專利名稱：：利用射頻識(shí)別技術(shù)的位置識(shí)別方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種位置識(shí)別方法和裝置，具體的說(shuō)是一種利用射頻識(shí)別技術(shù)(下文稱為"RFID，，radiofrequencyidentification,也稱為電子標(biāo)簽〉的位置識(shí)別方法和裝置。該裝置利用移動(dòng)RFID讀卡器和RFID標(biāo)簽來(lái)定位物體的位置。
背景技術(shù)：
：隨著技術(shù)的發(fā)展，各種各樣的定位系統(tǒng)和裝置應(yīng)運(yùn)而生。在自動(dòng)化控制中，定位系統(tǒng)相當(dāng)于控制系統(tǒng)的"眼睛"，可以幫助確定某一物體相對(duì)于參考點(diǎn)的位置，以便實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制和操作。最知名的全球定位系統(tǒng)(GPS)，由24個(gè)相互隔開(kāi)、并繞地球旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星構(gòu)成，人們可以通過(guò)地面接收器來(lái)確定其自身的位置。該位置精度只有i00到10米，軍用達(dá)到1米。在高精度控制中，常見(jiàn)的定位裝置有光柵、編碼器、等，其定位精度均在0.1毫米一下，精度很高。但是這種裝置用于1米一下的短距離中的定位。激光定位系統(tǒng)，通過(guò)安裝在車(chē)間的多個(gè)反光鏡和激光器組成，其定位精度在數(shù)厘米或毫米，彌補(bǔ)了上述兩種定位系統(tǒng)的不足，但也存在著裝置復(fù)雜、成本高昂的弊端，如果反光鏡受到遮擋就會(huì)影響系統(tǒng)工作。在工業(yè)應(yīng)用中，有許多定位精度在數(shù)厘米或數(shù)毫米，定位距離達(dá)到數(shù)百米的設(shè)備。本發(fā)明正是利用廉價(jià)的RFID技術(shù)針對(duì)這種應(yīng)用而設(shè)計(jì)。射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)作為快速、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確采集與處理信息的高新技術(shù)和信息標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)，已經(jīng)被世界公認(rèn)為本世紀(jì)十大重要技術(shù)之一，在生產(chǎn)、零售、物流、交通等各個(gè)行業(yè)有著廣闊的應(yīng)用前景。射頻識(shí)別技術(shù)已逐漸成為企業(yè)提高物流供應(yīng)鏈管理水平、降低成本、企業(yè)管理信息化、參與國(guó)際經(jīng)濟(jì)大循環(huán)、增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力不可缺少的技術(shù)工具和手段。射頻識(shí)別最初用于物流管理中，它是將已RFID標(biāo)簽附著于目標(biāo)物并使用RFID讀卡器識(shí)讀RFID標(biāo)簽存儲(chǔ)空間里面的信息來(lái)確認(rèn)目標(biāo)物的屬性。RFID讀卡器由天線、射頻收發(fā)芯片、微控制器、電源組成，射頻收發(fā)芯片產(chǎn)生射頻信號(hào)，由天線發(fā)送出去，當(dāng)RFID標(biāo)簽進(jìn)入到該射頻信號(hào)的磁場(chǎng)中時(shí)，在該標(biāo)簽內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電流從而獲得能量，然后該標(biāo)簽向讀卡器發(fā)出自生編碼的信息，讀卡器讀取到該信息后，可以傳送到外部設(shè)備。上面描述的是無(wú)源標(biāo)簽，RFID標(biāo)簽通過(guò)射頻信號(hào)獲得能量，也可以使用有源的標(biāo)簽，提高識(shí)讀速度。RFID標(biāo)簽中可載有關(guān)于目標(biāo)物的各類信息，如該目標(biāo)物的名稱、價(jià)格、廠家、生產(chǎn)日期、運(yùn)輸起點(diǎn)、終點(diǎn)及經(jīng)過(guò)某地的時(shí)間等等。該RFID可以靈活附著于各種大小的物體上。公開(kāi)號(hào)為US2002/0070862的專利公開(kāi)了一種基于RFID的定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)可確定該帶有電子標(biāo)簽(tag)的運(yùn)貨車(chē)的位置。該電子標(biāo)簽包含于運(yùn)貨車(chē)兩側(cè)的兩個(gè)RFID標(biāo)簽，和位于中間的一個(gè)RF屏蔽物。但是該系統(tǒng)需要智能的調(diào)整讀卡器的功率以確定該運(yùn)貨車(chē)的位置，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。另外，該系統(tǒng)標(biāo)簽的布置要求繁瑣。美國(guó)專利號(hào)US2004/0102869A1和US2004/0102870A1公開(kāi)了一種為紙倉(cāng)庫(kù)專門(mén)設(shè)計(jì)的定位系統(tǒng)，其也為一個(gè)基于RFID的定位系統(tǒng)，其通過(guò)設(shè)置在倉(cāng)庫(kù)天花板上的RFID標(biāo)簽進(jìn)行三角測(cè)量計(jì)算，來(lái)確定該運(yùn)貨車(chē)的位置。該系統(tǒng)使用三角測(cè)算，復(fù)雜度高，另外，使用了多頻率，也增加了復(fù)雜性。公開(kāi)號(hào)為US2004078151的美國(guó)專利公開(kāi)了一種具有固定識(shí)讀器的方案的定位系統(tǒng)。其中每個(gè)識(shí)讀器與另一個(gè)識(shí)讀器以固定的距離安裝，從而形成一個(gè)識(shí)讀器的網(wǎng)絡(luò)。這些識(shí)讀器通過(guò)確定物體上的標(biāo)簽和該識(shí)讀器之間的距離，來(lái)估算該物體的位置。但是，該系統(tǒng)需要布置大量的識(shí)讀器，成本較高。公開(kāi)號(hào)為200410094181.5的中國(guó)專利公開(kāi)了一種利用射頻識(shí)別技術(shù)的參考定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括多個(gè)RFID物體標(biāo)簽，多個(gè)參考RFID標(biāo)簽，多個(gè)移動(dòng)的識(shí)讀器。在定位過(guò)程中，使用遠(yuǎn)距離的識(shí)讀器對(duì)許多標(biāo)簽進(jìn)行多次的讀取，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理才能測(cè)算位置。所以該系統(tǒng)實(shí)時(shí)性低，成本高。以上都是基于射頻識(shí)別的定位裝置，多用于二維、三維方向上的定位。本發(fā)明提供一種用于一維方向上定位裝置，通過(guò)組合也可以構(gòu)成二維、三維定位。本發(fā)明只要使用短距離讀卡器一次讀取就可以完成定位，實(shí)時(shí)性高，成本低。適合移動(dòng)物體實(shí)時(shí)定位和位置識(shí)別。
發(fā)明內(nèi)容鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種利用射頻識(shí)別技術(shù)的位置識(shí)別方法和裝置，其成本低、實(shí)時(shí)性高，實(shí)現(xiàn)物體的定位和位置識(shí)別。本發(fā)明利用射頻識(shí)別技術(shù)的位置識(shí)別裝置，包括設(shè)置在移動(dòng)載體的路徑上或者路徑附近的若干RFID標(biāo)簽(2)，設(shè)有移動(dòng)RFID讀卡器(1)的移動(dòng)載體，所述移動(dòng)RFID讀卡器(1)包括微控制器(11)、電源(12)、射頻收發(fā)芯片(13)、天線(14)，其特征在于所述的移動(dòng)RFID讀卡器(1)還包含數(shù)據(jù)庫(kù)(17),其存儲(chǔ)了所述多個(gè)RFID標(biāo)簽(2)的標(biāo)簽ID與位置信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系，和控制接口，用于將所識(shí)別的RFID標(biāo)簽(2)的位置信息傳送出去。本發(fā)明利用射頻識(shí)別技術(shù)的位置識(shí)別裝置，其中所述的移動(dòng)RFID讀卡器(1)還包含顯示裝置(16)，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的位置信息。本發(fā)明利用射頻識(shí)別技術(shù)的位置識(shí)別裝置，其中所述的RFID標(biāo)簽(2)設(shè)置在移動(dòng)載體路徑的軌道或地面或鋼架等固定的位置上。本發(fā)明利用射頻識(shí)別技術(shù)的位置識(shí)別裝置，其中所述的軌道是單軌、雙軌、磁導(dǎo)引線構(gòu)成的軌道和道路。本發(fā)明利用射頻識(shí)別技術(shù)的位置識(shí)別裝置，其中所述的RFID標(biāo)簽(2)為非接觸式集成電路卡，內(nèi)部設(shè)有用于存儲(chǔ)其位置信息的存儲(chǔ)單元。本發(fā)明利用射頻識(shí)別技術(shù)的位置識(shí)別方法，包括如下步驟(1)在移動(dòng)載體的路徑上或者路徑附近設(shè)置若干RFID標(biāo)簽(2)，所述RFID標(biāo)簽(2)內(nèi)部相應(yīng)存儲(chǔ)空間存放當(dāng)前的位置坐標(biāo)；(2)在移動(dòng)載體上設(shè)置移動(dòng)RFID讀卡器(1)，RFID讀卡器(1)中存儲(chǔ)了所述多個(gè)RFID標(biāo)簽(2)的標(biāo)簽ID與位置信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系；(3)當(dāng)移動(dòng)讀卡器經(jīng)過(guò)所述RFID標(biāo)簽的位置時(shí)，讀卡器(1)識(shí)讀RFID標(biāo)簽(2)，能迅速的把標(biāo)簽ID對(duì)應(yīng)的位置參數(shù)從數(shù)據(jù)庫(kù)中査找出來(lái)；(3)通過(guò)所述移動(dòng)RFID讀卡器的控制接口傳送所識(shí)別的結(jié)果。本發(fā)明利用射頻識(shí)別技術(shù)的位置識(shí)別方法，其中還包括所述RFID讀卡器顯示所識(shí)別的RFID標(biāo)簽(2)的位置參數(shù)的步驟，用于實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的位置信息，方便使用和系統(tǒng)調(diào)試。本發(fā)明利用射頻識(shí)別技術(shù)的位置識(shí)別方法，其中如果數(shù)據(jù)庫(kù)里沒(méi)有該ID對(duì)應(yīng)的位置參數(shù)，則讀取該RFID標(biāo)簽存儲(chǔ)空間內(nèi)相應(yīng)的位置參數(shù)，然后根據(jù)參數(shù)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的更新；下次經(jīng)過(guò)該RFID標(biāo)簽時(shí)就不需要再讀取存儲(chǔ)空間的內(nèi)容，大大提高了識(shí)別的效率和速度。RFID所使用的電波頻率是50KHz-5.8GHz,頻率越高，識(shí)別速度越快，可識(shí)別距離越遠(yuǎn)。例如在2.4GHz的讀卡器常識(shí)別距離是一百米以內(nèi)。本發(fā)明利用RFID來(lái)定位對(duì)其識(shí)別距離有一定的要求，如果太大那么就無(wú)法幫助定位的準(zhǔn)確和精度，所以應(yīng)該考慮安裝條件和可靠識(shí)別的前提下，識(shí)別距離越小，定位精度越高。本發(fā)明的定位精度約為l-5厘米。因此本發(fā)明的特征是，可以廉價(jià)的實(shí)現(xiàn)一維實(shí)時(shí)的位置識(shí)別功能，特別適合于多個(gè)移動(dòng)裝置在自動(dòng)控制中的自主位置識(shí)別。而且通過(guò)組合使用本發(fā)明也易于實(shí)現(xiàn)二維、三維等多維的位置識(shí)別功能。而且本發(fā)明安裝容易，使用簡(jiǎn)單，只需要對(duì)相應(yīng)需要定位的地方安裝RFID標(biāo)簽即可，移動(dòng)RFID讀卡器自動(dòng)更新數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)完成快速的識(shí)別。圖1是本發(fā)明位置識(shí)別裝置原理圖2是本發(fā)明實(shí)施例的位置識(shí)別示意圖3是傳統(tǒng)RFID讀卡器的軟件流程圖4是本發(fā)明實(shí)施例的RFID讀卡器軟件流程圖。圖中移動(dòng)RFID讀卡器1、微控制器ll、電源12、射頻收發(fā)芯片13、天線14、控制接口15、顯示裝置16、數(shù)據(jù)庫(kù)17、RFID標(biāo)簽2、導(dǎo)軌3、移動(dòng)載體4。具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖l，本發(fā)明利用射頻識(shí)別技術(shù)的位置識(shí)別裝置，包括設(shè)置在移動(dòng)載體的路徑上或者路徑附近的若干RFID標(biāo)簽(2)，設(shè)有移動(dòng)RFID讀卡器(1)的移動(dòng)載體如圖2，所述移動(dòng)RFID讀卡器(1)包括微控制器(11)、電源(12)、射頻收發(fā)芯片(13)、天線(14)，數(shù)據(jù)庫(kù)(17)，其存儲(chǔ)了所述多個(gè)RFID標(biāo)簽(2)的標(biāo)簽ID與位置信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系，和控制接口(15)，用于將所識(shí)別的RFID標(biāo)簽(2)的位置信息傳送出去。參考圖2，本發(fā)明實(shí)施例的位置識(shí)別示意圖，包括移動(dòng)RFID讀卡器1、RFID標(biāo)簽2、導(dǎo)軌3、移動(dòng)載體4。移動(dòng)RFID讀卡器1設(shè)置在移動(dòng)載體4上，RFID標(biāo)簽2固定在導(dǎo)軌上需要定位處。移動(dòng)載體4沿著導(dǎo)軌移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)RFID讀卡器1靠近RFID標(biāo)簽到一定的范圍內(nèi)，移動(dòng)RFID讀卡器1就可以正確識(shí)讀RFID標(biāo)簽2的ID號(hào)，根據(jù)ID號(hào)經(jīng)過(guò)查找數(shù)據(jù)庫(kù)得出移動(dòng)載體當(dāng)前的位置。本發(fā)明實(shí)施例的RFID標(biāo)簽2是Philips的mifare射頻卡，將其設(shè)置在需要定位的地方，標(biāo)簽內(nèi)部相應(yīng)的存儲(chǔ)空間預(yù)先通過(guò)RFID寫(xiě)卡器存入相應(yīng)的位置信息，用于移動(dòng)RFID讀卡器1自動(dòng)更新數(shù)據(jù)庫(kù)。本發(fā)明實(shí)施例中，移動(dòng)RFID讀卡器1為13.56M的近距離讀卡模塊，其型號(hào)為ZLG500CTG，讀卡距離50100mm，具有RS232接口，其組成包括天線、射頻收發(fā)芯片、微控制器、控制接口、電源。在該模塊擴(kuò)展一個(gè)用于位置信息顯示的顯示裝置16，顯示裝置16由ZLG72卯和4位共陰極數(shù)碼管構(gòu)成，顯示裝置通過(guò)I2C總線連接ZLG500CTG構(gòu)成。如圖3為傳統(tǒng)RFID讀卡器的軟件流程圖，讀卡操作、讀取卡片內(nèi)信息的操作等都是需要外部控制來(lái)啟動(dòng)，讀卡器只有讀取卡片內(nèi)的信息才能得到有用的數(shù)據(jù)。如圖4，本發(fā)明實(shí)施例所述的移動(dòng)RFID讀卡器1能自動(dòng)不斷檢測(cè)RFID標(biāo)簽2，不需要外部設(shè)備不斷給其發(fā)送控制指令，為了快速的完成位置信息的識(shí)別，在移動(dòng)RFID讀卡器1內(nèi)部建立了數(shù)據(jù)庫(kù)17，這樣移動(dòng)RFID讀卡器1只需要一次讀取操作識(shí)別RFID標(biāo)簽2的ID，然后查找數(shù)據(jù)庫(kù)17，找到該ID對(duì)應(yīng)的位置參數(shù)，通過(guò)控制接口15把位置信息輸出。這樣經(jīng)過(guò)一次讀卡操作就可以得到位置參數(shù)，避免了傳統(tǒng)讀卡器需要第二次操作識(shí)別相應(yīng)ID內(nèi)的存儲(chǔ)內(nèi)容才能得到信息而造成的延時(shí)，這非常適用于移動(dòng)載體4移動(dòng)時(shí)的位置識(shí)別。當(dāng)在數(shù)據(jù)庫(kù)17沒(méi)有搜索到標(biāo)簽ID對(duì)應(yīng)得位置參數(shù)時(shí)，移動(dòng)RFID讀卡器1才讀取RFID標(biāo)簽2內(nèi)存儲(chǔ)空間的位置信息，然后用該信息更新數(shù)據(jù)庫(kù)17，從而再次遇到該RFID標(biāo)簽2時(shí)一次讀取操作就能完成位置識(shí)別。所述的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)關(guān)系如下<table>complextableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>RFID讀卡器內(nèi)的微控制器可以采用高度單片機(jī)、DSP等高性能的微處理器，進(jìn)一步增加數(shù)據(jù)庫(kù)查找的速度，增加RFID讀卡器識(shí)別速度，從而進(jìn)一步提高位置識(shí)別的實(shí)時(shí)性，滿足移動(dòng)載體位置識(shí)別的需要。本發(fā)明以上述實(shí)施例進(jìn)行了具體說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于上述具體實(shí)施例。本發(fā)明還可以用于自動(dòng)化立體庫(kù)、汽車(chē)生產(chǎn)線、軌道式輸送機(jī)等大型工業(yè)設(shè)備所需要的位置識(shí)別系統(tǒng)。權(quán)利要求1、一種利用射頻識(shí)別技術(shù)的位置識(shí)別方法，包括如下步驟(1)在移動(dòng)載體的路徑上或者路徑附近設(shè)置若干RFID標(biāo)簽(2)，所述RFID標(biāo)簽(2)內(nèi)部相應(yīng)存儲(chǔ)空間存放當(dāng)前的位置坐標(biāo)；(2)在移動(dòng)載體上設(shè)置移動(dòng)RFID讀卡器(1)，RFID讀卡器(1)中存儲(chǔ)了所述多個(gè)RFID標(biāo)簽(2)的標(biāo)簽ID與位置信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系；(3)當(dāng)移動(dòng)讀卡器經(jīng)過(guò)所述RFID標(biāo)簽的位置時(shí)，讀卡器(1)識(shí)讀RFID標(biāo)簽(2)，能迅速的把標(biāo)簽ID對(duì)應(yīng)的位置參數(shù)從數(shù)據(jù)庫(kù)中查找出來(lái)；(4)通過(guò)所述移動(dòng)RFID讀卡器的控制接口傳送所識(shí)別的結(jié)果。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用射頻識(shí)別技術(shù)的位置識(shí)別方法，其中還包括所述RFID讀卡器顯示所識(shí)別的RFID標(biāo)簽(2)的位置參數(shù)的步驟，用于實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的位置信息。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用射頻識(shí)別技術(shù)的位置識(shí)別方法，其中如果數(shù)據(jù)庫(kù)里沒(méi)有該ID對(duì)應(yīng)的位置參數(shù)，則讀取該RFID標(biāo)簽存儲(chǔ)空間內(nèi)相應(yīng)的位置參數(shù)，然后根據(jù)參數(shù)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的更新；下次經(jīng)過(guò)該RFID標(biāo)簽時(shí)就不需要再讀取存儲(chǔ)空間的內(nèi)容。4、一種利用射頻識(shí)別技術(shù)的位置識(shí)別裝置，包括設(shè)置在移動(dòng)載體的路徑上或者路徑附近的若干RFID標(biāo)簽(2)，設(shè)有移動(dòng)RFID讀卡器(1)的移動(dòng)載體，所述移動(dòng)RFID讀卡器(1)包括微控制器(11)、電源(12)、射頻收發(fā)芯片(13)、天線(14)，其特征在于所述的移動(dòng)RFID讀卡器(1)還包含數(shù)據(jù)庫(kù)(17)，其存儲(chǔ)了所述多個(gè)RFID標(biāo)簽(2)的標(biāo)簽ID與位置信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系，和控制接口，用于將所識(shí)別的RFID標(biāo)簽(2)的位置信息傳送出去。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用射頻識(shí)別技術(shù)的位置識(shí)別裝置，其特征在于所述的移動(dòng)RFID讀卡器(1)還包含顯示裝置(16)，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的位置信息。6、根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的利用射頻識(shí)別技術(shù)的位置識(shí)別裝置，其特征在于所述的RFID標(biāo)簽(2)設(shè)置在移動(dòng)載體路徑的軌道或地面或鋼架等固定的位置上。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用射頻識(shí)別技術(shù)的位置識(shí)別裝置，其特征在于所述的軌道是單軌、雙軌、磁導(dǎo)引線構(gòu)成的軌道和道路。8、根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的利用射頻識(shí)別技術(shù)的位置識(shí)別裝置，其特征在于所述的RFID標(biāo)簽(2)為非接觸式集成電路卡，內(nèi)部設(shè)有用于存儲(chǔ)其位置信息的存儲(chǔ)單元。全文摘要一種利用射頻識(shí)別技術(shù)的位置識(shí)別方法和裝置，包括多個(gè)RFID標(biāo)簽，固定設(shè)置在移動(dòng)載體的軌道上，或者軌道附近；至少一個(gè)RFID讀卡器，設(shè)置在移動(dòng)載體上，可隨該移動(dòng)載體在該系統(tǒng)的導(dǎo)軌上移動(dòng)，經(jīng)過(guò)設(shè)置RFID標(biāo)簽的位置，可以識(shí)讀RFID標(biāo)簽。該移動(dòng)載體上的RFID讀卡器識(shí)別RFID標(biāo)簽后，通過(guò)控制接口將位置信息傳送到移動(dòng)載體的控制器上。所述的讀卡器不需要外部控制指令，可自動(dòng)通過(guò)讀卡器內(nèi)建的數(shù)據(jù)庫(kù)快速的完成位置參數(shù)的識(shí)別、顯示和輸出。具有成本低，實(shí)時(shí)性高的特點(diǎn)。并十分適合大型工業(yè)裝置的位置識(shí)別需求。文檔編號(hào)G06K17/00GK101197000SQ20071019053公開(kāi)日2008年6月11日申請(qǐng)日期2007年11月30日優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日發(fā)明者炯張,樓佩煌申請(qǐng)人:江蘇天奇物流系統(tǒng)工程股份有限公司;南京航空航天大學(xué)