一種無盲區(qū)的射頻識別精確定位系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種無盲區(qū)的射頻識別精確定位系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]有源RIFD技術(shù)已廣泛應用于人員和物品的室內(nèi)粗定位，然而，一般的有源RFID定位系統(tǒng)存在著定位時間長、定位不準確、定位精度差(一般為幾十米)等缺點，。對于高精度定位以及近距離的進出定位，現(xiàn)有有源RFID技術(shù)已難以滿足要求，同時，由于低頻的定位距離一般最遠為5米，為滿足隧道和礦井等人員定位的應用，需要拓展定位距離，隧同時產(chǎn)生了信號同步的需求；為了滿足對高精度定位和近距離進出定位的需求，改進有源RFID的定位精度，本案由此產(chǎn)生。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種無盲區(qū)的射頻識別精確定位系統(tǒng)，利用超高頻無線信號同步低頻觸發(fā)信號時序進而實現(xiàn)管理目標的無盲區(qū)精確定位。
[0004]為達成上述目的，本實用新型的解決方案為:
[0005]一種無盲區(qū)的射頻識別精確定位系統(tǒng)，包括激發(fā)器、電子標簽、讀寫器及上位機；
[0006]激發(fā)器包括超高頻無線信號接收模塊、低頻激發(fā)模塊及第一 MCU，超高頻無線信號接收模塊及低頻激發(fā)模塊分別與第一 MCU連接；激發(fā)器低頻激發(fā)模塊包括至少兩路工作時序錯開不同編號的激發(fā)電路，不同激發(fā)電路通過低頻天線形成低頻激發(fā)信號交集區(qū)；
[0007]電子標簽包括低頻接收模塊、超高頻無線發(fā)送模塊及第二 MCU，低頻接收模塊及超高頻無線發(fā)送模塊分別與第二 MCU連接；低頻接收模塊采集低頻激發(fā)信號并通過超高頻無線發(fā)送模塊將標識信息發(fā)送至讀寫器；
[0008]讀寫器包括超高頻無線同步信號發(fā)送模塊、超高頻無線標簽信號接收模塊及第三MCU，超高頻無線同步信號發(fā)送模塊及超高頻無線標簽信號接收模塊與第三MCU連接；超高頻無線標簽信號接收模塊通過超高頻天線接收標簽信號，而超高頻無線同步信號發(fā)送模塊將同步信號發(fā)送至激發(fā)器；
[0009]所述激發(fā)電路的工作時序不同，假設(shè)h為同步基準時間，T為低頻天線工作周期，Tl為低頻發(fā)送周期，T2為低頻空閑周期，T= Tl+ T2，T3為同步信號的發(fā)送周期，激發(fā)電路ApA2, A3和 A n分別工作在 10+ (n*i) T、t0+ (n*i) T+T、t0+ (n*i) T +2T 和 t0+ (n*i) T +nT 時序下，i為自然數(shù)，互不干擾；
[0010]不同激發(fā)器激發(fā)電路之間時間偏移不同，讀寫器超高頻無線同步信號發(fā)送模塊在不同激發(fā)器激發(fā)電路之間時間偏移量小于低頻空閑周期1~2之內(nèi)定時發(fā)送超高頻無線廣播同步信號至激發(fā)器，校正不同激發(fā)器各路激發(fā)電路同步基準時間，使不同激發(fā)器各路激發(fā)電路間的工作時序同步。
[0011]進一步，所述低頻激發(fā)模塊的激發(fā)電路設(shè)置為四路。
[0012]進一步，所述激發(fā)器為至少兩臺，不同激發(fā)器設(shè)置的同一編號的激發(fā)電路工作時序相同。
[0013]進一步，所述電子標簽處于低頻激發(fā)信號區(qū)時，電子標簽的低頻接收模塊采集所述激發(fā)器的各個激發(fā)電路的低頻激發(fā)信號，并通過第二 MCU校驗，定時篩選信號強度最強的一個低頻激發(fā)信號，并將所述信號強度最強的低頻信號的標識信息通過超高頻無線發(fā)送模塊發(fā)送至讀寫器。
[0014]一種無盲區(qū)的射頻識別精確定位方法，其特征在于:包括以下步驟:
[0015]一，在激發(fā)器低頻激發(fā)模塊中設(shè)置至少兩路工作時序錯開不同編號的激發(fā)電路，不同激發(fā)電路通過低頻天線形成低頻激發(fā)信號交集區(qū)，假設(shè)h為同步基準時間，T為低頻天線工作周期，Tl為低頻發(fā)送周期，T2為低頻空閑周期，T= Tl+ T2，T3為同步信號的發(fā)送周期，激發(fā)電路 A1,A2,A3^P An分別工作在 t ο+ (n*i) Ta0+ (n*i) T+TU0+ (n*i) T +2T 和 t0+ (n*i)T +nT時序下，i為自然數(shù)，互不干擾。
[0016]二，不同激發(fā)器的激發(fā)電路之間時間偏移不同，讀寫器超高頻無線同步信號發(fā)送模塊在不同激發(fā)器激發(fā)電路之間時間偏移量小于低頻空閑周期1~2之內(nèi)定時發(fā)送超高頻無線廣播同步信號至激發(fā)器，校正不同激發(fā)器各路激發(fā)電路同步基準時間，使不同激發(fā)器各路激發(fā)電路間的工作時序同步；同步后，各激發(fā)器的激發(fā)電路在下一個工作周期的起點同時開始新的工作周期并延續(xù)至下一個同步信號到達之前。
[0017]在多臺激發(fā)器工作時序同步的前提下，可以確保位于交集區(qū)每相鄰兩臺激發(fā)器不同編號的激發(fā)天線的激發(fā)時序不同，實現(xiàn)大范圍的無盲區(qū)激發(fā)信號全覆蓋，從而實現(xiàn)無盲區(qū)的精確定位。
[0018]三，電子標簽低頻接收模塊采集低頻激發(fā)信號并通過超高頻無線發(fā)送模塊將標識信息發(fā)送至讀寫器。
[0019]四，讀寫器超高頻無線標簽信號接收模塊通過超高頻天線接收標簽信號，并將標簽信息和低頻激發(fā)標識信息傳送至上位機，而超高頻無線同步信號發(fā)送模塊將同步信號發(fā)送至激發(fā)器，實現(xiàn)無盲區(qū)的射頻識別精確定位。
[0020]超高頻指的是0.3-3GHZ的無線電頻段，該頻段具有數(shù)據(jù)傳輸速率較高、信號傳輸距離遠的特點。
[0021]采用上述方案后，本實用新型激發(fā)器低頻激發(fā)模塊包括至少兩路工作時序錯開不同編號的激發(fā)電路，以保證電子標簽在同一時刻，只受某一激發(fā)器的某一路激發(fā)電路激發(fā)，不同激發(fā)電路通過低頻天線形成低頻激發(fā)信號交集區(qū)，如果不形成低頻激發(fā)信號交集區(qū)，就會形成盲區(qū)；因此，不管電子標簽處于任何位置，在每一低頻天線工作周期(T)時間內(nèi)電子標簽都可以被其中一路低頻信號激發(fā)，實現(xiàn)無盲區(qū)定位；同時，讀寫器超高頻無線同步信號發(fā)送模塊在不同激發(fā)器激發(fā)電路之間時間偏移量小于低頻空閑周期1~2之內(nèi)定時發(fā)送超高頻無線廣播同步信號至激發(fā)器，校正不同激發(fā)器各路激發(fā)電路同步基準時間，使不同激發(fā)器各路激發(fā)電路間的工作時序同步，實現(xiàn)精確定位。
【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0023]圖2是本實用新型激發(fā)器的結(jié)構(gòu)框圖；
[0024]圖3是本實用新型激發(fā)器多路低頻激發(fā)模塊的低頻信號工作時序圖；
[0025]圖4是本實用新型讀寫器的結(jié)構(gòu)框圖；
[0026]圖5是本實用新型電子標簽的結(jié)構(gòu)框圖；
[0027]圖6是本實用新型低頻激發(fā)模塊的定位部署圖。
[0028]標號說明
[0029]讀寫器10、超高頻無線同步信號發(fā)送模塊101、超高頻無線標簽信號接收模塊102、第三MCU103、上位機20、電子標簽30、低頻接收模塊301、超高頻無線發(fā)送模塊302、第二 MCU303、激發(fā)器40、超高頻無線信號接收模塊401、超高頻天線402、低頻激發(fā)模塊403、低頻天線404、第一 MCU405、低頻激發(fā)信號交集區(qū)50。
【具體實施方式】
[0030]以下結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型做詳細描述。
[0031]參閱圖1至圖6所不，本實用新型揭不的一種無盲區(qū)的射頻識別精確定位系統(tǒng)，包括讀寫器10、上位機20、電子標簽30和激發(fā)器40。
[0032]如圖1所示，讀寫器10與上位機20有線連接，讀寫器10通過超高頻無線同步信號與激發(fā)器40通信連接，激發(fā)器40通過低頻無線激發(fā)信號與電子標簽30通信連接，電子標簽30通過超高頻無線信號與讀寫器10連接。
[0033]如圖2所示，激發(fā)器40包括超高頻無線信號接收模塊401、超高頻天線402、低頻激發(fā)模塊403、低頻天線404及控制模塊第一 MCU405，超高頻無線信號接收模塊401及低頻激發(fā)模塊403分別與第一 MCU405連接；激發(fā)器40低頻激發(fā)模塊403包括至少兩路工作時序錯開不同編號的激發(fā)電路，不同激發(fā)電路通過低頻天線404形成低頻激發(fā)信號交集區(qū)。本實施例中，激發(fā)器40還包括電源電路模塊、存儲單元、有線傳輸模塊和功能開關(guān)模塊等。
[0034]如圖5所示，電子標簽30包括低頻接收模塊301、超高頻無線發(fā)送模塊302及第二MCU303，低頻接收模塊301及超高頻無線發(fā)送模塊302分別與第二 MCU303連接；低頻接收模塊301采集低頻激發(fā)信號，通過超高頻無線發(fā)送模塊302將標識信息發(fā)送至讀寫器10。
[0035]如圖4所示，讀寫器10包括超高頻無線同步信號發(fā)送模塊101、超高頻無線標簽信號接收模塊102及第三MCU103，超高頻無線同步信號發(fā)送模塊101及超高頻無線標簽信號接收模塊102與第三MCU103連接而第三MCU103與上位機20連接；超高頻無線標簽信號接收模塊102通過超高頻天線接收標簽信號，而超高頻無線同步信號發(fā)送模塊將同步信號發(fā)送至激發(fā)器。本實施例中，讀寫器10還包括電源電路模塊、存儲單元和有線傳輸模塊。
[0036]超高頻無線同步信號發(fā)送模塊101負責定時發(fā)送超高頻同步信號，超高頻無線標簽信號接收模塊102接收信號覆蓋范圍內(nèi)的電子標簽30無線射頻信號，并對信息進行校驗，對于射頻標簽信號記錄其信號強度值及定位信息，將以上信息傳遞給第三MCU103。
[0037]第三MCU103負責將以上信息解包暫存，并通過RS232或RS485或以太網(wǎng)將信息傳送至上位機20，由上位機20實現(xiàn)信息的管理，同時接收上位機20的設(shè)置命令對讀寫器10進行設(shè)置。存儲單元負責存儲讀寫器10的配置信息和系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)，掉電保存，以便下次開機不需重新設(shè)置讀寫器10的參數(shù)信息。
[0038]所述激發(fā)電路的工作時序不同，假設(shè)h為同步基準時間，T為低頻天線工作周期，T1為低頻發(fā)送周期，T2為低頻空閑周期，T= T1+ T