Rfid精確定位裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及射頻識別（RFID,RadioFrequencyIdentification）【技術領域】，具體地說是一種RFID精確定位裝置及其使用方法，包括RFID標簽、射頻天線、射頻讀寫器、上位機，其中上位機與射頻讀寫器相連接，射頻讀寫器與射頻天線相連接，RFID標簽固定在待管理物品上，其特征在于還設有壓力傳感器和壓感信號處理器，壓力傳感器的信號輸出端與壓感信號處理器相連接，壓感信號處理器與上位機相連接，本實用新型與現有技術相比，簡單易行、定位精確、定位速度快，可大大提高定位準確度與定位效率。
【專利說明】RFID精確定位裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及射頻識別(RFID, Rad1 Frequency Identificat1n)【技術領域】，具體地說是一種RFID精確定位裝置。
【背景技術】
[0002]隨著RFID(Rad1 Frequency Identificat1n)技術的不斷發展,各行各業又對傳統的RFID應用提出新的需求。物體定位作為一個人們日常生活中經常遇到的技術，現在也逐漸融合到了 RFID的應用中，經常提到的具體應用包括:圖書館中的圖書管理與定位、檔案館中的檔案管理與定位及銀行醫院國家行政機構等用到的票據管理等。
[0003]傳統的射頻識別定位技術主要通過構建RFID無線網絡，利用無線信號強度隨傳播距離增長而衰減的特性，用閱讀器接收并比較各標簽的無線信號強度來對目標標簽的位置進行判定，主要用到的方法有收訊角度法、收訊時間法、收訊時間差法及信號強度法。其中，信號強度法是事先建構環境的信號傳播衰減模型，當測量點偵測到信號后，借由對應模型與此信號的強度來決定與信號發射源的距離，經由三個測量點畫出的距離圓的交點可以決定信號發射源的位置。但是采用現有的這些方法，定位系統需要多個測量點，設備成本較高，判斷的算法復雜，定位時間長，并且對于一個范圍內的多個射頻標簽定位不準確。
[0004]除此之外，現有的RFID定位裝置僅能完成對物體當前時刻下的定位，而無法記錄待管理物品在某一時段的位置移動軌跡，因而當文件發生調動、調整時，使用者往往無法及時找到文檔。
【發明內容】
[0005]本實用新型針對現有技術中存在的缺點和不足，提出一種簡單易行、定位精確、定位速度快，可大大提高定位準確度與定位效率的RFID精確定位裝置。
[0006]本實用新型可以通過以下措施達到:
[0007]一種RFID精確定位裝置，包括RFID標簽、射頻天線、射頻讀寫器、上位機，其中上位機與射頻讀寫器相連接，射頻讀寫器與射頻天線相連接，RFID標簽固定在待管理物品上，其特征在于還設有壓力傳感器和壓感信號處理器，壓力傳感器的信號輸出端與壓感信號處理器相連接，壓感信號處理器與上位機相連接。
[0008]本實用新型設有兩個以上的壓力傳感器，兩個以上的壓力傳感器分別與壓感信號處理器相連接，壓感信號處理器內設有微控芯片、地址編碼電路、壓感信號處理電路和與上位機相連接的通信電路，其中地址編碼電路、壓感信號處理電路以及通信電路分別與微控芯片相連接，地址編碼電路用于給兩個以上的設有壓力傳感器的壓力信號采集電路設置地址碼，兩個以上的壓力傳感器可以設置在文檔柜等裝置上側，用于采集在存放文檔時產生的壓力信號。
[0009]本實用新型設有兩個以上的RFID標簽，優選的，RFID標簽的數量與壓力傳感器的數量一致，RFID標簽內攜帶用于標記待管理物品的標志信息，該信息經射頻讀寫器通過射頻天線讀取后存入上位機。
[0010]本實用新型設有兩個以上的射頻天線，兩個以上的射頻天線分別與射頻讀寫器相連接，用于完成對RFID標簽的讀寫，優選的，本實用新型中射頻天線兩兩一組，完成對置物架某層上RFID標簽的讀寫，在此過程中，同組的兩個射頻天線分別固定在置物架某層的兩偵牝并相向發射射頻信號，以實現對兩個射頻天線之間RFID標簽的讀寫。
[0011]本實用新型射頻讀寫器設有微控芯片、調制電路、功率放大電路、匹配電路、包絡檢波電路、中頻解調電路以及比較判決電路，其中微控芯片采用ARM實現，微控芯片分別與調制電路、比較判決電路相連接，調制電路的輸出端與功率放大電路相連接，功率放大電路輸出的信號經匹配電路與功率分配電路相連，功率分配電路將一路射頻信號平均分配為兩路并射頻天線相連接，包絡檢波電路的輸入端與射頻天線相連接，包絡檢波電路的輸出端與中頻解調電路相連接，中頻解調電路的輸出端與比較判決電路相連接，用于完成對RFID標簽的讀寫；本實用新型讀寫器內還設有用于控制射頻天線切換工作的天線切換控制電路，天線切換控制電路包括微控芯片、通信接口、功率分配電路、匹配電路、射頻輸出選擇控制電路，其中微控制芯片采用ARM實現，微控制芯片分別與通信接口、射頻輸出選擇控制電路相連，通過通信接口接收射頻讀寫器的控制信號，并根據控制信號的類型控制射頻輸出選擇控制電路打開相應天線的射頻輸出，功率分配電路與射頻讀寫器的射頻輸出相連接，將射頻讀寫器輸出的射頻信號平分為兩份，經過匹配電路后輸出到天線上。
[0012]本實用新型還設有電源電路，輸入為AC220V市電，通過進行電壓轉換，將系統輸入的通用電壓轉換為系統中RFID部分和壓感部分可以使用的電壓，同時可對系統中的電源電路進行保護。
[0013]本實用新型中所述RFID標簽，內置微控制芯片，可存儲用戶數據，并有不重復的唯一識別碼，可被射頻讀寫器識別，用于區分不同的待定物體，并可輔助識別該待定物體是否在可定位區域內。
[0014]本實用新型與現有技術相比，具有以下優點:
[0015]1.簡單易行:只需在現有的RFID讀寫器及天線組成的系統中加入壓力傳感器，SP可對貼有射頻標簽的物體實現定位，并且系統升級方便，技術實現難度低。
[0016]2.定位精確:每個需要定位的物體下都有壓力傳感器，保證實時監測物體是否存在，不會存在定位混亂的情況，同時上層管理系統可將檢測到的位置信息同數據庫中存儲的信息進行對比和處理，在一定程度上會對采集到的位置信息進行過濾和校驗，進一步提高了定位的精確程度。
[0017]3.定位速度快:壓力傳感器和RFID讀寫器同時工作，二者的數據采集之間沒有延遲，并且借助高速率運行的微處理器，可對采集到的位置信息做出迅速的判斷和處理。
[0018]【專利附圖】
【附圖說明】:
[0019]附圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0020]附圖2為本實用新型中壓感信號處理器的結構示意圖。
[0021]附圖3為本實用新型中射頻讀寫器的結構示意圖。
[0022]附圖標記:RFID標簽1、射頻天線2、射頻讀寫器3、上位機4、壓力傳感器5、壓感信號處理器6、微控芯片7、地址編碼電路8、壓感信號處理電路9、通信電路10、微控芯片11、調制電路12、功率放大電路13、匹配電路14、包絡檢波電路15、中頻解調電路16、比較判決電路17。
[0023]【具體實施方式】:
[0024]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0025]如附圖1所示，本實用新型提出了一種RFID精確定位裝置，包括RFID標簽1、射頻天線2、射頻讀寫器3、上位機4，其中上位機4與射頻讀寫器3相連接，射頻讀寫器3與射頻天線2相連接，RFID標簽I固定在待管理物品上，其特征在于還設有壓力傳感器5和壓感信號處理器6,壓力傳感器5的信號輸出端與壓感信號處理器6相連接,壓感信號處理器6與上位機4相連接。
[0026]如附圖2所示，本實用新型設有兩個以上的壓力傳感器5，兩個以上的壓力傳感器5分別與壓感信號處理器6相連接，壓感信號處理器6內設有微控芯片7、地址編碼電路8、壓感信號處理電路9和與上位機4相連接的通信電路10，其中地址編碼電路8、壓感信號處理電路9以及通信電路10分別與微控芯片7相連接，地址編碼電路8用于給兩個以上的設有壓力傳感器5的壓力信號采集電路設置地址碼，兩個以上的壓力傳感器5可以設置在文檔柜等裝置上側，用于采集在存放文檔時產生的壓力信號。
[0027]如附圖1所示，本實用新型設有兩個以上的RFID標簽1，優選的，RFID標簽I的數量與壓力傳感器5的數量一致，RFID標簽I內攜帶用于標記待管理物品的標志信息，該信息經射頻讀寫器3通過射頻天線2讀取后存入上位機4。
[0028]本實用新型設有兩個以上的射頻天線2，兩個以上的射頻天線2分別與射頻讀寫器3相連接，用于完成對RFID標簽I的讀寫，優選的，本實用新型中射頻天線2兩兩一組，完成對置物架某層上RFID標簽I的讀寫，在此過程中，同組的兩個射頻天線2分別固定在置物架某層的兩側，并相向發射射頻信號，以實現對兩個射頻天線2之間RFID標簽的讀寫。
[0029]如附圖3所示，本實用新型射頻讀寫器3設有微控芯片11、調制電路12、功率放大電路13、匹配電路14、包絡檢波電路15、中頻解調電路16以及比較判決電路17，其中微控芯片11采用ARM實現，微控芯片11分別與調制電路、比較判決電路相連接，調制電路12的輸出端與功率放大電路13相連接,功率放大電路13輸出的信號經匹配電路14與射頻天線2相連接，包絡檢波電路15的輸入端與射頻天線2相連接，包絡檢波電路15的輸出端與中頻解調電路16相連接，中頻解調電路16的輸出端與比較判決電路17相連接，用于完成對RFID標簽2的讀寫；本實用新型讀寫器3內還設有用于控制射頻天線切換工作的天線切換控制電路。
[0030]本實用新型還設有電源電路，輸入為AC220V市電，通過進行電壓轉換，將系統輸入的通用電壓轉換為系統中RFID部分和壓感部分可以使用的電壓，同時可對系統中的電源電路進行保護。
[0031]本實用新型中所述RFID標簽，內置微控制芯片，可存儲用戶數據，并有不重復的唯一識別碼，可被射頻讀寫器識別，用于區分不同的待定物體，并可輔助識別該待定物體是否在可定位區域內。
[0032]本實用新型使用時，先通過壓感信號處理器內的地址編碼電路對各路壓力傳感器進行編碼，并將多路壓力傳感器布置在不同的待監測區域，將上述設置信息存入上位機；系統開啟后，壓感信號處理器開始檢測各路壓力傳感器的狀態，判斷壓力傳感器的狀態有無變化，如果壓力傳感器的狀態沒有變化則繼續下一輪檢測，如果壓力傳感器的狀態有變化，則轉壓感信號處理器將獲取到的壓力傳感器狀態上報給上位機，上位機存儲各路壓力傳感器的狀態數據；上位機根據獲取的壓力傳感器的狀態信息結合其存儲的設定信息，獲得每個待監測區域內壓力信號是否獲得變化，對與能夠覆蓋壓力信號發生變化的待監測區域的射頻天線相連接的射頻讀寫器，發送RFID請求命令，通過射頻讀寫器驅動相應位置的天線發送RFID標簽檢測指令，RFID標簽通過射頻磁場接收到檢測命令；RFID標簽進行應答，將RFID標簽的唯一識別碼通過射頻磁場傳遞給射頻讀寫器，射頻讀寫器通過對磁場信號的處理獲取到RFID標簽的唯一識別碼；射頻讀寫器對獲取到的不同位置的RFID標簽的唯一識別碼進行處理，將RFID標簽信息及對應的天線位置編號組合成一組特定格式的數據；射頻讀寫器將該數據上報給上位機，上位機將數據進行初步處理后送入定位管理系統進行進一步的比對；上位機根據獲取的不同位置的RFID標簽信息結合不同位置的壓力傳感器狀態信息進行關聯、存儲，并與歷史數據比對，從而判斷出是何位置的RFID標簽位置發生了變化，進而可得知待監控物體的精確位置并將該物體的位置變化通過人機界面呈現給用戶。
[0033]本實用新型與現有技術相比，具有以下優點:
[0034]1.簡單易行:只需在現有的RFID讀寫器及天線組成的系統中加入壓力傳感器，即可對貼有射頻標簽的物體實現定位，并且系統升級方便，技術實現難度低。
[0035]2.定位精確:每個需要定位的物體下都有壓力傳感器，保證實時監測物體是否存在，不會存在定位混亂的情況，同時上層管理系統可將檢測到的位置信息同數據庫中存儲的信息進行對比和處理，在一定程度上會對采集到的位置信息進行過濾和校驗，進一步提高了定位的精確程度。
[0036]3.定位速度快:壓力傳感器和RFID讀寫器同時工作，二者的數據采集之間沒有延遲，并且借助高速率運行的微處理器，可對采集到的位置信息做出迅速的判斷和處理。
【權利要求】
1.一種RFID精確定位裝置，包括RFID標簽、射頻天線、射頻讀寫器、上位機，其中上位機與射頻讀寫器相連接，射頻讀寫器與射頻天線相連接，RFID標簽固定在待管理物品上，其特征在于還設有壓力傳感器和壓感信號處理器，壓力傳感器的信號輸出端與壓感信號處理器相連接，壓感信號處理器與上位機相連接。
2.根據權利要求1所述的一種RFID精確定位裝置，其特征在于設有兩個以上的壓力傳感器，兩個以上的壓力傳感器分別與壓感信號處理器相連接，壓感信號處理器內設有微控芯片、地址編碼電路、壓感信號處理電路和與上位機相連接的通信電路，其中地址編碼電路、壓感信號處理電路以及通信電路分別與微控芯片相連接，地址編碼電路用于給兩個以上的設有壓力傳感器的壓力信號采集電路設置地址碼。
3.根據權利要求1所述的一種RFID精確定位裝置，其特征在于設有兩個以上的RFID標簽，且RFID標簽的數量與壓力傳感器的數量一致。
4.根據權利要求3所述的一種RFID精確定位裝置，其特征在于兩個以上的射頻天線分別與射頻讀寫器相連接。
5.根據權利要求3所述的一種RFID精確定位裝置，其特征在于射頻讀寫器設有微控芯片、調制電路、功率放大電路、匹配電路、包絡檢波電路、中頻解調電路以及比較判決電路，其中微控芯片采用ARM實現，微控芯片分別與調制電路、比較判決電路相連接，調制電路的輸出端與功率放大電路相連接，功率放大電路輸出的信號經匹配電路與功率分配電路相連，功率分配電路將一路射頻信號平均分配為兩路并射頻天線相連接，包絡檢波電路的輸入端與射頻天線相連接，包絡檢波電路的輸出端與中頻解調電路相連接，中頻解調電路的輸出端與比較判決電路相連接，用于完成對RFID標簽的讀寫。
6.根據權利要求3所述的一種RFID精確定位裝置，其特征在于射頻讀寫器內還設有用于控制射頻天線切換工作的天線切換控制電路，天線切換控制電路包括微控芯片、通信接口、功率分配電路、匹配電路、射頻輸出選擇控制電路，其中微控制芯片采用ARM實現，微控制芯片分別與通信接口、射頻輸出選擇控制電路相連，通過通信接口接收射頻讀寫器的控制信號，并根據控制信號的類型控制射頻輸出選擇控制電路打開相應天線的射頻輸出，功率分配電路與射頻讀寫器的射頻輸出相連接，經過匹配電路后輸出到天線上。
【文檔編號】G06K17/00GK204143467SQ201320730307
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年11月19日 優先權日:2013年11月19日
【發明者】李顯科, 劉成永, 馬龍飛, 朱慶賢, 任永濤, 高明 申請人:威海北洋電氣集團股份有限公司