CN101300504A

CN101300504A - 射频定位器系统

Info

Publication number: CN101300504A
Application number: CNA2006800412039A
Authority: CN
Inventors: 杰拉尔德·C·迪皮亚扎
Original assignee: Pine Valley Investments Inc
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 2005-11-01
Filing date: 2006-10-03
Publication date: 2008-11-05
Also published as: JP2009515427A; US7397381B2; WO2007053259A1; EP1949130A1; US20080084314A1

Abstract

提供了一种射频定位器系统(50)，包括：多个定位器元件(52)，被配置成使用射频识别(RFID)通信系统进行通信；以及至少一个通信装置(54)，被配置成从多个定位器元件(52)中的至少一个接收定位器信息。射频定位器系统还包括用户界面(120)，其被配置成基于所接收到的定位器信息显示位置信息，并且包括被配置成接收用户输入以便定义搜索条件的多个用户输入栏。

Description

射频定位器系统

技术领域

本发明一般地涉及无线通信系统，更具体地，涉及一种使用射频识别(RFID)装置确定位置信息的系统。

背景技术

不同的系统和技术被公知用于确定位置信息。例如，目前技术被用于基于全球定位系统(GPS)和/或无线电三角测量方法对建筑物中人员进行定位。这些方法通常可以提供精确的位置信息。然而在建筑物中，由于边缘信号强度和多路反射，这些方法只能提供有限的精度。

为了使用GPS或无线电三角测量方法对某人员定位，该人员必须携带GPS或者无线电装置，且该装置必须处于工作状态。在突发事件或灾难情形下，例如建筑物中发生火灾、爆炸等等，作为后事件灾难区中的状况或影响的结果，GPS或无线电装置很可能被毁坏或被视为不能工作。另外还有一种可能，就是在灾难事件期间以及因为例如惊慌人们可能遗失GPS或无线电装置。在这些情形下，时间就是至关重要的，而可靠且精确的位置信息将增加查找灾难事件之后建筑物中陷于困境的人员位置的可能性。此外，通常不可能确定有关具有GPS或无线电装置的人员的先前位置，因为除了可能在装置自身内部之外，并未存储该信息用于后续访问。尤其是，一般不对位置信息进行无线传输及存储，而是通常在比实际使用迟得多的时间将其通过下载存储到例如计算机中。

因此，尽管GPS或无线电三角测量系统能够提供可靠的位置信息，但在某些情形或条件下，该信息也许并不可靠或者可能无法得到。此外，这些系统不允许访问最新的存档位置信息。

发明内容

解决方案是通过一种射频定位器系统提供的，该系统包括：多个定位器元件，被配置成使用射频识别(RFID)通信系统进行通信；以及至少一个通信装置，被配置成从多个定位器元件中的至少一个接收定位器信息。该射频定位系统还包括用户界面，被配置成基于所接收到的定位器信息显示位置信息，并且包括被配置成接收用户输入以便定义搜索条件的多个用户输入栏。

解决方案还是通过一种确定通信装置的位置的方法提供的。该方法包括：从被配置成提供RFID通信的多个定位器元件接收定位器信息；基于定位器信息确定通信装置的位置；以及基于所确定的位置在显示器上显示通信装置的位置。

解决方案还是通过一种射频定位器系统提供的，该系统包括：多个定位器元件，被配置成使用射频识别(RDID)通信系统进行通信；以及至少一个通信装置，被配置成从多个定位器元件中的至少一个接收定位器信息。射频定位器系统还包括控制系统，被配置成经由包括多个中间局部数据集线器的反向无线电信道来从至少一个通信装置接收定位器信息。

附图说明

下面参照附图描述本发明的实施方式，附图中：

图1是根据本发明的示例实施方式构建的定位器系统的方块图；

图2是具有根据本发明的示例实施方式构建的定位器系统的建筑物的示意方块图；

图3是具有根据本发明示例实施方式构建的定位器的门框的侧面正视图；

图4是具有根据本发明示例实施方式构建的定位器的另一门框的侧面正视图；

图5是图示与根据本发明示例实施方式的控制系统通信的方块图；

图6是根据本发明示例实施方式用于存储定位器信息的表格；

图7是根据本发明示例实施方式提供位置信息的方法的流程图；以及

图8是根据本发明示例实施方式构建的用户界面。

具体实施方式

本发明的不同实施方式提供了一种系统，用于定位便携通信装置如无线电收发装置，特别是携带这些便携无线电收发装置的人员的位置。通常，在例如建筑物内不同位置处的区域到处安置了射频识别(RFID)装置。这样，使用这些RFID装置，以便提供一种连续监控该区域以确定便携通信装置位置的系统。

具体而言，参照图1，根据本发明不同实施方式构建的定位器系统50包括多个位置定位器元件52和多个通信装置54。更具体地，定位器元件52和通信装置54经由射频(RF)进行通信，并且通常根据已知的RFID通信系统工作。在示例实施方式中，定位器元件52是RFID识别标签，而通信装置54则包括RFID阅读器或询问器。定位器系统50以定位器元件52和通信装置54的近距离临近电磁或感应耦合工作，或者作为替换地使用传播的电磁波工作。

应当注意到，不只一个通信装置54可能处在不只一个定位器元件52的探测近程内。应当注意到，其他形式及类型的无线通信，包括例如红外通信，都可以用来取代RFID通信。

在不同实施方式中定位器元件52是无源无线电反射识别标签或RFID标签。本质上，这些无源RFID标签不包括电池或其他电源，并且，当定位器元件52的天线58探测到来自阅读器或询问器56的无线电波时，天线58将该能量转换成可以给例如RFID标签中的微芯片(未示出)供电的电流。这样RFID标签能够进行通信，并且更具体地，向定位器元件52的询问器56传输存储在微芯片中的信息。例如，所传输的信息可以包括传输的时间和日期、传输该信息的定位器元件52的位置等，这里通常将其称为定位器信息。应当注意到，在接收到定位器信息之后，通信装置52可能不得不给“无源的”RFID标签信息加上该定位器信息。

在其他不同实施方式中，定位器元件52是有源无线电识别标签或RFID标签。本质上，这些有源RFID标签包括进行通信的发送器(未示出)，更具体地，给定位器元件52的阅读器传输(与反射相对)定位器信息。有源RFID标签使用电池或其他电源(例如，光学供电)以便向定位器元件52的阅读器传输信号。

应当注意到，多个定位器元件52可能仅仅包括有源RFID标签、仅仅包括无源RFID标签、或者包括有源和无源RFID标签的组合。对使用哪种类型RFID标签的确定，可以基于具体应用，例如必须检测到的RFID标签的距离(例如，长距离对短距离)。这也可以例如基于具有定位器系统50在其中实现连接的建筑物的尺度和结构进行确定。

在不同实施方式中，通信装置54可以是，例如具有阅读器或询问器56(例如，专门设计或集成在现有装置中)的移动或蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、黑莓装置等。例如，可以提供独立的单元，或者将其与这些通信装置54结合。作为替换，可以对在例如蜂窝电话内部的部件诸如收发器、处理器和/软件进行修改，以便提供阅读器或询问器56的同样功能。其他替换方案包括用于通信装置54的即插或即加单元，诸如用于PDA的即插模块，其内部包括阅读器或询问器56。通信装置54也可以是独立单元，例如无线电台或其他通信单元。

如图2所示，在示例实施方式中，定位器系统50被实现成与建筑物60相关联，例如，与建筑物60的各楼层62相关联。具体地，将多个定位器元件52安置在楼层62各处。例如，定位器元件52可以被安置在各门口(例如，在门框53或门槛中)和走廊交会处、地板中、墙壁中、天花板中，等等。在其他实施方式中，定位器元件52可以被安置于分段间隔处，例如，以预定距离分段隔开或者基于定位器元件52的范围分段隔开，使得实现无间隙覆盖。另一实施方式则设定：每平方英尺、或者在楼层62的多个固定区域64的每一个内、或者在一定数量的区域64内安置预定数量的定位器元件。定位器元件52也可以被提供为与楼层62的不同部件相关联，诸如与例如包括桌子66的家具或小房间、室内地面、地毯等相关联。

应当注意到，定位器元件52的安置或放置可以是混合的或变化的，使得例如定位器元件52可以放置在门口以及不同固定物二者之中。还应当注意到，定位器元件52可以结合或安置在某些区域内、某些区域的顶部等等。例如，定位器元件52可以是一种单元，其具有胶粘衬背，用于如图4所示安装至门框53外部、用于安装在桌子66下面。在其他实施方式中，定位器元件52可以结合或安装在某些部件内，例如，这些部件如图3所示设置在门框53内部、制造并封装在桌子66内、或安装在地毯下或地毯内。此外，定位器元件52的安置或放置，通常也可以如期望或需要的那样提供，例如，基于应用、配置、预计使用、目标用户等。

如上面一般地描述的那样，定位器元件52在工作中与通信装置54进行通信，以便动态跟踪并存储通信装置54的位置，这使得能够查找携带该装置的人员的位置。定位器元件52和通信装置54可以被配置成在不同的RFID通信波段上通信工作。例如，定位器元件52和通信装置54可以被配置成在125KHz至134KHz之间的低频波段、大约13.56MHz的中频上、和/或850MHz至950MHz以及2.4GHz至2.5GHz之间的高频波段上工作。然而，定位器元件52和通信装置54的工作并不局限于这些频率，定位器元件52和通信装置54也可以被配置成在更低或者更高的频率上(例如，在为特定应用或通信分配的频段上)通信。当携带具有阅读器或询问器56的通信装置52(例如，蜂窝电话)的用户经过定位器元件52时，来自定位器元件的定位器信息被传输至该通信装置54，如图5所示。例如，可以给各定位器元件52分配唯一的ID号码，指示该定位器元件52在建筑物60中的位置。然后可以将定位器信息从通信装置54(也具有唯一的ID号码)传送到控制系统70，控制系统70可以在也可以不在建筑物60中。

控制系统70包括用于与通信装置54进行通信的收发器72，以及用于处理所接收的定位器信息的处理器74。此外，控制系统70包括存储装置76或者其他存储单元，用于存储与所检测到的定位器元件52相关联的定位器信息。例如，可以提供数据库或如图6所示的其他表格80，其中在表格80中存储从特定通信装置54传输的定位器信息，其来自所检测到的定位器元件52并且例如与唯一的ID号码关联。例如，如图6所示，表格80可以包括ID号码(ID#)栏82，列出关于多个定位器元件52、诸如建筑物60中或特定楼层62上(如图2所示)的所有定位器元件52的各自唯一的ID号码。表格80还包括位置栏84，列出与识别各定位器元件52的ID号码相对应的位置。例如，位置栏84可以指示：定位器元件52位于其中的区域64(如图2所示)、定位器元件52位于其中的门、定位器元件52位于其下的桌子66(示于图2中)下面、定位器元件52位于该处的经纬度、定位器元件52位于该处的海拔高度、定位器元件位于其上的楼层等。通常，位置栏84包括安置定位器元件52的位置信息。

表格80还包括时间栏86，其中存储从定位器元件52接收和/或由通信装置54传输的定位器信息的时间和/或日期。表格80还包括装置传输栏88，指示传输定位器信息的通信装置54。例如，这可以是蜂窝电话号码、唯一序列号、登记的且与通信装置54相关联的个人姓名等等。最后，表格80包括状态栏90，其可以包括这样的信息，诸如定位器元件52的电池寿命、定位器元件52的检测号码(可以用于检测定位器元件52的故障)、定位器元件52的检测之间的时间，等等。

应当注意到，可以将不只一个条目提供为与各ID号码有关。例如，多个不同的通信装置54可能已经检测到相同的定位器元件52，或者单个通信装置可能已经检测到不只一个定位器元件52。此外，应当注意到，在例如预定时段期间可以将定位器信息存储在通信装置54中。

再次参照图5，通信装置54与控制系统70之间的通信在不同实施方式中无线地提供。例如，如果通信装置54是蜂窝电话，那么通信被提供为使用蜂窝网络。在示例实施方式中，通信装置54与控制系统70之间的通信被提供为使用低数据速率格式，其中，反向无线电信道连续提供通信，例如，话下数据(data under voice)、数字通信信道内的专用帧，等等。此通信链路可以包括服务各主要位置(例如，建筑物、舞台)的中间局部数据集线器(未示出)。此中间数据集线器使给控制系统70的定位器信息数组的积累、打包、存储及传输更加方便。中间数据集线器可以在信息传输中提供优先驱动的变化，并允许使用不同的传输介质，包括例如专用陆线、无线设备，等等。作为替换，可以提供周期传输，例如以预定时间间隔和/或某些事件发生时(例如，蜂窝电话的呼进或打出，或者确定数量的检测时)传输。

应当注意到，可以为各种通信提供冗余。例如，在预定时段可以传输三次播送或信息。另外，可以如公知的那样，或者如需要的或期望的那样，实现不同的传输方案，以使所传输信号的冲突或干扰最小。例如，可以使用定时信号，或者可以对传输进行计时。

图7中示出了根据本发明示例实施方式的提供定位信息的方法100。具体地，在102，在通信装置处接收定位器信息。例如，一个或多个定位器元件，诸如无源或有源RFID标签，向经过一个或多个定位器元件且在一定范围内(例如，3至5米)的通信装置传输定位器信息。此定位器信息可以被临时存储在通信装置内，或者被存储预定时间段。之后，在104，将通信装置从一个或多个定位器元件接收到的定位器信息传送给控制系统。例如，蜂窝电话可以将从一个或多个定位器元件接收到的定位器信息传送给控制系统，该控制系统可以位于建筑物内(例如，保安办公室)或建筑物外(例如，地区总部)。然后，在106，对由控制系统接收到的定位器信息进行处理。这可以包括，例如，给定位器信息加上时间标志、将定位器信息与特定的定位器元件关联、基于所检测到的定位器元件确定通信装置的移动等。处理还可以包括确定对应于定位器装置(定位器元件)的非定位信息，诸如电池电量或低电池电量告警、信号强度，等等。

然后，在108，将处理后的定位器信息存储在例如数据库或表格中。此存储可以包括基于唯一的ID号码或其他标准组织或分类该处理后的定位器信息。例如，除了将处理后的定位器信息对应于特定定位器元件进行存储之外，也可以基于接收到的时间、所接收到的定位器信息来自的通信装置、移动信息(例如，来自相邻定位器元件的检测)等对处理过的定位器信息进行分类。之后，在110，可以将处理后的定位器信息输出到显示器上，并且可以由用户通过如图8所示的用户界面120进行访问。

更具体地，用户界面120可以包括多个信息和用户输入栏以及显示器。用户输入栏可以用于定义如下文详细说明的搜索条件。具体地，提供一个或多个装置栏122(例如，装置1和装置2)，使得用户能够输入装置ID号码或者与特定通信装置关联的名称。在不同实施方式中，装置栏122被提供为具有下拉式的菜单，从中用户可以从多个通信装置、或者从先前选择的通信装置的清单中进行选择。该清单可以包括所有可能的通信装置，或者也可以仅仅包括在特定区域或建筑物中的通信装置。位置栏124(例如，位置1和位置2)分别提供并且指示通信装置(例如装置1和装置2)的当前位置。装置跟踪栏126(例如，装置1跟踪和装置2跟踪)分别提供并且指示通信装置例如装置1和装置2在一段时间内或跨越许多定位器元件的不同位置。装置跟踪栏126还可以指示通信装置的相对方向。

用户界面120任选可以包括其他栏，例如，建筑物栏128，显示通信装置所在的建筑物、或者允许用户选择特定建筑物。基于该选择，其他栏(例如装置栏)可以被利用例如当前在所选择的建筑物中的装置自动进行填充。通常，在一栏(例如装置栏)中的选择或者输入可以填充其他栏(例如装置跟踪栏)。其他任选栏包括，例如，状态栏130，其显示一个或多个定位器元件的状态，并且如此处的详细描述。

还可以提供利用选择件可选择的任选功能。例如，联系装置选择件132(例如，用户可激活按钮)，可以使用例如计算机鼠标对其进行选择，使得用户能够与通信装置联系(例如，无线电通信或蜂窝电话通信)。

用户界面130(120)还可以包括一个或多个显示器，用于提供一个多个通信装置的视觉指示。例如，可以提供小型显示器134和小型显示器136。微型显示器134示出在例如建筑物楼层62内的一个或多个通信装置的位置，并且可以包括装置跟踪138，其基于检测到的定位器元件示出通信装置的移动。微型显示器136示出在例如综合建筑物内的建筑物140之中的一个或多个通信装置的位置。这些显示器通常示出一幅地图或者楼层或建筑物的直观表示，其上带有指示的通信装置的位置。对这些显示器和用户输入栏，可以根据期望或需要的进行改动，以便显示不同的附加信息，例如，在特定位置的持续时间、告警条件，等等。

因此，可以确定建筑物内的个体、尤其是携带根据本发明不同实施方式配置的通信装置的个体的位置和移动。例如，如果发生灾难事件，基于从相关个体的通信装置最后发出的定位器信息，就可以确定该个体在建筑物中的最后已知位置。此外，使用存储和/或存档的定位器和相关信息(例如，时间信息)，可以确定该个体的移动。这可能是有用的，例如，在灾难事件期间通信装置故障或者通信装置失落的情况下。从而，在例如灾难事件之后查找个体在建筑物中的位置方面，定位器信息可以提供有用的信息。

应当注意到，可以与定位器系统相关联地实现不同规程。例如，可以给予进入建筑物而没有通信装置的每个人一台通信装置。这些通信装置的每一个都被分配有一个ID号码。

不同实施方式或部件，例如控制系统或其中的控制器或者用于提供用户界面的系统，都可以被实现成一个或多个计算机系统的一部分，该计算机系统可以与其他系统分开或者与它们一体化。该计算机系统可以包括计算机、输入装置、显示单元、以及接口(例如用于访问因特网)。计算机可以包括微处理器。微处理器可以与通信总线连接。计算机还可以包括存储器。存储器可以包括随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。计算机系统还可以包括存储装置，其可以为硬盘驱动器或者诸如软盘驱动器的移动存储驱动器、光盘驱动器，等等。存储装置也可以是其他类似的装置，用于将计算机程序或其他指令加载进入该计算机系统。

如在此所使用的那样，术语“计算机”可以包括任何基于处理器或基于微处理器的系统，包括使用微控制器、精简指令集电路(RISC)、专用集成电路(ASIC)、逻辑电路、以及其他能执行这里描述的功能的电路或处理器的系统。上述示例只是示例性的，因此，并无意以任何方式限定术语“计算机”的定义和/或含义。

计算机系统执行存储在一个或多个存储部件中的一组指令，以便处理输入的数据。当希望或者需要时，存储部件也可以存储数据或者其他信息。存储部件可以是按照信息源的形式或者处理机内部的物理存储部件。

该组指令可以包括不同的命令，这些命令指令作为处理机的计算机执行特定操作，诸如本发明不同实施方式的方法和处理。该组指令可以是按照软件程序的形式。软件可以是按照不同形式的，如系统软件和应用软件。此外，软件可以是按照独立的程序集、较大程序中的程序模块或者程序模块的一部分的形式。软件也可以包括成面向对象编程形式的模块化编程。处理机对输入数据的处理，可以响应于用户命令，或者响应于在前处理的结果，或者响应于其他处理机做出的请求。

在这里使用时，术语“软件”和“固件”是可以交换的，并且包括任何存储在用于由计算机执行的存储器中的计算机程序，存储器包括RAM存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、以及非易失性RAM(NVRAM)存储器。上述存储器的类型只是示例性的，因此，并非限制可用于存储计算机程序的存储器的类型。

虽然根据不同的具体实施方式对本发明加以描述，但对于本领域技术人员而言，可以在本发明权利要求的精神和范围内对上述实施方案进行多种修改。

Claims

1.一种射频定位器系统(50)，包括：

多个定位器元件(52)，被配置成使用射频识别(RFID)通信系统进行通信；

至少一个通信装置(54)，被配置成接收来自所述多个定位器元件(52)中的至少一个的定位器信息；以及

用户界面(120)，被配置成基于所接收到的定位器信息显示位置信息，并且包括被配置成接收用户输入以便定义搜索条件的多个用户输入栏。

2.根据权利要求1所述的射频定位器系统(50)，其中，所显示的位置信息被配置成提供所述至少一个通信装置(54)的位置的直观指示。

3.根据权利要求1所述的射频定位器系统(50)，其中，所显示的位置信息被配置成提供所述至少一个通信装置(54)的移动的直观指示。

4.根据权利要求1所述的射频定位器系统(50)，其中，所述用户界面(120)包括小型显示器(134)，用于在建筑物(60、140)的楼层(62)的地图上指示所述至少一个通信装置(54)的位置。

5.根据权利要求1所述的射频定位器系统(50)，其中，所述用户界面包括小型显示器(136)，用于在多个建筑物(60、140)的地图上指示所述至少一个通信装置(54)的位置。

6.根据权利要求1所述的射频定位器系统(50)，其中，所述多个用户输入栏中的至少一个被配置成利用基于在所述多个用户输入栏的另外一个中的用户输入的信息自行填充。

7.根据权利要求1所述的射频定位器系统(50)，其中，所述多个定位器元件(52)包括有源和无源RFID标签之一。

8.根据权利要求1所述的射频定位器系统(50)，其中，所述多个定位器元件(52)中的至少一个被提供在门框(53)中。

9.根据权利要求1所述的射频定位器系统(50)，其中，所述多个定位器元件(52)中的至少一个被提供为与建筑物(60、140)中的一件家具(66、68)相关联。

10.根据权利要求1所述的射频定位器系统(50)，其中，所述多个定位器元件(52)中的至少一个被提供为至少位于建筑物(60)中的地毯下面或者位于所述建筑物(60)的天花板中。

11.根据权利要求1所述的射频定位器系统(50)，其中，所述至少一个通信系统(54)被配置成向控制系统(70)通信传送所述定位器信息。

12.根据权利要求11所述的射频定位器系统(50)，其中，所述传送包括冗余传输方案，在该方案中多条信息被传输。

13.根据权利要求11所述的射频定位器系统(50)，其中，所述传送包括连续反向无线电信道传输。

14.根据权利要求1所述的射频定位器系统，其中，所述多个用户输入栏包括装置栏(122)、位置栏(124)、装置跟踪栏(126)、状态栏(130)以及建筑物栏(128)中的至少一个。

15.一种确定通信装置的位置的方法，所述方法包括：

从自被配置成提供RFID通信的多个定位器元件(52)接收定位器信息；

基于所述定位器信息确定通信装置(54)的位置；以及

基于所确定的位置在显示器(134)上显示所述通信装置(54)的位置。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：基于所述定位器信息确定所述通信装置(54)的移动，并且在所述显示器上显示移动指示(138)。

17.一种射频定位器系统，包括：

多个定位器元件(52)，被配置成使用射频识别(RDID)通信系统进行通信；

至少一个通信装置(54)，被配置成从所述多个定位器元件中的至少一个接收定位器信息；以及

控制系统(70)，被配置成经由包括多个中间局部数据集线器的反向无线电信道从所述至少一个通信装置(54)接收定位器信息。

18.根据权利要求17所述的射频定位器系统，其中，所述中间局部数据集线器被提供为与多个场所的每一个相关联。