隧道里基于rfid功率發(fā)射檔識(shí)別自適用測(cè)距方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種隧道里基于參考標(biāo)簽自適應(yīng)測(cè)距方法，采用閱讀器具有發(fā)射功率增益檔可變性特性，根據(jù)改變閱讀器發(fā)射功率檔，待定位標(biāo)簽返回給閱讀器的信號(hào)，識(shí)別待測(cè)距標(biāo)簽?zāi)芊祷亻喿x器的最低發(fā)射功率檔。通過(guò)布置一些已知的固定位置的參考標(biāo)簽，利用功率識(shí)別技術(shù)，判斷哪些固定參考標(biāo)簽的功率檔與待定位標(biāo)簽的功率檔相同，以這些固定參考標(biāo)簽的平均距離作為待測(cè)距標(biāo)簽的測(cè)距。本發(fā)明基于功率檔的識(shí)別相比原有技術(shù)測(cè)量相位差與信號(hào)強(qiáng)度，其精度和對(duì)環(huán)境的敏感性要求更低，有利于適應(yīng)變化的環(huán)境。隧道里基于參考標(biāo)簽自適應(yīng)測(cè)距技術(shù)，其能適應(yīng)隧道的簡(jiǎn)單環(huán)境，并且參考標(biāo)簽使用，能夠更大限度地適應(yīng)環(huán)境的變化對(duì)測(cè)距造成的影響，提高測(cè)距精確性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
隧道里基于RFID功率發(fā)射檔識(shí)別自適用測(cè)距方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及射頻技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種隧道里基于RFID功率發(fā)射檔識(shí)別自 適用測(cè)距方法。
【背景技術(shù)】
[0002] RFID室內(nèi)的平面定位方法有很多種，但基于RFID對(duì)待定位標(biāo)簽測(cè)距的定位方法具 有更高的精確性。目前RFID的測(cè)距方法有基于相位差測(cè)距方法、功率可變性測(cè)距、信號(hào)強(qiáng)度 測(cè)距方法。其中有一個(gè)核心技術(shù)方案是都要求閱讀器測(cè)得待定位標(biāo)簽的返回信號(hào)強(qiáng)度，從 而利用某種公式來(lái)計(jì)算距離。因而，其對(duì)閱讀器所測(cè)得信號(hào)準(zhǔn)確性有很大的關(guān)系。并且信號(hào) 與距離的關(guān)系必須明確且不變的。
[0003] 其中，基于相位差的RFID測(cè)距方法，將標(biāo)簽縛在待測(cè)目標(biāo)處，將至少兩個(gè)閱讀器分 別置于其周?chē)?米至10米內(nèi)的位置，每個(gè)閱讀器各自的位置以及相互之間的距離已知，使各 個(gè)閱讀器通過(guò)各自的天線發(fā)射電磁波，各自發(fā)射的電磁波被所述射頻標(biāo)簽反射后又分別被 各自的閱讀器所接收，通過(guò)測(cè)量每個(gè)閱讀器所發(fā)射的電磁波的發(fā)射相位和接收相位之間的 相位差，確定射頻標(biāo)簽分別與每個(gè)閱讀器之間的距離。
[0004] 基于信號(hào)強(qiáng)度的RFID測(cè)距方法采用通過(guò)檢測(cè)到與移動(dòng)標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度(RSSI)。根 據(jù)信號(hào)強(qiáng)度計(jì)算RFID閱讀器與移動(dòng)標(biāo)簽的距離。RFID閱讀器會(huì)采集待定位移動(dòng)標(biāo)簽與閱讀 器的信號(hào)強(qiáng)度，并上傳給上位機(jī)。根據(jù)閱讀器采集輸出的數(shù)據(jù)，上位機(jī)可作相應(yīng)處理來(lái)獲取 待參考標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)的測(cè)距信息。根據(jù)當(dāng)前待定位的移動(dòng)標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)檢測(cè)來(lái)自于參考標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)的 接收信號(hào)強(qiáng)度RSSI數(shù)值，根據(jù)公式(1)求得距離。 RbSUii )-4
[0005] d = \0 ' ⑴
[0006] 其中:A代表在距離一米時(shí)的信號(hào)強(qiáng)度;RSSI(d)代表距離d之間的信號(hào)強(qiáng)度;n代表 路徑損耗，也即環(huán)境對(duì)信號(hào)的衰減系數(shù)，視具體環(huán)境而定。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)方法要求測(cè)得的信號(hào)強(qiáng)度或相位差比較精確，如果其測(cè)的值不精確，則 相應(yīng)的距離計(jì)算也會(huì)很大誤差。但信號(hào)強(qiáng)度或相位差會(huì)隨常受周邊環(huán)境的影響，例如溫度、 灰塵、障礙物突然變化，也會(huì)隨著時(shí)間的也會(huì)不穩(wěn)定，環(huán)境的變化造成計(jì)算所得的距離不穩(wěn) 定，從而使測(cè)距不精確。信號(hào)強(qiáng)度與距離的關(guān)系會(huì)受到待定位標(biāo)簽的所在位置的影響，從而 影響測(cè)距的準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，智能檢測(cè)，柔性切換，通用性強(qiáng)的機(jī) 器人焊接系統(tǒng)。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0010] 一種隧道里基于RFID功率發(fā)射檔識(shí)別自適用測(cè)距方法，包括以下步驟：
[0011] 步驟(一），閱讀器識(shí)別待定位標(biāo)簽的功率檔WD;
[0012] 步驟(二），與步驟(一）同時(shí)，閱讀器掃描識(shí)別所有預(yù)設(shè)定的固定參考標(biāo)簽的功率 檔;所述的固定參考標(biāo)簽為在閱讀器能夠達(dá)到的最遠(yuǎn)距離之間，均勻間隔布置不低于待定 位標(biāo)簽功率檔數(shù)的標(biāo)簽。
[0013]步驟(三），找出功率檔為WD的所有固定參考標(biāo)簽；
[0014]步驟（四），計(jì)算步驟(三）中的固定參考簽與閱讀器的平均距離，此距離為最終待 定位標(biāo)簽與閱讀器的測(cè)距距離；
[0015] 所述步驟(一）中，閱讀器識(shí)別待定位標(biāo)簽的功率檔WD為通過(guò)不斷改變閱讀器的功 率發(fā)射檔，根據(jù)接收待定位標(biāo)簽后返回的數(shù)據(jù)信號(hào)，并上傳給上位機(jī)作識(shí)別判斷，具體步驟 為：
[0016] 步驟(1)，閱讀器初始化，進(jìn)入接收模式，并設(shè)定延時(shí)；
[0017] 步驟（2)，是否接收到上位機(jī)的發(fā)送功率指令;若是轉(zhuǎn)入步驟（3)，否則轉(zhuǎn)入步驟 (4)；
[0018]步驟(3)，把接收到的上位機(jī)指令發(fā)送給待定位標(biāo)簽;閱讀器進(jìn)入接收模式；
[0019] 步驟(4)，是否接收到待定位標(biāo)簽的數(shù)據(jù);若是轉(zhuǎn)入步驟(7)，否則轉(zhuǎn)入步驟(5);
[0020] 步驟（5)，數(shù)據(jù)接收記數(shù)位自加1后是否大于4;若是轉(zhuǎn)入步驟(6)，否則轉(zhuǎn)入步驟 (2)；
[0021] 步驟(6)，閱讀器的發(fā)射功率上升一檔，并把功率值發(fā)送給待定位標(biāo)簽，轉(zhuǎn)入步驟 (2)；
[0022] 步驟(7)，校正；
[0023] 步驟(8)，將功率發(fā)送檔通過(guò)串口上傳給上位機(jī)，并把數(shù)據(jù)接收記數(shù)位清零；
[0024]其中，步驟(7)的校正過(guò)程如下：
[0025] 步驟(a)，判斷發(fā)射功率是否大于接收到的待定位標(biāo)簽功率，若是轉(zhuǎn)入步驟(b);否 則步驟轉(zhuǎn)入(c);
[0026] 步驟(b)，將閱讀器的發(fā)射功率設(shè)置成待定位標(biāo)簽的發(fā)射功率；
[0027] 步驟(c)，判斷是否重復(fù)收到同一標(biāo)簽相同功率值的次數(shù)為10;若是轉(zhuǎn)入步驟(d)， 否則轉(zhuǎn)入步驟(c);
[0028] 步驟(d)，將閱讀器發(fā)射功率降一檔，并把此發(fā)射功率值發(fā)送給待定位標(biāo)簽，轉(zhuǎn)入 步驟(c);
[0029] 步驟(e)，判斷是否再次接收到待定位標(biāo)簽的信號(hào)，若是再轉(zhuǎn)入步驟(c)，否則轉(zhuǎn)入 步驟(f);
[0030] 步驟(f)，閱讀器發(fā)射功率自動(dòng)往加一檔，輸出該閱讀器發(fā)射功率檔。
[0031] 本發(fā)明的有益效果是：
[0032] 本發(fā)明提出一種閱讀器識(shí)別標(biāo)簽信號(hào)功率檔的技術(shù)方法，采用閱讀器具有發(fā)射功 率增益檔可變性特性，根據(jù)改變閱讀器發(fā)射功率檔，待定位標(biāo)簽返回給閱讀器的信號(hào)，識(shí)別 待測(cè)距標(biāo)簽?zāi)芊祷亻喿x器的最低發(fā)射功率檔。提出一種隧道里基于參考標(biāo)簽自適應(yīng)測(cè)距技 術(shù)，通過(guò)布置一些已知的固定位置的參考標(biāo)簽，利用功率識(shí)別技術(shù)，判斷哪些固定參考標(biāo)簽 的功率檔與待定位標(biāo)簽的功率檔相同，以這些固定參考標(biāo)簽的平均距離作為待測(cè)距標(biāo)簽的 測(cè)距。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的效果包括：
[0033] 1.基于功率檔的識(shí)別相比原有技術(shù)測(cè)量相位差與信號(hào)強(qiáng)度，其精度和對(duì)環(huán)境的敏 感性要求更低，有利于適應(yīng)變化的環(huán)境。
[0034] 2.隧道里基于參考標(biāo)簽自適應(yīng)測(cè)距技術(shù)，其能適應(yīng)隧道的簡(jiǎn)單環(huán)境，并且參考標(biāo) 簽使用，能夠更大限度地適應(yīng)環(huán)境的變化對(duì)測(cè)距造成的影響，提高測(cè)距精確性。
[0035] 術(shù)語(yǔ)解釋?zhuān)?br>[0036] RFID:來(lái)自英文名Radio Frequency Identification，為射頻識(shí)別，又稱(chēng)無(wú)線射頻 識(shí)別，是一種通信技術(shù)，可通過(guò)無(wú)線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng) 與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。
[0037]閱讀器（Reader):讀取或標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式rf id讀寫(xiě)器（如： C5000W)或固定式讀寫(xiě)器。
[0038]標(biāo)簽(Tag):由耦合元件及芯片組成，每個(gè)RFID標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在 物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象，俗稱(chēng)電子標(biāo)簽或智能標(biāo)簽。
【附圖說(shuō)明】
[0039]圖1為閱讀器識(shí)別標(biāo)簽功率檔的原理示意圖；
[0040]圖2為本發(fā)明隧道里基于參考標(biāo)簽自適應(yīng)測(cè)距原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0042] 結(jié)合圖2所示，本發(fā)明的一種隧道里基于RFID功率發(fā)射檔識(shí)別自適用測(cè)距方法，包 括以下步驟：
[0043]步驟(一），閱讀器1識(shí)別待定位標(biāo)簽2的功率檔WD;
[0044]步驟(二），與步驟(一）同時(shí)，閱讀器1掃描識(shí)別所有預(yù)設(shè)定的固定參考標(biāo)簽3的功 率檔;所述的固定參考標(biāo)簽3為在閱讀器1能夠達(dá)到的最遠(yuǎn)距離之間，均勻間隔布置不低于 待定位標(biāo)簽功率檔數(shù)的標(biāo)簽。
[0045]步驟(三），找出功率檔為WD的所有固定參考標(biāo)簽3;
[0046]步驟（四），計(jì)算步驟(三）中的固定參考簽3與閱讀器1的平均距離，此距離為最終 待定位標(biāo)簽2與閱讀器1的測(cè)距距離；
[0047] 所述步驟(一）中，閱讀器1識(shí)別待定位標(biāo)簽2的功率檔WD為通過(guò)不斷改變閱讀器1 的功率發(fā)射檔，根據(jù)接收待定位標(biāo)簽后返回的數(shù)據(jù)信號(hào)，并上傳給上位機(jī)4作識(shí)別判斷，結(jié) 合圖1所示，具體步驟為：
[0048] 步驟(1)，閱讀器1初始化，進(jìn)入接收模式，并設(shè)定延時(shí)；
[0049] 步驟(2)，是否接收到上位機(jī)4的發(fā)送功率指令;若是轉(zhuǎn)入步驟(3)，否則轉(zhuǎn)入步驟 (4)；
[0050] 步驟(3)，把接收到的上位機(jī)4指令發(fā)送給待定位標(biāo)簽2;閱讀器1進(jìn)入接收模式； [0051 ]步驟(4)，是否接收到待定位標(biāo)簽2的數(shù)據(jù);若是轉(zhuǎn)入步驟(7)，否則轉(zhuǎn)入步驟(5); [0052]步驟（5)，數(shù)據(jù)接收記數(shù)位自加1后是否大于4;若是轉(zhuǎn)入步驟(6)，否則轉(zhuǎn)入步驟 (2)；
[0053]步驟(6)，閱讀器1的發(fā)射功率上升一檔，并把功率值發(fā)送給待定位標(biāo)簽2,轉(zhuǎn)入步 驟⑵；
[0054]步驟(7)，校正；
[0055] 步驟(8)，將功率發(fā)送檔通過(guò)串口上傳給上位機(jī)4,并把數(shù)據(jù)接收記數(shù)位清零；
[0056] 設(shè)置數(shù)據(jù)接收記數(shù)位等于或大于等于4的時(shí)候，將閱讀器的發(fā)射功率增加一檔，避 免因使用標(biāo)簽電池供電的有源電子標(biāo)簽工作電壓不穩(wěn)，或是因?yàn)橥蝗怀霈F(xiàn)而又很快消失的 障礙等因素，而導(dǎo)致閱讀器接收不到標(biāo)簽的信號(hào)。
[0057] 多進(jìn)行幾次判斷能夠保證是因?yàn)殚喿x器超出標(biāo)簽最大的信號(hào)發(fā)射半徑而接收不 到標(biāo)簽的信號(hào)。在這種情況下使標(biāo)簽的發(fā)射功率增加一檔，并且把此功率值發(fā)射給標(biāo)簽，使 其發(fā)射功率隨之增加一檔，增大發(fā)射信號(hào)的半徑。
[0058]其中，步驟(7)的校正過(guò)程如下：
[0059] 步驟(a)，判斷發(fā)射功率是否大于接收到的待定位標(biāo)簽功率，若是轉(zhuǎn)入步驟(b);否 則步驟轉(zhuǎn)入(c);
[0060] 步驟(b)，將閱讀器的發(fā)射功率設(shè)置成待定位標(biāo)簽的發(fā)射功率；
[0061] 步驟(c)，判斷是否重復(fù)收到同一標(biāo)簽相同功率值的次數(shù)為10;若是轉(zhuǎn)入步驟(d)， 否則轉(zhuǎn)入步驟(c);
[0062] 步驟(d)，將閱讀器發(fā)射功率降一檔，并把此發(fā)射功率值發(fā)送給待定位標(biāo)簽，轉(zhuǎn)入 步驟(c);
[0063] 步驟(e)，判斷是否再次接收到待定位標(biāo)簽的信號(hào)，若是再轉(zhuǎn)入步驟(c)，否則轉(zhuǎn)入 步驟(f);
[0064] 步驟(f)，閱讀器發(fā)射功率自動(dòng)往加一檔，輸出該閱讀器發(fā)射功率檔。
[0065] 閱讀器的校正部分程序中，當(dāng)接收到的標(biāo)簽發(fā)送過(guò)來(lái)的功率信號(hào)小于閱讀器的發(fā) 射功率信號(hào)值時(shí)，將發(fā)射功率設(shè)置為較小的標(biāo)簽功率。因?yàn)樵跇?biāo)簽功率發(fā)射值較小的情況 下，讀寫(xiě)器能接受得到標(biāo)簽信號(hào)，證明讀寫(xiě)器的發(fā)射功率過(guò)大，可往下降低一檔發(fā)射功率。
[0066] 在穩(wěn)定接收到同一標(biāo)簽功率值10次以上的情況下，可以降低一檔功率，如果能繼 續(xù)接收到標(biāo)簽信號(hào)，證明之前的發(fā)射功率過(guò)大。如果接收不到信號(hào)，功率自動(dòng)往上加一檔， 則識(shí)別此檔為標(biāo)簽所在功率檔。
[0067]所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明 中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施 例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種隧道里基于RFID功率發(fā)射檔識(shí)別自適用測(cè)距方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟(一），閱讀器識(shí)別待定位標(biāo)簽的功率檔WD; 步驟(二），與步驟(一）同時(shí)，閱讀器掃描識(shí)別所有預(yù)設(shè)定的固定參考標(biāo)簽的功率檔； 步驟(三），找出功率檔為WD的所有固定參考標(biāo)簽； 步驟（四），計(jì)算步驟(三）中的固定參考簽與閱讀器的平均距離，此距離為最終待定位 標(biāo)簽與閱讀器的測(cè)距距離； 所述步驟(一）中，閱讀器識(shí)別待定位標(biāo)簽的功率檔WD為通過(guò)不斷改變閱讀器的功率發(fā) 射檔，根據(jù)接收待定位標(biāo)簽后返回的數(shù)據(jù)信號(hào)，并上傳給上位機(jī)作識(shí)別判斷，具體步驟為： 步驟(1 )，閱讀器初始化，進(jìn)入接收模式，并設(shè)定延時(shí)； 步驟(2)，是否接收到上位機(jī)的發(fā)送功率指令;若是轉(zhuǎn)入步驟(3)，否則轉(zhuǎn)入步驟(4); 步驟(3)，把接收到的上位機(jī)指令發(fā)送給待定位標(biāo)簽;閱讀器進(jìn)入接收模式； 步驟(4)，是否接收到待定位標(biāo)簽的數(shù)據(jù);若是轉(zhuǎn)入步驟(7)，否則轉(zhuǎn)入步驟(5); 步驟(5)，數(shù)據(jù)接收記數(shù)位自加1后是否大于4;若是轉(zhuǎn)入步驟(6)，否則轉(zhuǎn)入步驟(2); 步驟(6)，閱讀器的發(fā)射功率上升一檔，并把功率值發(fā)送給待定位標(biāo)簽，轉(zhuǎn)入步驟(2); 步驟(7)，校正； 步驟(8)，將功率發(fā)送檔通過(guò)串口上傳給上位機(jī)，并把數(shù)據(jù)接收記數(shù)位清零； 其中，步驟(7)的校正過(guò)程如下： 步驟(a)，判斷發(fā)射功率是否大于接收到的待定位標(biāo)簽功率，若是轉(zhuǎn)入步驟(b);否則步 驟轉(zhuǎn)入(C); 步驟(b)，將閱讀器的發(fā)射功率設(shè)置成待定位標(biāo)簽的發(fā)射功率； 步驟(c)，判斷是否重復(fù)收到同一標(biāo)簽相同功率值的次數(shù)為10;若是轉(zhuǎn)入步驟(d)，否則 轉(zhuǎn)入步驟(c); 步驟(d)，將閱讀器發(fā)射功率降一檔，并把此發(fā)射功率值發(fā)送給待定位標(biāo)簽，轉(zhuǎn)入步驟 (C); 步驟(e)，判斷是否再次接收到待定位標(biāo)簽的信號(hào)，若是再轉(zhuǎn)入步驟(c)，否則轉(zhuǎn)入步驟 ⑴； 步驟(f )，閱讀器發(fā)射功率自動(dòng)往加一檔，輸出該閱讀器發(fā)射功率檔。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道里基于RFID功率發(fā)射檔識(shí)別自適用測(cè)距方法，其特 征在于，步驟(二）中，所述的固定參考標(biāo)簽為在閱讀器能夠達(dá)到的最遠(yuǎn)距離之間，均勻間隔 布置不低于待定位標(biāo)簽功率檔數(shù)的標(biāo)簽。
【文檔編號(hào)】G01S11/06GK105929387SQ201610355571
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月26日
【發(fā)明人】劉國(guó)買(mǎi), 劉建華, 周理, 胡文瑜, 薛醒思
【申請(qǐng)人】福建工程學(xué)院