專利名稱：基于rfid技術(shù)的室內(nèi)定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種利用RFID技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)人員、車輛及其它物品的室內(nèi)定位的系 統(tǒng)。該系統(tǒng)可應(yīng)用于展會(huì)、博物館、停車場(chǎng)、商場(chǎng)等大型室內(nèi)場(chǎng)所的人員、車 輛及物品的定位，并可以與手機(jī)、PDA等電子設(shè)備配合使用，達(dá)到精準(zhǔn)定位的 目的。
背景技術(shù)：
射頻識(shí)別技術(shù)(RFID S卩Radio Frequency Identification的縮寫)，又稱為電 子標(biāo)簽或無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)，是一種可通過(guò)無(wú)線電信號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相 關(guān)數(shù)據(jù)的技術(shù)。RFID技術(shù)涉及信息、制造、材料等諸多高技術(shù)領(lǐng)域，涵蓋無(wú)線 通信、芯片設(shè)計(jì)與制造、天線設(shè)計(jì)與制造、標(biāo)簽封裝、系統(tǒng)集成、信息安全等 技術(shù)。 一些國(guó)家和國(guó)際跨國(guó)公司都在加速推動(dòng)RFID技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用進(jìn)程。從 20世紀(jì)80年代開(kāi)始RFID技術(shù)逐步走向成熟，在過(guò)去十年間，共產(chǎn)生數(shù)千項(xiàng)關(guān) 于RFID技術(shù)的專利，主要集中在美國(guó)、歐洲、日本等國(guó)家和地區(qū)。由于利用射 頻方式進(jìn)行雙向通信交換數(shù)據(jù)而達(dá)到識(shí)別的目的，不需要識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo) 之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸等特性，RFID技術(shù)顯示出了巨大的發(fā)展?jié)摿εc應(yīng)用空 間，被認(rèn)為是21世紀(jì)的最有發(fā)展前途的信息技術(shù)之一。目前，RFID被廣泛應(yīng) 用于超市，圖書館管理，倉(cāng)儲(chǔ)管理，交通運(yùn)輸控制管理，工業(yè)自動(dòng)化，商業(yè)自 動(dòng)化，動(dòng)物跟蹤和管理，防偽甚至軍事等眾多領(lǐng)域。同樣，也可以利用RFID技 術(shù)進(jìn)行定位。
無(wú)線通信技術(shù)的成熟和發(fā)展，帶動(dòng)了新興無(wú)線業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，越來(lái)越多的應(yīng) 用都需要定位服務(wù)。定位技術(shù)是一種重要的而且實(shí)用的技術(shù)，它為人們提供了豐富的絕對(duì)位置和相對(duì)位置的信息。三角定位、圖像分析和信標(biāo)定位是三大主 要自動(dòng)定位技術(shù)。作為一個(gè)成功的定位系統(tǒng)，GPS己經(jīng)廣泛的應(yīng)用在汽車導(dǎo)航 系統(tǒng)中，這大大提高了人們出行的效率，極大的方便了生活，同時(shí)也一定程度
上節(jié)約了能源。GPS系統(tǒng)是利用衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行定位的，當(dāng)衛(wèi)星信號(hào)受到物體遮 擋時(shí)，例如建筑物、樹木、高山等，定位的精度就會(huì)大幅下降，甚至出現(xiàn)錯(cuò)誤， 因此，該系統(tǒng)只適應(yīng)于室外或者開(kāi)闊的場(chǎng)地。作為對(duì)GPS系統(tǒng)的補(bǔ)充，室內(nèi)定 位系統(tǒng)越來(lái)越引起人們的關(guān)注，常用的室內(nèi)定位技術(shù)主要有紅外線、802.11、超 聲波、RFID技術(shù)、微雷達(dá)技術(shù)和UWB(ultrawideband,超寬帶)技術(shù)。各國(guó)的科 學(xué)家和研究人員提出了許多的室內(nèi)定位方案，例如由微軟提出的RADAR系統(tǒng)， 它是利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)(802.11)的信號(hào)強(qiáng)度，通過(guò)對(duì)室內(nèi)不同位置的信號(hào)強(qiáng)度建模 并與當(dāng)前信號(hào)強(qiáng)度比較，來(lái)確定被定位目標(biāo)的位置。這種方法的不足之處在于， 需要大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，同時(shí)在干擾較多的情況下，無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確定位。另 外還有利用超聲波技術(shù)的Cricket和Active Bat系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)需要搭建專門 的系統(tǒng)，成本較高。
基于RFID的室內(nèi)定位系統(tǒng)采用了射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)，在任何室內(nèi)環(huán)境中 都是可用的。通過(guò)預(yù)先在室內(nèi)布置輔助標(biāo)簽，記錄下輔助標(biāo)簽的能量值，當(dāng)自 身貼有標(biāo)簽的跟蹤目標(biāo)進(jìn)入了跟蹤區(qū)域時(shí)，我們通過(guò)獲得跟蹤標(biāo)簽的能量值， 與輔助標(biāo)簽進(jìn)行比較后，通過(guò)預(yù)先設(shè)計(jì)好的算法，就可以判斷出跟蹤目標(biāo)的具 體位置，當(dāng)然，它的精度是與輔助標(biāo)簽的覆蓋范圍有很大的關(guān)系，但是，和傳 統(tǒng)的定位系統(tǒng)比較起來(lái)，定位的精度有了很大的提高，可以很好地應(yīng)用于室內(nèi) 定位中。
采用RFID定位技術(shù)的典型代表是SpotON。該系統(tǒng)基于信號(hào)強(qiáng)度分析，發(fā)展 了一種聚合算法對(duì)三維空間進(jìn)行定位。SpotON系統(tǒng)中硬件標(biāo)簽成網(wǎng)絡(luò)狀分布，無(wú)需中央控制單元，通過(guò)標(biāo)簽檢測(cè)到的信號(hào)強(qiáng)弱來(lái)表征標(biāo)簽之間的幾何距離。但
是，完整的SpotON系統(tǒng)到目前為止還未建成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是為了克服上述諸多的不足之處，旨在提供一種新的基
于RHD技術(shù)的，在室內(nèi)范圍內(nèi)進(jìn)行較精確定位的系統(tǒng)。該系統(tǒng)是根據(jù)無(wú)線射頻 信號(hào)的能量與距離的關(guān)系，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)佩戴RFID跟蹤標(biāo)簽的人或物體進(jìn)行定位的 功能。
如圖1所示，本系統(tǒng)主要由RFID讀寫器(用于讀取兩種RFID標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng) 度值)、RFID參照標(biāo)簽(事先布置在系統(tǒng)覆蓋的區(qū)域內(nèi)，其信號(hào)強(qiáng)度是實(shí)現(xiàn)定位 的參照值)、RFID跟蹤標(biāo)簽(被跟蹤的人或物體隨身佩戴的標(biāo)簽，其信號(hào)強(qiáng)度是 實(shí)現(xiàn)定位的關(guān)鍵輸入值)、數(shù)據(jù)庫(kù)(存儲(chǔ)RFID讀寫器所讀取各個(gè)時(shí)刻的標(biāo)簽信號(hào) 強(qiáng)度數(shù)據(jù)和其他相關(guān)數(shù)據(jù))、后臺(tái)應(yīng)用程序(從數(shù)據(jù)庫(kù)提取數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算跟蹤標(biāo)簽的 位置信息，并將其直觀地在客戶端顯示出來(lái))、便攜智能設(shè)備(智能手機(jī)、PDA、 筆記本電腦等)、展臺(tái)中的計(jì)算機(jī)(用于自動(dòng)放映)和主服務(wù)器組成。
本系統(tǒng)使用無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度作為定位依據(jù)。標(biāo)簽與讀寫器之間通過(guò)無(wú)線電波 進(jìn)行通訊，每個(gè)讀寫器每過(guò)一定的時(shí)間會(huì)讀取并記錄一次所有標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度 (signal strength)。由于無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度與距離之間存在一定的關(guān)系(非線性關(guān)系), 所以，可以利用這個(gè)關(guān)系和參照標(biāo)簽的位置信息來(lái)實(shí)現(xiàn)定位。我們布置了一些 已知位置的參照標(biāo)簽作為參考點(diǎn)，根據(jù)這些參考點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度特征，按照我們 提出的虛擬定位算法，可以實(shí)時(shí)的計(jì)算出整個(gè)監(jiān)控區(qū)域中任意一點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度 特征，通過(guò)比較跟蹤標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度特征與計(jì)算所得的信號(hào)強(qiáng)度特征，可以獲 得較為精確的位置信息，信號(hào)特征與跟蹤標(biāo)簽最為接近的點(diǎn)被認(rèn)為是該標(biāo)簽的本系統(tǒng)能較為準(zhǔn)確的定位跟蹤標(biāo)簽的位置，具有很強(qiáng)的實(shí)用性，有很高的 應(yīng)用價(jià)值。按照我們提出的虛擬定位算法，可以獲得較為精確的位置信息(誤
差在0.3米之內(nèi))。用戶可利用手機(jī)、PDA及筆記本電腦中的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)鏈接功能，
與室內(nèi)(展會(huì)會(huì)場(chǎng)、大型商場(chǎng)等)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。經(jīng)過(guò)認(rèn)證(進(jìn)入時(shí)需要登 記)以后，可以獲得相關(guān)的地圖信息以及標(biāo)簽位置信息，并且可以實(shí)時(shí)更新。 如果在展會(huì)中應(yīng)用本系統(tǒng)，在參觀人員進(jìn)入相應(yīng)展臺(tái)的區(qū)域時(shí)，本系統(tǒng)會(huì)在相 應(yīng)的屏幕上自動(dòng)播放展品的講解內(nèi)容。
本系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于用戶的便利性。隨著便攜智能設(shè)備的普及程度越 來(lái)越高，人們對(duì)于在便攜設(shè)備上接入室內(nèi)定位服務(wù)的需求越來(lái)越強(qiáng)烈，本系統(tǒng) 即可在最大程度上滿足終端用戶的這種需要。應(yīng)用了本系統(tǒng)之后，普通的終端 用戶可以方便地用自己的智能設(shè)備接入室內(nèi)定位服務(wù)，并且這種定位服務(wù)可以 保證相對(duì)較高的精度。


結(jié)合附圖來(lái)閱讀可以更好地理解本發(fā)明的組成部分及整個(gè)系統(tǒng)的工作流程。
圖1為本室內(nèi)定位系統(tǒng)的組成框架圖。
圖2為虛擬定位算法中虛擬參照標(biāo)簽分布圖。 圖3為虛擬定位算法中對(duì)近似圖取交集過(guò)程。 圖4為本室內(nèi)定位系統(tǒng)的工作流程圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本系統(tǒng)包含硬件部分和軟件部分，軟件部分運(yùn)行在服務(wù)器上, 為本系統(tǒng)的核心部分。該軟件的計(jì)算機(jī)程序代碼是用0++語(yǔ)言編寫，基于 Microsoft Visual Studio 2005集成開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行開(kāi)發(fā)，后臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是Microsoft SQL Server 2005。本系統(tǒng)中的RFID標(biāo)簽和讀寫器的數(shù)量依照應(yīng)用場(chǎng)景的實(shí)際情況而定，參照標(biāo)簽和跟蹤標(biāo)簽都采用有源標(biāo)簽。作為服務(wù)器的PC主 機(jī)內(nèi)存必須達(dá)到2G或2G以上，CPU為雙核，主頻2.3G赫茲以上，硬盤空間 至少達(dá)到360G。管理員終端只需普通的顯示器和鍵盤即可，服務(wù)器是管理員終 端機(jī)的主機(jī)。每個(gè)展臺(tái)附近配備的計(jì)算機(jī)只需要普通的PC主機(jī)即可，但其必須 支持多媒體功能，并且具有19寸或19寸以上的液晶顯示器。本系統(tǒng)的定位服 務(wù)是基于B/S架構(gòu)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，用戶手中的便攜式智能設(shè)備通過(guò)Wi-Fi (802.11b/g) 協(xié)議接入無(wú)線局域網(wǎng)，打開(kāi)瀏覽器進(jìn)入頁(yè)面并登錄后即可享受本定位服務(wù)。虛擬定位算法是本系統(tǒng)的核心定位算法。其基本原理是使用從實(shí)際參照 標(biāo)簽讀取來(lái)的信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算出數(shù)量更多的虛擬參照標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度值， 基于每個(gè)讀寫器讀到的數(shù)據(jù)分別把參照標(biāo)簽(包括實(shí)際標(biāo)簽和虛擬標(biāo)簽)與跟 蹤標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行比較，然后得到分別根據(jù)不同讀寫器數(shù)據(jù)計(jì)算出的跟蹤 標(biāo)簽可能位置集合，這些集合的交集所表示的位置被認(rèn)為是跟蹤標(biāo)簽的位置。 虛擬定位方法的核心思想就是在不增加額外真實(shí)參照標(biāo)簽的情況下，基于眾多 的虛擬參照標(biāo)簽和少量的實(shí)際參照標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)，排除那些可能性較小 的位置而得出那些可能性較大的位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)待定位物體更精確的定位功 能。在虛擬定位方法中，所有的實(shí)際參照標(biāo)簽被規(guī)則地放置成一個(gè)平面網(wǎng)格,跟 蹤標(biāo)簽則放置在這個(gè)網(wǎng)格所覆蓋的區(qū)域內(nèi)，而這個(gè)網(wǎng)格又可以進(jìn)一步分割成許 多小網(wǎng)格。如圖2所示，我們將每一個(gè)被四個(gè)實(shí)際參照標(biāo)簽的覆蓋的小網(wǎng)格劃 分成nXn個(gè)大小相同的虛擬網(wǎng)格單元，而每個(gè)虛擬網(wǎng)格單元可以看作被四個(gè)分 布在該虛擬單元格角上的虛擬參照標(biāo)簽覆蓋。由于實(shí)際參照標(biāo)簽的坐標(biāo)是已知 的，根據(jù)平面位置關(guān)系，虛擬參照標(biāo)簽的坐標(biāo)也可以很容易地得到。引入虛擬參照標(biāo)簽的概念使得不用增加額外的真實(shí)參照標(biāo)簽，而下面的問(wèn)題就是如何確 定虛擬參照標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度值。在虛擬定位方法中，根據(jù)距離和信號(hào)強(qiáng)度的關(guān) 系用線性插值公式來(lái)計(jì)算出虛擬參照標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度值。虛擬定位中還引入了近似圖(proximity map)的概念，每個(gè)近似圖覆蓋整 個(gè)定位區(qū)域，此區(qū)域與全體參照標(biāo)簽網(wǎng)格覆蓋的區(qū)域重疊。每個(gè)近似圖依據(jù)參 照標(biāo)簽網(wǎng)格的劃分方法進(jìn)行類似的劃分，劃分之后使得近似圖中每個(gè)小網(wǎng)格的 中心對(duì)應(yīng)著一個(gè)唯一的虛擬或真實(shí)參照標(biāo)簽。每一個(gè)讀寫器都有一幅對(duì)應(yīng)的近 似圖，后臺(tái)應(yīng)用程序會(huì)將近似圖中的每個(gè)參照標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度與跟蹤標(biāo)簽的信 號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行比較。如果在比較中發(fā)現(xiàn)近似圖中某些區(qū)域的信號(hào)強(qiáng)度值與讀到的 跟蹤標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度值之差的絕對(duì)值在某個(gè)閾值(threshold)之內(nèi)，則將近似圖 中這些區(qū)域標(biāo)記出來(lái)。如圖3所示，假設(shè)有四個(gè)讀寫器，則在獲得四幅近似圖之后，通過(guò)取交集可以得到待定位標(biāo)簽最可能存在的區(qū)域。最后可以通過(guò)下式 算出待定位標(biāo)簽的坐標(biāo)其中(x,y)為跟蹤標(biāo)簽的坐標(biāo)，(Xi,yi)為近似圖中每個(gè)區(qū)域的中心點(diǎn)坐標(biāo)，&為近 似圖中網(wǎng)格的個(gè)數(shù)，Wi為每個(gè)區(qū)域的權(quán)重值，在運(yùn)算時(shí)除交集中存在的可能區(qū) 域外，其他的區(qū)域權(quán)重均為零。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)網(wǎng)格數(shù)為900個(gè)時(shí)，定位精度較 高。而對(duì)于閾值的取值，當(dāng)其太大時(shí)，將會(huì)包含過(guò)多不必要的可能區(qū)域，而其 過(guò)小時(shí)又可能將實(shí)際位置排除在外，對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)閾值取1或者1.5時(shí)定位精 度較高。在運(yùn)行該定位系統(tǒng)之前，我們還要做一些準(zhǔn)備工作。首先，對(duì)每個(gè)RFID標(biāo) 簽進(jìn)行確認(rèn)，確定每個(gè)標(biāo)簽在完全相同的條件下是否信號(hào)強(qiáng)度值相同。在區(qū)域 中，確定相對(duì)的坐標(biāo)系統(tǒng)和坐標(biāo)尺度，根據(jù)場(chǎng)地的實(shí)際情況將參照標(biāo)簽和讀寫器布置到整個(gè)區(qū)域中，并將所有參照標(biāo)簽的坐標(biāo)記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)中。將服務(wù)器和 所有展臺(tái)的計(jì)算機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)連接起來(lái)，將展臺(tái)在已知坐標(biāo)系統(tǒng)中的位置信息 與相應(yīng)的計(jì)算機(jī)關(guān)聯(lián)起來(lái)存入數(shù)據(jù)庫(kù)中。將所有讀寫器通過(guò)交換機(jī)與服務(wù)器連 接起來(lái)，并將無(wú)線局域網(wǎng)接入點(diǎn)連接到服務(wù)器上。將場(chǎng)地的布局圖勘測(cè)準(zhǔn)確后， 與其在已知坐標(biāo)系統(tǒng)中的位置一同存入計(jì)算機(jī)，用于提供直觀的定位服務(wù)。每 個(gè)參觀者進(jìn)場(chǎng)后都會(huì)配發(fā)一個(gè)隨身攜帶的跟蹤標(biāo)簽。本系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行之后，打開(kāi)所有讀寫器，每隔幾秒鐘RFID標(biāo)簽發(fā)射一次信號(hào)，因此每個(gè)讀寫器也同樣每幾秒鐘得到一次所有標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度值，讀寫器 將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器上，最后儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。本系統(tǒng)的軟件部分從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取相應(yīng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算。本系統(tǒng)使用無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度作為定位依據(jù)。通過(guò) 多個(gè)讀寫器接收到的不同標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度，我們布置了一些已知位置的標(biāo)簽作為參考點(diǎn)。根據(jù)這些參考點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度特征，按照己知的虛擬定位算法，可以 實(shí)時(shí)的計(jì)算出整個(gè)監(jiān)控區(qū)域中任意一點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度特征，通過(guò)比較跟蹤標(biāo)簽與 計(jì)算出的位置的信號(hào)強(qiáng)度特征，可以獲得較為精確的位置信息。這種運(yùn)算每隔大約5秒進(jìn)行一次，得到跟蹤標(biāo)簽的位置信息后，將其以坐標(biāo)的形式存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。管理員可以在其專用的終端上，對(duì)本定位系統(tǒng)的軟件及硬件的所有參數(shù)進(jìn) 行配置，并可以對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行維護(hù)。啟動(dòng)或關(guān)閉本系統(tǒng)的所有服務(wù)，是管 理員的職責(zé)。由于管理員的權(quán)限最大，在必要時(shí)，管理員可以查詢到任意一個(gè) 跟蹤標(biāo)簽的位置信息。如圖4所示，本系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)展位多媒體資料自動(dòng)放映或停止的功能， 無(wú)需依賴人工操作。每次算出所有跟蹤標(biāo)簽的位置信息，在程序中都會(huì)進(jìn)行一 次比較。將跟蹤標(biāo)簽的位置與數(shù)據(jù)庫(kù)中所有展臺(tái)的位置進(jìn)行對(duì)比。例如有一個(gè)跟蹤標(biāo)簽和某個(gè)展臺(tái)之間的距離小于等于軟件中設(shè)置的臨界值，那么就會(huì)觸發(fā) 一個(gè)事件。然后，主程序就會(huì)給局域網(wǎng)上該展臺(tái)計(jì)算機(jī)正在偵聽(tīng)服務(wù)請(qǐng)求的程 序發(fā)出一條信息，收到信息后，展臺(tái)計(jì)算機(jī)上的程序即刻開(kāi)始播放預(yù)置的幻燈 片或其他多媒體講解內(nèi)容。同樣，如果比較的結(jié)果是展臺(tái)附近無(wú)跟蹤標(biāo)簽，主 程序也會(huì)控制展臺(tái)計(jì)算機(jī)暫停其放映。每個(gè)展臺(tái)的自動(dòng)放映內(nèi)容由參展人員提 供，存貯在本地展臺(tái)計(jì)算機(jī)上。如圖4所示，如果用戶進(jìn)入場(chǎng)地后想要使用定位服務(wù)，那么在得到跟蹤標(biāo) 簽后，還要進(jìn)行注冊(cè)，前提是用戶隨身帶有便攜式智能設(shè)備。工作人員會(huì)分配 給每個(gè)用戶一個(gè)唯一的登錄密碼，將用戶姓名等基本信息和所持標(biāo)簽編號(hào)以及 服務(wù)密碼存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，將這三者關(guān)聯(lián)起來(lái)。同時(shí)每個(gè)密碼與一定的權(quán)限相對(duì) 應(yīng)。如果一個(gè)客戶與兩位朋友一起來(lái)參觀，那么他的權(quán)限則可以查詢這三個(gè)人 的位置。密碼與權(quán)限也是通過(guò)數(shù)據(jù)表關(guān)聯(lián)在一起。權(quán)限的確定和這些基本信息 的錄入由前臺(tái)工作人員完成。注冊(cè)完畢后，用戶即可打開(kāi)自己智能設(shè)備的Wi-Fi 連接功能，搜索到無(wú)線局域網(wǎng)無(wú)需登錄即可自行接入。然后打開(kāi)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器輸 入服務(wù)器的IP地址，就會(huì)出現(xiàn)定位服務(wù)的登錄頁(yè)面。用戶在這個(gè)頁(yè)面需要輸入 其唯一的服務(wù)密碼，驗(yàn)證通過(guò)即可順利登入主頁(yè)面。用戶在主頁(yè)面上輸入欲定 位的用戶姓名或者展位名稱等查詢條件之后，程序會(huì)自動(dòng)判斷該用戶是否有權(quán) 限查詢這些信息，如果權(quán)限得到確認(rèn)，程序就會(huì)將這些位置信息和局部區(qū)域圖 疊加在一起以直觀的形式展現(xiàn)在客戶智能設(shè)備的屏幕上。參展人員或者管理員 可以通過(guò)本定位服務(wù)隨時(shí)査詢各個(gè)展位前的人數(shù)，以便掌握相關(guān)的信息。另外，使用本系統(tǒng)還可以達(dá)到控制場(chǎng)內(nèi)人數(shù)的功能。用戶可以使用手機(jī)、PDA對(duì)自己 和朋友的位置信息進(jìn)行査詢，更加符合人性化的技術(shù)理念。
權(quán)利要求
1、一種基于RFID技術(shù)的，在室內(nèi)范圍內(nèi)進(jìn)行較精確定位的系統(tǒng)。其特征包括該系統(tǒng)主要由RFID讀寫器(用于讀取兩種RFID標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度值)、RFID參照標(biāo)簽(事先布置在系統(tǒng)覆蓋的區(qū)域內(nèi)，其信號(hào)強(qiáng)度是實(shí)現(xiàn)定位的參照值)、RFID跟蹤標(biāo)簽(被跟蹤的人或物體隨身佩戴的標(biāo)簽，其信號(hào)強(qiáng)度是實(shí)現(xiàn)定位的關(guān)鍵輸入值)、數(shù)據(jù)庫(kù)(存儲(chǔ)RFID讀寫器所讀取各個(gè)時(shí)刻的標(biāo)簽信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)和其他相關(guān)數(shù)據(jù))、后臺(tái)應(yīng)用程序(從數(shù)據(jù)庫(kù)提取數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算跟蹤標(biāo)簽的位置信息，并將其直觀地在客戶端顯示出來(lái))、便攜智能設(shè)備(智能手機(jī)、PDA、筆記本電腦等)、展臺(tái)中的計(jì)算機(jī)(用于自動(dòng)放映)和主服務(wù)器組成。該系統(tǒng)是根據(jù)無(wú)線射頻信號(hào)的能量與距離的關(guān)系，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)佩戴RFID跟蹤標(biāo)簽的人或物體進(jìn)行定位的功能。定位方法如下在定位環(huán)境中定義坐標(biāo)系，布置輔助標(biāo)簽和讀寫器，利用有線網(wǎng)絡(luò)連接讀寫器和計(jì)算機(jī)。預(yù)先在數(shù)據(jù)庫(kù)中保存參照標(biāo)簽的位置信息，當(dāng)有跟蹤標(biāo)簽進(jìn)入感應(yīng)范圍內(nèi)時(shí)，閱讀器發(fā)現(xiàn)新標(biāo)簽，將該標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度值定期傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，然后使用虛擬定位算法對(duì)參照標(biāo)簽和跟蹤標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行比較，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度與位置的關(guān)系，定位出跟蹤標(biāo)簽的坐標(biāo)位置。
2、 如權(quán)利要求1所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)中的RFID部分，其特征是上述的 射頻識(shí)別為非接觸的集成電路卡，卡中內(nèi)置有全球唯一的EPC電子產(chǎn)品編碼。
3、 如權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征是上述的EPC 電子產(chǎn)品編碼用于目標(biāo)識(shí)別，其主要信息是全球唯一的電子編碼，這種編碼存 儲(chǔ)在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中。
4、 如權(quán)利要求1所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)的RFID部分，其特征是上述的電 子標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度由讀寫器收集，用于信號(hào)強(qiáng)度和位置之間的轉(zhuǎn)換。
5、 如權(quán)利要求1和權(quán)利要求4所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征是需要在室 內(nèi)環(huán)境中布置好輔助參照標(biāo)簽。設(shè)備中的電子標(biāo)簽必須為帶有電源的電子標(biāo)簽，同時(shí)，讀寫器也要有讀取電子標(biāo)簽信號(hào)強(qiáng)度值的功能。
6、 如權(quán)利要求1所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征是卜述的定位環(huán)境為室內(nèi)， 也適用于封閉的區(qū)域。
7、 如權(quán)利要求1和權(quán)利要求5所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征是跟蹤標(biāo)簽 必須處于讀寫器能夠讀取的范圍內(nèi)，并且在自定義的坐標(biāo)系統(tǒng)區(qū)域中。
8、 如權(quán)利要求1所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征是上述的射頻識(shí)別系統(tǒng)由 硬件和軟件系統(tǒng)構(gòu)成。其中硬件包括電子標(biāo)簽、讀寫器和計(jì)算機(jī)。軟件包括數(shù) 據(jù)庫(kù)、中間件、信息處理軟件。由讀寫器讀取標(biāo)簽的信息，經(jīng)過(guò)中間件的處理 傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)中，信息處理軟件從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。
9、 如權(quán)利要求1所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征是主服務(wù)器通過(guò)以太網(wǎng)跟所有展臺(tái)中的計(jì)算機(jī)連接起來(lái)。用戶的智能設(shè)備通過(guò)Wi-Fi (802.11b/g)助、議連接到系統(tǒng)的無(wú)線局域網(wǎng)上。
10、 如權(quán)利要求1和權(quán)利要求9所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征是能使用這種定位服務(wù)的便攜智能設(shè)備必須支持Wi-Fi (802.11b/g)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。
11、 如權(quán)利要求l所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征是展臺(tái)屮的計(jì)算機(jī)必須支持多媒體功能。
12、 如權(quán)利要求1所述的虛擬定位算法，其特征是用少量的實(shí)際RFID參 照標(biāo)簽和大量的虛擬RFID參照標(biāo)簽，通過(guò)對(duì)所有RFID讀寫器生成的近似圖取 交集來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)跟蹤標(biāo)簽的定位功能。
全文摘要
本發(fā)明旨在提供一種新的基于RFID技術(shù)的，在室內(nèi)范圍內(nèi)進(jìn)行較精確定位的系統(tǒng)。如圖1所示，本系統(tǒng)主要由RFID讀寫器、RFID參照標(biāo)簽、RFID跟蹤標(biāo)簽等構(gòu)件組成。用戶可以通過(guò)個(gè)人智能設(shè)備連接到無(wú)線局域網(wǎng)從而獲取相應(yīng)的定位服務(wù)。本系統(tǒng)使用無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度作為定位依據(jù)。標(biāo)簽與讀寫器之間通過(guò)無(wú)線電波進(jìn)行通訊，每個(gè)讀寫器每過(guò)一定的時(shí)間會(huì)讀取并記錄一次所有標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度。我們布置了一些已知位置的參照標(biāo)簽作為參考點(diǎn)，根據(jù)這些參考點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度特征，按照我們提出的定位方法，通過(guò)比較跟蹤標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度與參照標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度，可以獲得跟蹤標(biāo)簽較為精確的位置信息。
文檔編號(hào)G01S5/02GK101576616SQ20081002788
公開(kāi)日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2008年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月6日
發(fā)明者倪明選, 趙弋洋, 民 高 申請(qǐng)人:廣州香港科大研究開(kāi)發(fā)有限公司