Rfid精確定位裝置及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及射頻識(shí)別（RFID，Radio?Frequency?Identification）【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(jī)，其中上位機(jī)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(hào)處理器，壓力傳感器的信號(hào)輸出端與壓感信號(hào)處理器相連接，壓感信號(hào)處理器與上位機(jī)相連接，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，簡(jiǎn)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】RF ID精確定位裝置及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及射頻識(shí)別(RFID, Radio Frequency Identification)【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。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著RFID(Radio Frequency Identification)技術(shù)的不斷發(fā)展,各行各業(yè)又對(duì)傳統(tǒng)的RFID應(yīng)用提出新的需求。物體定位作為一個(gè)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(guó)家行政機(jī)構(gòu)等用到的票據(jù)管理等。
[0003]傳統(tǒng)的射頻識(shí)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(hào)強(qiáng)度隨傳播距離增長(zhǎng)而衰減的特性，用閱讀器接收并比較各標(biāo)簽的無線信號(hào)強(qiáng)度來對(duì)目標(biāo)標(biāo)簽的位置進(jìn)行判定，主要用到的方法有收訊角度法、收訊時(shí)間法、收訊時(shí)間差法及信號(hào)強(qiáng)度法。其中，信號(hào)強(qiáng)度法是事先建構(gòu)環(huán)境的信號(hào)傳播衰減模型，當(dāng)測(cè)量點(diǎn)偵測(cè)到信號(hào)后，借由對(duì)應(yīng)模型與此信號(hào)的強(qiáng)度來決定與信號(hào)發(fā)射源的距離，經(jīng)由三個(gè)測(cè)量點(diǎn)畫出的距離圓的交點(diǎn)可以決定信號(hào)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(gè)測(cè)量點(diǎn)，設(shè)備成本較高，判斷的算法復(fù)雜，定位時(shí)間長(zhǎng)，并且對(duì)于一個(gè)范圍內(nèi)的多個(gè)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(duì)物體當(dāng)前時(shí)刻下的定位，而無法記錄待管理物品在某一時(shí)段的位置移動(dòng)軌跡，因而當(dāng)文件發(fā)生調(diào)動(dòng)、調(diào)整時(shí)，使用者往往無法及時(shí)找到文檔。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和不足，提出一種簡(jiǎn)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精確定位裝置及其使用方法。
[0006]本發(fā)明可以通過以下措施達(dá)到:
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(jī)，其中上位機(jī)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(hào)處理器，壓力傳感器的信號(hào)輸出端與壓感信號(hào)處理器相連接，壓感信號(hào)處理器與上位機(jī)相連接。
[0007]本發(fā)明設(shè)有兩個(gè)以上的壓力傳感器，兩個(gè)以上的壓力傳感器分別與壓感信號(hào)處理器相連接，壓感信號(hào)處理器內(nèi)設(shè)有微控芯片、地址編碼電路、壓感信號(hào)處理電路和與上位機(jī)相連接的通信電路，其中地址編碼電路、壓感信號(hào)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(gè)以上的設(shè)有壓力傳感器的壓力信號(hào)采集電路設(shè)置地址碼，兩個(gè)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(shí)產(chǎn)生的壓力信號(hào)。
[0008]本發(fā)明設(shè)有兩個(gè)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(jī)。
[0009]本發(fā)明設(shè)有兩個(gè)以上的射頻天線，兩個(gè)以上的射頻天線分別與射頻讀寫器相連接，用于完成對(duì)RFID標(biāo)簽的讀寫，優(yōu)選的，本發(fā)明中射頻天線兩兩一組，完成對(duì)置物架某層上RFID標(biāo)簽的讀寫，在此過程中，同組的兩個(gè)射頻天線分別固定在置物架某層的兩側(cè)，并相向發(fā)射射頻信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)射頻天線之間RFID標(biāo)簽的讀寫。
[0010]本發(fā)明射頻讀寫器設(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(shí)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(hào)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(hào)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(duì)RFID標(biāo)簽的讀寫；本發(fā)明讀寫器內(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(shí)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(hào)，并根據(jù)控制信號(hào)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(hào)平分為兩份，經(jīng)過匹配電路后輸出到天線上。
[0011 ] 本發(fā)明還設(shè)有電源電路，輸入為AC220V市電，通過進(jìn)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(shí)可對(duì)系統(tǒng)中的電源電路進(jìn)行保護(hù)。
[0012]本發(fā)明上位機(jī)設(shè)有定位管理系統(tǒng)以及用于存儲(chǔ)歷史比對(duì)信息的數(shù)據(jù)庫，所述定位管理系統(tǒng)，為整個(gè)系統(tǒng)的核心單元，設(shè)有數(shù)據(jù)接收模塊、信息比對(duì)模塊、信息存取模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊和設(shè)備控制模塊，其中向數(shù)據(jù)接收模塊輸入的信息為壓感信號(hào)和RFID標(biāo)簽信息，信息比對(duì)模塊將本次獲取到的位置信息同數(shù)據(jù)庫中的記錄進(jìn)行比對(duì)，信息存取模塊主要實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和讀取，數(shù)據(jù)顯示模塊可根據(jù)用戶需求將定位結(jié)果以較直觀的形式進(jìn)行顯示，設(shè)備控制模塊向下發(fā)起RFID檢測(cè)請(qǐng)求。
[0013]本發(fā)明中所述RFID標(biāo)簽，內(nèi)置微控制芯片，可存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)，并有不重復(fù)的唯一識(shí)別碼，可被射頻讀寫器識(shí)別，用于區(qū)分不同的待定物體，并可輔助識(shí)別該待定物體是否在可定位區(qū)域內(nèi)。
[0014]一種如上所述RFID精確定位裝置的使用方法，其特征在于包括以下步驟:
步驟1:通過壓感信號(hào)處理器內(nèi)的地址編碼電路對(duì)各路壓力傳感器進(jìn)行編碼，并將多路壓力傳感器布置在不同的待監(jiān)測(cè)區(qū)域，將上述設(shè)置信息存入上位機(jī)；
步驟2:系統(tǒng)正常啟動(dòng)后，壓感信號(hào)處理器開始檢測(cè)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(cè)，如果壓力傳感器的狀態(tài)有變化，則轉(zhuǎn)至步驟3 ；
步驟3:壓感信號(hào)處理器將獲取到的壓力傳感器狀態(tài)上報(bào)給上位機(jī)，上位機(jī)存儲(chǔ)各路壓力傳感器的狀態(tài)數(shù)據(jù)；
步驟4:上位機(jī)根據(jù)獲取的壓力傳感器的狀態(tài)信息結(jié)合步驟I中存儲(chǔ)的設(shè)定信息，獲得每個(gè)待監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)壓力信號(hào)是否獲得變化，對(duì)與能夠覆蓋壓力信號(hào)發(fā)生變化的待監(jiān)測(cè)區(qū)域的射頻天線相連接的射頻讀寫器，發(fā)送RFID請(qǐng)求命令，通過射頻讀寫器驅(qū)動(dòng)相應(yīng)位置的天線發(fā)送RFID標(biāo)簽檢測(cè)指令，RFID標(biāo)簽通過射頻磁場(chǎng)接收到檢測(cè)命令；
步驟5 =RFID標(biāo)簽進(jìn)行應(yīng)答，將RFID標(biāo)簽的唯一識(shí)別碼通過射頻磁場(chǎng)傳遞給射頻讀寫器，射頻讀寫器通過對(duì)磁場(chǎng)信號(hào)的處理獲取到RFID標(biāo)簽的唯一識(shí)別碼；
步驟6:射頻讀寫器對(duì)獲取到的不同位置的RFID標(biāo)簽的唯一識(shí)別碼進(jìn)行處理，將RFID標(biāo)簽信息及對(duì)應(yīng)的天線位置編號(hào)組合成一組特定格式的數(shù)據(jù)；
步驟7:射頻讀寫器將該數(shù)據(jù)上報(bào)給上位機(jī)，上位機(jī)將數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理后送入定位管理系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的比對(duì)；
步驟8:上位機(jī)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(jìn)行關(guān)聯(lián)、存儲(chǔ)，并與歷史數(shù)據(jù)比對(duì)，從而判斷出是何位置的RFID標(biāo)簽位置發(fā)生了變化，進(jìn)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(jī)界面呈現(xiàn)給用戶。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.簡(jiǎn)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(duì)貼有射頻標(biāo)簽的物體實(shí)現(xiàn)定位，并且系統(tǒng)升級(jí)方便，技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度低。
[0016]2.定位精確:每個(gè)需要定位的物體下都有壓力傳感器，保證實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)物體是否存在，不會(huì)存在定位混亂的情況，同時(shí)上層管理系統(tǒng)可將檢測(cè)到的位置信息同數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的信息進(jìn)行對(duì)比和處理，在一定程度上會(huì)對(duì)采集到的位置信息進(jìn)行過濾和校驗(yàn)，進(jìn)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(shí)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(yùn)行的微處理器，可對(duì)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】:
附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]附圖2為本發(fā)明中壓感信號(hào)處理器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]附圖3為本發(fā)明中射頻讀寫器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]附圖標(biāo)記:RFID標(biāo)簽1、射頻天線2、射頻讀寫器3、上位機(jī)4、壓力傳感器5、壓感信號(hào)處理器6、微控芯片7、地址編碼電路8、壓感信號(hào)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。
[0022]【具體實(shí)施方式】:
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0023]如附圖1所示，本發(fā)明提出了一種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(jī)4，其中上位機(jī)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(hào)處理器6,壓力傳感器5的信號(hào)輸出端與壓感信號(hào)處理器6相連接,壓感信號(hào)處理器6與上位機(jī)4相連接。
[0024]如附圖2所示，本發(fā)明設(shè)有兩個(gè)以上的壓力傳感器5，兩個(gè)以上的壓力傳感器5分別與壓感信號(hào)處理器6相連接，壓感信號(hào)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(hào)處理電路9和與上位機(jī)4相連接的通信電路10，其中地址編碼電路8、壓感信號(hào)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(gè)以上的設(shè)有壓力傳感器5的壓力信號(hào)采集電路設(shè)置地址碼，兩個(gè)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(shí)產(chǎn)生的壓力信號(hào)。
[0025]如附圖1所示，本發(fā)明設(shè)有兩個(gè)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(jī)4。
[0026]本發(fā)明設(shè)有兩個(gè)以上的射頻天線2，兩個(gè)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(duì)RFID標(biāo)簽I的讀寫，優(yōu)選的，本發(fā)明中射頻天線2兩兩一組，完成對(duì)置物架某層上RFID標(biāo)簽I的讀寫，在此過程中，同組的兩個(gè)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(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)射頻天線2之間RFID標(biāo)簽的讀寫。
[0027]如附圖3所示，本發(fā)明射頻讀寫器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(shí)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(hào)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(duì)RFID標(biāo)簽2的讀寫；本發(fā)明讀寫器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。
[0028]本發(fā)明還設(shè)有電源電路，輸入為AC220V市電，通過進(jìn)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(shí)可對(duì)系統(tǒng)中的電源電路進(jìn)行保護(hù)。
[0029]本發(fā)明上位機(jī)設(shè)有定位管理系統(tǒng)以及用于存儲(chǔ)歷史比對(duì)信息的數(shù)據(jù)庫，所述定位管理系統(tǒng)，為整個(gè)系統(tǒng)的核心單元，設(shè)有數(shù)據(jù)接收模塊、信息比對(duì)模塊、信息存取模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊和設(shè)備控制模塊，其中向數(shù)據(jù)接收模塊輸入的信息為壓感信號(hào)和RFID標(biāo)簽信息，信息比對(duì)模塊將本次獲取到的位置信息同數(shù)據(jù)庫中的記錄進(jìn)行比對(duì)，信息存取模塊主要實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和讀取，數(shù)據(jù)顯示模塊可根據(jù)用戶需求將定位結(jié)果以較直觀的形式進(jìn)行顯示，設(shè)備控制模塊向下發(fā)起RFID檢測(cè)請(qǐng)求。
[0030]本發(fā)明中所述RFID標(biāo)簽，內(nèi)置微控制芯片，可存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)，并有不重復(fù)的唯一識(shí)別碼，可被射頻讀寫器識(shí)別，用于區(qū)分不同的待定物體，并可輔助識(shí)別該待定物體是否在可定位區(qū)域內(nèi)。
[0031]一種如上所述RFID精確定位裝置的使用方法，其特征在于包括以下步驟:
步驟1:通過壓感信號(hào)處理器內(nèi)的地址編碼電路對(duì)各路壓力傳感器進(jìn)行編碼，并將多路壓力傳感器布置在不同的待監(jiān)測(cè)區(qū)域，將上述設(shè)置信息存入上位機(jī)；
步驟2:系統(tǒng)正常啟動(dòng)后，壓感信號(hào)處理器開始檢測(cè)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(cè)，如果壓力傳感器的狀態(tài)有變化，則轉(zhuǎn)至步驟3 ；
步驟3:壓感信號(hào)處理器將獲取到的壓力傳感器狀態(tài)上報(bào)給上位機(jī)，上位機(jī)存儲(chǔ)各路壓力傳感器的狀態(tài)數(shù)據(jù)；
步驟4:上位機(jī)根據(jù)獲取的壓力傳感器的狀態(tài)信息結(jié)合步驟I中存儲(chǔ)的設(shè)定信息，獲得每個(gè)待監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)壓力信號(hào)是否獲得變化，對(duì)與能夠覆蓋壓力信號(hào)發(fā)生變化的待監(jiān)測(cè)區(qū)域的射頻天線相連接的射頻讀寫器，發(fā)送RFID請(qǐng)求命令，通過射頻讀寫器驅(qū)動(dòng)相應(yīng)位置的天線發(fā)送RFID標(biāo)簽檢測(cè)指令，RFID標(biāo)簽通過射頻磁場(chǎng)接收到檢測(cè)命令；
步驟5 =RFID標(biāo)簽進(jìn)行應(yīng)答，將RFID標(biāo)簽的唯一識(shí)別碼通過射頻磁場(chǎng)傳遞給射頻讀寫器，射頻讀寫器通過對(duì)磁場(chǎng)信號(hào)的處理獲取到RFID標(biāo)簽的唯一識(shí)別碼；
步驟6:射頻讀寫器對(duì)獲取到的不同位置的RFID標(biāo)簽的唯一識(shí)別碼進(jìn)行處理，將RFID標(biāo)簽信息及對(duì)應(yīng)的天線位置編號(hào)組合成一組特定格式的數(shù)據(jù)；
步驟7:射頻讀寫器將該數(shù)據(jù)上報(bào)給上位機(jī)，上位機(jī)將數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理后送入定位管理系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的比對(duì)；
步驟8:上位機(jī)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(jìn)行關(guān)聯(lián)、存儲(chǔ)，并與歷史數(shù)據(jù)比對(duì)，從而判斷出是何位置的RFID標(biāo)簽位置發(fā)生了變化，進(jìn)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(jī)界面呈現(xiàn)給用戶。
[0032]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.簡(jiǎn)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(duì)貼有射頻標(biāo)簽的物體實(shí)現(xiàn)定位，并且系統(tǒng)升級(jí)方便，技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度低。
[0033]2.定位精確:每個(gè)需要定位的物體下都有壓力傳感器，保證實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)物體是否存在，不會(huì)存在定位混亂的情況，同時(shí)上層管理系統(tǒng)可將檢測(cè)到的位置信息同數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的信息進(jìn)行對(duì)比和處理，在一定程度上會(huì)對(duì)采集到的位置信息進(jìn)行過濾和校驗(yàn)，進(jìn)一步提高了定位的精確程度。
[0034]3.定位速度快:壓力傳感器和RFID讀寫器同時(shí)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(yùn)行的微處理器，可對(duì)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(jī)，其中上位機(jī)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(hào)處理器，壓力傳感器的信號(hào)輸出端與壓感信號(hào)處理器相連接，壓感信號(hào)處理器與上位機(jī)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(gè)以上的壓力傳感器，兩個(gè)以上的壓力傳感器分別與壓感信號(hào)處理器相連接，壓感信號(hào)處理器內(nèi)設(shè)有微控芯片、地址編碼電路、壓感信號(hào)處理電路和與上位機(jī)相連接的通信電路，其中地址編碼電路、壓感信號(hào)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(gè)以上的設(shè)有壓力傳感器的壓力信號(hào)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(gè)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(gè)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(shí)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(hào)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(hào)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(duì)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(shí)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(hào)，并根據(jù)控制信號(hào)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。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種RFID精確定位裝置，其特征在于上位機(jī)設(shè)有定位管理系統(tǒng)以及用于存儲(chǔ)歷史比對(duì)信息的數(shù)據(jù)庫，所述定位管理系統(tǒng)，為整個(gè)系統(tǒng)的核心單元，設(shè)有數(shù)據(jù)接收模塊、信息比對(duì)模塊、信息存取模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊和設(shè)備控制模塊，其中向數(shù)據(jù)接收模塊輸入的信息為壓感信號(hào)和RFID標(biāo)簽信息，信息比對(duì)模塊將本次獲取到的位置信息同數(shù)據(jù)庫中的記錄進(jìn)行比對(duì)，信息存取模塊主要實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和讀取，數(shù)據(jù)顯示模塊可根據(jù)用戶需求將定位結(jié)果以較直觀的形式進(jìn)行顯示，設(shè)備控制模塊向下發(fā)起RFID檢測(cè)請(qǐng)求。
8.—種如權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述RFID精確定位裝置的使用方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟1:通過壓感信號(hào)處理器內(nèi)的地址編碼電路對(duì)各路壓力傳感器進(jìn)行編碼，并將多路壓力傳感器布置在不同的待監(jiān)測(cè)區(qū)域，將上述設(shè)置信息存入上位機(jī)； 步驟2:系統(tǒng)正常啟動(dòng)后，壓感信號(hào)處理器開始檢測(cè)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(cè)，如果壓力傳感器的狀態(tài)有變化，則轉(zhuǎn)至步驟3 ； 步驟3:壓感信號(hào)處理器將獲取到的壓力傳感器狀態(tài)上報(bào)給上位機(jī)，上位機(jī)存儲(chǔ)各路壓力傳感器的狀態(tài)數(shù)據(jù)； 步驟4:上位機(jī)根據(jù)獲取的壓力傳感器的狀態(tài)信息結(jié)合步驟I中存儲(chǔ)的設(shè)定信息，獲得每個(gè)待監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)壓力信號(hào)是否獲得變化，對(duì)與能夠覆蓋壓力信號(hào)發(fā)生變化的待監(jiān)測(cè)區(qū)域的射頻天線相連接的射頻讀寫器，發(fā)送RFID請(qǐng)求命令，通過射頻讀寫器驅(qū)動(dòng)相應(yīng)位置的天線發(fā)送RFID標(biāo)簽檢測(cè)指令，RFID標(biāo)簽通過射頻磁場(chǎng)接收到檢測(cè)命令； 步驟5 =RFID標(biāo)簽進(jìn)行應(yīng)答，將RFID標(biāo)簽的唯一識(shí)別碼通過射頻磁場(chǎng)傳遞給射頻讀寫器，射頻讀寫器通過對(duì)磁場(chǎng)信號(hào)的處理獲取到RFID標(biāo)簽的唯一識(shí)別碼； 步驟6:射頻讀寫器對(duì)獲取到的不同位置的RFID標(biāo)簽的唯一識(shí)別碼進(jìn)行處理，將RFID標(biāo)簽信息及對(duì)應(yīng)的天線位置編號(hào)組合成一組特定格式的數(shù)據(jù)； 步驟7:射頻讀寫器將該數(shù)據(jù)上報(bào)給上位機(jī)，上位機(jī)將數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理后送入定位管理系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的比對(duì)； 步驟8:上位機(jī)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(jìn)行關(guān)聯(lián)、存儲(chǔ)，并與歷史數(shù)據(jù)比對(duì)，從而判斷出是何位置的RFID標(biāo)簽位置發(fā)生了變化，進(jìn)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(jī)界面呈現(xiàn)給用戶。
【文檔編號(hào)】G06K17/00GK103559524SQ201310579072
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)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(qǐng)人:威海北洋電氣集團(tuán)股份有限公司