Rfid精確定位裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及射頻識別（RFID,RadioFrequencyIdentification）【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種RFID精確定位裝置及其使用方法，包括RFID標(biāo)簽、射頻天線、射頻讀寫器、上位機，其中上位機與射頻讀寫器相連接，射頻讀寫器與射頻天線相連接，RFID標(biāo)簽固定在待管理物品上，其特征在于還設(shè)有壓力傳感器和壓感信號處理器，壓力傳感器的信號輸出端與壓感信號處理器相連接，壓感信號處理器與上位機相連接，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，簡單易行、定位精確、定位速度快，可大大提高定位準(zhǔn)確度與定位效率。
【專利說明】RFID精確定位裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及射頻識別(RFID, Rad1 Frequency Identificat1n)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種RFID精確定位裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著RFID(Rad1 Frequency Identificat1n)技術(shù)的不斷發(fā)展,各行各業(yè)又對傳統(tǒng)的RFID應(yīng)用提出新的需求。物體定位作為一個人們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常遇到的技術(shù)，現(xiàn)在也逐漸融合到了 RFID的應(yīng)用中，經(jīng)常提到的具體應(yīng)用包括:圖書館中的圖書管理與定位、檔案館中的檔案管理與定位及銀行醫(yī)院國家行政機構(gòu)等用到的票據(jù)管理等。
[0003]傳統(tǒng)的射頻識別定位技術(shù)主要通過構(gòu)建RFID無線網(wǎng)絡(luò)，利用無線信號強度隨傳播距離增長而衰減的特性，用閱讀器接收并比較各標(biāo)簽的無線信號強度來對目標(biāo)標(biāo)簽的位置進行判定，主要用到的方法有收訊角度法、收訊時間法、收訊時間差法及信號強度法。其中，信號強度法是事先建構(gòu)環(huán)境的信號傳播衰減模型，當(dāng)測量點偵測到信號后，借由對應(yīng)模型與此信號的強度來決定與信號發(fā)射源的距離，經(jīng)由三個測量點畫出的距離圓的交點可以決定信號發(fā)射源的位置。但是采用現(xiàn)有的這些方法，定位系統(tǒng)需要多個測量點，設(shè)備成本較高，判斷的算法復(fù)雜，定位時間長，并且對于一個范圍內(nèi)的多個射頻標(biāo)簽定位不準(zhǔn)確。
[0004]除此之外，現(xiàn)有的RFID定位裝置僅能完成對物體當(dāng)前時刻下的定位，而無法記錄待管理物品在某一時段的位置移動軌跡，因而當(dāng)文件發(fā)生調(diào)動、調(diào)整時，使用者往往無法及時找到文檔。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點和不足，提出一種簡單易行、定位精確、定位速度快，可大大提高定位準(zhǔn)確度與定位效率的RFID精確定位裝置。
[0006]本實用新型可以通過以下措施達到:
[0007]一種RFID精確定位裝置，包括RFID標(biāo)簽、射頻天線、射頻讀寫器、上位機，其中上位機與射頻讀寫器相連接，射頻讀寫器與射頻天線相連接，RFID標(biāo)簽固定在待管理物品上，其特征在于還設(shè)有壓力傳感器和壓感信號處理器，壓力傳感器的信號輸出端與壓感信號處理器相連接，壓感信號處理器與上位機相連接。
[0008]本實用新型設(shè)有兩個以上的壓力傳感器，兩個以上的壓力傳感器分別與壓感信號處理器相連接，壓感信號處理器內(nèi)設(shè)有微控芯片、地址編碼電路、壓感信號處理電路和與上位機相連接的通信電路，其中地址編碼電路、壓感信號處理電路以及通信電路分別與微控芯片相連接，地址編碼電路用于給兩個以上的設(shè)有壓力傳感器的壓力信號采集電路設(shè)置地址碼，兩個以上的壓力傳感器可以設(shè)置在文檔柜等裝置上側(cè)，用于采集在存放文檔時產(chǎn)生的壓力信號。
[0009]本實用新型設(shè)有兩個以上的RFID標(biāo)簽，優(yōu)選的，RFID標(biāo)簽的數(shù)量與壓力傳感器的數(shù)量一致，RFID標(biāo)簽內(nèi)攜帶用于標(biāo)記待管理物品的標(biāo)志信息，該信息經(jīng)射頻讀寫器通過射頻天線讀取后存入上位機。
[0010]本實用新型設(shè)有兩個以上的射頻天線，兩個以上的射頻天線分別與射頻讀寫器相連接，用于完成對RFID標(biāo)簽的讀寫，優(yōu)選的，本實用新型中射頻天線兩兩一組，完成對置物架某層上RFID標(biāo)簽的讀寫，在此過程中，同組的兩個射頻天線分別固定在置物架某層的兩偵牝并相向發(fā)射射頻信號，以實現(xiàn)對兩個射頻天線之間RFID標(biāo)簽的讀寫。
[0011]本實用新型射頻讀寫器設(shè)有微控芯片、調(diào)制電路、功率放大電路、匹配電路、包絡(luò)檢波電路、中頻解調(diào)電路以及比較判決電路，其中微控芯片采用ARM實現(xiàn)，微控芯片分別與調(diào)制電路、比較判決電路相連接，調(diào)制電路的輸出端與功率放大電路相連接，功率放大電路輸出的信號經(jīng)匹配電路與功率分配電路相連，功率分配電路將一路射頻信號平均分配為兩路并射頻天線相連接，包絡(luò)檢波電路的輸入端與射頻天線相連接，包絡(luò)檢波電路的輸出端與中頻解調(diào)電路相連接，中頻解調(diào)電路的輸出端與比較判決電路相連接，用于完成對RFID標(biāo)簽的讀寫；本實用新型讀寫器內(nèi)還設(shè)有用于控制射頻天線切換工作的天線切換控制電路，天線切換控制電路包括微控芯片、通信接口、功率分配電路、匹配電路、射頻輸出選擇控制電路，其中微控制芯片采用ARM實現(xiàn)，微控制芯片分別與通信接口、射頻輸出選擇控制電路相連，通過通信接口接收射頻讀寫器的控制信號，并根據(jù)控制信號的類型控制射頻輸出選擇控制電路打開相應(yīng)天線的射頻輸出，功率分配電路與射頻讀寫器的射頻輸出相連接，將射頻讀寫器輸出的射頻信號平分為兩份，經(jīng)過匹配電路后輸出到天線上。
[0012]本實用新型還設(shè)有電源電路，輸入為AC220V市電，通過進行電壓轉(zhuǎn)換，將系統(tǒng)輸入的通用電壓轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)中RFID部分和壓感部分可以使用的電壓，同時可對系統(tǒng)中的電源電路進行保護。
[0013]本實用新型中所述RFID標(biāo)簽，內(nèi)置微控制芯片，可存儲用戶數(shù)據(jù)，并有不重復(fù)的唯一識別碼，可被射頻讀寫器識別，用于區(qū)分不同的待定物體，并可輔助識別該待定物體是否在可定位區(qū)域內(nèi)。
[0014]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:
[0015]1.簡單易行:只需在現(xiàn)有的RFID讀寫器及天線組成的系統(tǒng)中加入壓力傳感器，SP可對貼有射頻標(biāo)簽的物體實現(xiàn)定位，并且系統(tǒng)升級方便，技術(shù)實現(xiàn)難度低。
[0016]2.定位精確:每個需要定位的物體下都有壓力傳感器，保證實時監(jiān)測物體是否存在，不會存在定位混亂的情況，同時上層管理系統(tǒng)可將檢測到的位置信息同數(shù)據(jù)庫中存儲的信息進行對比和處理，在一定程度上會對采集到的位置信息進行過濾和校驗，進一步提高了定位的精確程度。
[0017]3.定位速度快:壓力傳感器和RFID讀寫器同時工作，二者的數(shù)據(jù)采集之間沒有延遲，并且借助高速率運行的微處理器，可對采集到的位置信息做出迅速的判斷和處理。
[0018]【專利附圖】

【附圖說明】:
[0019]附圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]附圖2為本實用新型中壓感信號處理器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]附圖3為本實用新型中射頻讀寫器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]附圖標(biāo)記:RFID標(biāo)簽1、射頻天線2、射頻讀寫器3、上位機4、壓力傳感器5、壓感信號處理器6、微控芯片7、地址編碼電路8、壓感信號處理電路9、通信電路10、微控芯片11、調(diào)制電路12、功率放大電路13、匹配電路14、包絡(luò)檢波電路15、中頻解調(diào)電路16、比較判決電路17。
[0023]【具體實施方式】:
[0024]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0025]如附圖1所示，本實用新型提出了一種RFID精確定位裝置，包括RFID標(biāo)簽1、射頻天線2、射頻讀寫器3、上位機4，其中上位機4與射頻讀寫器3相連接，射頻讀寫器3與射頻天線2相連接，RFID標(biāo)簽I固定在待管理物品上，其特征在于還設(shè)有壓力傳感器5和壓感信號處理器6,壓力傳感器5的信號輸出端與壓感信號處理器6相連接,壓感信號處理器6與上位機4相連接。
[0026]如附圖2所示，本實用新型設(shè)有兩個以上的壓力傳感器5，兩個以上的壓力傳感器5分別與壓感信號處理器6相連接，壓感信號處理器6內(nèi)設(shè)有微控芯片7、地址編碼電路8、壓感信號處理電路9和與上位機4相連接的通信電路10，其中地址編碼電路8、壓感信號處理電路9以及通信電路10分別與微控芯片7相連接，地址編碼電路8用于給兩個以上的設(shè)有壓力傳感器5的壓力信號采集電路設(shè)置地址碼，兩個以上的壓力傳感器5可以設(shè)置在文檔柜等裝置上側(cè)，用于采集在存放文檔時產(chǎn)生的壓力信號。
[0027]如附圖1所示，本實用新型設(shè)有兩個以上的RFID標(biāo)簽1，優(yōu)選的，RFID標(biāo)簽I的數(shù)量與壓力傳感器5的數(shù)量一致，RFID標(biāo)簽I內(nèi)攜帶用于標(biāo)記待管理物品的標(biāo)志信息，該信息經(jīng)射頻讀寫器3通過射頻天線2讀取后存入上位機4。
[0028]本實用新型設(shè)有兩個以上的射頻天線2，兩個以上的射頻天線2分別與射頻讀寫器3相連接，用于完成對RFID標(biāo)簽I的讀寫，優(yōu)選的，本實用新型中射頻天線2兩兩一組，完成對置物架某層上RFID標(biāo)簽I的讀寫，在此過程中，同組的兩個射頻天線2分別固定在置物架某層的兩側(cè)，并相向發(fā)射射頻信號，以實現(xiàn)對兩個射頻天線2之間RFID標(biāo)簽的讀寫。
[0029]如附圖3所示，本實用新型射頻讀寫器3設(shè)有微控芯片11、調(diào)制電路12、功率放大電路13、匹配電路14、包絡(luò)檢波電路15、中頻解調(diào)電路16以及比較判決電路17，其中微控芯片11采用ARM實現(xiàn)，微控芯片11分別與調(diào)制電路、比較判決電路相連接，調(diào)制電路12的輸出端與功率放大電路13相連接,功率放大電路13輸出的信號經(jīng)匹配電路14與射頻天線2相連接，包絡(luò)檢波電路15的輸入端與射頻天線2相連接，包絡(luò)檢波電路15的輸出端與中頻解調(diào)電路16相連接，中頻解調(diào)電路16的輸出端與比較判決電路17相連接，用于完成對RFID標(biāo)簽2的讀寫；本實用新型讀寫器3內(nèi)還設(shè)有用于控制射頻天線切換工作的天線切換控制電路。
[0030]本實用新型還設(shè)有電源電路，輸入為AC220V市電，通過進行電壓轉(zhuǎn)換，將系統(tǒng)輸入的通用電壓轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)中RFID部分和壓感部分可以使用的電壓，同時可對系統(tǒng)中的電源電路進行保護。
[0031]本實用新型中所述RFID標(biāo)簽，內(nèi)置微控制芯片，可存儲用戶數(shù)據(jù)，并有不重復(fù)的唯一識別碼，可被射頻讀寫器識別，用于區(qū)分不同的待定物體，并可輔助識別該待定物體是否在可定位區(qū)域內(nèi)。
[0032]本實用新型使用時，先通過壓感信號處理器內(nèi)的地址編碼電路對各路壓力傳感器進行編碼，并將多路壓力傳感器布置在不同的待監(jiān)測區(qū)域，將上述設(shè)置信息存入上位機；系統(tǒng)開啟后，壓感信號處理器開始檢測各路壓力傳感器的狀態(tài)，判斷壓力傳感器的狀態(tài)有無變化，如果壓力傳感器的狀態(tài)沒有變化則繼續(xù)下一輪檢測，如果壓力傳感器的狀態(tài)有變化，則轉(zhuǎn)壓感信號處理器將獲取到的壓力傳感器狀態(tài)上報給上位機，上位機存儲各路壓力傳感器的狀態(tài)數(shù)據(jù)；上位機根據(jù)獲取的壓力傳感器的狀態(tài)信息結(jié)合其存儲的設(shè)定信息，獲得每個待監(jiān)測區(qū)域內(nèi)壓力信號是否獲得變化，對與能夠覆蓋壓力信號發(fā)生變化的待監(jiān)測區(qū)域的射頻天線相連接的射頻讀寫器，發(fā)送RFID請求命令，通過射頻讀寫器驅(qū)動相應(yīng)位置的天線發(fā)送RFID標(biāo)簽檢測指令，RFID標(biāo)簽通過射頻磁場接收到檢測命令；RFID標(biāo)簽進行應(yīng)答，將RFID標(biāo)簽的唯一識別碼通過射頻磁場傳遞給射頻讀寫器，射頻讀寫器通過對磁場信號的處理獲取到RFID標(biāo)簽的唯一識別碼；射頻讀寫器對獲取到的不同位置的RFID標(biāo)簽的唯一識別碼進行處理，將RFID標(biāo)簽信息及對應(yīng)的天線位置編號組合成一組特定格式的數(shù)據(jù)；射頻讀寫器將該數(shù)據(jù)上報給上位機，上位機將數(shù)據(jù)進行初步處理后送入定位管理系統(tǒng)進行進一步的比對；上位機根據(jù)獲取的不同位置的RFID標(biāo)簽信息結(jié)合不同位置的壓力傳感器狀態(tài)信息進行關(guān)聯(lián)、存儲，并與歷史數(shù)據(jù)比對，從而判斷出是何位置的RFID標(biāo)簽位置發(fā)生了變化，進而可得知待監(jiān)控物體的精確位置并將該物體的位置變化通過人機界面呈現(xiàn)給用戶。
[0033]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:
[0034]1.簡單易行:只需在現(xiàn)有的RFID讀寫器及天線組成的系統(tǒng)中加入壓力傳感器，即可對貼有射頻標(biāo)簽的物體實現(xiàn)定位，并且系統(tǒng)升級方便，技術(shù)實現(xiàn)難度低。
[0035]2.定位精確:每個需要定位的物體下都有壓力傳感器，保證實時監(jiān)測物體是否存在，不會存在定位混亂的情況，同時上層管理系統(tǒng)可將檢測到的位置信息同數(shù)據(jù)庫中存儲的信息進行對比和處理，在一定程度上會對采集到的位置信息進行過濾和校驗，進一步提高了定位的精確程度。
[0036]3.定位速度快:壓力傳感器和RFID讀寫器同時工作，二者的數(shù)據(jù)采集之間沒有延遲，并且借助高速率運行的微處理器，可對采集到的位置信息做出迅速的判斷和處理。
【權(quán)利要求】
1.一種RFID精確定位裝置，包括RFID標(biāo)簽、射頻天線、射頻讀寫器、上位機，其中上位機與射頻讀寫器相連接，射頻讀寫器與射頻天線相連接，RFID標(biāo)簽固定在待管理物品上，其特征在于還設(shè)有壓力傳感器和壓感信號處理器，壓力傳感器的信號輸出端與壓感信號處理器相連接，壓感信號處理器與上位機相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種RFID精確定位裝置，其特征在于設(shè)有兩個以上的壓力傳感器，兩個以上的壓力傳感器分別與壓感信號處理器相連接，壓感信號處理器內(nèi)設(shè)有微控芯片、地址編碼電路、壓感信號處理電路和與上位機相連接的通信電路，其中地址編碼電路、壓感信號處理電路以及通信電路分別與微控芯片相連接，地址編碼電路用于給兩個以上的設(shè)有壓力傳感器的壓力信號采集電路設(shè)置地址碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種RFID精確定位裝置，其特征在于設(shè)有兩個以上的RFID標(biāo)簽，且RFID標(biāo)簽的數(shù)量與壓力傳感器的數(shù)量一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種RFID精確定位裝置，其特征在于兩個以上的射頻天線分別與射頻讀寫器相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種RFID精確定位裝置，其特征在于射頻讀寫器設(shè)有微控芯片、調(diào)制電路、功率放大電路、匹配電路、包絡(luò)檢波電路、中頻解調(diào)電路以及比較判決電路，其中微控芯片采用ARM實現(xiàn)，微控芯片分別與調(diào)制電路、比較判決電路相連接，調(diào)制電路的輸出端與功率放大電路相連接，功率放大電路輸出的信號經(jīng)匹配電路與功率分配電路相連，功率分配電路將一路射頻信號平均分配為兩路并射頻天線相連接，包絡(luò)檢波電路的輸入端與射頻天線相連接，包絡(luò)檢波電路的輸出端與中頻解調(diào)電路相連接，中頻解調(diào)電路的輸出端與比較判決電路相連接，用于完成對RFID標(biāo)簽的讀寫。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種RFID精確定位裝置，其特征在于射頻讀寫器內(nèi)還設(shè)有用于控制射頻天線切換工作的天線切換控制電路，天線切換控制電路包括微控芯片、通信接口、功率分配電路、匹配電路、射頻輸出選擇控制電路，其中微控制芯片采用ARM實現(xiàn)，微控制芯片分別與通信接口、射頻輸出選擇控制電路相連，通過通信接口接收射頻讀寫器的控制信號，并根據(jù)控制信號的類型控制射頻輸出選擇控制電路打開相應(yīng)天線的射頻輸出，功率分配電路與射頻讀寫器的射頻輸出相連接，經(jīng)過匹配電路后輸出到天線上。
【文檔編號】G06K17/00GK204143467SQ201320730307
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】李顯科, 劉成永, 馬龍飛, 朱慶賢, 任永濤, 高明 申請人:威海北洋電氣集團股份有限公司