專利名稱：：利用信標(biāo)來測量射頻識別讀取器的位置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種利用信標(biāo)來測量射頻識別(RFID)讀取器的位置的方法，以及一種用于該方法的RFID系統(tǒng)。更具體地說，本發(fā)明涉及一種按照如下方式在RFID系統(tǒng)中用于輕松準(zhǔn)確地測量移動的射頻識別(RFID)讀取器的位置的位置測量方法，以及該RFID系統(tǒng)，S卩，該RFID系統(tǒng)包括多個信標(biāo)設(shè)備，該多個信標(biāo)設(shè)備被安裝在預(yù)定的位置并且發(fā)射包括與信標(biāo)設(shè)備自身位置相關(guān)的參考位置信息以及信號強(qiáng)度-距離(signal-intensity-to-distance)信息的信標(biāo)，并且RFID讀取器從至少三個信標(biāo)設(shè)備接收信標(biāo)，通過利用信標(biāo)中包含的信號強(qiáng)度-距離信息來識別距各自信標(biāo)設(shè)備的相對距離，并且通過三角測量法來計(jì)算該RFID讀取器自身的位置。
背景技術(shù)：
：基于位置的技術(shù)是獲取與處于特定位置的對象(人或事物)的物理、地理和邏輯位置相關(guān)的信息，并且根據(jù)獲取的信息恰當(dāng)?shù)刈龀龇磻?yīng)的技術(shù)。傳統(tǒng)的定位方法包括通過測量對象間的距離差、對象間的角度差或?qū)ο箝g的方位角差來確定位置的三角測量法、利用從特定有利位置瀏覽的場景的場景分析法、以及通過逼近特定位置來查找對象的接近法。最近，隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，射頻識別(RFID)系統(tǒng)作為新的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)受到關(guān)注，并且已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。需要開發(fā)一種利用RFID系統(tǒng)來測量室內(nèi)或室外位置的技術(shù)，并且這種技術(shù)可以被用于各種目的，例如借助RFID在無法到達(dá)的地區(qū)收集數(shù)據(jù)，將收集的數(shù)據(jù)發(fā)送給用戶等。同時(shí)，傳統(tǒng)意義上來說，存在各種位置測量技術(shù)，包括利用全球定位系統(tǒng)(GPS)的位置測量技術(shù)、利用射頻信號的接收信號強(qiáng)度指示(RSSI)的位置測量技術(shù)、利用局域無線通信的位置測量技術(shù)等。利用GPS的位置測量技術(shù)是通過測量GPS衛(wèi)星發(fā)射的載波信號的相位(即，通過絕對定位)或通過追蹤載波信號的編碼(即通過相對定位)來測量到達(dá)繞地球軌道運(yùn)行的GPS衛(wèi)星的距離的技術(shù)。由于利用GPS的位置測量技術(shù)具有很廣的信號覆蓋，并且能夠通過固定的衛(wèi)星穩(wěn)定地提供服務(wù)，因此目前使用最廣泛。然而，利用GPS的位置測量技術(shù)的缺點(diǎn)在于精度低，并且在GPS衛(wèi)星信號無法到達(dá)的盲區(qū)(shadowarea)或室內(nèi)無法提供該服務(wù)。利用移動通信的位置測量技術(shù)是利用已經(jīng)被構(gòu)造的移動通信系統(tǒng)、通過三角測量法獲得關(guān)于移動終端的地理位置相關(guān)信息的技術(shù)。利用移動通信的位置測量技術(shù)包括通過終端服務(wù)小區(qū)的基站和相鄰基站間的合作來查找終端位置的基于網(wǎng)絡(luò)的方案、具有GPS接收器的終端獨(dú)立于基站向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送位置信息的基于終端的方案、以及兩個方案結(jié)合的混合方案。這些技術(shù)不需要獨(dú)立的基礎(chǔ)設(shè)施，并且與GPS相似，具有很廣的服務(wù)覆蓋范圍，因此被廣泛地用作宏定位技術(shù)。然而，這些技術(shù)的缺點(diǎn)在于僅能在基站周圍的蜂窩半徑內(nèi)以及無線電波可以被接收到的城市內(nèi)使用，并且由于傳播特性、多路徑、以及信號衰減引起的衍射導(dǎo)致室內(nèi)的準(zhǔn)確性降低。由于很廣的服務(wù)覆蓋范圍，利用衛(wèi)星通信或移動通信的位置知曉技術(shù)適用于室外環(huán)境，但是在盲區(qū)或室內(nèi)該位置知曉技術(shù)存在限制。因此，近來，正積極地進(jìn)行研究以實(shí)現(xiàn)利用各種通信技術(shù)(諸如漫射紅外、超聲波、射頻(RF)、超寬帶(UWB)、以及射頻識別)的定位方法。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)方案這些技術(shù)中的大多數(shù)利用超聲波傳輸速率的差異來測量位置、或通過根據(jù)經(jīng)測量RF信號的信號強(qiáng)度(即，RSSI)獲得的信號衰減而測量信號傳輸距離來計(jì)算位置。在利用RSSI的情況，由于RF信號的屬性根據(jù)環(huán)境改變，因此存在準(zhǔn)確測量位置較為困難和誤差率高的缺點(diǎn)。在利用超聲波的情況，存在由于聲波特性而導(dǎo)致超聲波對方向敏感以及設(shè)備沉重的缺點(diǎn)。因此，考慮到以上提到的問題提出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的一個目的是提供一種以如下方式輕松準(zhǔn)確地測量射頻識別(RFID)系統(tǒng)中移動的RFID讀取器的位置的位置測量方法以及相應(yīng)的RFID系統(tǒng)，S卩，RFID系統(tǒng)包括多個信標(biāo)設(shè)備，該多個信標(biāo)設(shè)備被安裝在預(yù)定的位置并且發(fā)射信標(biāo)，這些信標(biāo)包括與信標(biāo)設(shè)備自身參考位置相關(guān)的參考位置信息以及信號強(qiáng)度_距離信息，并且RFID讀取器從至少三個信標(biāo)設(shè)備接收信標(biāo)，利用信標(biāo)中包括的信號強(qiáng)度_距離信息來識別距各自信標(biāo)設(shè)備的相對距離，并且通過三角測量法計(jì)算該RFID讀取器自身的位置。為了達(dá)到上述提及的目的，提供了一種利用信標(biāo)來測量射頻識別(RFID)讀取器的位置的RFID系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于發(fā)射信標(biāo)的多個信標(biāo)設(shè)備；RFID標(biāo)簽，其利用射頻識別來發(fā)送預(yù)存儲信息；以及RFID讀取器，其在該RFID讀取器(120)的移動過程中從所述多個信標(biāo)設(shè)備接收到多個信標(biāo)時(shí)利用所述多個信標(biāo)來計(jì)算當(dāng)前位置，并且利用所述射頻識別從所述RFID標(biāo)簽接收所述信息。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種通過射頻識別(RFID)系統(tǒng)中的RFID讀取器來計(jì)算當(dāng)前位置的方法，該RFID系統(tǒng)包括RFID標(biāo)簽、RFID讀取器、以及多個信標(biāo)設(shè)備，該方法包括以下步驟(a)從所述多個信標(biāo)設(shè)備接收多個信標(biāo)；(b)通過分析所述多個信標(biāo)來計(jì)算距所述多個信標(biāo)設(shè)備的相對距離；以及(c)通過分析所述多個信標(biāo)來識別所述多個信標(biāo)設(shè)備的參考位置，并且利用所述多個信標(biāo)設(shè)備的參考位置和距所述多個信標(biāo)設(shè)備的所述相對距離來計(jì)算所述位置。圖1是示意性地例示了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式的、利用信標(biāo)來測量RFID讀取器的位置的射頻識別(RFID)系統(tǒng)的構(gòu)造的框圖；圖2是例示了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式的、利用信標(biāo)來測量RFID讀取器的位置的方法的流程圖；圖3是例示了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式的、信標(biāo)設(shè)備發(fā)射信標(biāo)的情形的圖；圖4A和4B是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式的、解釋由RFID讀取器測量當(dāng)前位置的過程的示例圖；以及圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式的、解釋由RFID讀取器測量移動速率和移動方向的過程的示例圖。具體實(shí)施例方式下面，將參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。首先，應(yīng)當(dāng)指出，在整個附圖中用相同的附圖標(biāo)記來標(biāo)識相同的要素。在下面的說明中，當(dāng)可能使本發(fā)明的主題相當(dāng)不清楚時(shí)，將省略對在此并入的已知功能和結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述。圖1是示意性地例示了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式的、利用信標(biāo)來測量RFID讀取器的位置的射頻識別(RFID)系統(tǒng)的構(gòu)造的框圖。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，利用信標(biāo)來測量RFID讀取器位置的RFID系統(tǒng)包括第一信標(biāo)設(shè)備110、第二信標(biāo)設(shè)備112、第三信標(biāo)設(shè)備114、RFID讀取器120、以及RFID標(biāo)簽130。根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式的第一到第三信標(biāo)設(shè)備H0、112和114被固定地安裝在RFID系統(tǒng)中的預(yù)定位置處并且發(fā)射它們各自的信標(biāo)，以使得RFID讀取器120可以測量其自身的當(dāng)前位置。在這種情況下，可以將信標(biāo)作為各種無線信號(例如RF信號、Zigbee信號、藍(lán)牙信號等)進(jìn)行發(fā)射。此外，根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式的第一到第三信標(biāo)設(shè)備110U12和114的每一個發(fā)射一個信標(biāo)，該信標(biāo)包括與信標(biāo)設(shè)備所在的參考位置相關(guān)的參考位置信息、以及信號強(qiáng)度_距離信息，該信號強(qiáng)度_距離信息中反映了信標(biāo)設(shè)備所在的區(qū)域的環(huán)境。為此目的，根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式的第一到第三信標(biāo)設(shè)備110U12和114的每一個均包括用于發(fā)射信標(biāo)的信標(biāo)發(fā)射裝置、存儲參考位置信息和信號強(qiáng)度_距離信息并且存儲軟件的存儲器、用于執(zhí)行存儲在存儲器中軟件的微處理器，其中該軟件控制將多條信息包括在信標(biāo)中并進(jìn)行發(fā)射并且控制對應(yīng)信標(biāo)設(shè)備的全部操作。在此，參考位置信息表示各信標(biāo)設(shè)備所在位置的三維坐標(biāo)(x軸、y軸、z軸)。信號強(qiáng)度_距離信息根據(jù)RFID讀取器120從信標(biāo)設(shè)備接收到的信標(biāo)的信號強(qiáng)度來表示與從各信標(biāo)設(shè)備的參考位置到RFID讀取器120的相對距離(g卩，忽略方向的直線距離)相關(guān)的信息，其中在此信息中反映了信標(biāo)設(shè)備所在區(qū)域的傳播環(huán)境。稍后將參考圖3詳細(xì)描述參考位置信息和信號強(qiáng)度_距離信息。同時(shí)，盡管圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式利用信標(biāo)來測量RFID讀取器位置的RFID系統(tǒng)僅包括三個信標(biāo)設(shè)備H0、112、和114的情況，但是在RFID系統(tǒng)中可能分布四個、五個或更多個信標(biāo)設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式的RFID讀取器120與RFID標(biāo)簽130通信，并且通過通信獲得存儲在RFID標(biāo)簽130中的信息。此外，在根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式的RFID讀取器120從第一到第三信標(biāo)設(shè)備110、112和114接收到信標(biāo)后，該RFID讀取器分析從各信標(biāo)設(shè)備110、112和114接收到的信標(biāo)，識別各信標(biāo)設(shè)備110U12和114的參考位置信息和各信標(biāo)設(shè)備110U12和114的信號強(qiáng)度_距離信息，并且利用該參考位置信息和信號強(qiáng)度_距離信息來計(jì)算該RFID讀取器自身的當(dāng)前位置。6在這種情況下，RFID讀取器120測量從各信標(biāo)設(shè)備110、112和114接收到的各信標(biāo)的信號強(qiáng)度，通過將測量的各信標(biāo)的信號強(qiáng)度與各相應(yīng)信標(biāo)設(shè)備H0、112和114的信號強(qiáng)度-距離信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)來計(jì)算與信標(biāo)設(shè)備110U12和114的相對距離，并且利用距各信標(biāo)設(shè)備110、112和114的相對距離和各信標(biāo)設(shè)備110、112和114的參考位置信息通過三角測量法來計(jì)算當(dāng)前位置。下面將參考圖4A和4B詳細(xì)介紹RFID讀取器120通過三角測量法來計(jì)算當(dāng)前位置的過程。此外，根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式的RFID讀取器120為計(jì)算當(dāng)前位置而從多個信標(biāo)設(shè)備中的至少三個信標(biāo)設(shè)備接收信標(biāo)。即，如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式利用信標(biāo)來測量RFID讀取器位置的RFID系統(tǒng)可以包括三個或更多個信標(biāo)設(shè)備。RFID讀取器120為計(jì)算當(dāng)前位置必須從至少三個信標(biāo)設(shè)備接收信標(biāo)。因此，當(dāng)從四個或更多個信標(biāo)設(shè)備接收信標(biāo)時(shí)，RFID讀取器120利用從中接收到具有相對較高信號強(qiáng)度的信標(biāo)的三個信標(biāo)設(shè)備接收的信標(biāo)來計(jì)算當(dāng)前位置。此外，根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式的RFID讀取器120在移動中測量其自身的位置，并且計(jì)算移動速率和移動方向。即，在測量當(dāng)前位置(移動前的位置)后RFID讀取器120已經(jīng)移動時(shí)，RFID讀取器120在移動后的位置處測量當(dāng)前的位置(移動后的位置)，測量從移動前的位置到移動后的位置的移動時(shí)間，測量從移動前的位置到移動后的位置的移動距離，并且計(jì)算移動距離與移動時(shí)間的比值作為速率。此外，RFID讀取器120計(jì)算從移動前的位置到移動后的位置的矢量，從而計(jì)算移動方向。稍后將參照圖5詳細(xì)介紹RFID讀取器120計(jì)算移動速率和移動方向的方法。圖2是例示了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式利用信標(biāo)來測量RFID讀取器的位置的方法的流程圖。獨(dú)立并且固定地安裝在RFID系統(tǒng)中的第一到第三信標(biāo)設(shè)備110、112和114的每一個連續(xù)地發(fā)射信標(biāo)，該信標(biāo)包括信標(biāo)設(shè)備自身的參考位置信息和根據(jù)信標(biāo)設(shè)備的傳播環(huán)境的信號強(qiáng)度_距離信息(步驟210)。在RFID系統(tǒng)內(nèi)移動的RFID讀取器120接收第一到第三信標(biāo)設(shè)備110、112和114發(fā)射的信標(biāo)(步驟220)，并且通過分析從信標(biāo)設(shè)備H0、112和114接收到的信標(biāo)來識別距信標(biāo)設(shè)備110、112和114的相對距離(步驟230)。RFID讀取器120利用距信標(biāo)設(shè)備110、112和114的相對距離和各信標(biāo)設(shè)備110、112和114的參考位置信息通過三角測量法來計(jì)算當(dāng)前位置(步驟240)。同時(shí)，在計(jì)算當(dāng)前位置后RFID讀取器120已經(jīng)移動時(shí)，RFID讀取器120也可以在移動后的位置處根據(jù)步驟210到240的過程測量當(dāng)前的位置。因此，當(dāng)RFID讀取器210已經(jīng)移動時(shí)(步驟250)，RFID讀取器120測量從移動前的位置到移動后的位置的移動時(shí)間(步驟260)，并且測量移動后的位置(步驟270)。然后，RFID讀取器120通過將移動前的位置(即，在步驟240中測量的當(dāng)前位置)到移動后的位置(即，在步驟270中測量的位置)的距離除以步驟260中測量的移動時(shí)間來計(jì)算移動速率，并且通過計(jì)算移動前的位置到移動后的位置的矢量來計(jì)算移動方向(步驟280)。圖3是例示了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式的、信標(biāo)設(shè)備發(fā)射信標(biāo)的情形的圖。每個信標(biāo)設(shè)備110、112和114發(fā)射一個信標(biāo)，這樣RFID讀取器120能夠測量RFID讀取器120的位置，其中該信標(biāo)依照距離而衰減，這樣，發(fā)射的信標(biāo)的功率隨發(fā)射的信標(biāo)與各對應(yīng)信標(biāo)設(shè)備110U12和114的距離的增加而減少。在這種情況下，信號衰減主要受到依照各信標(biāo)設(shè)備110U12和114環(huán)境的傳播環(huán)境的影響。即，當(dāng)存在引起很大信號衰減的因素時(shí)，諸如在特定信標(biāo)設(shè)備周圍分布有建筑物和/或結(jié)構(gòu)或有高壓線經(jīng)過的情況，信號衰減率非常高，這使得發(fā)射距離被縮短。相反，當(dāng)這種衰減因素很小時(shí)，對應(yīng)的信標(biāo)設(shè)備可以將信標(biāo)發(fā)射更遠(yuǎn)的距離。因此，由于各信標(biāo)設(shè)備H0、112和114被固定地安裝，因而，當(dāng)各信標(biāo)設(shè)備已經(jīng)被安裝并且信標(biāo)的環(huán)境已經(jīng)確定時(shí)，可以基于傳播環(huán)境通過測量信標(biāo)的關(guān)于距離的信號強(qiáng)度來創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫。g卩，如圖3所示，當(dāng)特定的信標(biāo)設(shè)備發(fā)射信標(biāo)時(shí)，可以如下面表1那樣創(chuàng)建信號強(qiáng)度-距離信息的數(shù)據(jù)庫。表1功率(dbm)范圍(m)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>因此，特定信標(biāo)設(shè)備發(fā)射包括該信標(biāo)設(shè)備自身的參考位置信息和如表1所示的信號強(qiáng)度-距離信息的信標(biāo)。如圖3所示，在特定信標(biāo)設(shè)備發(fā)射信標(biāo)的狀態(tài)下，當(dāng)RFID讀取器120從特定信標(biāo)設(shè)備接收到信標(biāo)并且獲得的信標(biāo)的信號強(qiáng)度測量結(jié)果為-lOdBm時(shí)，RFID讀取器120可以通過檢查信標(biāo)中包含的信號強(qiáng)度_距離信息來識別對應(yīng)于-lOdBm的21米距離，這樣RFID讀取器120可以識別RFID讀取器120位于距特定信標(biāo)設(shè)備21米的距離處。顯然，由于不是二維距離而是三維距離，21米距離是相對距離。在此，假定特定信標(biāo)設(shè)備對應(yīng)于第一信標(biāo)設(shè)備110時(shí)，第二信標(biāo)設(shè)備112和第三信標(biāo)設(shè)備114也能如圖3所示那樣發(fā)射信標(biāo)。然而，由于第二信標(biāo)設(shè)備112和第三信標(biāo)設(shè)備114可能處于不同于第一信標(biāo)設(shè)備110的傳播環(huán)境下，因此信號衰減率可能是不同的，這樣第二信標(biāo)設(shè)備112和第三信標(biāo)設(shè)備114的信標(biāo)中包含的各條信號強(qiáng)度-距離信息可能不同于表l中所示的信息。g卩，由于第一到第三信標(biāo)設(shè)備H0、112和114處于不同的傳播環(huán)境下，因此信標(biāo)設(shè)備H0、112和114發(fā)射的信標(biāo)的衰減率是不同的，具有相同信號強(qiáng)度的信標(biāo)可到達(dá)的距離也是不同的。因此，第一到第三信標(biāo)設(shè)備H0、112和114的每一個通過預(yù)先的測量產(chǎn)生信號強(qiáng)度_距離信息數(shù)據(jù)庫，創(chuàng)建表中所示的表格，并且通過信標(biāo)發(fā)射信號強(qiáng)度_距離信息，這樣RFID讀取器120可以準(zhǔn)確地測量當(dāng)前位置。圖4A和4B是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式解釋由RFID讀取器測量當(dāng)前位置的過程的示例圖。圖4A是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式解釋由RFID讀取器識別距信標(biāo)設(shè)備相對距離的過程示例的圖。如圖4A所示，第一到第三信標(biāo)設(shè)備110、112和114被固定安裝的情況下，RFID讀取器120位于三個信標(biāo)設(shè)備的信標(biāo)發(fā)射范圍內(nèi)，并且RFID讀取器120從信標(biāo)設(shè)備110U12和114接收第一信標(biāo)、第二信標(biāo)和第三信標(biāo)。RFID讀取器120分別測量從信標(biāo)設(shè)備H0、112和114接收到的第一至第三信標(biāo)的信號強(qiáng)度。如圖4A所示，當(dāng)假定第一信標(biāo)的信號強(qiáng)度是0dBm、第二信標(biāo)的信號強(qiáng)度是_25(18111、并且第三信標(biāo)的信號強(qiáng)度是-7dBm時(shí)，RFID讀取器120可以通過檢查第一信標(biāo)中包含的第一信號強(qiáng)度_距離信息來識別對應(yīng)于OdBm的距離"dl"，通過檢查第二信標(biāo)中包含的第二信號強(qiáng)度-距離信息來識別對應(yīng)于-25dBm的距離"d2"，通過檢查第三信標(biāo)中包含的第三信號強(qiáng)度_距離信息來識別對應(yīng)于_75dBm的距離"d3"。圖4B是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式解釋RFID讀取器120利用距信標(biāo)設(shè)備的相對距離和各信標(biāo)設(shè)備的參考位置來計(jì)算當(dāng)前位置的過程示例的圖。如上參照圖4A的描述，通過測量從各信標(biāo)設(shè)備110、112和114接收到的各信標(biāo)(即第一到第三信標(biāo)的每一個)的信號強(qiáng)度來識別距信標(biāo)設(shè)備110U12和114的相對距離后，RFID讀取器120識別信標(biāo)中(即，分別處于第一信標(biāo)、第二信標(biāo)、和第三信標(biāo)中)包含的第一參考位置信息、第二參考位置信息、和第三參考位置信息。在此，第一參考位置信息、第二參考位置信息、和第三參考位置信息分別對應(yīng)于與信標(biāo)設(shè)備110、112和114的x軸、y軸和z軸坐標(biāo)相關(guān)的三維坐標(biāo)信息。在此，如圖4B所示，當(dāng)假定第一參考位置信息對應(yīng)于坐標(biāo)(xl，yl，zl)、第二參考位置信息對應(yīng)于坐標(biāo)(x2，y2，z2)、并且第三參考位置信息對應(yīng)于坐標(biāo)(x3，y3，z3)時(shí)，RFID讀取器120借助以上識別的距信標(biāo)設(shè)備110U12和114的相對距離和各信標(biāo)設(shè)備110U12和114的三維坐標(biāo)信息通過三角測量法來計(jì)算當(dāng)前的位置。gp，當(dāng)RFID讀取器120的當(dāng)前位置的三維坐標(biāo)對應(yīng)于(x，y，z)時(shí)，利用三角測量法可將當(dāng)前位置的方程式推導(dǎo)為下面的方程式1。數(shù)學(xué)式1(xl-x)2+(yl-y)2+(zl-z)2=(dl-err)(x2-x)2+(y2-y)2+(z2-z)2=(d2-err)(x3-x)2+(y3-y)2+(z3-z)2=(d3-err)在方程式1中，"err"表示關(guān)于距離的誤差，并且是可根據(jù)當(dāng)前位置的容許誤差率確定的常數(shù)。此外，"xl"、"yl"、"zl"和"dl"對應(yīng)于第一參考位置信息和距第一信標(biāo)設(shè)備110的相對距離，并且是能夠從第一信標(biāo)中識別的常數(shù)。"x2"、"y2"、"z2"和"d2"對應(yīng)于第二參考位置信息和距第二信標(biāo)設(shè)備112的相對距離，并且是能夠從第二信標(biāo)中識別的常數(shù)。"x3"、"y3"、"z3"和"d3"對應(yīng)于第三參考位置信息和距第三信標(biāo)設(shè)備114的相對距離，并且是能夠從第三信標(biāo)中識別的常數(shù)。因此，由于方程式1所示的三個方程式中僅有"x"、"y"和"z"對應(yīng)將求解的變量，因此可通過求解這三個聯(lián)立方程組來獲得RFID讀取器120的當(dāng)前位置的三維坐標(biāo)(x，y，z)。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在RFID系統(tǒng)中固定地安裝有至少三個發(fā)射信標(biāo)的信標(biāo)設(shè)備，并且每個信標(biāo)設(shè)備H0、112和114發(fā)射一個信標(biāo)，該信標(biāo)包括信標(biāo)設(shè)備的參考位置信息和反映信標(biāo)設(shè)備周圍的傳播環(huán)境的信號強(qiáng)度_距離信息，這些信息幫助RFID讀取器120確定當(dāng)前位置。然后，RFID讀取器測量已經(jīng)分別從信標(biāo)設(shè)備H0、112和114接收到的第一信標(biāo)、第二信標(biāo)、和第三信標(biāo)的信號強(qiáng)度，分別識別與信標(biāo)的信號強(qiáng)度相對應(yīng)的相對距離，并且利用各信標(biāo)設(shè)備110U12和114的三維坐標(biāo)來計(jì)算當(dāng)前位置，以使得移動中的RFID讀取器120可以測量其自身的位置，此外，由于已考慮了各信標(biāo)設(shè)備110、112和114周圍的傳播環(huán)境，因此能夠準(zhǔn)確地測量出位置。圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式解釋由RFID讀取器測量移動速率和移動方向的過程的示例圖。如上面參照圖4A和4B的描述，根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式的RFID讀取器120可以利用至少三個信標(biāo)設(shè)備測量其自身的當(dāng)前位置。同時(shí)，RFID讀取器120可以在RFID系統(tǒng)中自由地移動，并且甚至在移動時(shí)也能連續(xù)地測量其自身的位置。下文中，將描述RFID讀取器120在RFID系統(tǒng)中移動時(shí)，RFID120計(jì)算或測量它的移動速率或它的移動方向的過程。如圖5所示，當(dāng)假定RFID讀取器120已經(jīng)從點(diǎn)A移動到點(diǎn)B時(shí)，點(diǎn)A對應(yīng)于三維坐標(biāo)(xl，yl，zl)，點(diǎn)B對應(yīng)于三維坐標(biāo)(x2，y2，z2)，則RFID讀取器120的移動速率可推導(dǎo)為方程式2。數(shù)學(xué)式2<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>g卩，由于可以將速率表示為距離與時(shí)間的比值，因此RFID讀取器120可以通過將其自身的移動距離除以其自身的移動時(shí)間來計(jì)算移動速率。這里通過將從移動前位置到移動后位置的距離除以移動時(shí)間來計(jì)算移動速率。此夕卜，RFID讀取器120的移動方向可推導(dǎo)為方程式3。數(shù)學(xué)式3<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>即，從移動前的位置的x軸、y軸和z軸坐標(biāo)到移動后的位置的x軸、y軸和z軸坐標(biāo)的矢量對應(yīng)于移動方向。因此，RFID讀取器120可以通過方程式2和3計(jì)算它的移動速率和它的移動方向，可以利用計(jì)算出的移動速率和移動方向來確認(rèn)RFID讀取器120是否準(zhǔn)確地移向目的地，并且可以利用計(jì)算出的移動速率和移動方向來計(jì)算和估計(jì)RFID讀取器120向目的地移動的方向和速率。盡管為了說明的目的，已描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，不脫離所附權(quán)利要求中公開的發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以進(jìn)行各種修改、添加和替換。因此，對本發(fā)明中所公開的實(shí)施方式的描述并非為了限制本發(fā)明的范圍，而是用于描述本發(fā)明。相應(yīng)地，本發(fā)明的范圍不受以上實(shí)施方式的限制，而是由權(quán)利要求或其等同物進(jìn)行限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解在不脫離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)上對本發(fā)明進(jìn)行各種改變。工業(yè)實(shí)用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠測量RFID系統(tǒng)中移動的RFID讀取器的位置。此外，由于RFID讀取器的位置是考慮傳播環(huán)境的情況下測得的，因此能夠提高位置測量的準(zhǔn)確性。另外，由于RFID讀取器能夠在該RFID讀取器移動時(shí)測量其自身的位置，因此能夠測量該RFID讀取器的移動速率和移動方向。權(quán)利要求一種利用信標(biāo)來測量射頻識別(RFID)讀取器的位置的RFID系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于發(fā)射信標(biāo)的多個信標(biāo)設(shè)備；RFID標(biāo)簽，其利用射頻識別來發(fā)送預(yù)存儲信息；以及RFID讀取器，其在該RFID讀取器(120)的移動過程中從所述多個信標(biāo)設(shè)備接收到多個信標(biāo)時(shí)利用所述多個信標(biāo)來計(jì)算當(dāng)前位置，并且利用所述射頻識別從所述RFID標(biāo)簽接收所述信息。2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述信標(biāo)設(shè)備被固定在參考位置處，并且發(fā)射包括與所述參考位置相關(guān)的信息和與信號強(qiáng)度_距離相關(guān)的信息的信標(biāo)。3.如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中所述RFID讀取器通過利用所述信標(biāo)中包括的與參考位置相關(guān)的信息和與信號強(qiáng)度_距離相關(guān)的信息來計(jì)算所述當(dāng)前位置。4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)所述RFID讀取器接收到所述多個信標(biāo)時(shí)，該RFID讀取器測量從各信標(biāo)設(shè)備接收的各信標(biāo)的信號強(qiáng)度，利用所述與信號強(qiáng)度_距離相關(guān)的信息來檢查距所述信標(biāo)設(shè)備的相對距離，并且利用各信標(biāo)設(shè)備的參考位置和距所述信標(biāo)設(shè)備的相對距離通過三角測量法來計(jì)算所述當(dāng)前位置。5.如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中RFID讀取器從所述多個信標(biāo)設(shè)備中的至少三個信標(biāo)設(shè)備接收所述多個信標(biāo)。6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)所述RFID讀取器從所述至少三個信標(biāo)設(shè)備接收所述多個信標(biāo)時(shí)，所述RFID讀取器利用所述多個信標(biāo)中具有相對較高信號強(qiáng)度的三個信標(biāo)來計(jì)算所述當(dāng)前位置。7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述RFID讀取器計(jì)算移動前的位置和移動后的位置，并且計(jì)算從所述移動前的位置到所述移動后的位置的速率和方向。8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述RFID讀取器測量從所述移動前的位置到所述移動后的位置的移動時(shí)間，計(jì)算從所述移動前的位置到所述移動后的位置的距離，然后計(jì)算所述距離與所述時(shí)間的比值作為所述速率。9.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述RFID讀取器通過計(jì)算從所述移動前的位置到所述移動后的位置的矢量來計(jì)算所述方向。10.—種通過射頻識別(RFID)系統(tǒng)中的RFID讀取器來計(jì)算當(dāng)前位置的方法，該RFID系統(tǒng)包括RFID標(biāo)簽、RFID讀取器、以及多個信標(biāo)設(shè)備，該方法包括以下步驟(a)從所述多個信標(biāo)設(shè)備接收多個信標(biāo)；(b)通過分析所述多個信標(biāo)來計(jì)算距所述多個信標(biāo)設(shè)備的相對距離；以及(c)通過分析所述多個信標(biāo)來識別所述多個信標(biāo)設(shè)備的參考位置，并且利用所述多個信標(biāo)設(shè)備的所述參考位置和距所述多個信標(biāo)設(shè)備的所述相對距離來計(jì)算所述位置。11.如權(quán)利要求IO所述的方法，其中所述步驟(b)包括以下步驟(bl)通過分析所述多個信標(biāo)來識別所述多個信標(biāo)中包括的與信號強(qiáng)度-距離相關(guān)的信息；(b2)利用所述與信號強(qiáng)度_距離相關(guān)的信息來計(jì)算距所述多個信標(biāo)設(shè)備的所述相對距離。12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述步驟(c)包括以下步驟(cl)通過分析所述多個信標(biāo)來識別在所述多個信標(biāo)中包括的、與所述多個信標(biāo)設(shè)備的所述參考位置相關(guān)的信息；(c2)利用所述多個信標(biāo)設(shè)備的所述參考位置以及距所述多個信標(biāo)設(shè)備的所述相對距離通過三角測量法來計(jì)算所述位置。13.如權(quán)利要求10所述的方法，該方法在所述步驟(c)后還包括以下步驟(d)將所述當(dāng)前位置移動到下一個位置；以及(e)計(jì)算從所述當(dāng)前位置到所述下一個位置的移動速率和移動方向。全文摘要本發(fā)明涉及一種利用信標(biāo)來測量射頻識別(RFID)讀取器的位置的方法，以及一種用于該方法的RFID系統(tǒng)。本發(fā)明提供了一種利用信標(biāo)來測量射頻識別(RFID)讀取器的位置的RFID系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于發(fā)射信標(biāo)的多個信標(biāo)設(shè)備；RFID標(biāo)簽，其利用射頻識別來發(fā)送預(yù)存儲信息；以及RFID讀取器，其當(dāng)RFID讀取器(120)移動時(shí)從多個信標(biāo)設(shè)備接收多個信標(biāo)時(shí)利用所述多個信標(biāo)來計(jì)算當(dāng)前位置，并且利用所述射頻識別從所述RFID標(biāo)簽接收信息。根據(jù)本發(fā)明，能夠測量RFID系統(tǒng)中移動的RFID讀取器的位置，并且由于RFID讀取器的位置是考慮到傳播環(huán)境的情況下而測得的，因此能夠提高位置測量的準(zhǔn)確性。文檔編號H04L12/28GK101715639SQ200880016956公開日2010年5月26日申請日期2008年5月23日優(yōu)先權(quán)日2007年5月23日發(fā)明者全在植,孫尚睦,安淳臣,尹榮晨,李尚雨,李柱植,池榮珉,鄭淳宰,金圣濬,金英逸申請人:Sk電信有限公司