管理系統(tǒng)"、專利號為CN201410135829. 2的發(fā)明專利"一種基于無源RFID的物品管理系 統(tǒng)"、專利號為CN201420189184. 6的實用新型專利"基于RFID技術(shù)的病員定位系統(tǒng)"以及專 利號為CN201210263162. 5的實用新型專利"一種基于RFID的定位識別系統(tǒng)"，都是在特定 位置處安裝讀取終端，只有當RFID處于讀取終端的天線感應(yīng)范圍內(nèi)時才能獲取該RFID的 信息，確定的只是某個范圍區(qū)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種基于無源UHF型RFID精確定位方法，同時提供一種 基于無源UHF型RFID精確定位系統(tǒng)。
[0007] 本發(fā)明的發(fā)明目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種基于無源UHF型RFID變功率定位 方法，包括如下步驟：
[0008] SI)將M個RFID電子標簽附著與定位對象上，安置N個RFID監(jiān)測設(shè)備，要求每個 所述RFID電子標簽在其活動范圍內(nèi)至少能被兩個所述RFID監(jiān)測設(shè)備感應(yīng)到，并建立坐標 系確定每個RFID監(jiān)測設(shè)備的位置坐標READER j (Xj，y』，Zj)，j = 1?N，N彡2。
[0009] S2)標定關(guān)系函數(shù)D (Pmin)，關(guān)系函數(shù)D (Pmin)表示RFID電子標簽與RFID監(jiān)測設(shè) 備間的距離D同RFID電子標簽的最小感應(yīng)功率Pmin間的關(guān)系。RFID電子標簽的最小感應(yīng) 功率即RFID監(jiān)測設(shè)備剛好能感應(yīng)到RFID電子標簽時的發(fā)射功率。
[0010] S3)調(diào)整RFID監(jiān)測設(shè)備的發(fā)射功率，獲取Pminij, i = 1?M，j = 1?N，M彡1， N彡2, Pminij表示RFID監(jiān)測設(shè)備j對于RFID電子標簽i的最小感應(yīng)功率，根據(jù)關(guān)系函數(shù) Dj (Pmin)，確定RFID監(jiān)測設(shè)備j與RFID電子標簽i之間的距離Dij,如果RFID監(jiān)測設(shè)備j 在其最大發(fā)射功率下仍然沒有感應(yīng)到RFID電子標簽i，定義Du= dWEK，dWEK是大于最大感 應(yīng)距離的正數(shù)。
[0011] S4)計算 RFID 電子標簽的坐標RFIDi (Xpy^zi), i = 1 ?M，M 彡 1。
[0012] 所述RFID電子標簽是指符合EPC Class-lGeneration-2標準的無源UHF型RFID 電子標簽。
[0013] 上述S4)具體可包括如下步驟：
[0014] S4-1)計算加權(quán)因子
【主權(quán)項】
1. 一種基于無源UHF型RFID變功率定位方法，其特征在于，包括如下步驟： 51) 將M個RFID電子標簽附著于定位對象上，安置N個RFID監(jiān)測設(shè)備，要求每個所述 RFID電子標簽在其活動范圍內(nèi)至少能被兩個所述RFID監(jiān)測設(shè)備感應(yīng)到，并建立坐標系確 定每個RFID監(jiān)測設(shè)備的位置坐標READER^Xj，心zp，j = 1?N，N > 2 ; 52) 標定關(guān)系函數(shù)D任min)，關(guān)系函數(shù)D任min)表示RFID電子標簽與RFID監(jiān)測設(shè)備間 的距離D同RFID電子標簽的最小感應(yīng)功率化in間的關(guān)系； 53) 調(diào)整RFID監(jiān)測設(shè)備的發(fā)射功率，獲取Riiinu，i = 1?M，j = 1?N，M> 1，N>2， 化iny表示RFID監(jiān)測設(shè)備j對于RFID電子標簽i的最小感應(yīng)功率，根據(jù)關(guān)系函數(shù)D任min)， 確定RFID監(jiān)測設(shè)備j與RFID電子標簽i之間的距離Dy，如果RFID監(jiān)測設(shè)備j在其最大 發(fā)射功率下仍然沒有感應(yīng)到RFID電子標簽i，定義Du= d。胃，d。胃是大于最大感應(yīng)距離的 正數(shù)； 54) 計算RFID電子標簽的坐標RFIDi (Xi，心Zi)，i = 1?M，M > 1。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無源UHF型RFID變功率定位方法，其特征在于，所述 RFID電子標簽是指符合EPC Class-lGeneration-2標準的無源UHF型RFID電子標簽。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無源UHF型RFID變功率定位方法，其特征在于，步驟S4) 包括如下步驟： S4-1)計算加權(quán)因子q。. 當D。二d 0V邸時，q u= 0 ; ① 當D。聲d〇v邸時，
② S4-2)計算 RFIDi(Xi，yi，Zi) 當Du=0時， RFIDi (X。y。Zi) = READERj (xj，yj，zj)，i = 1 ?M，j = 1 ?N，M > 1，N > 2 ;⑨ 當 d〇vEK> D u〉0 時，
④
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無源UHF型RFID變功率定位方法，其特征在于，步驟S2) 中標定關(guān)系函數(shù)D任min)為在確定N個RFID監(jiān)測設(shè)備的位置后，對每個RFID監(jiān)測設(shè)備分 別標定關(guān)系函數(shù)，得到關(guān)系函數(shù)Dj(Pmin)，j = 1?N，N > 2，Dj(Pmin)表示RFID電子標簽 與RFID監(jiān)測設(shè)備j間的距離Dj同RFID電子標簽的最小感應(yīng)功率化in間的關(guān)系。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于無源UHF型RFID變功率定位方法，其特征在于，關(guān)系函 數(shù)Dj.任min)通過如下步驟確定；將RFID電子標簽從貼近RFID監(jiān)測設(shè)備j處逐漸向遠離 RFID監(jiān)測設(shè)備j的方向移動，每移動步距d測定一次化in,直至RFID監(jiān)測設(shè)備j在最大發(fā) 射功率下也不能感應(yīng)到RFID電子標簽，記錄D與化in的對應(yīng)關(guān)系。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無源UHF型RFID變功率定位方法，其特征在于，步驟S3
中所述化inu經(jīng)連續(xù)多次測量，剔除最大和最小值后取其余各值的平均值得到。
7. -種基于無源UHF型RFID變功率定位系統(tǒng)，其特征在于，包括用于附著于定位對象 上的M個RFID電子標簽、N個發(fā)射功率可調(diào)的RFID監(jiān)測設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)和定位算法管理裝 置，所述定位算法管理裝置通過所述通信網(wǎng)絡(luò)與所述RFID監(jiān)測設(shè)備通信； 所述RFID監(jiān)測設(shè)備將其感應(yīng)范圍內(nèi)的1?M個RFID電子標簽的信息發(fā)送到所述定位 算法管理裝置W確定需定位的RFID電子標簽的個數(shù)，N個所述RFID監(jiān)測設(shè)備分別對第1? M個所述RFID電子標簽測量Pminu，i = l?M，j = l?N，M>l，N>2，化inu表示RFID 監(jiān)測設(shè)備j對于RFID電子標簽i的最小感應(yīng)功率，若RFID監(jiān)測設(shè)備j在其最大發(fā)射功率 下仍然無法感應(yīng)到RFID電子標簽i，則將該Pminy標記為P WEK，所述RFID監(jiān)測設(shè)備將測量 的Pminy發(fā)送到所述定位算法管理裝置，所述定位算法管理裝置根據(jù)預(yù)設(shè)的用于表示RFID 電子標簽與RFID監(jiān)測設(shè)備j間的距離Dj同RFID電子標簽的最小感應(yīng)功率Pmin間的關(guān)系 的關(guān)系函數(shù)D^Pmin)得到與Pminy對應(yīng)的D U，Du表示RFID監(jiān)測設(shè)備j與RFID電子標簽 i之間的距離，定義Dj.(P。胃）=Du=d。胃，cUcc是大于最大感應(yīng)距離的正數(shù)，并通過公式① 或②計算加權(quán)因子Qij，再通過公式⑨或④計算RFID電子標簽的坐標RFIDi (Xi，y,，Zi); 當D。二d ov邸時，q u= 0 ; ①
READER^Xj，心zp為RFID監(jiān)測設(shè)備j的位置坐標。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于無源UHF型RFID變功率定位系統(tǒng)，其特征在于，所述 RFID電子標簽是指符合EPC Class-lGeneration-2標準的無源UHF型RFID電子標簽。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于無源UHF型RFID變功率定位系統(tǒng)，其特征在于，所述的 通信網(wǎng)絡(luò)是指W網(wǎng)線、光纜、紅外線、藍牙、WiFi或Zigbee方式傳送數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于無源UHF型RFID變功率定位系統(tǒng)，其特征在于，所述的 定位算法管理裝置是指安裝有完成上述算法的軟件的通用計算機、手持終端、掌上電腦或 其他專用計算機裝置。
【專利摘要】一種基于無源UHF型RFID變功率定位方法，包括如下步驟：S1)建立坐標系確定每個RFID監(jiān)測設(shè)備的位置坐標READERj(xj，yj，zj)，j＝1～N，N≥2；S2)標定關(guān)系函數(shù)D(Pmin)，關(guān)系函數(shù)D(Pmin)表示RFID電子標簽與RFID監(jiān)測設(shè)備間的距離D同RFID電子標簽的最小感應(yīng)功率Pmin間的關(guān)系；S3)調(diào)整RFID監(jiān)測設(shè)備的發(fā)射功率，獲取Pminij，i＝1～M，j＝1～N，M≥1，N≥2，根據(jù)關(guān)系函數(shù)D(Pmin)，確定RFID監(jiān)測設(shè)備j與RFID電子標簽i之間的距離Dij；S4)計算RFID電子標簽的坐標RFIDi(xi，yi，zi)，i＝1～M，M≥1。本發(fā)明基于無源UHF型RFID的定位不再只能判斷感應(yīng)區(qū)內(nèi)是否存在RFID電子標簽，還可通過各RFID監(jiān)測設(shè)備對各RFID電子標簽感應(yīng)強度的不同，確定RFID電子標簽的具體坐標，從而精確定位人或物。
【IPC分類】G01S1-02
【公開號】CN104597427
【申請?zhí)枴緾N201510006719
【發(fā)明人】楊振野, 姚濟明, 梁鵬鴻, 吳達義, 魏文國, 蔡君
【申請人】廣東技術(shù)師范學(xué)院
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月5日