基于無源rfid的定位識(shí)別方法與系統(tǒng)及裝置及中間件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及室內(nèi)無線定位技術(shù)，尤其涉及一種基于無源RFID的定位識(shí)別方法與 系統(tǒng)及裝置及中間件。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，隨著電子商務(wù)以及物流業(yè)的快速發(fā)展，亟需提高倉儲(chǔ)的管理效率進(jìn)而提升 整個(gè)供應(yīng)鏈的管理效率，以增加企業(yè)在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。隨著RFID技術(shù)的發(fā)展，其遠(yuǎn)距離、 多目標(biāo)、非視距識(shí)別的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和不斷下降的成本，RFID技術(shù)在倉儲(chǔ)管理中應(yīng)用越來越廣 泛。倉儲(chǔ)管理中，涉及到的盤存、查找等工作都與貨架管理緊密相關(guān)，能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確獲知貨 架中每個(gè)貨物的位置，可以有效提高倉儲(chǔ)的管理效率。
[0003] 在申請(qǐng)?zhí)枮镃N200610061936. 0專利中，提供一種智能貨架系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法，該方 法包括：在貨架上設(shè)置射頻讀寫器、感應(yīng)天線和信息顯示單元，為了實(shí)現(xiàn)貨物定位，在貨架 每一層設(shè)置有感應(yīng)天線，每一層顯示單元可以顯示貨物實(shí)時(shí)信息。該方法只能定位貨物到 貨架每一層，定位精度不高，并且沒有考慮貨架層與層之間射頻信號(hào)干擾，可能導(dǎo)致誤讀和 定位錯(cuò)誤。
[0004] 在申請(qǐng)?zhí)枮镃N200820058910. 5的專利中提供一種智能貨架系統(tǒng)，該方法包括：在 貨架上每一層設(shè)置射頻感應(yīng)天線，每個(gè)天線負(fù)責(zé)一個(gè)貨架空間的定位，定位貨物到貨架的 每一層，為了防止貨架層與層之間射頻天線的干擾，在貨架每一層添加射頻屏蔽材料，屏蔽 天線對(duì)其他層的干擾。
[0005] 在申請(qǐng)?zhí)枮镃N201010117504. 3的專利中，為了提高貨物的定位精度，把貨架每一 層分為不同的物品存放空間，在每一個(gè)物品存放空間安裝有獨(dú)立工作的射頻識(shí)別讀卡器， 每個(gè)存放空間與相鄰的存放空間設(shè)有射頻信號(hào)屏蔽層，當(dāng)有物品放置到存放空間，射頻讀 卡器讀物貨物標(biāo)簽信息，可以定位貨物到每一個(gè)物品存放空間。
[0006] 在申請(qǐng)?zhí)枮镃N200710041454. 3的專利中，提出一種智能貨架及貨物監(jiān)控方法，其 方法是：在貨架各層層底設(shè)置具有唯一識(shí)別號(hào)的多個(gè)定位射頻識(shí)別標(biāo)簽，在貨架各層的層 頂設(shè)置讀寫器天線，在沒有貨物放置到識(shí)別標(biāo)簽上方時(shí)，各層讀寫器天線可以讀取每一個(gè) 設(shè)置在層底的識(shí)別電子標(biāo)簽，當(dāng)有貨物放置到貨架上時(shí)，所屬位置的定位射頻識(shí)別標(biāo)簽被 阻擋，天線讀取到設(shè)置在貨物上的電子標(biāo)簽，由此可以確定貨物放置的位置。此方法中，通 過貨位上部署定位射頻識(shí)別標(biāo)簽，在一定程度上提高了定位精度，為了避免各層之間射頻 信號(hào)的干擾，還是需要在貨架各層時(shí)間設(shè)置射頻信號(hào)屏蔽層.
[0007] 在申請(qǐng)?zhí)枮?01110147450. X的專利中，提出一種基于虛擬標(biāo)簽算法的無線射頻 室內(nèi)定位方法，將參考標(biāo)簽固定在定位區(qū)域內(nèi)的適當(dāng)位置，通過測(cè)量獲得其坐標(biāo)；對(duì)參考 標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度，通過設(shè)定的RFID讀寫器每隔一段時(shí)間讀取一次，以便適應(yīng)環(huán)境因素變 化對(duì)定位誤差帶來的影響；而將定位的標(biāo)簽附著在待定位目標(biāo)上，通過RFID讀寫器接收 到的定位標(biāo)簽的信號(hào)來估計(jì)其在空間的位置。具體定位步驟是先進(jìn)行環(huán)境變量的估計(jì)，包 括路徑損耗指數(shù)估計(jì)和正態(tài)分布標(biāo)準(zhǔn)差估計(jì)；再構(gòu)造虛擬參考標(biāo)簽；最后基于虛擬參考標(biāo) 簽的定位算法實(shí)現(xiàn)。此定位方法克服了現(xiàn)有技術(shù)設(shè)置高密度參考標(biāo)簽帶來的射頻信號(hào)干擾 問題，參考標(biāo)簽布局靈活，同時(shí)擴(kuò)展了定位區(qū)域范圍，提高了室內(nèi)定位精度。
[0008] 目前貨架定位識(shí)別系統(tǒng)存在以下問題：
[0009] (1)成本高，在貨架每一層部署價(jià)格昂貴的讀寫器或者讀寫器天線；
[0010] (2)部署麻煩，為了避免貨架層與層之間的射頻信號(hào)干擾，需要對(duì)每一層進(jìn)行屏蔽 處理；
[0011] (3)定位精度低，定位結(jié)果只能精確到每一層。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種基于無源RFID的定位識(shí)別方法與系統(tǒng)及裝置及 中間件，部署簡(jiǎn)單、成本低廉、定位準(zhǔn)確、無需進(jìn)行信號(hào)屏蔽處理。
[0013] 本發(fā)明提供的基于無源RFID的定位識(shí)別裝置，包括：
[0014] 放置在貨架上超高頻無源RFID參考標(biāo)簽；
[0015] 用于覆蓋貨架區(qū)域的讀寫器天線；
[0016] 位于貨物上的電子標(biāo)簽；
[0017] 與所述讀寫器天線連接的讀寫器，用于控制所述讀寫器天線工作；所述多端口讀 寫器內(nèi)置中間件，用于接收控制命令進(jìn)行標(biāo)簽的讀寫。
[0018] 本發(fā)明提供的一種基于無源RFID的定位識(shí)別系統(tǒng)，包括：放置在貨架上
[0019] 超高頻無源RFID參考標(biāo)簽；
[0020] 用于覆蓋貨架區(qū)域的讀寫器天線；
[0021] 位于貨物上的電子標(biāo)簽；
[0022] 與所述讀寫器天線連接的讀寫器，用于控制所述讀寫器天線工作；所述多端口讀 寫器內(nèi)置中間件，用于接收控制命令進(jìn)行標(biāo)簽的讀寫；
[0023] 通過以太網(wǎng)線連接所述中間件的計(jì)算機(jī)，用于向所述中間件發(fā)送控制命令、從服 務(wù)器讀取標(biāo)簽信息以及傳輸定位信息；
[0024] 與所述計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備連接的所述服務(wù)器，用于存儲(chǔ)所述標(biāo)簽信息以及 所述定位信息。
[0025] 本發(fā)明提供的一種基于無源RFID的定位識(shí)別方法，包括：
[0026] 在已劃分區(qū)域的其中一個(gè)區(qū)域中確定目標(biāo)標(biāo)簽，其中，所述已劃分區(qū)域?yàn)楦鶕?jù)第 一預(yù)定規(guī)則進(jìn)行粗粒度定位所劃分的區(qū)域；
[0027] 運(yùn)用參考標(biāo)簽定位算法，確定所述目標(biāo)標(biāo)簽所在的已劃分區(qū)域；
[0028] 采用虛擬參考標(biāo)簽定位算法，對(duì)所述目標(biāo)標(biāo)簽所在的區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分；
[0029] 在所劃分的網(wǎng)格中加入虛擬參考標(biāo)簽，計(jì)算出每一個(gè)虛擬標(biāo)簽的場(chǎng)強(qiáng)值；
[0030] 選擇與所述目標(biāo)標(biāo)簽最鄰近的第一預(yù)定數(shù)目的虛擬參考標(biāo)簽，再次使用所述參考 標(biāo)簽定位算法計(jì)算所述目標(biāo)標(biāo)簽的位置。
[0031] 本發(fā)明提供的一種基于無源RFID的定位識(shí)別的中間件，包括：選擇模塊、第一計(jì) 算模塊和第二計(jì)算模塊，
[0032] 選擇模塊，用于在已劃分區(qū)域的其中一個(gè)區(qū)域中確定目標(biāo)標(biāo)簽，其中，所述已劃分 區(qū)域?yàn)楦鶕?jù)第一預(yù)定規(guī)則進(jìn)行粗粒度定位所劃分的區(qū)域；第一計(jì)算模塊，用于運(yùn)用參考標(biāo) 簽定位算法，確定所述目標(biāo)標(biāo)簽所在的已劃分區(qū)域；第二計(jì)算模塊，用于采用虛擬參考標(biāo)簽 定位算法，對(duì)所述目標(biāo)標(biāo)簽所在的區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分；在所劃分的網(wǎng)格中加入虛擬參考標(biāo) 簽，計(jì)算出每一個(gè)虛擬標(biāo)簽的場(chǎng)強(qiáng)值；所述選擇模塊選擇與所述目標(biāo)標(biāo)簽最鄰近的第一預(yù) 定數(shù)目的虛擬參考標(biāo)簽，再次通過所述第一計(jì)算模塊利用所述參考標(biāo)簽定位算法計(jì)算所述 目標(biāo)標(biāo)簽的位置。
[0033] 本發(fā)明公布了一種基于無源RFID小空間貨架定位定位識(shí)別系統(tǒng)，本系統(tǒng)在貨架 上部署價(jià)格低廉的電子標(biāo)簽作為參考標(biāo)簽，取代現(xiàn)有方案在貨架每一層部署昂貴的讀寫器 或者讀寫器天線。讀寫器天線和貨架之間有一定距離間隔，并且天線讀寫范圍覆蓋定位區(qū) 域，使用很少的讀寫器天線和成本低廉的電子標(biāo)簽，運(yùn)用本發(fā)明基于無源RFID的定位識(shí)別 方法所提供的參考標(biāo)簽定位算法實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)標(biāo)簽的快速、精確定位。
【附圖說明】
[0034] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例中基于無源RFID的定位識(shí)別系統(tǒng)的示意圖。
[0035] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例中的基于無源RFID的定位識(shí)別方法的流程圖。
[0036] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例中的粗粒度區(qū)域定位的示意圖。
[0037] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例中的細(xì)粒度虛擬參考標(biāo)簽定位的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的闡述。
[0039] 圖1是本發(fā)明基于無源RFID的定位識(shí)別系統(tǒng)的示意圖。圖中1是小空間單面懸 臂式貨架；在貨架上放置超高頻無源RFID參考標(biāo)簽2 (作為一個(gè)實(shí)施例，參考標(biāo)簽放置在 每一個(gè)懸臂頂端);讀寫器天線3用于覆蓋貨架區(qū)域，作為一個(gè)實(shí)施例，選用圓極化超高頻圓 極化定向天線，有效讀取距離可達(dá)10米左右，通過懸掛或者其他方式放置在貨架的正前上 方，調(diào)整其方向以覆蓋整個(gè)貨架區(qū)域；貨物4存放于存放空間內(nèi)，貨物上放置有電子標(biāo)簽5 ; 讀寫器6 (可以選用多端口讀寫器）通過電纜連接讀寫器天線3,并按照端口時(shí)分復(fù)用的方 式控制天線工作；讀寫器內(nèi)置中間件，并通過以太網(wǎng)線連到計(jì)算機(jī)8,并接受計(jì)算機(jī)的控制 命令進(jìn)行標(biāo)簽的讀寫工作；計(jì)算機(jī)機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備7連接到服務(wù)器9,從服務(wù)器中讀取 標(biāo)簽信息并將定位信息傳輸?shù)椒?wù)器以保存。
[0040] 本發(fā)明提供了針對(duì)小空間貨架的靈活、低成本的定位方案，使用一個(gè)讀寫器可以 實(shí)現(xiàn)一整片區(qū)域或者整個(gè)貨架的定位。成本低，對(duì)于一個(gè)貨架，只需要一個(gè)多端口讀寫器、 三個(gè)讀寫器天線和若干電子標(biāo)簽，不需要每一層部署天線。無需改造貨架，無需進(jìn)行信號(hào)屏 蔽處理。
[0041] 本發(fā)明的基于無源RFID的定位識(shí)別方法如圖2所示：
[0042] S200,在已劃分區(qū)域的其中一個(gè)區(qū)域中確定目標(biāo)標(biāo)簽，其中，所述已劃分區(qū)域?yàn)楦?據(jù)第一預(yù)定規(guī)則進(jìn)行粗粒度定位所劃分的區(qū)域；
[0043] S201，運(yùn)用參考標(biāo)簽定位算法，確定所述目標(biāo)標(biāo)簽所在的已劃分區(qū)域；
[0044] S202,采用虛擬參考標(biāo)簽定位算法，對(duì)所述目標(biāo)標(biāo)簽所在的區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分；
[0045] S203,在所劃分的網(wǎng)格中加入虛擬參考標(biāo)簽，計(jì)算出每一個(gè)虛擬標(biāo)簽的場(chǎng)強(qiáng)值；
[0046] S204,選擇與所述目標(biāo)標(biāo)簽最鄰近的第一預(yù)定數(shù)目的虛擬參考標(biāo)簽，再次使用所 述參考標(biāo)簽定位算法計(jì)算所