專利名稱：一種基于電子射頻標(biāo)簽和數(shù)據(jù)庫的室內(nèi)外定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于物流和導(dǎo)航的定位系統(tǒng)，具體涉及一種基于電子射頻標(biāo) 簽和數(shù)據(jù)庫的室內(nèi)外定位系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
基于位置的服務(wù)(LBS location Based Service)是電子信息產(chǎn)業(yè)的一個擁有廣 泛應(yīng)用和巨大市場價值的領(lǐng)域，目前現(xiàn)有的定位系統(tǒng)包含以下幾種一、GPS 定位全球定位系統(tǒng)GPS是一個基于中距離圓型軌道衛(wèi)星的導(dǎo)航系統(tǒng)。它可以為地球表 面絕大部分地區(qū)提供準(zhǔn)確的定位、測速和高精度的時間標(biāo)準(zhǔn)，GPS系統(tǒng)由大約M顆專用GPS 衛(wèi)星及地面支持設(shè)備組成。民用GPS可以達(dá)到十米左右的定位精度。其缺點(diǎn)在于全球定位系統(tǒng)精度不高，且不能覆蓋室內(nèi)和遮蔽的室外空間，不易部 署，同時使用者在使用導(dǎo)航服務(wù)的同時，自己也被跟蹤，隱私不能得到保障。二、WiFi無線定位基于IEEE802. 11協(xié)議的WiFi (無線局域網(wǎng))及類似的無線定位為至少一個訪問 點(diǎn)和一個或一個以上的客戶端，在IEEE802. 11協(xié)議下設(shè)置的WiFi網(wǎng)絡(luò)，其IEEE802. 11協(xié) 議采用兩種無線調(diào)頻方式和一種紅外傳輸?shù)姆绞健蓚€設(shè)備之間的通信可以自由直接的方 式進(jìn)行，也可以在基站或者訪問點(diǎn)的協(xié)調(diào)下進(jìn)行。其缺點(diǎn)在于大范圍部署成本高，需要有源客戶端設(shè)備，10米左右的精度對室內(nèi) 的應(yīng)用有局限性，維護(hù)工作量大，使用者也同樣是被跟蹤的。三、手機(jī)移動定位手機(jī)定位是利用GSM或CDMA無線移動通信網(wǎng)的蜂窩技術(shù)來實(shí)現(xiàn)位置信息的查詢， GSM或CDMA無線通信網(wǎng)是由許多像蜜蜂蜂窩一樣的小區(qū)構(gòu)建而成的，每個小區(qū)都有自己的 編號，通過手機(jī)所在小區(qū)的識別號就可以知道手機(jī)所在區(qū)域。其缺點(diǎn)在于對室內(nèi)應(yīng)用定位精度不夠，且無法保護(hù)用戶的隱私。RFID是Radio Frequency Identification的縮寫，即射頻識別，俗稱電子射頻標(biāo) 簽。RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并 獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識別高速運(yùn)動 物體并可同時識別多個標(biāo)簽，操作快捷方便。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種基于電子射頻標(biāo)簽和數(shù)據(jù)庫的室內(nèi)外定位系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)高精 度的室內(nèi)外地理定位，部署成本低，更適用于移動計(jì)算，解決了用戶的位置和其他隱私被暴 露的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種基于電子射頻標(biāo)簽和數(shù)據(jù)庫的室內(nèi)外定位 系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含讀取設(shè)備，以及若干電子射頻標(biāo)簽；該電子射頻標(biāo)簽和讀取設(shè)備之間通過無線射頻進(jìn)行識別。上述的電子射頻標(biāo)簽設(shè)置在室內(nèi)外的固定或移動的標(biāo)識物上；上述的讀取設(shè)備為 可移動設(shè)備。上述的電子射頻標(biāo)簽的數(shù)據(jù)庫內(nèi)包含有標(biāo)簽的位置編碼信息；上述的讀取設(shè)備的 數(shù)據(jù)庫內(nèi)包含有地理信息。上述的電子射頻標(biāo)簽包含地理標(biāo)簽和物體標(biāo)簽；該地理標(biāo)簽處于絕對靜止?fàn)顟B(tài)； 該物體標(biāo)簽內(nèi)儲存物體的位置編碼和物體自身名稱和性質(zhì)的編碼，物體可發(fā)生移動，該物 體標(biāo)簽發(fā)生移動時，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要，重新人工或用儀器測量獲得移動后的位置信息， 并相應(yīng)更新該物體標(biāo)簽的數(shù)據(jù)庫位置編碼信息。上述電子射頻標(biāo)簽為有源的或無源的，該電子射頻標(biāo)簽的發(fā)射頻率為低頻或高頻 或超高頻。上述讀取設(shè)備分為高頻閱讀器和超高頻閱讀器，該高頻閱讀器的閱讀距離為0到 20厘米，該超高頻閱讀器的閱讀距離為0到2米。上述的讀取設(shè)備數(shù)據(jù)庫中記錄的地理位置編碼信息包含一級參照物五維坐標(biāo)，該五維坐標(biāo)包含地理經(jīng)度，緯度，絕對海拔高度，相對地面 高度，定位時間；一級參照物五維坐標(biāo)的歷史記錄；二級參照物相對于第一級參照物的相對四維坐標(biāo)，該四維坐標(biāo)包含經(jīng)度、緯度、高 度和時間；第N級(N > = 2)參照物相對第N-I級參照物的相對四維坐標(biāo)；各電子射頻標(biāo)簽相對第N級參照物的相對四維坐標(biāo)；各級參照物及各電子射頻標(biāo)簽的四維坐標(biāo)的歷史記錄。預(yù)先在一區(qū)域內(nèi)設(shè)置多個電子射頻標(biāo)簽，當(dāng)讀取設(shè)備來探測時，其中一個電子射 頻標(biāo)簽反饋其位置編碼信息至讀取設(shè)備，讀取設(shè)備根據(jù)此位置編碼信息查詢其數(shù)據(jù)庫，并 得出該電子射頻標(biāo)簽的地理信息。本實(shí)用新型提供一種基于電子射頻標(biāo)簽和數(shù)據(jù)庫的室內(nèi)外定位系統(tǒng)。與現(xiàn)有的定 位系統(tǒng)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于，本實(shí)用新型系統(tǒng)采用電子射頻標(biāo)簽和無線的讀取設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)更 精確的定位，可覆蓋現(xiàn)有技術(shù)難以達(dá)到的區(qū)域；本實(shí)用新型采用電子射頻標(biāo)簽，部署成本低廉，更適用于移動計(jì)算；本實(shí)用新型采用的電子射頻標(biāo)簽，其編碼內(nèi)容僅與位置信息關(guān)聯(lián)而不與用戶信息 關(guān)聯(lián)，不會主動泄露讀取設(shè)備和用戶的信息，解決了用戶位置和隱私暴露的問題，提高用戶 使用的安全性和隱私性。
圖1為本實(shí)用新型基于電子射頻標(biāo)簽和數(shù)據(jù)庫的室內(nèi)外定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的實(shí)施例。如圖1所示，本實(shí)用新型基于電子射頻標(biāo)簽和數(shù)據(jù)庫的室內(nèi)外定位系統(tǒng)包含讀取設(shè)備1，以及若干電子射頻標(biāo)簽2 ；該電子射頻標(biāo)簽2和讀取設(shè)備1之間通過無線射頻進(jìn)行 識別。讀取設(shè)備1采用可移動攜帶的閱讀器，若讀取設(shè)備1的無線發(fā)射頻率為高頻時，其 閱讀距離為0至20厘米，若讀取設(shè)備1的無線發(fā)射頻率為超高頻時，其閱讀距離為0到2 米。該讀取設(shè)備1內(nèi)部設(shè)有數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫中記錄有配套的每個電子射頻標(biāo)簽2所在地的 地理位置信息。讀取設(shè)備1通過射頻原理讀取電子射頻標(biāo)簽2內(nèi)的位置編碼信息，并根據(jù) 電子射頻標(biāo)簽2的位置編碼信息，查詢電子射頻標(biāo)簽2的數(shù)據(jù)庫中該電子射頻標(biāo)簽2所對 應(yīng)的地理信息，可以獲得該電子射頻標(biāo)簽2當(dāng)前和歷史的地理信息。讀取設(shè)備1的數(shù)據(jù)庫內(nèi)所包含的信息有以下的全部或部分信息一、一級參照物五維坐標(biāo)，該五維坐標(biāo)包含地理經(jīng)度，緯度，絕對海拔高度，相對地 面高度，定位時間；二、一級參照物五維坐標(biāo)的歷史記錄；三、二級參照物相對于第一級參照物的相對四維坐標(biāo)，該四維坐標(biāo)包含經(jīng)度、緯 度、高度和時間，例如某建筑物基準(zhǔn)點(diǎn)的四維坐標(biāo)；四、第N級(N >= 2)參照物相對第N-I級參照物的相對四維坐標(biāo)，例如某房間的 基準(zhǔn)點(diǎn)的四維坐標(biāo)；五、各電子射頻標(biāo)簽2相對第N級參照物的相對四維坐標(biāo)；六、各級參照物及各電子射頻標(biāo)簽2的四維坐標(biāo)的歷史記錄。其中，電子射頻標(biāo)簽2或第N級參照物的絕對坐標(biāo)可由前N級參照物的坐標(biāo)的對 應(yīng)項(xiàng)簡單相加即得。電子射頻標(biāo)簽2采用目前公開銷售的各種頻率的有源或無源的電子射頻標(biāo)簽，其 可設(shè)置于室內(nèi)外地面和墻壁等其他固定或移動附著物上。電子射頻標(biāo)簽2設(shè)有數(shù)據(jù)庫，該 數(shù)據(jù)庫內(nèi)記錄特定編碼，其基本特征是每個電子射頻標(biāo)簽2擁有唯一編碼，由于一般標(biāo)簽 可存儲64到Ik位，因此可以最多設(shè)置有2的64-10 次方個擁有不同編碼的電子射頻標(biāo) 簽2。電子射頻標(biāo)簽2的地理位置信息可根據(jù)當(dāng)前經(jīng)緯度和高度信息，由讀取設(shè)備1直 接或通過公式計(jì)算得到。例如，假定電子射頻標(biāo)簽2共可儲存32bit信息，可將其分為每 Sbit —段，編碼后存儲經(jīng)度、緯度、高度和其他信息，讀取時按照事先的約定解碼，若編碼時 最后一步將2進(jìn)制碼每一位循環(huán)左移，解碼時就需要首先每一位做循環(huán)右移。電子射頻標(biāo)簽2分為地理標(biāo)簽和物體標(biāo)簽，一般情況下地理處于絕對靜止?fàn)顟B(tài)， 數(shù)據(jù)庫記錄其各級地理位置信息；物體標(biāo)簽可能發(fā)生移動，起定位作用時，是處于靜止?fàn)?態(tài)，如果發(fā)生移動，數(shù)據(jù)庫里要更新其所代表的地理信息，還可以記錄或通過計(jì)算得出與地 理標(biāo)簽或其他物體標(biāo)簽的相對位置，為下一步應(yīng)用提供信息。本實(shí)用新型提供的一種基于電子射頻標(biāo)簽和數(shù)據(jù)庫的室內(nèi)外定位系統(tǒng)的定位方 法如下將多個電子射頻標(biāo)簽2根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的要求，按不同的密度預(yù)先布置于需進(jìn)行定 位的室內(nèi)和遮蔽的室外空間中，粘貼在物體表面、置于地毯或地板下等看不到但無線電波 可以發(fā)射到的地方，每個設(shè)置的點(diǎn)設(shè)置一個或多個地理標(biāo)簽或物體標(biāo)簽，可以是有源或無 源的，也可以是低頻、高頻或超高頻的電子射頻標(biāo)簽2，不同類型的電子射頻標(biāo)簽2對應(yīng)不同的讀取范圍。設(shè)置好電子射頻標(biāo)簽2后，將每個電子射頻標(biāo)簽2地理位置信息都記錄于 數(shù)據(jù)庫內(nèi)；當(dāng)讀取設(shè)備1探測到該電子射頻標(biāo)簽2且其信號強(qiáng)度超過事先制定的閾值時，就 說明電子射頻標(biāo)簽2在讀取設(shè)備1的閱讀距離以內(nèi)，若在最大閱讀距離內(nèi)有不只一個電子 射頻標(biāo)簽2被閱讀到，讀取設(shè)備1則選取信號最強(qiáng)的電子射頻標(biāo)簽2作為用來定位的標(biāo)簽； 然后，讀取設(shè)備1發(fā)射無線電波至電子射頻標(biāo)簽2 ；電子射頻標(biāo)簽2感應(yīng)讀取設(shè)備1的電波 信號后，反饋其內(nèi)部數(shù)據(jù)庫的位置編碼信息至讀取設(shè)備1 ；讀取設(shè)備1再根據(jù)所讀取的標(biāo)簽 數(shù)據(jù)庫內(nèi)的位置編碼信息，查詢讀取設(shè)備1數(shù)據(jù)庫內(nèi)的地理信息，獲得標(biāo)簽所在地的地理 位置信息，或者讀取設(shè)備1也可以根據(jù)所讀取的電子射頻標(biāo)簽2數(shù)據(jù)庫內(nèi)的位置編碼信息， 將當(dāng)前經(jīng)緯度和高度信息通過公式計(jì)算，獲得該標(biāo)簽所在地的地理位置信息。而讀取設(shè)備1 所在位置大約等于該電子射頻標(biāo)簽2所在的位置，地理位置的最大誤差為讀取設(shè)備1的最 大閱讀距離，例如，當(dāng)讀取設(shè)備1的最大閱讀距離為1. 5米，讀取設(shè)備1對其自身位置定位 的最大偏差為1.5米，而通過對信號強(qiáng)度的閾值設(shè)定，可獲得更精確的定位，閾值越高定位 越精確；最后，讀取設(shè)備1顯示其當(dāng)前所在地的地理信息。在上述的方式下，位置編碼信息是從電子射頻標(biāo)簽2單向傳輸?shù)阶x取設(shè)備1的，電 子射頻標(biāo)簽2通過感應(yīng)讀取設(shè)備1發(fā)射的無線電波傳輸數(shù)據(jù)，電子射頻標(biāo)簽2不能獲得讀 取設(shè)備1及其使用者的信息，電子射頻標(biāo)簽2也不能向外主動發(fā)射與讀取設(shè)備1相關(guān)的信 息，只要讀取設(shè)備1本身不向外發(fā)送自身的信息，其他設(shè)備或人就不能通過這種途徑獲得 使用者信息，這樣使用者的隱私可以得到一定程度的保護(hù)，不會因?yàn)橄到y(tǒng)自身的技術(shù)特點(diǎn) 泄露隱私信息。盡管本實(shí)用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上 述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本實(shí)用新型的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于 本實(shí)用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)由所附 的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求1.一種基于電子射頻標(biāo)簽和數(shù)據(jù)庫的室內(nèi)外定位系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包含讀取 設(shè)備(1)，以及若干電子射頻標(biāo)簽⑵；所述的電子射頻標(biāo)簽⑵和讀取設(shè)備⑴之間通過 無線射頻進(jìn)行識別；所述的電子射頻標(biāo)簽( 設(shè)置在室內(nèi)外的固定或移動的標(biāo)識物上；所述的讀取設(shè)備 (1)為可移動設(shè)備。
2.如權(quán)利要求1所述的用于基于電子射頻標(biāo)簽和數(shù)據(jù)庫的室內(nèi)外定位系統(tǒng)，其特征在 于，所述電子射頻標(biāo)簽( 為有源的或無源的，所述電子射頻標(biāo)簽( 的發(fā)射頻率為低頻或 高頻或超高頻。
3.如權(quán)利要求1所述的用于基于電子射頻標(biāo)簽和數(shù)據(jù)庫的室內(nèi)外定位系統(tǒng)，其特征在 于，所述讀取設(shè)備(1)分為高頻閱讀器和超高頻閱讀器，所述高頻閱讀器的閱讀距離為0到 20厘米，所述超高頻閱讀器的閱讀距離為0到2米。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于電子射頻標(biāo)簽和數(shù)據(jù)庫的室內(nèi)外定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含讀取設(shè)備，以及若干電子射頻標(biāo)簽；該電子射頻標(biāo)簽和讀取設(shè)備之間通過無線射頻進(jìn)行通信以獲取標(biāo)簽內(nèi)的編碼信息；該電子射頻標(biāo)簽設(shè)置在室內(nèi)外的固定或移動的標(biāo)識物上；讀取設(shè)備為可移動設(shè)備；電子射頻標(biāo)簽的數(shù)據(jù)庫內(nèi)包含有標(biāo)簽的編碼信息，編碼信息僅與位置信息關(guān)聯(lián)而不與用戶信息關(guān)聯(lián)；讀取設(shè)備的數(shù)據(jù)庫內(nèi)包含有地理信息。本實(shí)用新型系統(tǒng)采用高密度部署的電子射頻標(biāo)簽和無線的讀取設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)更精確的定位，可覆蓋現(xiàn)有技術(shù)難以達(dá)到的區(qū)域；采用電子射頻標(biāo)簽，部署成本低廉，更適用于移動計(jì)算；電子射頻標(biāo)簽的編碼內(nèi)容不與用戶信息關(guān)聯(lián)，解決了用戶位置和隱私暴露的問題。
文檔編號G06K7/00GK201837718SQ20102003328
公開日2011年5月18日 申請日期2010年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月20日
發(fā)明者張楠 申請人:張楠