態(tài)來將天線接入測量系統(tǒng)。例如，當開關(guān)kl處于開啟狀態(tài)而開關(guān)k2-k4處于關(guān)閉狀態(tài)時，天線11與讀寫器3連接組成一個測量系統(tǒng)，此時測量的是天線11與電子標簽之間的距離。按照這種方法，測量電子標簽與各個天線之間的距離即可對電子標簽進行定位。因此，根據(jù)本發(fā)明的RFID定位系統(tǒng)可以僅使用一個讀寫器3分別與5個天線11-15配合就能實現(xiàn)5個天線的定位。也就是說，多個天線11-15共用一個讀寫器3，因此可以降低系統(tǒng)的功率，節(jié)省系統(tǒng)的成本。同時，由于天線的成本較低可以通過增加天線的數(shù)量來提高系統(tǒng)的定位精度。雖然本發(fā)明實施例是采用了 5個天線的系統(tǒng)，但本發(fā)明不限于此。
[0034]如圖3所示，讀寫器3包括射頻模塊31和讀寫模塊32。其中，射頻模塊31包括射頻處理單元311、射頻接收單元312和射頻振蕩單元313。讀寫模塊32包括放大器單元321、解碼及糾錯單元322和標準接口 323。此外，讀寫模塊還可以包括微處理器單元、儲存單元、標準接器和時鐘單元。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種RFID定位方法。以下將參照附圖來對根據(jù)本發(fā)明RFID定位方法進行詳細描述。
[0036]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的RFID定位方法的流程圖。如圖6所示，根據(jù)本發(fā)明的RFID定位方法包括以下步驟:
[0037]SlOO:邏輯開關(guān)模塊按照預(yù)定的順序使天線模塊的多個天線中的一個與讀寫器連接。例如，在如圖5所示的系統(tǒng)中，按照從左到右的順序?qū)⑻炀€11至15與讀寫模塊連接。但本發(fā)明不限于此，還可以其它的連接順序。
[0038]S200:當多個天線中的一個與讀寫器連接時，讀寫器通過天線發(fā)送信號并從電子標簽接收信號。當電子標簽在天線的測量范圍之內(nèi)時，電子標簽發(fā)出的信號能被天線接收，當電子標簽在天線的測量范圍之外時，電子標簽發(fā)出的信號不能被天線接收。在一定時間內(nèi)，不論是否能接收到電子標簽發(fā)出的信號，都切換下一個接入測量系統(tǒng)的天線。例如，每個天線的測量時間為2秒，當系統(tǒng)有5個天線時，進行一次定位需要10秒。
[0039]S300:計算模塊通過從電子標簽接收的信號判斷電子標簽與天線之間的距離。在對電子標簽進行定位時，通過測量天線與電子標簽之間的距離來對電子標簽進行定位。例如，可以通過到達時間信息定位算法來測量電子標簽到各個天線的距離。但本發(fā)明不限于此，還可以通過其它方法確定電子標簽與天線之間的距離。
[0040]S400:計算模塊通過至少3個天線與電子標簽之間的距離確定電子標簽的位置。需要至少3個天線與電子標簽之間的距離來確定電子標簽的位置。例如，當系統(tǒng)有5個天線時，如果通過測量得到3個天線的距離值即可以確定標簽的位置。如果有3個以上的距離值，則可以使用其中3個距離值來確定電子標簽的位置。使用剩余的距離值來校準電子標簽的位置，例如，使用最小二乘法、線性回歸算法或加權(quán)平均值算法來提高測量的精度。[0041 ] 具體地，如圖2和圖5所示。在測量時，首先建立坐標系，然后布置天線得到各個天線的坐標。例如，當系統(tǒng)有5個天線時，坐標分別為(xl，yl)，(x2, y2)，(x3, y3)，(x4, y4)，(x5, y5)。時序邏輯單元21控制多中開關(guān)單元22分別將天線11_15依次與讀寫器連接，從而測量各個天線與電子標簽之間的距離R1-R5。于是得到方程Oq-Xc^+brL)2=、2，(X2-X0)2+ (y2-y0)2 = R 22，(χ3_χ0)2+ (y3_y0)2 = R 32，(χ4_χ0)2+ (y4-y0)2 = R 42，(χ5-χ0)2+ (y5-y0)2=R52O其中，由于電子標簽的距離超出天線的測量范圍，所以可能得到的測量距離可能少于5個。如果通過測量得到3個天線的距離值即得到上述方程中的3個，聯(lián)立這些方程解方程組即可得到電子標簽的位置。因此，根據(jù)本發(fā)明的RFID定位系統(tǒng)可以僅使用一個讀寫器3分別與5個天線11-15配合就能實現(xiàn)5個天線的定位。也就是說，多個天線11-15共用一個讀寫器3，因此可以降低系統(tǒng)的功率，節(jié)省系統(tǒng)的成本。同時，由于天線的成本較低可以通過增加天線的數(shù)量來提高系統(tǒng)的定位精度。雖然本發(fā)明實施例是采用了 5個天線的系統(tǒng)，但本發(fā)明不限于此。
[0042]進一步地，步驟SlOO包括:邏輯開關(guān)模塊2的時序邏輯單元21按照預(yù)定的時序開啟多路開關(guān)單元22的多個開關(guān)kl-k5中的一個同時斷開其它開關(guān)而使與開啟的開關(guān)連接的天線與讀寫模塊連接，并且通過切換開啟的開關(guān)來切換與讀寫模塊3連接的天線。例如，時序邏輯單元21控制開關(guān)kl開啟，而k2-k4關(guān)閉，此時天線11與讀寫器連接，測量得到天線11與電子標簽之間的距離。然后，時序邏輯單元21控制天線12與讀寫器連接，測量電子標簽與天線12之間的距離。按照這種方法測量得到各個天線與電子標簽之間的距離R1-R5。在本發(fā)明中，天線與讀寫器3連接的順序可以任意排序。
[0043]盡管前面公開的內(nèi)容示出了本發(fā)明的示例性實施例，但是應(yīng)當注意，在不背離權(quán)利要求限定的范圍的前提下，可以進行多種改變和修改。根據(jù)這里描述的發(fā)明實施例的方法權(quán)利要求的功能、步驟和/或動作不需以任何特定順序執(zhí)行。此外，盡管本發(fā)明的元素可以以個體形式描述或要求，但是也可以設(shè)想具有多個元素，除非明確限制為單個元素。
【主權(quán)項】
1.一種RFID定位系統(tǒng)，包括: 天線模塊，所述天線模塊包括至少3個天線； 邏輯開關(guān)模塊，與所述天線模塊相連接； 讀寫器，與所述邏輯開關(guān)模塊相連接，所述讀寫器包括射頻模塊和讀寫模塊，并且發(fā)射信號并接收從電子標簽發(fā)射的信號；以及 計算模塊，根據(jù)從所述電子標簽發(fā)射的信號確定所述電子標簽的位置， 其中，在定位時，所述邏輯開關(guān)模塊按照預(yù)定的順序?qū)⑺龆鄠€天線中的一個與所述讀寫模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID定位系統(tǒng)，其中，所述邏輯開關(guān)模塊包括多路開關(guān)單元和時序邏輯單元，每一個所述天線與一個所述開關(guān)連接，所述時序邏輯單元按照預(yù)定的時序開啟所述多個開關(guān)中的一個同時斷開其它開關(guān)而使所述多個天線中的一個與所述讀寫模塊連接，并且通過切換開啟的開關(guān)來切換與所述讀寫模塊連接的天線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID定位系統(tǒng)，其中，所述射頻模塊包括射頻處理單元、射頻接收單元塊和射頻振蕩單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID定位系統(tǒng)，其中，所述讀寫模塊包括放大單元、解碼及糾錯單元、微處理器單元、儲存器單元、標準接口和時鐘單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID定位系統(tǒng)，其中，所述天線模塊包括5個天線，所述多路開關(guān)電路包括5個開關(guān)，并且所述5天線被分布在定位區(qū)域的4個角落和中心處。
6.—種RFID定位方法，所述方法包括以下步驟: 邏輯開關(guān)模塊按照預(yù)定的順序使天線模塊的多個天線中的一個與讀寫器連接； 當所述多個天線中的一個與所述讀寫器連接時，所述讀寫器通過所述天線發(fā)送信號并從電子標簽接收信號； 計算模塊通過從所述電子標簽接收的信號判斷所述電子標簽與所述天線之間的距離；以及 計算模塊通過至少3個所述天線與所述電子標簽之間的距離確定所述電子標簽的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，邏輯開關(guān)模塊按照預(yù)定的順序使天線模塊的多個天線中的一個與讀寫模塊連接包括:所述邏輯開關(guān)模塊的時序邏輯單元按照預(yù)定的時序開啟多路開關(guān)單元的多個開關(guān)中的一個同時斷開其它開關(guān)而使與所述開啟的開關(guān)連接的天線與所述讀寫模塊連接，并且通過切換開啟的開關(guān)來切換與所述讀寫模塊連接的天線。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，當測得的所述天線與所述電子標簽之間的距離的數(shù)量多于3個時，使用3個所述天線與所述電子標簽之間的距離確定所述電子標簽的位置，并用剩余的所述天線與所述電子標簽之間的距離校準所述電子標簽的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，每個所述天線與所述讀寫模塊連接的時間為2秒或2秒以下。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9所述的方法，通過在預(yù)定時間段內(nèi)連續(xù)確定所述電子標簽的位置來確定所述電子標簽的行蹤。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種RFID定位系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)包括：天線模塊，所述天線模塊包括至少3個天線；邏輯開關(guān)模塊，與所述天線模塊相連接；讀寫模塊，與所述邏輯開關(guān)模塊相連接，所述讀寫模塊發(fā)射信號并接收從電子標簽發(fā)出的信號；以及計算模塊，根據(jù)所述讀寫模塊接收的從所述電子標簽發(fā)出的信號確定所述電子標簽的位置，其中，在定位時，所述邏輯開關(guān)模塊將所述多個天線中的一個與所述讀寫模塊連接從而構(gòu)成一個讀寫器，并且按預(yù)定的順序切換與所述讀寫模塊連接的天線。
【IPC分類】G06K17-00
【公開號】CN104766110
【申請?zhí)枴緾N201510169928
【發(fā)明人】崔煒, 劉云清, 王遠洋, 陳磊
【申請人】長春理工大學
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月10日