一種具備學(xué)習(xí)能力的射頻定位系統(tǒng)及定位方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種具備學(xué)習(xí)能力的射頻定位系統(tǒng)及定位方法，涉及定位技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于，所述系統(tǒng)包括：標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)、坐標(biāo)讀寫器、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、移動(dòng)端和云端；所述標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)包括標(biāo)簽控制器和標(biāo)簽射頻收發(fā)器模塊；所述讀寫器包括：讀寫存儲(chǔ)計(jì)算模塊、讀寫控制器和讀寫射頻收發(fā)器模塊；所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)包括：通信接口、微處理器和網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)器模塊；所述云端包括：云端分析處理器、云端數(shù)據(jù)庫和云端數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述移動(dòng)端包括：移動(dòng)端數(shù)據(jù)傳輸模塊、處理器和操作界面。該發(fā)明具有：成本低、定位準(zhǔn)確、算法陷阱、具備學(xué)習(xí)能力、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種具備學(xué)習(xí)能力的射頻定位系統(tǒng)及定位方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及定位技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具備學(xué)習(xí)能力的射頻定位系統(tǒng)及定位方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)的發(fā)展，定位技術(shù)越來越受到關(guān)注?，F(xiàn)有的定位技術(shù)如GPS定位，紅外定 位等，考慮到精度，成本，可行性等方面，都有一定的局限性，尤其是在一些屏蔽物遮擋的局 域定位的場(chǎng)合。射頻識(shí)別(RFID)定位技術(shù)以其非接觸、高靈敏度和低成本等優(yōu)點(diǎn)，在這種場(chǎng) 合下成為一種重要技術(shù)選擇，受到人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。
[0003] 在多標(biāo)簽定位系統(tǒng)中必然會(huì)出現(xiàn)多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)與讀寫器通信產(chǎn)生信號(hào)碰撞的情 況。目前RFID多標(biāo)簽防碰撞算法有多種：多址技術(shù)、ALOHA防碰撞算法、二進(jìn)制防碰撞算法 等。多址防碰撞算法是以增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和提高成本為代價(jià)，且有無法克服的缺陷； ALOHA防碰撞算法有時(shí)會(huì)導(dǎo)致讀寫器出現(xiàn)錯(cuò)誤判斷，對(duì)某個(gè)標(biāo)簽是否在讀寫范圍內(nèi)產(chǎn)生誤 判，同時(shí)還存在沖突概率較大的問題;簡單的二進(jìn)制防碰撞算法有時(shí)并不能夠取得很好的 避碰效果。
[0004] 本發(fā)明采用的射頻定位系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0005] 1、具備學(xué)習(xí)能力:通過云端記錄每一次定位結(jié)果的誤差，和定位判斷結(jié)果。再一定 時(shí)間周期內(nèi)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，得出差值的期望和判斷結(jié)果的期望值進(jìn)行處理后得出矯正 值。這個(gè)矯正值可以提供給移動(dòng)端為每一次的定位進(jìn)行精度校準(zhǔn)。
[0006] 2、算法先進(jìn):定位系統(tǒng)涉及多個(gè)標(biāo)簽與讀寫器之間的實(shí)時(shí)通信，需要解決多標(biāo)簽 識(shí)別信號(hào)碰撞問題。采用了多標(biāo)簽識(shí)別碰撞算法，該算法基于序列號(hào)對(duì)時(shí)隙數(shù)運(yùn)算的排序 算法具有算法易于實(shí)現(xiàn)、響應(yīng)速度快、執(zhí)行效率高等特點(diǎn)，是時(shí)分復(fù)用方法的一種。此外，通 過特定的定位算法可以簡單的計(jì)算得出定位的位置。
[0007] 3、性價(jià)比高：與GPS定位、紅外定位相比；采用射頻定位不僅成本低而且精度也較 高。相對(duì)來說性價(jià)比最為合理，且具有很強(qiáng)的可行性和實(shí)用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 鑒于此，本發(fā)明提供了一種具備學(xué)習(xí)能力的射頻定位系統(tǒng)及定位方法，該發(fā)明具 有:成本低、定位準(zhǔn)確、算法陷阱、具備學(xué)習(xí)能力、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
[0009] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0010] -種具備學(xué)習(xí)能力的射頻定位系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)、坐標(biāo) 讀寫器、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、移動(dòng)端和云端;所述標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)包括標(biāo)簽控制器和標(biāo)簽射頻收發(fā)器模塊； 所述讀寫器包括:讀寫存儲(chǔ)計(jì)算模塊、讀寫控制器和讀寫射頻收發(fā)器模塊;所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)包 括:通信接口、微處理器和網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)器模塊;所述云端包括:云端分析處理器、云端數(shù)據(jù) 庫和云端數(shù)據(jù)傳輸模塊;所述移動(dòng)端包括:移動(dòng)端數(shù)據(jù)傳輸模塊、處理器和操作界面；
[0011]所述讀寫存儲(chǔ)計(jì)算模塊信號(hào)連接于讀寫控制器;所述讀寫控制器信號(hào)連接于讀寫 射頻收發(fā)器模塊;所述讀寫射頻收發(fā)器模塊分別信號(hào)連接于網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)器模塊和標(biāo)簽射 頻收發(fā)器模塊;所述標(biāo)簽射頻收發(fā)器模塊信號(hào)連接于標(biāo)簽控制器;所述網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)器模 塊信號(hào)連接于微處理器;所述微處理器信號(hào)連接于通信接口；所述通信接口信號(hào)連接于移 動(dòng)端數(shù)據(jù)傳輸模塊;所述移動(dòng)端數(shù)據(jù)傳輸模塊分別信號(hào)連接于處理器和云端數(shù)據(jù)傳輸模 塊;所述處理器信號(hào)連接于操作界面;所述云端數(shù)據(jù)傳輸模塊信號(hào)連接于云端數(shù)據(jù)庫;所述 云端數(shù)據(jù)庫信號(hào)連接于云端分析處理器。
[0012] 所述標(biāo)簽控制器采用哈佛總線結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)總線和指令總線進(jìn)行分離，可實(shí)現(xiàn)全 部指令的單字節(jié)化和單周期化;所述讀寫控制器也采用哈佛總線結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)總線和指令 總線進(jìn)行分離，可實(shí)現(xiàn)全部指令的單字節(jié)化和單周期化;所述標(biāo)簽射頻收發(fā)器模塊、讀寫射 頻收發(fā)器模塊和網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)器模塊均由主控芯片和芯片上集成的高度可配置的調(diào)制解 調(diào)器組成。
[0013] 所述移動(dòng)端數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于連接移動(dòng)端與網(wǎng)關(guān)、移動(dòng)端與云端之間的數(shù)據(jù)傳 輸;所述處理器用于根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理，將分析處理結(jié)果發(fā)送至操作界 面;所述操作界面，用于顯示定位結(jié)果，判斷定位結(jié)果是否準(zhǔn)確，以及可輸入定位結(jié)果和準(zhǔn) 確結(jié)果之間的實(shí)際差值，將判斷結(jié)果和差值經(jīng)移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送至云端。
[0014] 所述云端數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于連通移動(dòng)端和云端之間的數(shù)據(jù)傳輸;所述云端數(shù)據(jù) 庫，用于存儲(chǔ)來自移動(dòng)端發(fā)送過來的判斷結(jié)果和差值;所述云端分析處理器，用于在指定的 周期時(shí)間內(nèi)，對(duì)這些判斷結(jié)果和差值進(jìn)行分析處理，并根據(jù)分析結(jié)果生成一個(gè)矯正算法，將 矯正算法發(fā)送至移動(dòng)端;所述矯正算法生成的具體過程包括以下步驟：
[0015] 步驟1:計(jì)算指定的周期內(nèi)接收到的差值的期望值；
[0016] 步驟2:統(tǒng)計(jì)在該制定周期內(nèi)判斷結(jié)果為不準(zhǔn)確的次數(shù)的期望值；
[0017] 步驟3:將差值的期望值乘以判斷結(jié)果為不準(zhǔn)確的次數(shù)的期望值作為矯正值；
[0018] 步驟4:將矯正值發(fā)送至移動(dòng)端，移動(dòng)端在下次進(jìn)行定位計(jì)算時(shí)，會(huì)在定位計(jì)算最 終結(jié)果上加上該矯正值，再生成定位結(jié)果。
[0019] -種基于權(quán)利要求1至4之一所述的具備學(xué)習(xí)能力的射頻定位系統(tǒng)的定位方法，其 特征在于，所述射頻定位系統(tǒng)的定位方法包括以下步驟：
[0020] 步驟1:系統(tǒng)初始化，讀寫器與標(biāo)簽之間的射頻信號(hào)通過空間耦合實(shí)現(xiàn)無接觸信息 傳遞；
[0021] 步驟2:讀寫器通過與標(biāo)簽的無線通信，通過多標(biāo)簽識(shí)別碰撞算法獲得接收信號(hào)強(qiáng) 度指示值，即:RSSI值；
[0022]步驟3:獲取讀寫器的自己的坐標(biāo)值，將獲取到的坐標(biāo)值和RSSI值傳遞至網(wǎng)關(guān)；
[0023]步驟4:網(wǎng)關(guān)接收到這些數(shù)據(jù)信息后，將數(shù)據(jù)信息發(fā)送至移動(dòng)端；
[0024] 步驟5:移動(dòng)端采用定位算法計(jì)算得出定位結(jié)果，將定位結(jié)果顯示出來。
[0025] 所述多標(biāo)簽識(shí)別碰撞算法包括以下步驟：
[0026] 步驟1:設(shè)爭用周期時(shí)隙數(shù)為T;在爭用周期內(nèi)，首先利用標(biāo)簽序列號(hào)除以T所得的 余數(shù)來確定標(biāo)簽在爭用數(shù)據(jù)幀內(nèi)的發(fā)送時(shí)隙；
[0027] 步驟2:然后利用標(biāo)簽序列號(hào)除以T所得的商確定標(biāo)簽在爭用幀內(nèi)相應(yīng)時(shí)隙的發(fā)送 位，然后在爭用周期內(nèi)發(fā)送的爭用數(shù)據(jù)幀的相應(yīng)時(shí)隙發(fā)送位填充數(shù)據(jù)"1"；
[0028] 步驟3:最后利用填充過的爭用數(shù)據(jù)幀確定標(biāo)簽在整個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送周期內(nèi)的發(fā)送順 序;所述發(fā)送順序?yàn)?其發(fā)送位及其前面各發(fā)送位中"r的總數(shù)，從而給不同序列號(hào)的標(biāo)簽 分配不同的發(fā)送時(shí)序。
[0029]所述定位算法包括以下步驟：
[0030] 步驟1:確定接受信號(hào)強(qiáng)度和信號(hào)傳輸距離關(guān)系為：
[0031] RSSI = -(A+10nl〇g1QD)-EAF;其中RSSI是接收信號(hào)強(qiáng)度，D是周發(fā)節(jié)點(diǎn)之間的距離， n是信號(hào)傳播因子;EAF是環(huán)境因子；
[0032]步驟2:設(shè)讀寫器三個(gè)位置為$1(11，71)42(12,72)41(13,73)利用如下公式計(jì)算 出待定位標(biāo)簽的坐標(biāo)計(jì)算公式： ^{x- xt) + (y - y\) = rl
[0033] < (x - x2) + (y - y2) = r| Ux - x3) + (y - y3) = ri
[0034] 步驟3:得出標(biāo)簽的坐標(biāo)位置為：
[0035] - X3) _ _ >，3)"| 卜I2 - rl2 +，'32廣。 W [2(x2 - x3) - 2(y2 - y3)J [x| - x|+y|-y|-r22 + r32J。
[0036] 采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明產(chǎn)生了以下有益效果：
[0037] 1、具備學(xué)習(xí)能力:通過云端記錄每一次定位結(jié)果的誤差，和定位判斷結(jié)果。再一定 時(shí)間周期內(nèi)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，得出差值的期望和判斷結(jié)果的期望值進(jìn)行處理后得出矯正 值。這個(gè)矯正值可以提供給移動(dòng)端為每一次的定位進(jìn)行精度校準(zhǔn)。
[0038] 2、算法先進(jìn):定位系統(tǒng)涉及多個(gè)標(biāo)簽與讀寫器之間的實(shí)時(shí)通信，需要解決多標(biāo)簽 識(shí)別信號(hào)碰撞問題。采用了多標(biāo)簽識(shí)別碰撞算法，該算法基于序列號(hào)對(duì)時(shí)隙數(shù)運(yùn)算的排序 算法具有算法易于實(shí)現(xiàn)、響應(yīng)速度快、執(zhí)行效率高等特點(diǎn)，是時(shí)分復(fù)用方法的一種。此外，通 過特定的定位算法可以簡單的計(jì)算得出定位的位置。
[0039] 3、性價(jià)比高：與GPS定位、紅外定位相比；采用射頻定位不僅成本低而且精度也較 高。相對(duì)來說性價(jià)比最為合理，且具有很強(qiáng)的可行性和實(shí)用性。
【附圖說明】
[0040] 圖1是本發(fā)明的一種具備學(xué)習(xí)能力的射頻定位系統(tǒng)及定位方法的系統(tǒng)結(jié)果示意 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥 的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0042] 本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要）中公開的任一特征，除非特別敘述，均可 被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列 等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
[0043]本發(fā)明實(shí)施例1中提供了一種具備學(xué)習(xí)能力的射頻定位系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所 示：
[0044] -種具備學(xué)習(xí)能力的射頻定位系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)、坐標(biāo) 讀寫器、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、移動(dòng)端和云端;所述標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)包括標(biāo)簽控制器和標(biāo)簽射頻收發(fā)器模塊； 所述讀寫器包括:讀寫存儲(chǔ)計(jì)算模塊、讀寫控制器和讀寫射頻收發(fā)器模塊;所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)包 括:通信接口、微處理器和網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)器模塊;所述云端包括:云端分析處理器、云端數(shù)據(jù) 庫和云端數(shù)據(jù)傳輸模塊;所述移動(dòng)端包括:移動(dòng)端數(shù)據(jù)傳輸模塊、處理器和操作界面；
[0045] 所述讀寫存儲(chǔ)計(jì)算模塊信號(hào)連接于讀寫控制器;所述讀寫控制器信號(hào)連接于讀寫 射頻收發(fā)器模塊;所述讀寫射頻收發(fā)器模塊分別信號(hào)連接于網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)器模塊和標(biāo)簽射 頻收發(fā)器模塊;所述標(biāo)簽射頻收發(fā)器模塊信號(hào)連接于標(biāo)簽控制器;所述網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)器模 塊信號(hào)連接于微處理器;所述微處理器信號(hào)連接于通信接口；所述通信接口信號(hào)連接于移 動(dòng)端數(shù)據(jù)傳輸模塊;所述移動(dòng)端數(shù)據(jù)傳輸模塊分別信號(hào)連接于處理器和云端數(shù)據(jù)傳輸模 塊;所述處理器信號(hào)連接于操作界面;所述云端數(shù)據(jù)傳輸模塊信號(hào)連接于云端數(shù)據(jù)庫;所述 云端數(shù)據(jù)庫信號(hào)連接于云端分析處理器。
[0046] 所述標(biāo)簽控制器采用哈佛總線結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)總線和指令總線進(jìn)行分離，可實(shí)現(xiàn)全 部指令的單字節(jié)化和單周期化;所述讀寫控制器也采用哈佛總線結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)總線和指令 總線進(jìn)行分離，可實(shí)現(xiàn)全部指令的單字節(jié)化和單周期化;所述標(biāo)簽射頻收發(fā)器模塊、讀寫射 頻收發(fā)器模塊和網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)器模塊均由主控芯片和芯片上集成的高度可配置的調(diào)制解 調(diào)器組成。
[0047] 所述移動(dòng)端數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于連接移動(dòng)端與網(wǎng)關(guān)、移動(dòng)端與云端之間的數(shù)據(jù)傳 輸;所述處理器用于根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理，將分析處理結(jié)果發(fā)送至操作界 面;所述操作界面，用于顯示定位結(jié)果，判斷定位結(jié)果是否準(zhǔn)確，以及可輸入定位結(jié)果和準(zhǔn) 確結(jié)果之間的實(shí)際差值，將判斷結(jié)果和差值經(jīng)移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送至云端。
[0048]所述云端數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于連通移動(dòng)端和云端之間的數(shù)據(jù)傳輸;所述云端數(shù)據(jù) 庫，用于存儲(chǔ)來自移動(dòng)端發(fā)送過來的判斷結(jié)果和差值;所述云端分析處理器，用于在指定的 周期時(shí)間內(nèi)，對(duì)這些判斷結(jié)果和差值進(jìn)行分析處理，并根據(jù)分析結(jié)果生成一個(gè)矯正算法，將 矯正算法發(fā)送至移動(dòng)端;所述矯正算法生成的具體過程包括以下步驟：
[0049]步驟1:計(jì)算指定的周期內(nèi)接收到的差值的期望值；
[0050] 步驟2:統(tǒng)計(jì)在該制定周期內(nèi)判斷結(jié)果為不準(zhǔn)確的次數(shù)的期望值；
[0051] 步驟3:將差值的期望值乘以判斷結(jié)果為不準(zhǔn)確的次數(shù)的期望值作為矯正值；
[0052] 步驟4:將矯正值發(fā)送至移動(dòng)端，移動(dòng)端在下次進(jìn)行定位計(jì)算時(shí)，會(huì)在定位計(jì)算最 終結(jié)果上加上該矯正值，再生成定位結(jié)果。
[0053]本發(fā)明實(shí)施例2中提供了一種具備學(xué)習(xí)能力的射頻定位系統(tǒng)及定位方法，系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)圖如圖1所述：
[0054] -種具備學(xué)習(xí)能力的射頻定位系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)、坐標(biāo) 讀寫器、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、移動(dòng)端和云端;所述標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)包括標(biāo)簽控制器和標(biāo)簽射頻收發(fā)器模塊； 所述讀寫器包括:讀寫存儲(chǔ)計(jì)算模塊、讀寫控制器和讀寫射頻收發(fā)器模塊;所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)包 括:通信接口、微處理器和網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)器模塊;所述云端包括:云端分析處理器、云端數(shù)據(jù) 庫和云端數(shù)據(jù)傳輸模塊;所述移動(dòng)端包括:移動(dòng)端數(shù)據(jù)傳輸模塊、處理器和操作界面；
[0055] 所述讀寫存儲(chǔ)計(jì)算模塊信號(hào)連接于讀寫控制器;所述讀寫控制器信號(hào)連接于讀寫 射頻收發(fā)器模塊;所述讀寫射頻收發(fā)器模塊分別信號(hào)連接于網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)器模塊和標(biāo)簽射 頻收發(fā)器模塊;所述標(biāo)簽射頻收發(fā)器模塊信號(hào)連接于標(biāo)簽控制器;所述網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)器模 塊信號(hào)連接于微處理器;所述微處理器信號(hào)連接于通信接口；所述通信接口信號(hào)連接于移 動(dòng)端數(shù)據(jù)傳輸模塊;所述移動(dòng)端數(shù)據(jù)傳輸模塊分別信號(hào)連接于處理器和云端數(shù)據(jù)傳輸模 塊;所述處理器信號(hào)連接于操作界面;所述云端數(shù)據(jù)傳輸模塊信號(hào)連接于云端數(shù)據(jù)庫;所述 云端數(shù)據(jù)庫信號(hào)連接于云端分析處理器。
[0056] 所述標(biāo)簽控制器采用哈佛總線結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)總線和指令總線進(jìn)行分離，可實(shí)現(xiàn)全 部指令的單字節(jié)化和單周期化;所述讀寫控制器也采用哈佛總線結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)總線和指令 總線進(jìn)行分離，可實(shí)現(xiàn)全部指令的單字節(jié)化和單周期化;所述標(biāo)簽射頻收發(fā)器模塊、讀寫射 頻收發(fā)器模塊和網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)器模塊均由主控芯片和芯片上集成的高度可配置的調(diào)制解 調(diào)器組成。
[0057] 所述移動(dòng)端數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于連接移動(dòng)端與網(wǎng)關(guān)、移動(dòng)端與云端之間的數(shù)據(jù)傳 輸;所述處理器用于根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理，將分析處理結(jié)果發(fā)送至操作界 面;所述操作界面，用于顯示定位結(jié)果，判斷定位結(jié)果是否準(zhǔn)確，以及可輸入定位結(jié)果和準(zhǔn) 確結(jié)果之間的實(shí)際差值，將判斷結(jié)果和差值經(jīng)移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送至云端。
[0058]所述云端數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于連通移動(dòng)端和云端之間的數(shù)據(jù)傳輸;所述云端數(shù)據(jù) 庫，用于存儲(chǔ)來自移動(dòng)端發(fā)送過來的判斷結(jié)果和差值;所述云端分析處理器，用于在指定的 周期時(shí)間內(nèi)，對(duì)這些判斷結(jié)果和差值進(jìn)行分析處理，并根據(jù)分析結(jié)果生成一個(gè)矯正算法，將 矯正算法發(fā)送至移動(dòng)端;所述矯正算法生成的具體過程包括以下步驟：
[0059]步驟1:計(jì)算指定的周期內(nèi)接收到的差值的期望值；
[0060]步驟2:統(tǒng)計(jì)在該制定周期內(nèi)判斷結(jié)果為不準(zhǔn)確的次數(shù)的期望值；
[0061]步驟3:將差值的期望值乘以判斷結(jié)果為不準(zhǔn)確的次數(shù)的期望值作為矯正值；
[0062] 步驟4:將矯正值發(fā)送至移動(dòng)端，移動(dòng)端在下次進(jìn)行定位計(jì)算時(shí)，會(huì)在定位計(jì)算最 終結(jié)果上加上該矯正值，再生成定位結(jié)果。
[0063] -種基于權(quán)利要求1至4之一所述的具備學(xué)習(xí)能力的射頻定位系統(tǒng)的定位方法，其 特征在于，所述射頻定位系統(tǒng)的定位方法包括以下步驟：
[0064]步驟1:系統(tǒng)初始化，讀寫器與標(biāo)簽之間的射頻信號(hào)通過空間耦合實(shí)現(xiàn)無接觸信息 傳遞；
[0065]步驟2:讀寫器通過與標(biāo)簽的無線通信，通過多標(biāo)簽識(shí)別碰撞算法獲得接收信號(hào)強(qiáng) 度指示值，即:RSSI值；
[0066]步驟3:獲取讀寫器的自己的坐標(biāo)值，將獲取到的坐標(biāo)值和RSSI值傳遞至網(wǎng)關(guān)； [0067]步驟4:網(wǎng)關(guān)接收到這些數(shù)據(jù)信息后，將數(shù)據(jù)信息發(fā)送至移動(dòng)端；
[0068] 步驟5:移動(dòng)端采用定位算法計(jì)算得出定位結(jié)果，將定位結(jié)果顯示出來。
[0069] 所述多標(biāo)簽識(shí)別碰撞算法包括以下步驟：
[0070] 步驟1:設(shè)爭用周期時(shí)隙數(shù)為T;在爭用周期內(nèi)，首先利用標(biāo)簽序列號(hào)除以T所得的 余數(shù)來確定標(biāo)簽在爭用數(shù)據(jù)幀內(nèi)的發(fā)送時(shí)隙；
[0071] 步驟2:然后利用標(biāo)簽序列號(hào)除以T所得的商確定標(biāo)簽在爭用幀內(nèi)相應(yīng)時(shí)隙的發(fā)送 位，然后在爭用周期內(nèi)發(fā)送的爭用數(shù)據(jù)幀的相應(yīng)時(shí)隙發(fā)送位填充數(shù)據(jù)"1"；
[0072] 步驟3:最后利用填充過的爭用數(shù)據(jù)幀確定標(biāo)簽在整個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送周期內(nèi)的發(fā)送順 序;所述發(fā)送順序?yàn)?其發(fā)送位及其前面各發(fā)送位中"1"的總數(shù)，從而給不同序列號(hào)的標(biāo)簽 分配不同的發(fā)送時(shí)序。
[0073]所述定位算法包括以下步驟：
[0074]步驟1:確定接受信號(hào)強(qiáng)度和信號(hào)傳輸距離關(guān)系為：
[0075] RSSI = -(A+10nl〇g1QD)-EAF;其中RSSI是接收信號(hào)強(qiáng)度，D是周發(fā)節(jié)點(diǎn)之間的距離， n是信號(hào)傳播因子;EAF是環(huán)境因子；
[0076]步驟2:設(shè)讀寫器三個(gè)位置為$1(11，71)42(12,72)41(13,73)利用如下公式計(jì)算 出待定位標(biāo)簽的坐標(biāo)計(jì)算公式： ({x - xt) + ()/ - >1) = rl
[0077] j (x - x2) + (3/ - y2) ^ r22 Ux - x3) + (y - y3) = r-i [0078] 步驟3:得出標(biāo)簽的坐標(biāo)位置為：
[0079]『U2(xi _ 々)-2(yi _ y3)"| p _ g+y?-y!_n2 + 司―1 W 1.2(x2 - x3) - 2(y2 - y3)J x| - x|+y|-y|-r| + r, 〇
[0080] 本發(fā)明實(shí)施例3中提供了一種智能化汽車安全氣囊系統(tǒng)及控制方法，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如 圖1所示：
[0081] -種具備學(xué)習(xí)能力的射頻定位系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)、坐標(biāo) 讀寫器、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、移動(dòng)端和云端;所述標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)包括標(biāo)簽控制器和標(biāo)簽射頻收發(fā)器模塊； 所述讀寫器包括:讀寫存儲(chǔ)計(jì)算模塊、讀寫控制器和讀寫射頻收發(fā)器模塊;所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)包 括:通信接口、微處理器和網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)器模塊;所述云端包括:云端分析處理器、云端數(shù)據(jù) 庫和云端數(shù)據(jù)傳輸模塊;所述移動(dòng)端包括:移動(dòng)端數(shù)據(jù)傳輸模塊、處理器和操作界面；
[0082] 所述讀寫存儲(chǔ)計(jì)算模塊信號(hào)連接于讀寫控制器;所述讀寫控制器信號(hào)連接于讀寫 射頻收發(fā)器模塊;所述讀寫射頻收發(fā)器模塊分別信號(hào)連接于網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)器模塊和標(biāo)簽射 頻收發(fā)器模塊;所述標(biāo)簽射頻收發(fā)器模塊信號(hào)連接于標(biāo)簽控制器;所述網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)器模 塊信號(hào)連接于微處理器;所述微處理器信號(hào)連接于通信接口；所述通信接口信號(hào)連接于移 動(dòng)端數(shù)據(jù)傳輸模塊;所述移動(dòng)端數(shù)據(jù)傳輸模塊分別信號(hào)連接于處理器和云端數(shù)據(jù)傳輸模 塊;所述處理器信號(hào)連接于操作界面;所述云端數(shù)據(jù)傳輸模塊信號(hào)連接于云端數(shù)據(jù)庫;所述 云端數(shù)據(jù)庫信號(hào)連接于云端分析處理器。
[0083] 所述標(biāo)簽控制器采用哈佛總線結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)總線和指令總線進(jìn)行分離，可實(shí)現(xiàn)全 部指令的單字節(jié)化和單周期化;所述讀寫控制器也采用哈佛總線結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)總線和指令 總線進(jìn)行分離，可實(shí)現(xiàn)全部指令的單字節(jié)化和單周期化;所述標(biāo)簽射頻收發(fā)器模塊、讀寫射 頻收發(fā)器模塊和網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)器模塊均由主控芯片和芯片上集成的高度可配置的調(diào)制解 調(diào)器組成。
[0084] 所述移動(dòng)端數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于連接移動(dòng)端與網(wǎng)關(guān)、移動(dòng)端與云端之間的數(shù)據(jù)傳 輸;所述處理器用于根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理，將分析處理結(jié)果發(fā)送至操作界 面;所述操作界面，用于顯示定位結(jié)果，判斷定位結(jié)果是否準(zhǔn)確，以及可輸入定位結(jié)果和準(zhǔn) 確結(jié)果之間的實(shí)際差值，將判斷結(jié)果和差值經(jīng)移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送至云端。
[0085]所述云端數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于連通移動(dòng)端和云端之間的數(shù)據(jù)傳輸;所述云端數(shù)據(jù) 庫，用于存儲(chǔ)來自移動(dòng)端發(fā)送過來的判斷結(jié)果和差值;所述云端分析處理器，用于在指定的 周期時(shí)間內(nèi)，對(duì)這些判斷結(jié)果和差值進(jìn)行分析處理，并根據(jù)分析結(jié)果生成一個(gè)矯正算法，將 矯正算法發(fā)送至移動(dòng)端;所述矯正算法生成的具體過程包括以下步驟：
[0086] 步驟1:計(jì)算指定的周期內(nèi)接收到的差值的期望值；
[0087] 步驟2:統(tǒng)計(jì)在該制定周期內(nèi)判斷結(jié)果為不準(zhǔn)確的次數(shù)的期望值；
[0088]步驟3:將差值的期望值乘以判斷結(jié)果為不準(zhǔn)確的次數(shù)的期望值作為矯正值；
[0089] 步驟4:將矯正值發(fā)送至移動(dòng)端，移動(dòng)端在下次進(jìn)行定位計(jì)算時(shí)，會(huì)在定位計(jì)算最 終結(jié)果上加上該矯正值，再生成定位結(jié)果。
[0090] -種基于權(quán)利要求1至4之一所述的具備學(xué)習(xí)能力的射頻定位系統(tǒng)的定位方法，其 特征在于，所述射頻定位系統(tǒng)的定位方法包括以下步驟：
[0091] 步驟1:系統(tǒng)初始化，讀寫器與標(biāo)簽之間的射頻信號(hào)通過空間耦合實(shí)現(xiàn)無接觸信息 傳遞；
[0092] 步驟2:讀寫器通過與標(biāo)簽的無線通信，通過多標(biāo)簽識(shí)別碰撞算法獲得接收信號(hào)強(qiáng) 度指示值，即:RSSI值；
[0093]步驟3:獲取讀寫器的自己的坐標(biāo)值，將獲取到的坐標(biāo)值和RSSI值傳遞至網(wǎng)關(guān)；
[0094]步驟4:網(wǎng)關(guān)接收到這些數(shù)據(jù)信息后，將數(shù)據(jù)信息發(fā)送至移動(dòng)端；
[0095 ] 步驟5:移動(dòng)端采用定位算法計(jì)算得出定位結(jié)果，將定位結(jié)果顯示出來。
[0096] 所述多標(biāo)簽識(shí)別碰撞算法包括以下步驟：
[0097] 步驟1:設(shè)爭用周期時(shí)隙數(shù)為T;在爭用周期內(nèi)，首先利用標(biāo)簽序列號(hào)除以T所得的 余數(shù)來確定標(biāo)簽在爭用數(shù)據(jù)幀內(nèi)的發(fā)送時(shí)隙；
[0098] 步驟2:然后利用標(biāo)簽序列號(hào)除以T所得的商確定標(biāo)簽在爭用幀內(nèi)相應(yīng)時(shí)隙的發(fā)送 位，然后在爭用周期內(nèi)發(fā)送的爭用數(shù)據(jù)幀的相應(yīng)時(shí)隙發(fā)送位填充數(shù)據(jù)"1"；
[0099] 步驟3:最后利用填充過的爭用數(shù)據(jù)幀確定標(biāo)簽在整個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送周期內(nèi)的發(fā)送順 序;所述發(fā)送順序?yàn)?其發(fā)送位及其前面各發(fā)送位中"1"的總數(shù)，從而給不同序列號(hào)的標(biāo)簽 分配不同的發(fā)送時(shí)序。
[0100] 所述定位算法包括以下步驟：
[0101] 步驟1:確定接受信號(hào)強(qiáng)度和信號(hào)傳輸距離關(guān)系為：
[0102] RSSI = -(A+10nl〇g1QD)-EAF;其中RSSI是接收信號(hào)強(qiáng)度，D是周發(fā)節(jié)點(diǎn)之間的距離， n是信號(hào)傳播因子;EAF是環(huán)境因子；
[0103]步驟2:設(shè)讀寫器三個(gè)位置為$1(11，71)42(12,72)41(13,73)利用如下公式計(jì)算 出待定位標(biāo)簽的坐標(biāo)計(jì)算公式： (x - xt) + (y - yt) = rl
[0104] j (x - x2) + (y - y2) = r|
[(x - x3) + (y - y3) = r|
[0105] 步驟3:得出標(biāo)簽的坐標(biāo)位置為：
[0106] [xl ^ \2^ ~xs)_ 2(3/i -y?J] \xi -xi+yi-yi~ri + ri] 1 W 1.2(x2 _ x3) - 2(y2 - y3)j x! - x|+y!-y|_r| + rf 。
[0107] 通過云端記錄每一次定位結(jié)果的誤差，和定位判斷結(jié)果。再一定時(shí)間周期內(nèi)進(jìn)行 大數(shù)據(jù)分析，得出差值的期望和判斷結(jié)果的期望值進(jìn)行處理后得出矯正值。這個(gè)矯正值可 以提供給移動(dòng)端為每一次的定位進(jìn)行精度校準(zhǔn)。
[0108] 采用了多標(biāo)簽識(shí)別碰撞算法，該算法基于序列號(hào)對(duì)時(shí)隙數(shù)運(yùn)算的排序算法具有算 法易于實(shí)現(xiàn)、響應(yīng)速度快、執(zhí)行效率高等特點(diǎn)，是時(shí)分復(fù)用方法的一種。此外，通過特定的定 位算法可以簡單的計(jì)算得出定位的位置。
[0109] 采用射頻定位不僅成本低而且精度也較高。相對(duì)來說性價(jià)比最為合理，且具有很 強(qiáng)的可行性和實(shí)用性。
[0110] 本發(fā)明并不局限于前述的【具體實(shí)施方式】。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的 新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具備學(xué)習(xí)能力的射頻定位系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)、坐標(biāo)讀 寫器、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、移動(dòng)端和云端;所述標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)包括標(biāo)簽控制器和標(biāo)簽射頻收發(fā)器模塊;所 述讀寫器包括:讀寫存儲(chǔ)計(jì)算模塊、讀寫控制器和讀寫射頻收發(fā)器模塊;所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)包 括:通信接口、微處理器和網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)器模塊;所述云端包括:云端分析處理器、云端數(shù)據(jù) 庫和云端數(shù)據(jù)傳輸模塊;所述移動(dòng)端包括:移動(dòng)端數(shù)據(jù)傳輸模塊、處理器和操作界面； 所述讀寫存儲(chǔ)計(jì)算模塊信號(hào)連接于讀寫控制器;所述讀寫控制器信號(hào)連接于讀寫射頻 收發(fā)器模塊;所述讀寫射頻收發(fā)器模塊分別信號(hào)連接于網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)器模塊和標(biāo)簽射頻收 發(fā)器模塊;所述標(biāo)簽射頻收發(fā)器模塊信號(hào)連接于標(biāo)簽控制器;所述網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)器模塊信 號(hào)連接于微處理器;所述微處理器信號(hào)連接于通信接口；所述通信接口信號(hào)連接于移動(dòng)端 數(shù)據(jù)傳輸模塊;所述移動(dòng)端數(shù)據(jù)傳輸模塊分別信號(hào)連接于處理器和云端數(shù)據(jù)傳輸模塊;所 述處理器信號(hào)連接于操作界面;所述云端數(shù)據(jù)傳輸模塊信號(hào)連接于云端數(shù)據(jù)庫；所述云端 數(shù)據(jù)庫信號(hào)連接于云端分析處理器。2. 如權(quán)利要求1所述的具備學(xué)習(xí)能力的射頻定位系統(tǒng)，其特征在于，所述標(biāo)簽控制器采 用哈佛總線結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)總線和指令總線進(jìn)行分離，可實(shí)現(xiàn)全部指令的單字節(jié)化和單周期 化;所述讀寫控制器也采用哈佛總線結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)總線和指令總線進(jìn)行分離，可實(shí)現(xiàn)全部指 令的單字節(jié)化和單周期化;所述標(biāo)簽射頻收發(fā)器模塊、讀寫射頻收發(fā)器模塊和網(wǎng)關(guān)射頻收 發(fā)器模塊均由主控忍片和忍片上集成的高度可配置的調(diào)制解調(diào)器組成。3. 如權(quán)利要求2所述的具備學(xué)習(xí)能力的射頻定位系統(tǒng)，其特征在于，所述移動(dòng)端數(shù)據(jù)傳 輸模塊，用于連接移動(dòng)端與網(wǎng)關(guān)、移動(dòng)端與云端之間的數(shù)據(jù)傳輸;所述處理器用于根據(jù)接 收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理，將分析處理結(jié)果發(fā)送至操作界面;所述操作界面，用于顯示 定位結(jié)果，判斷定位結(jié)果是否準(zhǔn)確，W及可輸入定位結(jié)果和準(zhǔn)確結(jié)果之間的實(shí)際差值，將判 斷結(jié)果和差值經(jīng)移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送至云端。4. 如權(quán)利要求3所述的具備學(xué)習(xí)能力的射頻定位系統(tǒng)，其特征在于，所述云端數(shù)據(jù)傳輸 模塊，用于連通移動(dòng)端和云端之間的數(shù)據(jù)傳輸;所述云端數(shù)據(jù)庫，用于存儲(chǔ)來自移動(dòng)端發(fā)送 過來的判斷結(jié)果和差值;所述云端分析處理器，用于在指定的周期時(shí)間內(nèi)，對(duì)運(yùn)些判斷結(jié)果 和差值進(jìn)行分析處理，并根據(jù)分析結(jié)果生成一個(gè)矯正算法，將矯正算法發(fā)送至移動(dòng)端;所述 矯正算法生成的具體過程包括W下步驟： 步驟1:計(jì)算指定的周期內(nèi)接收到的差值的期望值； 步驟2:統(tǒng)計(jì)在該制定周期內(nèi)判斷結(jié)果為不準(zhǔn)確的次數(shù)的期望值； 步驟3:將差值的期望值乘W判斷結(jié)果為不準(zhǔn)確的次數(shù)的期望值作為矯正值； 步驟4:將矯正值發(fā)送至移動(dòng)端，移動(dòng)端在下次進(jìn)行定位計(jì)算時(shí)，會(huì)在定位計(jì)算最終結(jié) 果上加上該矯正值，再生成定位結(jié)果。5. -種基于權(quán)利要求1至4之一所述的具備學(xué)習(xí)能力的射頻定位系統(tǒng)的定位方法，其特 征在于，所述射頻定位系統(tǒng)的定位方法包括W下步驟： 步驟1:系統(tǒng)初始化，讀寫器與標(biāo)簽之間的射頻信號(hào)通過空間禪合實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳 遞； 步驟2:讀寫器通過與標(biāo)簽的無線通信，通過多標(biāo)簽識(shí)別碰撞算法獲得接收信號(hào)強(qiáng)度指 示值，即：RSSI值； 步驟3:獲取讀寫器的自己的坐標(biāo)值，將獲取到的坐標(biāo)值和RSSI值傳遞至網(wǎng)關(guān)； 步驟4:網(wǎng)關(guān)接收到運(yùn)些數(shù)據(jù)信息后，將數(shù)據(jù)信息發(fā)送至移動(dòng)端； 步驟5:移動(dòng)端采用定位算法計(jì)算得出定位結(jié)果，將定位結(jié)果顯示出來。6. 如權(quán)利要求5所述的具備學(xué)習(xí)能力的射頻定位方法，其特征在于，所述多標(biāo)簽識(shí)別碰 撞算法包括W下步驟： 步驟1:設(shè)爭用周期時(shí)隙數(shù)為T;在爭用周期內(nèi)，首先利用標(biāo)簽序列號(hào)除WT所得的余數(shù) 來確定標(biāo)簽在爭用數(shù)據(jù)帖內(nèi)的發(fā)送時(shí)隙； 步驟2:然后利用標(biāo)簽序列號(hào)除WT所得的商確定標(biāo)簽在爭用帖內(nèi)相應(yīng)時(shí)隙的發(fā)送位， 然后在爭用周期內(nèi)發(fā)送的爭用數(shù)據(jù)帖的相應(yīng)時(shí)隙發(fā)送位填充數(shù)據(jù)"r; 步驟3:最后利用填充過的爭用數(shù)據(jù)帖確定標(biāo)簽在整個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送周期內(nèi)的發(fā)送順序;所 述發(fā)送順序?yàn)?其發(fā)送位及其前面各發(fā)送位中"r的總數(shù)，從而給不同序列號(hào)的標(biāo)簽分配不 同的發(fā)送時(shí)序。7. 如權(quán)利要求6所述的具備學(xué)習(xí)能力的射頻定位方法，其特征在于，所述定位算法包括 W下步驟： 步驟1:確定接受信號(hào)強(qiáng)度和信號(hào)傳輸距離關(guān)系為： RSSI = -(A+10n logi〇D)-EAF;其中RSSI是接收信號(hào)強(qiáng)度，D是周發(fā)節(jié)點(diǎn)之間的距離，n是 信號(hào)傳播因子;EAF是環(huán)境因子； 步驟2:設(shè)讀寫器S個(gè)位置為:91^1，71)、92^2,72)、91^3,73)利用如下公式計(jì)算出待 定位標(biāo)簽的坐標(biāo)計(jì)算公式：
【文檔編號(hào)】G06K17/00GK105912969SQ201610381581
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年5月31日
【發(fā)明人】曾麗
【申請(qǐng)人】成都九十度工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)有限公司