CN101208728A - 用于使用rfid来确定3-d位置的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

通过将定位信息存储在RFID装置(104)中来改进确定无线装置的定位。当RFID装置来到彼此范围内时，其检查与彼此定位信息相关联的置信级。所述RFID装置可基于从其它具有较高置信级的RFID装置接收的定位信息来更新其定位信息。

Description

用于使用RFID来确定3-D位置的系统及方法
技术领域
大体来说，本发明涉及无线通信装置，且更具体来说涉及确定无线通信装置的定位。
背景技术
无线通信的爆炸性发展已产生可供个人使用的很多新及有价值的服务。很多新的服务使用关于个人定位的信息以基于个人的定位递送为个人个性化设计的服务。这些类型的服务有时被称为基于定位的服务(LBS)。
无线通信装置在现代社会中变得无处不在。例如，很多(如果并非大多数的话)个人如今都拥有蜂窝电话。这些无线装置(例如，蜂窝电话)的一个优点是其可使个人在移动时进行通信。移动性增加了提供LBS的挑战性，这是因为无法提前知道特定的个人或无线装置将位于何处。
人们已开发出很多不同类型的LBS。例如，可为个人提供驾驶方向或可向个人显示用户旅游所在地区独有的广告或某一其它类型的基于其定位的对于个人有价值的信息。另一种很重要的基于定位的服务是定位拨打紧急接线员或911接线员的无线呼叫者。在美国，呼叫9-1-1将立即将呼叫者连接至紧急服务接线员。例如，在美国，联邦通信委员会建立了从2001年10月1日开始的四年转出进度表，其需要无线运营商开发出能够向9-1-1提供无线呼叫者的定位的技术。此种强制性要求被称为增强型911或E911。定位服务还可用来改善无线通信系统的各个方面。例如，如在1998年11月6日提出申请的标题为“MOBILE COMMUNICATION SYSTEM WITH POSITIONDETECTION TO FACILITATE HARD HANDOFF”的第6,321,090号美国专利中阐述，可使用定位服务来促进通信系统中的越区切换，所述申请案转让给本申请案受让人并以全文引用的方式并入本文中。
目前使用两种主要技术来定位无线装置。一种称为“网络”解决方案的技术是基于无线装置与基础设施之间的相互作用根据在无线网络基础设施中获得的信息来确定所述无线装置的定位。例如，接收无线呼叫的接收器(例如，小区塔)在所述基础设施中的定位是已知的，由此可定位发出所述呼叫的无线装置在所述接收小区塔的覆盖区域内。此外，如果在数个小区塔处接收到来自无线装置的传输，则可使用基于多个小区覆盖区域重叠的三角形式来确定发出所述呼叫的无线装置的定位。如果无线装置从多个不同的小区塔接收信号，则所述无线装置也可确定其自己的定位。大体来说，如果所述基础设施不密集，则这些技术并不太精确且效果并不好，例如，在单个小区塔为一个大的地区提供服务的城乡区域中。
另一种称为“手机”解决方案的技术使用在无线装置或手机中获得的信息来确定所述无线装置的定位。很多手机解决方案都使用在无线装置处接收的从全球定位系统(GPS)星座内的卫星发射的信号来确定所述无线装置的定位。基于GPS的定位通常比基于网络的解决方案更加精确，但GPS信号非常弱且可能由GPS信号路径中的树叶、结构或其它物品所阻挡。例如，当接收器(手机)定位在建筑物内时，接收GPS信号通常是困难的。
已开发出其它的“混合”解决方案以利用基于网络解决方案及基于手机解决方案二者的益处。虽然这些混合技术可提供胜过单独网络或单独手机解决方案的显著优点，但仍然存在需要改进精度的情况。
因此，此项技术中，需要改进对无线装置定位的确定。
发明内容
本文所揭示的实施例可通过将定位信息存储在RFID装置中来解决上述需要。在一个方面中，RFID装置包括RF发射应答机及经配置以存储关于所述装置地理定位的信息的存储器。可从关于所述装置定位的勘查信息来获得关于RFTD装置地理定位的信息。也就是说，可在其安装时将所述RFID装置的定位输入到所述装置内。例如，可将RFID装置的定位的街道地址输入到所述装置中。在另一方面中，当RFID装置与其它装置相互作用时，RFID装置可获知关于所述RFID装置定位的信息。换句话说，当RFID装置与其它RFID装置相互作用时，其可从其它RFTD装置获得更为精确的定位信息。在这个情况下，RFID装置可基于其它RFID装置的定位信息来更新其自身的定位信息。
关于所述RFID装置地理定位的信息可采取不同形式。例如，所述RFID装置的地理定位的信息可包括纬度及经度、街道地址、楼层号或所述装置所处建筑物内的办公室号、目的地名称、车辆的牌照编号、公共汽车号或任一类型的与物理存在相关联的信息。
存储在RFID装置内的信息还可包括环境信息。例如，所述环境信息可包括指示RFTD装置附近有烟雾的信息。可从所述装置外部的传感器来获得所述环境信息或可从与所述装置包含在一起的传感器来获得所述环境信息。
在另一方面中，存在与所述定位信息相关联的置信级。当两个RFTD装置处在彼此的范围之内时，所述两个装置可交换置信级信息，且具有较低置信级的装置可基于具有较高置信级的装置的定位信息来更新其定位信息。
RFID装置可包含在很多其它类型的用户设备中。例如，RFID装置可与无线通信装置包含(例如，蜂窝电话、PDA、具有无线功能的计算机或其它无线通信装置)在一起。
RFID装置还可包括经配置以更新关于RFID装置定位的信息的处理器。例如，所述处理器可基于与其定位信息相关联的置信级及从另一RFID装置接收的定位信息来更新所述RFID装置的定位信息。
所述RFID装置还可使用基于网络及基于手机的技术来更新其定位信息。例如，如果所述RFID装置介接到或包括GPS接收器，则所述RFID装置可在其从置信级高于当前存储在RFID装置内的定位信息的置信级的GPS接收器获得定位信息的情况下更新其定位信息。
根据下文对例示性实施例的说明，应易知本发明的其它特点及优点，所述例示性实施例以实例方式来图解说明本发明各方面。
附图说明
图1是图解说明RFID系统的若干部分的方块图。
图2是根据本发明的利用RFID技术的地理定位系统的方块图。
图3是图解说明使用RFID装置的地理定位系统的各个方面的方块图。
图4是图解说明使用RFID标签的地理定位系统的实例的图表。
图5是图解说明使用RFID装置的地理定位系统的另一实例的图表。
图6是图解说明更新地理定位RFID装置的定位信息的各个方面的流程图。
图7是图解说明更新地理定位RFED装置的定位信息的各个方面的流程图。
具体实施方式
本文中所使用的措辞“例示性”是指“用作实例、例子或例解”。本文阐述为「例示性」的实施例未必被解释为比其它实施例为佳或有利。
随着无线通信装置(例如，蜂窝电话)的广泛高速增长，氰很多用户会经常发现处在现有技术难以确定其定位的环境中。例如，很多人在其周围移动时会随身携带无线装置，例如，蜂窝电话、无线PDA、具有无线功能的计算机等。经常地，因为环境包围了无线装置，所以要确定无线装置的定位是困难的。例如，在办公室建筑物中，多个小区塔可接收不到来自无线装置的信号，或无线装置可接收不到来自多个小区塔的信号，从而使得基于网络解决方案来确定定位是困难的。使用手机解决方案来确定定位可能也是困难的，因为GPS信号非常地弱且经常会阻挡在建筑物的内部。即使有可能使用网络或手机解决方案来确定无线装置的定位，在办公室环境中，定位的精度也可能不足以有效地确定所述无线装置的定位。
例如，如果某人在高层办公建筑物内用其蜂窝电话拨打9-1-1，则即使是使用基于网络或手机的解决方案可确定所述蜂窝电话所处的方位，精度也不足以帮助处理紧急事故的人员确定那个人的定位。例如，在大多数情况下，FCC的E911训令的阶段II要求无线运营商提供50到100米内的定位信息。这个精度水平通常并未精确到足以确定在特定办公室内发出呼叫的那个人的定位或甚至确定所述呼叫是从建筑物的那一层发出的。即使这个呼叫9-1-1的人与911接线员进行语音通信，也不会使这个问题得到缓解，这是因为进行呼叫的这个人可能正逗留在所述办公建筑物且不能精确地传递其所处办公室的定位或者即使可使用语音信道这个人也可能丧失说话能力及无法说话。
最近，已开发出用于对人和物体进行识别及追踪的无线电频率识别(RFTD)装置。20多年前，人们曾为国防工业开发出用于导弹追踪及遥感勘查的RFID。技术的进步已导致更小尺寸及成本更低的RFID装置。减小的尺寸及成本已导致RFID装置在各种应用中的应用增加。例如，RFTD装置现在在欧洲大规模地用于给动物加标签，且在美国大规模地用于监测及在停车场及收费公路处征收费用。RFID装置的另一个广泛的应用是在制造供应链的资产管理中。
虽然RFID已应用于追踪应用中，但当前其不能以任何的高精度来提供定位信息。例如，如果为动物加贴“标签”，则(例如)通过在围栏的入口处放置读取器，就可在动物进入围栏时对动物进行追踪。当动物从读取器旁边通过时，读取器会检测到标签的存在，所以就知道动物穿过了围栏的入口。然而，并不知道所述动物的定位，因为不知道动物在围栏中的定位且动物可通过另一入口进入或离开所述围栏而不被检测到。同样，RFID读取器只能在带有标签的汽车从所述读取器旁边通过的情况下检测到汽车进入或离开停车场或收费公路，但并不知道汽车的定位。例如，如果汽车进入多层式停车结构，则读取器可检测到汽车进入所述结构，但并没有关于汽车在所述结构内定位的信息，例如，汽车在哪一层或汽车是否经由不同的未加贴标签的出口离开所述结构。
顾名思义，RFID系统使用无线电频率来识别一个人或物体。图1是图解说明RFID系统若干部分的方块图。如图1中所示，RFID系统102包括RFID标签104及RFID读取器106。RFID标签104可包括存储器108，所述存储器包含关于RFID标签104所附贴至的物品或人的数据。RFID标签104还包括RF发射器、RF接收器或称为收发器110的发射器/接收器组合，所述收发器从RF天线112发射及接收RF信号。如下文进一步阐述，RFID标签104在所述标签是“主动”标签的情况下还可包括电池114，而在所述标签是“被动”标签的情况下则不需要电池。RFID读取器106包括RF发射器、RF接收器或称为收发器120的发射器/接收器组合，所述收发器从RF天线122发射及接收RF信号。RFID读取器106还可包括通过其RFID读取器106可发送及接收由主机系统130进行处理的数据的端口。RFID读取器106可由外部装置来提供电力，或者其可由内部电源(例如，电池132)来提供电力。
装置可包括RHD标签104及RFID读取器106。也就是说，装置可经配置以便其它装置进行询问，由此充当RFID标签。所述同一装置可经配置以询问其它RFID装置，由此充当RFID读取器。例如，无线通信装置(例如，蜂窝电话)可经配置以便其它装置进行询问，由此充当RFID标签，且所述同一蜂窝电话可经配置以询问其它装置，由此充当RFID读取器。
存在两种基本类型的RFID系统：被动型，那些由外部能量提供电力的RFID标签；及主动型，那些由电池辅助的RFID标签。通常，被动RFID系统包括RFID读取器106(也称为询问器)及RF标签104(也称为发射应答机)及主机计算机130。在被动系统中，RFID标签104是由从RFID读取器106输送的RF能量来提供电力的。当从RFID读取器106接收RF电力时，RFID标签104会将存储在RFID标签104的存储器108中的信息发射回到RFID读取器106。所述传输经常被称为反向散射。通过检测反向散射信号，RFID读取器106可完全识别存储在RFID标签104内的信息。
在主动系统中，RFID标签104包括内部电源(例如，电池114)。由于主动系统中的RFID标签104使用内部电源，所以RFID标签104可得到连续的电力且可以预定的间隔或在RFID读取器106请求时连续地发射存储在RFID标签104内的信息。另外，RFID标签104可经配置以使大多数RFID标签电路系统进入“睡眠”模式且以预定间隔或在请求时将电力施加至必要的电路系统以便RFID标签104。
主动RFID标签往往比被动标签大且更加昂贵，因为其由于主动地发射数据到读取器这一事实而包含更多的电子器件。作为比较，被动RFID标签通常可较小，因为其从产生于被动标签自身与读取器之间的磁场吸取电力以为其微芯片电路提供电力，从而可将存储在标签内的信息发送回到读取器。另外，由于RFID系统在RFID标签104与RFID读取器106之间使用RF通信，所以不需要标签与读取器之间的瞄准线。
大体来说，被动RFID系统可为短程或者可为长程。其还可包括只读、读写或一次性写入的存储装置。相比于对应于的主动RFID标签，被动RFID标签通常较便宜且较小。因此，当检测成本/价值较低的货物时，可优选被动的RFID标签。
作为比较，主动RFID标签包括其自身的电源(例如，电池)，且因此任何相关联的读取器无需为所述标签提供电力。主动RFID系统可使RFID标签接收电平非常低的信号，且所述主动标签可使用其内部电源发射高功率信号回到所述读取器。主动RFID系统可具有标签与读取器间较长的范围，且可支持额外的功能，例如，多标签收集能力及增加传感器和数据登录能力的能力。
在一个实施例中，标签可提供主动存在或主动定位信息。这意味着其可提供关于物体或物品存在的大致信息或更为准确的定位信息。主动定位RFID系统支持具有更大解析度能力的更大有效读取范围，从而可实现更为准确的标签定位确定。由于全双工通信信号开销增大，所以读写标签可具有减小的范围，从而可能降低这些实施定位确定的系统以及只读系统的有效性。
以下表1总结了被动与主动RFID系统之间的某些普遍的技术差别。
                            表1-被动与主动RFID技术的比较
  特征   被动RFID   主动RFID
  发射应答机电源   通过RF从读取器输送能量   内部
  发射应答机电池   否   是
  发射应答机电力的可用性   只在读取器的场内   连续
从读取器需要的信号强度 高 低
  从发射应答机到读取器的可用信号强度   低   高
大体来说，RFID系统可经配置以便以从低频率到超高频率(UHF)或微波频率的各种频率来进行操作。由于(例如)电力及波形性质，所以不同频率下的RF传播是不同的。特定RFED系统配置中使用的频率应将所述系统所设计支持的应用考虑在内。例如，对于其中标签与读取器之间的距离为小(例如，约小于1英尺)的应用，可优选低频率系统。对于其中标签与读取器之间的距离较大(高达约20英寸)的应用，可优选使用UBDF的RFTD系统。
某些典型的RFID系统是以从约100kHz到2.5GHz的近似频率范围来操作。以下表2总结了数个不同频带的某些特性及典型应用。
                  表2-不同频带的典型特性及应用
  频带   特性   实例性应用
  低(约100-500kHz)   -短到中等读取范围-不昂贵-低读取速度   -存取控制-动物识别-目录控制
高(约10-15MHz及约850-950MHz)   -短到中等读取范围-具有并不昂贵的潜力-中等读取速度   -存取控制-智能卡
  超高(约2.4-5.8GHz)   远的读取范围-高读取速度-需要瞄准线-昂贵   -公路汽车监测-费用征收系统-车辆识别
RFID标签可包括存储器，所述存储器可配置成只读、易失性读取/写入或一次性写入/多次读取。针对特定的应用，用不同的频带及不同类型的存储器来配置RFID标签可优化所述RFID标签。如下文进一步论述，可在根据本发明的不同实施例中使用不同的RFID标签配置。
图2是根据本发明的利用RFID技术的地理定位系统的实例。在图2中所示的实例中，有一个RFID标签204及一件用户设备206。所述用户设备可与网络208通信。通信由图2中的箭头来指示。网络20的实例包括：_UMTS陆地无线电接入网络(UTRAN)、移动交换中心(MSC)服务器212、第三代_服务GPRS支持节点(3G SGSN)214及可与外部共同定位服务_(LCS)客户端通信的网关移动定位中心_(GMLC)。
RFID标签204可为主动或被动标签。在一个实施例中，RFID标签包含关于标签地理定位的信息。当用户设备206来到RFID标签204附近时，将存储在标签内的定位信息输送到用户设备206。然后，用户设备206可使用从所述标签接收的定位信息来更新其自身的定位信息。用户设备206可实施RFID读取器及RFID标签二者的功能。也就是说，用户设备可读取来自标签的比如定位信息的信息，且用户设备还可通过让另一装置(例如，另一件用户设备或另一RFID标签)读取其定位信息来充当标签。例如，如果用户设备206是蜂窝电话，则其可包括用以读取RFID标签的读取器，而且其还能够将由蜂窝电话存储的信息定位传送到其它用户设备(例如，其它蜂窝电话)。
当将所述标签放置在某一定位时，可将定位信息加载到RFID标签204内的存储器中。例如，如果将标签安装在固定定位处，则可将关于那个地理定位的信息加载到所述标签的存储器内。换句话说，可对标签进行“勘查”并将已知的定位加载到标签存储器内。可使用GPS装置来实施所述勘查，或所述勘查信息可包括比如街道地址或办公室定位的已知信息。
在安装标签并将其定位存储到存储器内之后，则当用户设备来到标签范围之内时，可将所述定位信息从所述标签输送到所述用户设备。由于标签的范围通常有限，所以能从所述标签接收信息的用户设备将具有与所述标签几乎相同的地理定位。以此方式，用户设备可基于从所述标签接收的定位信息来更新其定位。当用户设备在周围移动并来到在其它标签范围内时，所述用户设备可基于定位信息继续更新其定位。
可将关于所述装置地理定位的各类信息存储在所述RFID标签内。例如，关于RFID装置的地理定位的信息可包括纬度/经度信息、街道地址、在建筑物内的定位(例如，所述建筑物的楼层或所述建筑物内具体的办公室或会议室)、定位名称或任一与有形存在相关联的信息(例如，车辆驾照编号或公共汽车号)。所述RFID还可存储其它对于用户设备可能有用的信息。例如，所述RFID标签可包括或介接到提供额外信息的传感器。一个实例将包括环境传感器，例如，可提供关于标签定位处可能出现的火险或其它危险的信息的烟雾检测器。
所述RFID标签还可经配置以“获知”关于其定位的信息而并非在原位进行“勘查”。也就是说，所述RFID标签可经安装而具有关于其定位的估计值，或者所述RFID可经安装而不具有任何关于其定位的信息。当用户设备(例如，比如蜂窝电话、PDA、具有无线功能的计算机或其它无线通信装置等无线通信装置)来到所述RFID标签的范围内时，所述用户设备可将定位信息输送到所述RFID标签。以此方式，所述RFID标签可从来到所述标签附近的知道定位的其它装置处“获知”其定位。所述RFID标签可包括处理器，所述处理器经配置以在所述标签接收额外或更为精确的定位信息的情况下更新存储在所述RFID标签的存储器内的定位信息。
定位信息还可经配置以包含所述定位信息的“置信级”信息。例如，如果在原位“勘查”RFID标签，则其定位信息将可能具有非常高的置信级。另一方面，如果RFID已从其它装置处“获知”其定位，则部分地取决于所述获知过程中所使用的定位信息的置信级，所述置信级可能较低。例如，如果RFID从最近根据具有高置信级的定位源更新其定位的用户设备处获知其定位，则RFID标签的定位的置信级可高于用户设备长时间周期未更新其定位的情况，或可高于用户设备从具有低置信级的源接收其定位的情况。当RFID标签及用户设备彼此通信时，其可检查彼此的置信级并决定是否更新其定位信息。
图3是使用RFID装置的地理定位系统的实例。图3中所示的实例包括一件配备有一个读取器及三个RFID标签304、306及308的用户设备302。在图3中，如下文将进一步阐述，用户设备302是移动的，且在用户设备302在周围移动时，以三个不同的定位310、312及314对其进行显示。
标签304、306及308包括RF发射应答机340、天线342及存储器344。所述存储器经配置以存储关于所述标签定位的信息。所述标签还可包括处理器346。所述处理器可经配置以在所述标签接收到具有充分置信级的定位信息的情况下更新存储器344内的定位信息。所述标签还可包括电池348。
用户设备302中的读取器包括RF发射应答机350、天线352及存储器354。所述存储器经配置以存储关于用户设备302定位的信息。所述读取器还可包括处理器356。所述处理器可经配置以在所述读取器接收到具有充分置信级的定位信息的情况下更新存储器354内的定位信息。所述读取器还可包括电池358及I/O端口360。I/O端口360可经配置以使所述读取器介接到用户设备302中的其它组件或介接到用户设备302外部的装置。
在这个实例中，所述三个标签位于不同定位且用户设备302是移动的。当用户设备302在第一定位310处时，其极其接近第一标签304。用户设备302与第一标签304可交换关于定位的信息。例如，第一标签304可已经过勘查，且在其定位信息方面具有高置信级。用户设备302也可具有定位信息，但用户设备置信级可处在较低的置信级。在此情况下，用户设备302可基于其从具有较高置信级的第一标签304接收的定位信息来更新其定位信息。
随着用户设备302移动到第二定位312时，其来到第二标签306的范围内。所述用户设备与所述第二标签彼此相互作用，例如，其将检查各自在其定位信息中具有的置信级。例如，用户设备302可具有其定位仍然非常准确的高置信级(这是因为从其基于第一标签304更新其定位以来并不久)，而第二标签306具有低的置信级。在此情况下，第二标签306将基于从用户设备302接收的定位信息来更新其定位及置信级。
当用户设备302移动到第三定位314时，其来到了第三标签308的范围内。用户设备302及所述第三标签将检查各自在其定位信息中具有的置信级并相应地更新其定位信息。应注意，很多事情都会影响置信级。例如，如果标签或用户设备已经过勘查或包括GPS接收器且最近具有良好的“方位”，则所述置信级可为高的。另一方面，如果标签或用户设备是移动的，则所述置信级将随着从上一次定位更新以来的时间周期增加而降低。
如果用户设备302及标签二者都具有相同的置信级(例如，二者都具有高的置信级)，则两个装置可确定保持其当前的定位信息而不基于其它装置的定位信息对其进行更改。
可以不同的方式来设定装置的置信级。可在将装置安装在某一定位时设定所述置信级。例如，如果将定位信息(例如，街道地址)输入到所述装置的存储器中，则可在RFID装置的安装期间设定高的置信级。例如，也可在装置基于从另一具有较高置信级的装置接收的信息来更新其定位信息时自动地设定所述置信级。例如，装置可将其置信级设定成与从另一装置所接收信息的置信级相同的置信级。或者，所述装置可使其置信级乘以一个系数以将关于从另一装置所接收的信息的不确定性考虑在内。另外，可基于其它影响来调节所述置信级。例如，随着从上一次定位更新以来的时间增加，可下调移动装置的置信级。由于所述装置是移动的，所以随着定位信息“老化”，其可变得不精确，且因此应使较低的置信级与其相关联。
其它能影响置信级的事情的实例包括定位解决方案的类型。例如，相对于网络解决方案，可使较高的置信级与基于GPS的定位解决方案相关联，这大概是因为GPS解决方案会比基于网络的解决方案更加精确。然而，可基于所述解决方案的稳健性来调节所述置信级，例如，GPS卫星的数量或用于解析定位的小区塔的数量。还可基于用以确定所述定位的信号强度来调节所述置信级。
可以很多不同的方式来表示所述置信级。在一个数量中，可将所述置信级表示成“高”、“中”或“低”。在另一实例中，可将置信级表示成一个数值，其中不同的数值表示不同的置信级。例如，可将所述置信级表示成1到10之间的值，其中较高或低的数值表示较高或较低的置信级。也可使用其它技术以可比较不同装置的各自置信级的方式来表示所述置信。
用户设备的实例可包括蜂窝电话、具有无线功能的个人计算机及个人数字助理(PDA)和其它无线装置。可将所述用户设备设计成支持一个或多个无线标准。例如，所述标准可包括称为如下的标准：全球移动通信系统(GSM)、通用分组无线电服务(GPRS)、增强数据GSM环境(EDGE)、TIA/EIA-95-B(IS-95)、TIA/EIA-98-C(IS-98)、cdma2000、宽带CDMA(WCDMA)、高速率分组数据(HRPD)及其它标准。另外，所述用户设备可配备有定位确定设备，例如，GPS接收器。
图4是图解说明使用RFTD标签的地理定位系统的实例的图表。图4中图解说明的是分别包括一、二及三楼404、406、408的办公建筑物402。在这个实例中，第一RFID标签410安装在建筑物入口处。整个建筑物中可定位有其它的标签。例如，二楼办公室的入口处可定位有第二标签412。第三标签414定位在三楼会议室的入口处，而第四标签416定位在第二与第三楼之间的楼道内。可将其它标签安装在整幢建筑物的其它定位处。
在这个实例中，假设所有标签410、412、414及416的定位是基于勘查信息，其中在将标签放置在某一定位时将已知精确的地理定位信息输入到标签内。存储在标签内的定位信息可包括纬度及经度(lat/long)、街道地址、楼层或房间位置或任一这些组合。例如，安装在一楼404的建筑物入口处的第一标签410可包括纬度/经度以及街道地址或建筑物名称。在二楼406办公室入口处的第二标签412可包括纬度/经度及高度、街道地址、建筑物名称、楼层号、办公室号、办公室定位(例如，西南角的办公室)或这些类型信息的任一组合。其它定位在整幢建筑物内的标签可包括类似的信息。因为所述标签已经过勘查且其固定在其定位处，所以所述标签可从来都不更新其定位信息。在此情况下，所述标签可经配置包括RF发射器而不包括RF接收器。换句话说，在这个实例中，图3中所述的RF收发器340只发射定位信息。
当用户设备420来到标签410、412、414及416的范围内时，因为所述标签已经过勘查且其置信级是高的，所以用户设备可更新其定位。例如，携带一件用户设备(例如，蜂窝电话420)的某人可在其移动到所述标签范围内时更新其定位。也就是说，当这个人进入建筑物时，其会来到建筑物入口处的第一标签410的范围内且其可相应地更新其定位。当这个人进入其在二楼的办公室时，其将来到第二标签412的范围内并再次更新其定位。随后这个人走上楼道到三楼会议室时，其将通过第四标签416的范围。而随着其进入会议室，其将来到在会议室入口处的第三标签414的范围内。当用户设备420来到每一标签的范围内时，其会相应地更新其定位。
在所述设备在周围移动时更新用户设备420的定位可提供很多益处。例如，如果用户设备420是蜂窝电话，则在某人呼叫9-1-1的情况下可向9-1-1接线员提供精确的定位信息。以此方式，如果某人拨打9-1-1，则9-1-1的接线员将知道这个人处在特定的建筑物内、建筑物地址或定位且还知道这个人所在的楼层及房间。由于这个人在周围移动时所述定位信息被更新，则9-1-1接线员将知道这个人是在其二楼办公室还是在三楼会议室。
在紧急情况下知道某人的定位是一项非常有价值的信息。所阐述的技术具有胜过现有基于网络及基于手机的技术的显著优点。例如，基于网络的解决方案通常并不能提供足够的精度以便识别某人处在建筑物的哪一个办公室或甚至哪一层。此外，手机解决方案(例如，使用GPS的手机解决方案)在某些环境下可能够提供精确的定位信息，GPS在其它环境中(例如，在建筑物内部)不能良好地工作。也就是说，GPS接收器在其清楚地“看到”天空从而能接收到卫星信号时可非常良好地工作。然而，GPS接收器在市区建筑物之间(其中高楼可阻挡接收器看到天空)或在建筑物或隧道(例如，地铁)内无法良好地工作。
还应注意，定位在建筑物402入口处的标签410可更新从旁边通过的用户设备，即使这个人并没有进入所述建筑物。例如，当用户设备从所述建筑物旁边通过(例如，人携带其蜂窝电话从人行道走过)时，可接收到来自标签410的定位信息并可用其来更新用户设备的定位。以此方式，可在若干定位(例如，其中常规定位设备(例如，GPS接收器)无法良好工作的市区建筑物之间)处可靠地更新用户设备的定位。
图5是图解说明使用RFID装置的地理定位系统的另一实例的图表。图5中图解说明的是公共运输车辆，例如，城市公共汽车502及个人车辆504。在这个实例中，标签506定位在公共汽车502上。公共汽车502上的标签506内所包含的信息可包含从公共汽车上的常规定位设备(例如，公共汽车上的GPS接收器)获得的定位信息，或可包含当公共汽车在周围移动时从通过的其它附近的RFID装置更新的定位信息。例如，公共汽车沿途附近可定位有标签508，例如，定位在街道514旁边的电线杆512上。如上所论述，标签508可已经过勘查或其可已经安装，且然后可从其它RFID装置获知其定位。
定位在公共汽车502附近或公共汽车502内的用户设备可从定位在公共汽车上的标签506接收定位信息。例如，公共汽车上的乘客可具有配备有读取器的蜂窝电话510。蜂窝电话510或标签506可基于其各自的置信级来更新其定位信息。另外，定位在公共汽车内的标签506可包含可由蜂窝电话510接收以帮助定位这个人的信息，例如，公共汽车号或牌照号等。当公共汽车502在周围行驶时，其会使用任一可用的定位设备(例如，公共汽车上的GPS接收器)，以及与其所来到的范围内的任何其它RFID装置相互作用以更新其定位。
在一个实例中，携带启用为RFTD装置的蜂窝电话的某人可能登上公共汽车502，且视其各自的置信级而定，蜂窝电话或公共汽车上的标签506将更新其定位。所述蜂窝电话还可接收关于所述公共汽车的信息，例如，公共汽车号或牌照号。当公共汽车502在周围行驶时，其将更新其定位(例如，当其通过其它标签508时)，且蜂窝电话定位将相应地得到更新。另外，所述蜂窝电话还可基于网络或手机解决方案来更新其定位，并相应地更新标签506。例如，所述蜂窝电话可具有GPS接收器，而公共汽车可能不具有。如果所述蜂窝电话从其GPS接收器获得良好的“方位”，则其可更新其自身的定位信息以及公共汽车标签506的定位信息。
个人车辆504也可包含RFID装置，例如，包含在蜂窝电话中。当个人车辆504在周围行驶时，或者其来到其它RFID装置(例如，电线杆512上的标签508)的范围内时，其还可根据(例如)其自身的基于网络或手机的解决方案来更新其定位。另外，个人车辆504及公共汽车506内的RFID装置可在其来到彼此的范围内的情况下交换定位信息。
在一个实施例中，RFTD装置可由一件用户设备(UE)来读取。然后，所述UE可将所述位置确定信息用于其自身的应用，或者在请求的情况下可将所述定位信息发送到定位服务器，所述定位服务器可将所述定位信息传递到请求所述UE位置的实体。
除了在RFID发射应答机(RFID标签)上编码的位置信息(例如，3-D位置确定信息)之外，所述RFTD装置还可包含各种关于场所或地点的信息，其中包括通过使用电子陆标代码(ELC)进行的陆标描述。ELC是一种场所的电子表示方法，其可包含关于场所、所有者、重要的呼叫号码等信息。
应注意，将RFID系统与传感器应用组合在一起可实现(例如)检测唯一识别的物体与特定类型的环境(例如，太热、灰尘太多、太潮湿等区域)何时接触的解决方案。传感器系统还可经由RFID通信提供有价值的顾客关系管理(CRM)数据，从而(例如)当顾客带来汽车以便进行不同维修时，可检测到汽车发动机需要维护。
如早先所论述，RFID使用无线技术来识别、定位及追踪财产、人和动物。对于其中出于关心安全(例如，管理危险物资)或质量保证(例如，其中质量控制取决于准确部件控制的制造情况)而识别物品/物体变得至关重要的应用来说，为RFBD装置增加定位信息的价值是无法估量的。
以下是对使用RFID技术的地理定位系统各方面的分析。在此分析中，假设发射应答机正使用回路天线以进行接收及偶极天线以将所述信息反向散射到读取器(询问器)。还假设，所述无线装置正使用偶极天线在读取器侧进行发射及接收。可将范围方程式(正向链路及反向链路上的信号功率水平)写为：
Pforward＝PIT+GIT+GTR-Lc-20log(4pR/λ)                         方程式.1
Preturn＝PIT+GIT+GTR+GTT+GIR-2Lc-40log(4pR/λ)                 方程式.2
其中：
PIT＝询问器发射功率[dBm]
GIT＝询问器发射天线增益[dBi]
GTR＝发射应答机接收天线增益[dBi]
LC＝天线电缆损耗[dB]
GIR＝询问器接收天线增益[dBi]
GTT＝发射应答机发射天线增益[dBi]
R)＝范围[ft]
λ)＝波长[ft]
在其它实施例中，如果需要，所述无线装置可使用高增益定向天线来增加所述范围。
图6是图解说明更新地理定位RFID装置(例如，上述发射应答机或标签)的定位信息的各个方面的流程图。流程开始于方块602处，其中RFID装置(例如，蜂窝电话)来到另一RFID装置(例如，标签)的范围内。所述RFID装置读取所述另一RFID装置的置信级。在一个实施例中，一个RFID装置包括读取器而另一RFID装置(例如，RFID标签)不包括。在另一实施例中，两个RFID装置都可包括读取器，例如，两个RFID装置可为包含读取器的蜂窝电话。
流程继续进行到方块604，其中确定哪一个RFID装置在其定位信息方面具有较高的置信级。流程继续进行至方块606，其中如果其中一个RFID装置具有较低置信级，则所述具有较低置信级的装置基于具有较高置信级的RFID装置的定位来更新其定位信息。如果两个RFID装置具有相同或大致相同的置信级，则两个RFID装置可维持其自身的当前定位信息。作为另一选择，如果置信级是相同的或者大致相同的，则其它次要的考虑因素就可能影响装置是否维持或改变其置信级。可能影响是否改变置信级的次要考虑因素的实例包括：所述装置是静止的还是移动的；装置移动的速度；定位信息的来源-例如，所述定位信息是从GPS直接获得的还是从另一装置获得的等。
图7是图解说明更新地理定位RFID装置的定位信息的其它方面的流程图。流程开始于方块702，其中一件用户设备(UE)(例如，具有RFID功能的蜂窝电话)来到RFID装置的范围内并向其询问。然后，流程继续进行到方块704，其中所述UE读取RFID装置的置信级。所述置信级是对存储在所述RFID装置内的定位信息精确及正确的可能性的指示。流程继续进行至706，其中所述UE将其自身的定位置信级与所述RFID装置的置信级相比较。如果所述RFID装置的置信级大于所述UE的置信级-肯定的结果，则流程继续进行到方块708。在方块708中，所述UE基于所述RFID装置的定位信息来更新其定位信息。然后，流程继续进行至方块702，其中所述UE进行监测以检测其何时来到另一RFID装置的范围内。
返回到方块706，如果所述RFID装置的置信级不大于所述UE的置信级-否定结果，则流程继续进行至方块710。在方块710中，所述UE将其自身的定位置信级与所述RFID装置的置信级相比较以确定所述RFID装置置信级是否小于所述UE的置信级。如果所述RFID置信级小于所述UE置信级-肯定结果，则流程继续进行至方块712，且所述UE将其定位信息发射到RFID装置。视其配置而定，所述RFID装置可基于从所述UE接收的定位信息来更新其定位信息。然后，流程继续进行至方块702，其中所述UE进行监测以检测其何时来到另一RFID装置的范围内。
返回到方块710，如果确定所述RFID装置置信级不小于所述UE的置信级-否定结果，则所述两个装置具有相同的置信级。在此情况下，所述RFID装置及所述UE二者会维持其自身的当前定位信息，且流程继续进行到702，其中所述UE进行监测以检测其何时来到另一RFID装置的范围内。
所属技术领域的技术人员应理解，可使用各种不同技术和技法中的任一技术和技法来表示信息和信号。例如，整个上述说明中可能提及的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子、或其任一组合来表示。
所属技术领域的技术人员应进一步了解，结合本文所揭示实施例所阐述的各种说明性逻辑块、模块、电路、及算法步骤可实施为电子硬件、计算机软件、或二者的组合。为清晰地显示硬件与软件之互换性，上文系基于功能度来概述各种阐释性组件、方块、模块、电路及步骤。此种功能性是实施为硬件还是实施为软件取决于特定应用及施加于整个系统的设计制约条件。所属技术领域的技术人员都可针对每一特定应用以不同的方式实施所述功能性，但不应将这些实施决定解释为导致背离本发明的范畴。
结合本文所揭示实施例所阐释的各个说明性逻辑块、模块及电路均可通过如下装置来构建或实施：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、应用专用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑电路、离散硬件组件或其设计用于实施本文所述功能的任一组合。通用处理器可为微处理器，但作为另一选择，处理器也可为任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可构建为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP核心的联合或任一其它此类配置。
结合本文所揭示实施例所述的方法或算法的步骤可直接包含在硬件中、包含在由处理器执行的软件模块中或包含在二者的组合中。软件模块可驻存在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可抽换磁盘、CD-ROM、或此项技术中已知的任一其它形式的存储媒体中。例示性存储媒体耦合至所述处理器，以使所述处理器可从所述存储媒体读取信息及向所述存储媒体写入信息。在替代方案中，所述存储媒体可为处理器的组成部分。所述处理器及存储媒体可驻存在ASIC中。所述ASIC则可驻存在用户终端机中。在替代方案中，所述处理器及所述存储媒体可作为离散组件驻存在用户终端机中。
上文提供对所揭示实施例的说明旨在使所属技术领域的技术人员能够制作或使用本发明。所属技术领域的技术人员将易于得出这些实施例的各种修改，且本文所界定的一般原理也可适用于其它实施例，此并未背离本发明的主旨或范畴。因此，本文并非打算将本发明限定于本文所示的实施例，而将赋予其与本文所揭示原理及新颖特征相一致的最宽广范畴。

Claims (30)

1.一种RFID装置，其包括：
RF收发器；及
存储器，其经配置以存储关于所述装置的地理定位的信息。
2.如权利要求1所述的RFID装置，其中所述信息包括所述装置的所述定位的纬度及经度。
3.如权利要求1所述的RFID装置，其中所述信息包括所述装置的所述定位的街道地址。
4.如权利要求1所述的RFID装置，其中所述信息包括所述装置所在建筑物内的定位。
5.如权利要求1所述的RFID装置，其中所述信息包括关于所述装置的所述定位的所述信息的置信级。
6.如权利要求1所述的RFID装置，其中所述装置被包含在移动装置中。
7.如权利要求1所述的RFID装置，其中关于所述装置的所述定位的所述信息是从关于所述装置定位的勘查信息中获得的。
8.如权利要求1所述的RFID装置，其中关于所述装置的所述定位的所述信息是由所述装置在其与其它装置相互作用时获知的。
9.如权利要求8所述的RFID装置，其中所述装置与第二装置交换置信级信息，且所述装置中的处理器在其具有比所述第二装置置信级小的置信级的情况下更新所述定位信息。
10.如权利要求1所述的RFID装置，其中所述信息进一步包括环境信息。
11.如权利要求10所述的RFID装置，其中所述环境信息包括指示所述装置附近存在烟雾的信息。
12.如权利要求10所述的RFID装置，其中所述环境信息是从传感器获得的。
13.一种移动装置，其包括：
RF收发器；
RFID读取器；
存储器，其经配置以存储关于所述移动装置的定位的信息；及
处理器，其经配置以更新关于所述移动装置的所述定位的所述信息。
14.如权利要求13所述的移动装置，其中所述处理器基于置信级来更新关于所述移动装置的定位的所述信息。
15.如权利要求13所述的移动装置，其中所述RFID读取器从接近于所述移动装置的RFID装置获得定位信息。
16.如权利要求13所述的移动装置，其中关于所述移动装置的所述定位的所述信息被发射至另一装置。
17.如权利要求16所述的移动装置，其中所述另一装置包括RFID装置。
18.如权利要求16所述的移动装置，其中所述另一装置包括蜂窝电话。
19.如权利要求13所述的移动RFID装置，其中所述移动装置包括蜂窝电话。
20.一种确定RFID装置的定位的方法，所述方法包括：
询问外部装置；
确定存储在所述外部装置内的定位信息的置信级；及
如果所述外部装置定位信息的所述置信级大于所述RFID装置定位信息的置信级，则基于所述外部装置的定位信息来更新所述RFID装置的定位信息。
21.如权利要求20所述的方法，其进一步包括在所述第一装置定位信息的所述置信级大于所述第二装置定位信息的所述置信级的情况下将所述第一装置的所述定位发射至所述第二装置。
22.如权利要求20所述的方法，其中所述RFID装置是移动的。
23.如权利要求20所述的方法，其中所述外部装置是移动的。
24.如权利要求20所述的方法，其中所述RFID装置包括蜂窝电话。
25.如权利要求20所述的方法，其中所述外部装置包括蜂窝电话。
26.如权利要求20所述的方法，其中所述RFID装置包括RFID标签。
27.如权利要求20所述的方法，其中所述外部装置包括RFID标签。
28.一种RFID装置，其包括：
用于询问外部装置的装置；
用于确定存储在所述外部装置内的定位信息的置信级的装置；及
用于在所述外部装置定位信息的所述置信级大于所述RFID装置定位信息的置信级的情况下基于所述外部装置的定位信息来更新所述RFID装置的定位信息的装置。
29.如权利要求28所述的RFID装置，其进一步包括用于在所述RFID装置定位信息的所述置信级大于所述外部装置定位信息的所述置信级的情况下将所述RFID装置的所述定位发射至所述外部装置的装置。
30.如权利要求28所述的RFID装置，其中所述外部装置包括RFID装置。
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