CN102081728A - 一种射频识别系统中的标签活动检测方法、装置及阅读器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射频识别RFID系统中的标签活动检测方法，其包括：为至少一个标签建立标签数据日志；当要检测某一标签的标签活动时，通过查询所建立的标签数据日志中与此标签相关的标签数据确定此标签的RSSI包络线，并根据所确定的RSSI包络线确定此标签的标签活动。本发明实施例还提供了一种RFID系统中的标签活动检测装置，以及一种内嵌此装置的阅读器。采用本发明实施例提供的方法、装置及阅读器，使得RFID系统能够检测到标签活动，进而有利于RFID系统扩展多种应用。

Description

一种射频识别系统中的标签活动检测方法、装置及阅读器

技术领域

本发明涉及射频识别(RFID，Radio Frequency Identification)技术领域，特别涉及一种RFID系统中的标签活动(Tag Activity)检测方法、装置及阅读器。

背景技术

射频识别(RFID，Radio Frequency Identification)技术是一种非接触式的自动识别技术，俗称电子标签，其通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。

RFID系统是一种无线系统，用于控制、检测和跟踪物体，其包括如下基本组成部分：

1、标签(Tag)，其由标签天线及芯片组成，附着在被控制、检测或跟踪的物体上，其中，在RFID系统中通常包括多个标签，每个标签具有唯一的电子编码，用以唯一地标识被控制、检测或跟踪的物体；这里，标签也可被称为应答器；

2、阅读器(Reader)，其用于读/写标签中存储的信息，可为手持式或固定式，其中RFID系统中通常包括一个阅读器，其读取各个标签中存储的信息(有时还能向标签写入标签信息)，以实现对于各个标签所附着的物体的控制、检测或跟踪；这里，阅读器还可被称为询问器；

3、天线(Antenna)，其置于阅读器上，用于在各个标签和阅读器间传递射频信号，以在阅读器和标签之间的传递信息。

RFID系统按其应用的频率不同分为四类：低频(LF，Low Frequency)RFID、高频(HF，High Frequency)RFID、超高频(UHF，Ultra High Frequency)RFID和微波(MW，Micro Wave)RFID。RFID系统按照能源的供给方式分为三类：无源RFID，有源RFID以及半有源RFID。其中，无源RFID读写距离近，且价格低；有源RFID可以提供更远的读写距离，但需要电池供电，成本较高，其适用于远距离读写。

其中，阅读器根据其使用的结构和技术不同可以是读装置或读/写装置，是RFID系统的信息控制和处理中心，通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。标签是RFID系统的信息载体，目前标签大多是由耦合原件(如线圈、微带天线等)和微芯片组成的无源单元。阅读器和标签之间一般采用半双工通信方式进行信息交换，同时阅读器通过耦合给无源标签(Passive Tag)提供能量和时序。在实际应用中，阅读器可进一步通过以太网(Ethernet)或无线局域网(WLAN，Wireless Local Area Network)等实现对标签内存储的信息的采集、处理及远程传送等功能。

RFID系统的工作原理为：阅读器发射特定频率的射频信号给标签，用以驱动标签的电路将内部的数据送出，然后阅读器便依序接收并解读数据，再送给应用程序做相应的处理；标签进入磁场后，接收阅读器发出的射频信号，如果是无源标签或被动标签(Passive Tag)则凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(即前述的标签内存储的信息)，如果是有源标签或主动标签(Active Tag)则主动发送某一频率的信号，以发出产品信息。

RFID技术是一种突破性的技术，目前已逐渐应用于物流和供应管理、生产制造和装配、航空行李处理、邮件、快运包裹处理、文档追踪、图书馆管理、动物身份标识、运动计时、门禁控制、电子门票、道路自动收费等领域，其相对于传统的条形码技术具有如下特点：一、RFID技术可以识别单个的非常具体的物体，而不是像条形码技术那样只能识别一类物体；二、RFID技术采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据，而条形码技术必须靠激光来读取信息；三、RFID技术可以同时对多个物体进行识别，而条形码技术只能逐个的对物体进行识别；此外，RFID储存的信息量也非常大。

目前，大多数RFID阅读器产品都致力于标签识别，即通过检测当前进入阅读器可读区域的标签的标识来识别当前进入此可读区域的标签所附着的物体。随着RFID应用的扩展，业界越来越需要具有除标签识别以外的其它功能的阅读器产品，比如，能够检测到诸如标签移动方向、指示标签是移动还是静止等标签活动的阅读器产品。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种射频识别(RFID)系统中的标签活动(Tag Activity)检测方法及装置，能够检测到标签活动。

本发明实施例提供了一种RFID系统中的标签活动检测方法，其包括：

为至少一个标签建立标签数据日志；

当检测一标签的至少一个标签活动时，通过查询所建立的标签数据日志中与此标签相关的标签数据确定此标签的RSSI包络线，并根据所确定的RSSI包络线确定此标签的标签活动。

本发明实施例还提供了一种RFID系统中的标签活动检测装置，其包括：

标签数据单元，用于为至少一个标签建立标签数据日志；

标签活动确定单元，用于检测标签活动，当检测一标签的一个或多个标签活动时，通过查询标签数据单元获得标签数据日志中与此标签相关的标签数据，确定此标签的RSSI包络线，并根据所确定的RSSI包络线确定此标签的一个或多个标签活动。

本发明实施例进一步提供了一种阅读器，其内嵌入了上述RFID系统中的标签活动检测装置。

采用本发明实施例提供的方法、装置及阅读器，使得RFID系统能够检测到标签活动，进而有利于RFID系统扩展多种应用。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为依据本发明实施例的方法流程图；

图2示出了依据本发明实施例确定标签移动方向的具体应用场景；

图3为在图2所示的场景下得到的RSSI包络线示意图；

图4示出了依据本发明实施例确定标签移动还是静止以及标签移动次数的具体应用场景；

图5为在图4所示的场景下得到的RSSI包络线示意图；

图6示出了依据本发明实施例确定标签移动速度的具体应用场景；

图7为在图6所示的场景下得到的RSSI包络线示意图；

图8示出了依据本发明实施例确定标签移动路线与阅读器的相对距离的具体仿真场景；

图9为图8所示仿真场景中采用的天线辐射方向图；

图10为在图8所示仿真场景下并采用图9所示天线辐射方向图时得到的RSSI包络线示意图；

图11为采用多波瓣天线时的天线辐射方向图及RSSI包络线示意图；以及，

图12为依据本发明实施例的装置实现框图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提出了一种RFID系统中的标签活动检测方法及装置，其利用某一标签在经过阅读器的可读区域时留下的接收信号强度指示包络(RSSI Envelop，Received Signal Strength Indication Envelop)确定该标签的各种标签活动。其中，标签活动用于表示标签运动状态，其可包括：标签移动方向、标签移动速度、标签为移动还是静止、标签移动次数、标签移动路线与阅读器的距离、标签与包装的关联等中的任一者或任意组合；这里，标签与包装的关联用于标明标签与包装的归属关系，当有多个标签同时经过阅读器的可读区域(也可被称为询问区)时，可以通过所确定的标签与包装的关联确定属于同一包装内的各个标签。

图1示出了依据一本发明实施例的RFID系统中标签活动检测方法流程图。如图1所示，包括如下步骤：

步骤101：为至少一个标签建立标签数据日志。

步骤102：当要检测某一标签的标签活动时，通过查询所建立的标签数据日志中与此标签相关的标签数据确定此标签的RSSI包络线，并根据所确定的RSSI包络线确定此标签的标签活动。

其中，针对每一标签，阅读器每次采集到的标签数据至少包括：标签标识、接收信号强度指示(RSSI，Received Signal Strength Indication)和时间戳。这里，RSSI指的是执行标签询问时阅读器天线接收来自标签的无线信号的强度，而此RSSI对应的时间戳指的是执行此标签询问的时间。这样，根据标签数据日志中记录的某一标签在经过阅读器可读区域时留下的一系列RSSI值和相应的时间戳，能够得到出此标签的RSSI包络线。进一步的，标签数据还可进一步包括天线标识，这主要是针对设有多个阅读器天线的阅读器，这样RFID系统在收到标签数据时就能确定此标签数据是由哪个阅读器天线收到的。

其中，在一段时期，可持续接收阅读器采集到的各个标签的标签数据，并记录这些标签数据，在此段时期记录的标签数据的集合就被称为标签数据日志(Tag Data Log)；RSSI包络线能够体现出一段时间内所收到的标签信号强度的变化趋势，其通常呈现为一个二维坐标系中的波形曲线，此波形曲线中任一点的坐标可由接收信号强度指示(RSSI，Received Signal Strength Indication)和时间两个参数来表征。

这里，关于建立标签数据日志的时期的具体长短本发明并不限定，其可按实际应用场景被设定为几小时、几天、几个月或若干年。另外，在建立标签数据日志的时期内，阅读器可能执行多次获取标签数据的过程，而在一次获取标签数据的过程中，阅读器每隔一定的时间会上报一次标签数据，比如：每20毫秒上报一次标签数据。

在本发明实施例中，进一步的，可针对每种可能需要被检测的标签活动，根据仿真结果或实测结果训练得到用于确定该标签活动的RSSI包络线模板(Template)；在检测标签活动的过程中，针对当前需要检测的每一种标签活动，通过将当前确定的RSSI包络线与用于确定该标签活动的RSSI包络线模板进行匹配来确定该标签活动。进一步的，针对每种标签活动，可将要求检测该标签活动的请求配置为一种事件(event)并配置每一种事件与RSSI包络线模板之间的关联，其中，与一种事件关联的RSSI包络线模板用于确定该事件对应的标签活动；在检测标签活动的过程中，针对当前需要检测的每一种标签活动，触发该标签活动对应的事件，提取与被触发的事件关联的RSSI包络线模板，并通过将当前确定的RSSI包络线与被提取的RSSI包络线模板进行匹配来确定该标签活动。

这里，关于如何通过将当前确定的实际的RSSI包络线与用于确定某种标签活动的RSSI包络线模板进行匹配来确定某种标签活动的方法，在下面将逐一加以阐述。

其中，当前通过查询标签数据日志确定的某一标签的RSSI包络线为一条RSSI值随时间变化的曲线，而用于确定某一标签活动的某一RSSI包络线模板可能用于描述一条RSSI值随时间变化的曲线，也可能用于描述至少一种RSSI包络线的特征。当某一RSSI包络线模板用于描述一条RSSI值随时间变化的曲线时，如果某一标签的RSSI包络线与此RSSI包络线模板之间的相关系数最大，则此标签的RSSI包络线与此RSSI包络线模板相匹配；当某一RSSI包络线模板用于描述至少一种RSSI包络线的特征时，如果某一标签的RSSI包络线具有此RSSI包络线模板描述的至少一种特征，则此标签的RSSI包络线与此RSSI包络线模板相匹配。

在本发明实施例中，当将某一标签的RSSI包络线与某一RSSI包络线模板进行匹配时，涉及对RSSI包络线具有的特征进行匹配，涉及进行匹配的RSSI包络线的特征，包括：顶部位置、顶部宽度、顶部高度、底部位置、底部宽度、底部高度和RSSI包络线的变化速度中的任一者或任意组合。上述顶部位置为RSSI包络线中顶部的两端点之间一时间点，其可能为顶部中RSSI值最大的一点对应的时间值，也可能为顶部的两端点的时间平均值，还可能为顶部中RSSI值符合一定条件的连续部分对应的时间区间中的任一点，等等；上述顶部宽度为顶部的两端点之间的时间差，上述顶部高度为顶部中RSSI最大值与RSSI最小值之差；上述顶部可按如下方法确定：截取RSSI包络线中大于一RSSI门限值的部分的主瓣，确定该主瓣为顶部；或者，利用多个RSSI门限值，在此RSSI包络线中截取分别大于这些RSSI门限值的部分的多个主瓣，在此RSSI包络线模板中截取分别大于这些RSSI门限值的部分的多个主瓣，针对每一RSSI门限值计算利用该RSSI门限值截取到的此RSSI包络线中的主瓣与此RSSI包络线模板中的主瓣之间的相关系数，其中最大的相关系数对应的此RSSI包络线中的主瓣为此RSSI包络线的顶部。相应的，上述底部位置为RSSI包络线中底部的两端点之间一时间点，其可能为底部中RSSI值最小的一点对应的时间值，也可能为底部的两端点的时间平均值，还可能为底部中RSSI值符合一定条件的连续部分对应的时间区间中的任一点，等等；上述底部宽度为底部的两端点之间的时间差，上述底部高度为底部中RSSI最大值与RSSI最小值之差；上述底部可按如下方法确定：截取此RSSI包络线中小于一RSSI门限值的部分的主瓣，确定该主瓣为底部；或者，利用多个RSSI门限值，在此RSSI包络线中截取分别小于这些RSSI门限值的部分的多个主瓣，在此RSSI包络线模板中截取分别小于这些RSSI门限值的部分的多个主瓣，针对每一RSSI门限值计算利用该RSSI门限值截取到的此RSSI包络线中的主瓣与此RSSI包络线模板中的主瓣之间的相关系数，其中最大的相关系数对应的此RSSI包络线中的主瓣为此RSSI包络线的底部。上述RSSI包络线的变化速度为单位时间内RSSI值增大或减小的量，其可包括：表示单位时间RSSI值增大量的RSSI包络线的上升速度、和/或表示单位时间RSSI值减小量的RSSI包络线的下降速度。

另外，用于确定某种标签活动的RSSI包络线模板以及通过匹配此RSSI包络线模板来确定某种标签活动的方法与阅读器采用的天线类型、天线发射方向、天线倾角等实际无线环境相关，其可通过各种仿真实验或实际无线环境中的测量得到。进一步的，当无线环境发生变化或有新的标签活动检测需求时，可根据仿真结果或实测结果训练得到新的RSSI包络线模板，并更新原有的RSSI包络线模板，比如：如果有新的一种标签活动可能被要求检测，则新增用于确定此新的标签活动的RSSI包络线模板；如果无线环境的变化导致用于确定原有的某种标签活动的RSSI包络线模板发生变化，则用新训练得到的RSSI包络线模板替换原来的RSSI包络线模板。

在本发明实施例中，根据RSSI包络线确定各种标签活动的具体方法如下：1、关于标签移动方向

在本发明实施例中，用于确定标签移动方向的RSSI包络线模板可包括：标签可能移动的各个方向对应的各个RSSI包络线模板，比如：如果标签可能移动的方向包括指定的一条供标签移动的路径上的两个相反方向，则针对这两个方向分别有两个RSSI包络线模板；这样，根据当前确定的某标签实际的RSSI包络线确定标签移动方向的方法，可包括：将当前确定的RSSI包络线与各个RSSI包络线模板进行匹配，确定与当前确定的RSSI包络线匹配的RSSI包络线模板对应的方向为此标签当前的标签移动方向，比如：如果与当前确定的RSSI包络线相匹配的RSSI包络线模板对应供标签移动的一条指定路径上向左的方向，则此标签当前的标签移动方向为向左。

以下给出一个具体的根据RSSI包络线确定标签移动方向的实例。

在本实例中，标签移动方向指的是在一条指定路径上移动的左右两个方向(或者说正反两个方向)；RSSI包络线模板中，用于确定标签移动方向的特征为顶部位置，其中，对应于向右的方向的RSSI包络线模板中，顶部位置在RSSI包络线的左半部，而对应于向左的方向的RSSI包络线模板中，顶部位置在RSSI包络线的右半部。这样，通过将当前确定的某标签的RSSI包络线与RSSI包络线模板进行匹配，就能根据此标签的RSSI包络线中的顶部(roof)位置确定此标签在此路径上是向这两个方向中的哪个方向移动，比如：是向左移动还是向右移动，或者是向正向移动还是向反向移动。这样，在实际的零售、物流等行业应用中，RFID系统通过标签的RSSI包络线能够自动判断出携带标签的商品或包裹是被移出了还是被移入了指定区域，进而能显著提高统计进货量和出货量的效率。

需要说明的是，如前面所述，RSSI包络线中的顶部指的是在RSSI包络线中其RSSI值大于某一预定RSSI门限的连续部分的主瓣，此RSSI门限的取值可以为整个RSSI包络线中各点RSSI值的平均值。另外，此RSSI门限的值与阅读器的天线的类型、发射方向、天线倾角、相对指定路径的位置等实际应用环境因素相关，此RSSI门限的具体设定方法及取值本发明并不限定。

依据RSSI包络线的特性可知，当RSSI包络线的顶部位于RSSI包络线的左半部时，可以确定标签移动方向为指定路径的两个方向之一，而当RSSI包络线的顶部位于RSSI包络线的右半部时，则可确定标签移动方向为此两个方向中的另一者。这里，顶部位置与标签移动方向的对应关系与RFID系统的具体实现方式有关，如：会受到阅读器天线的发射方向、天线倾角、天线相对于指定路径的位置等因素的影响，比如：当阅读器天线的天线倾角为某一取值时，顶部位于RSSI包络线右半部时标签移动方向为向左，而顶部位于RSSI包络线左半部时标签移动方向为向右；然而，当此天线倾角变为另一取值时，顶部位于RSSI包络线左半部时标签移动方向为向左，而顶部位于RSSI包络线右半部时标签移动方向为向右。在实际的应用中，可依据仿真实验的结果或实际无线环境中的测量结果训练得到对应于标签可能移动的各个方向的各个RSSI包络线模板，之后，在需要检测某一标签的标签移动方向时，可根据当前获取到的某一标签的RSSI包络线与各个RSSI包络线模板的匹配结果确定此标签的标签移动方向。

另外，当标签在一条指定路径上来回移动多次时，其RSSI包络线会出现多个顶部，此时确定标签移动方向的方法包括：将整个RSSI包络线划分为若干RSSI子包络线，每一RSSI子包络线代表标签的一次单向移动时留下的RSSI包络线；然后，针对每一RSSI子包络线做如下处理：根据当前RSSI子包络线与用于确定标签移动方向的RSSI包络线模板的匹配结果来确定对应于此RSSI子包络线的标签移动方向，比如：可以根据当前RSSI子包络线中的顶部位置与顶部位置在左半部的RSSI包络线模板相匹配还是与顶部位置在右半部的RSSI包络线模板相匹配，确定出此RSSI子包络线对应的标签移动方向是向右还是向左；最后，能够得到一系列对应于各个RSSI子包络线的标签移动方向。

关于如何划分RSSI子包络线，这里做如下说明：依据RSSI包络线的特性可知，当标签某一次移动到阅读器天线附近时，RSSI信号将突然变得很强，此时，在RSSI包络线中将出现一个顶部；而当标签某一次离开阅读器天线时，RSSI信号会突然变得很弱甚至因为标签不可读而无RSSI值，此时，RSSI包络线中将出现一个底部(Valley)，如前面所述，底部指的是RSSI信号小于某一预定RSSI门限的连续部分的主瓣，此RSSI门限的取值可以为整个RSSI包络线中各点RSSI值的平均值。这里，用于确定底部的RSSI门限的值与阅读器的天线的类型、发射方向、天线倾角、相对指定路径的位置等实际应用环境因素相关，此RSSI门限的具体设定方法及取值本发明并不限定。另外，本发明实施例中，对应于一个标签移动方向的所谓标签的一次单向移动指的是：一次标签从远端移动到阅读器天线附近的运动过程、或者一次标签从阅读器天线附近移动到远端的运动过程。这样，结合RSSI包络线的特性可以知道，根据RSSI包络线中各个底部出现的位置，可以划分出各个RSSI子包络线。本文所述的远端指距离阅读器天线较远的位置，其可能位于阅读器的可读区域以内或以外。

2、关于标签为移动还是静止以及标签移动次数

在本发明实施例中，根据当前确定的实际的RSSI包络线确定标签为移动还是静止的方法，可包括：通过将此RSSI包络线与用于确定标签为移动还是静止的RSSI包络线模板进行匹配来判断此RSSI包络线中是否出现底部，如果出现底部则确定标签处于移动状态；如果未出现任何底部则确定标签处于静止状态；根据当前确定的实际的RSSI包络线确定标签移动次数的方法，可包括：通过将此RSSI包络线与用于确定标签移动次数的RSSI包络线模板进行匹配来确定此RSSI包络线中的底部数量，所述标签标签移动次数等于所述底部数量。这里，用于确定标签为移动还是静止的RSSI包络线模板可能描述了一个具有底部的RSSI包络线，这样，通过将当前确定的实际的RSSI包络线与此RSSI包络模板进行匹配就能确定当前确定的实际的RSSI包络线是否具有底部以及底部数量。

如前面所述，当标签某次移动到阅读器天线附近时，RSSI包络线中会出现一个顶部，而当标签某次离开阅读器天线时，RSSI包络线中会出现一个底部。当标签在阅读器天线的远端处于静止状态时，显然阅读器天线接收不到标签的RSSI信号或者信号很弱，并且标签在阅读器天线的远端的运动状态对于RFID系统是无意义的，所以本发明实施例中，所谓的标签处于静止状态，指的是标签保持在阅读器天线附近。因此，如果标签处于静止状态，则RSSI包络线中不会有底部出现，而一旦有底部出现就证明标签发生了移动。进一步的，根据底部宽度(即底部对应的连续部分的两个端点之间的时间差)可以确定标签被带走的时长，即被带到阅读器天线的远端的时长。本发明实施例中，所谓标签移动次数指的是标签所进行的双向运动的次数，即：标签从阅读器天线附近移动到远端再从远端移动到阅读器天线附近这样一个运动过程发生的次数。这样，依据前述的RSSI包络线中出现顶部和底部所代表的标签运动状态，可以知道：标签移动次数等于底部的数量。

依据按上述方法所确定的标签移动次数，可以直接确定对携带标签的物品的操作次数，这对于扩展RFID系统的应用非常有意义。比如：在零售商店(如：DVD商店)的RFID系统中应用本发明实施例提供的技术，每个商品(如：DVD光盘)都带有标签，通过RFID系统对于各个标签的标签移动次数的统计可以统计出用户对于各商品的操作次数，进而能按需求统计得到用户对于某个商品的操作次数或者对于某类商品的操作次数，进而零售商得以方便有效的统计出用户对这个或这种商品的感兴趣程度。显然，零售商根据用户对某个或某类商品的感兴趣程度能够制定各种营销策略，如：播放某类商品的宣传广告(如播放某电影的宣传片)、安排某类商品的促销活动，等等。

另外，上述确定标签移动方向以及标签是移动还是静止的方法对于防盗系统也非常具有实用性。比如：在应用了RFID系统的防盗系统中，每个被加以防盗措施的物品均带有标签；当此物品被带出指定区域时，RFID系统可以确定此物品携带的标签处于移动状态，或者其标签移动方向表明被带离指定区域，防盗系统就可在RFID系统确定出某一标签处于移动状态或者其标签移动方向表明被带离指定区域时发出警报。

3、关于标签移动速度

在本发明实施例中，用于确定标签移动速度的RSSI包络线模板，包括：标签可能的至少一个移动速度对应的至少一个RSSI包络线模板；根据当前确定的某一标签的RSSI包络线确定标签移动速度的方法，包括：将此RSSI包络线与标签可能的至少一个移动速度对应的至少一个RSSI包络线模板进行匹配，确定与此RSSI包络线匹配的RSSI包络线模板对应的移动速度为此标签的标签移动速度。比如：预先根据仿真结果或实测结果训练得到至少一个速度对应的至少一个RSSI包络线模板，此RSSI包络线模板描述了标签以所述至少一个速度移动时的留下的至少一个RSSI包络线，这样，在需要检测某一标签的移动速度时，通过将此标签当前的RSSI包络线与这些RSSI包络线模板进行匹配，即可确定与此标签当前的RSSI包络线匹配的RSSI包络线模板对应的速度为此标签当前的移动速度。再比如：预先根据仿真结果或实测结果训练得到一个描述了根据RSSI包络线的顶部宽度来确定标签移动速度的RSSI包络线模板，这样，通过将此RSSI包络线与用于确定标签移动速度的RSSI包络线模板进行匹配来确定此RSSI包络线中的顶部宽度，并根据所述顶部宽度确定标签当前的移动速度。

这里，所谓顶部宽度指的是：作为顶部的连续部分的两端点之间的时间差。

在本发明实施例中，所谓标签移动速度可以为相对的标签移动速度或者为绝对的标签移动速度：

1)所谓相对的移动速度并非指标签实际的移动速度，而是指各个标签移动速度之间的相对关系。此相对的移动速度可以为对各个标签的移动速度的排序结果，也可以为对同一标签不同时段的移动速度的排序结果，通过此排序结果可以了解到同一标签在不同时间段的移动速度的相对关系或者不同标签在任意时间段的移动速度的相对关系。

当用于确定标签移动速度的RSSI包络线模板描述了根据顶部宽度来确定标签移动速度时，可对不同标签的RSSI包络线中各个顶部宽度的大小进行排序或者对同一标签的RSSI包络线中各个顶部宽度的宽度进行排序可以对一个标签的RSSI包络线中出现的各个顶部的宽度进行比较，以得到此标签在不同时间段的移动速度的变化趋势；还可以对不同标签各自RSSI包络线中的各个顶部的宽度进行比较，通过这种比较能够得到多种结果，比如：在同一时间段内不同标签的移动速度的排序(此种结果通常针对有多个标签经过阅读器的可读区域的情况)，或者不同标签各自的移动速度变化趋势的综合比较等等，这里不再列举，但只要是通过比较同一标签或不同标签的RSSI包络线中的顶部宽度得到的移动速度的比较结果，均属本发明所要求保护的范围。

当用于确定标签移动速度的RSSI包络线模板描述了对应于至少一个移动速度的至少一个RSSI包络线、且每一RSSI包络线由一个RSSI包络线模板来描述时，可通过将当前某一标签的RSSI包络线与所述至少一个RSSI包络线模板进行匹配来确定此标签的标签移动速度，然后再将此标签的移动速度与已确定的其它标签的移动速度进行比较和排序来得到此标签的相对移动速度。另外，对应于一移动速度的RSSI包络线模板可能描述了标签以此移动速度单向移动一次时留下的RSSI包络线，这样，通过将此RSSI包络线模板与当前一标签的RSSI包络线中的各个RSSI子包络线进行匹配就能确定此标签在不同时段的移动速度，将这些移动速度进行比较和排序就能得到此标签的移动速度变化趋势。

2)所谓绝对的标签移动速度指的是在某时间段内标签的实际移动速度。

当用于确定标签移动速度的RSSI包络线模板描述了根据顶部宽度来确定标签移动速度时，可根据某一顶部宽度的大小计算得到的此顶部对应的时间段内标签的实际移动速度。这里，在一个给定的无线应用环境下，可以根据RSSI包络线的顶部宽度计算得到对应时间段内的标签移动速度，而此计算所依据的具体计算公式与阅读器的天线的类型、发射方向、天线倾角、相对指定路径的位置等因素相关，比如：可以取顶部宽度的中点对应的RSSI值，假定此RSSI值为d，顶部宽度为w，则标签移动速度可等于2d/w。本发明对此实际移动速度的计算方法并不进行限定。当然，可以根据同一标签的RSSI包络线中多个顶部的宽度和/或不同标签各自的RSSI包络线中的多个顶部的宽度计算得到一系列的标签移动速度。比如：针对同一标签可以得到一系列时间段及其对应的标签移动速度；或者针对不同标签得到一系列时间段及其对应的标签移动速度，其中，可针对每一标签给出各个时间段及其对应的标签移动速度，还可针对多个不同标签给出同一时间段其各自的标签移动速度，等等。进一步的，还可按1)所述方法对计算得到的各实际的标签移动速度进行排序和比较。

当用于确定标签移动速度的RSSI包络线模板描述了对应于至少一个移动速度的至少一个RSSI包络线、且每一RSSI包络线由一个RSSI包络线模板来描述时，可通过将当前某一标签的RSSI包络线与所述至少一个RSSI包络线模板进行匹配来确定此标签实际的移动速度。另外，对应于一移动速度的RSSI包络线模板可能描述了标签以此移动速度单向移动一次时留下的RSSI包络线，这样，通过将此RSSI包络线模板与当前一标签的RSSI包络线中的各个RSSI子包络线进行匹配就能确定此标签在不同时段的实际的移动速度。

进一步的，根据顶部宽度(即顶部对应的连续部分的两个端点之间的时间差)可以确定标签在阅读器天线附近的时长。

4、关于标签移动路线与阅读器的距离

在本发明实施例中，用于确定标签移动路线与阅读器的距离的RSSI包络线模板，包括：标签可能的至少一个移动路线与阅读器的距离对应的至少一个RSSI包络线模板；根据当前某一标签的RSSI包络线确定标签移动路线与阅读器的距离的方法，可包括：将此标签的RSSI包络线与所述至少一个RSSI包络线模板进行匹配，确定与此标签的RSSI包络线匹配的RSSI包络线模板对应的移动路线与阅读器的距离为此标签的标签移动路线与阅读器的距离。这里，所谓标签移动路线与阅读器的距离可以为一种相对距离或者一种绝对距离。

1)所谓绝对距离则是指标签的移动路线到阅读器的实际距离。

当用于确定标签移动路线与阅读器的距离的RSSI包络线模板描述了根据幅度范围(Ampletude Range)(此幅度范围也被称为顶部高度)或者根据顶部的高度和宽度之比来确定标签移动路线与阅读器的距离时，可通过将某一标签当前的RSSI包络线与此RSSI包络线模板进行匹配来确定此标签的RSSI包络线的幅度范围或顶部的高度和宽度之比，并根据所确定的幅度范围或顶部的高度和宽度之比计算得到标签的移动路线与阅读器的实际距离。

当用于确定标签移动路线与阅读器的距离的RSSI包络线模板描述了对应于至少一个移动路线与阅读器的距离的至少一个RSSI包络线、且每一RSSI包络线由一个RSSI包络线模板来描述时，可通过将当前某一标签的RSSI包络线与所述至少一个RSSI包络线模板进行匹配来确定此标签当前的移动路线到阅读器的实际距离。另外，对应于一标签移动路线与阅读器的距离的RSSI包络线模板可能描述了标签单向移动一次时留下的RSSI包络线，这样，通过将此RSSI包络线模板与当前一标签的RSSI包络线中的各个RSSI子包络线进行匹配就能确定此标签在不同时段的移动路线到阅读器的实际距离。

2)所谓相对距离可以为对不同标签的标签移动路线与阅读器的距离的排序结果，也可以为对同一标签不同时段的标签移动路线与阅读器的距离的排序结果，通过此排序结果可以了解到同一标签在不同时间段的移动路线的相对关系或者不同标签在任意时间段的移动路线的相对关系。

当用于确定标签移动路线与阅读器的距离的RSSI包络线模板描述了根据幅度范围或者顶部的高度和宽度之比来确定标签移动路线与阅读器的距离时，可对不同标签的各个RSSI包络线中各个幅度范围或各个顶部的高度和宽度之比进行排序或者对同一标签的RSSI包络线中各个RSSI子包络线的各个幅度范围或各个顶部的高度和宽度之比进行排序，来得到标签移动的路线到阅读器的相对距离。比如：可以根据标签在路线1和路线2移动时分别留下的RSSI包络线确定路线1和路线2中哪条路线距离阅读器天线更近，其中，可以根据幅度范围来判断，如果路线1对应的RSSI包络线的幅度范围更大，则说明路线1更近，反之则说明路线1更远；也可以根据顶部的高度与宽度之比来判断，如果路线1对应的RSSI包络线的顶部的高度与宽度之比更大，则说明路线1更近，反之则说明路线1更远。本领域技术人员可以知道，具体如何根据RSSI包络线中顶部的高度与宽度之比来计算得到绝对距离，本发明对此计算方法不进行限定但均在本发明保护范围之内。

当用于确定标签移动路线与阅读器的距离的RSSI包络线模板描述了对应于至少一个移动路线与阅读器的距离的至少一个RSSI包络线、且每一RSSI包络线由一个RSSI包络线模板来描述时，可通过将当前某一标签的RSSI包络线与所述至少一个RSSI包络线模板进行匹配来确定此标签当前的移动路线到阅读器的实际距离，然后再将此标签的移动路线到阅读器的实际距离与已确定的其它标签的移动路线到阅读器的实际距离进行比较和排序来得到此标签的移动路线到阅读器的相对距离。

5、关于标签与包装的关联

在本发明实施例中，用于确定标签与包装的关联的RSSI包络线模板包括：标签可能关联的各个包装对应的各个RSSI包络线模板；根据某一标签的RSSI包络线确定此标签与包装的关联的方法，可包括：将此标签的RSSI包络线与标签可能关联的各个包装对应的各个RSSI包络线模板进行匹配，确定此标签属于与其RSSI包络线相匹配的RSSI包络线模板对应的包装。

当用于确定标签与包装的关联的RSSI包络线模板描述了根据与其它标签的RSSI包络线之间的相关系数来确定标签与包装的关联时，可通过将某一标签当前的RSSI包络线与此RSSI包络线模板进行匹配来比较此标签的RSSI包络线与其它标签的RSSI包络线，如果此标签与其它任一标签的RSSI包络线的相关系数达到预定门限，则确定这两个标签属于同一包装。通常，当有多个标签同时经过阅读器的可读区域时，需要确定标签与包装的关联，即，确定哪些标签是属于同一包装的。可通过比较各个标签的RSSI包络线的相关系数来判断哪些标签属于同一包装。依据RSSI包络线的特性可知，如果两个标签的RSSI包络线的相关系数达到预定门限，则说明这两个标签的运动轨迹是相同的，也就能证明这两个标签属于同一包装。这样，可以对多个标签的RSSI包络线进行比较，如任意两个RSSI包络线的相关系数达到预定门限，则确定这两个RSSI包络线对应的两个标签属于同一包装。

当用于确定标签与包装的关联的RSSI包络线模板描述了至少一个包装的至少一个RSSI包络线、且每一RSSI包络线由一个RSSI包络线模板来描述时，可通过将当前某一标签的RSSI包络线与这些RSSI包络线模板进行匹配来确定此标签属于与其RSSI包络线相匹配的RSSI包络线模板对应的包装。

依据上述方法确定的标签与包装的关联对于扩展RFID系统的应用也非常有价值，在传统的RFID系统中，由于无法判断标签与包装的关联，因此当有多个包装要经过阅读器的可读区域时就只能让多个包装一个一个的经过，而采用了本发明实施例之后，就不必要求多个包装一个一个经过阅读器的可读区域，即使这些包装同时经过此阅读器的可读区域，RFID系统也能判断出各个标签与包装的从属关系。比如：在物流、零售、图书管理等行业，经常需要处理大量的包装，在应用了本发明实施例提供的RFID系统之后，包装内的每一物品都带有标签，由于RFID系统能够确定哪些标签属于同一包装，也就能协助确认哪些物品属于同一包装，这样就能允许多个包装同时经过阅读器的可读区域，进而大大方便了物流、零售、图书管理等行业的管理。本发明实施例所提供的RFID系统还可应用到防盗系统，其中，每个被加以防盗措施的物品均带有标签，依据标签与包装的关联，可以确定包装中所含物品的数量，则防盗系统可以在某一包装中的物品数量大于预设值时拉响警报。

以下结合各种仿真结果，对本发明实施例中根据RSSI包络线确定各种标签活动的方法加以验证。

一、关于确定标签移动方向

以下通过图2和图3给出一个实际无线环境中的应用实例，以证明根据顶部在RSSI包络线中的位置能够确定标签移动方向。

图2示出了采用上述方法确定标签移动方向的实例的具体应用场景。如图2所示，标签可沿路线1(Route 1)向右移动或沿路线2(Route 2)向左移动，路线1和路线2具有相同的路径但具有相反的方向，阅读器天线的发射方向与这两条路线均成60度角。

图3分别示出了在图2所示的应用场景下当标签沿路线1时RFID系统实测得到的RSSI包络线以及当标签沿路线2移动时RFID系统实测得到的RSSI包络线。在图3中，位于上半部的波形图示出了标签沿路线1移动时RFID系统获得的RSSI包络线，而位于下半部的波形图示出了标签沿路线2移动时RFID系统获得的RSSI包络线。这里，本文所示的每个RSSI波形图均由两种参数来描述：时间(单位：秒Second)和RSSI(单位：分贝毫瓦dBm)，并且每个波形图中均包含两条波形曲线，其中，不平滑的那条曲线用于描述阅读器实际采集到的RSSI，而平滑的那条曲线用于描述经平滑后的RSSI，此平滑的曲线即为RSSI包络线。在本实例中，预先设定：RSSI门限为-42dBm。

如图3示出的标签沿路线1移动时RFID系统获得的RSSI包络线，可根据预设的-42dBm的RSSI门限确定此RSSI包络线的顶部(即RSSI值大于-42dBm的连续部分)位于整个RSSI包络线的左半部，而此时标签是沿路线1向右移动的；相应的，如图3示出的标签沿路线2移动时RFID系统获得的RSSI包络线，可根据预设的-42dBm的RSSI门限确定此RSSI包络线的顶部(即RSSI值大于-42dBm的连续部分)位于整个RSSI包络线的右半部，而此时标签是沿路线2向左移动的。

通过以上实例可知，可利用RSSI包络线的特性，根据RSSI包络线中顶部位于整个RSSI包络线的左半部还是右半部来确定标签是向右移动还是向左移动。

然而，在实际应用中，受到阅读器天线的发射方向、天线倾角、天线相对于指定路线的位置等因素的影响，也可能出现如下情况：当标签向右移动时RSSI包络线的顶部位于整个RSSI包络线的右半部，而当标签向左移动时RSSI包络线的顶部位于整个RSSI包络线的左半部。

二、关于确定标签为移动还是静止以及确定标签移动次数

以下通过图4和图5给出的实际无线环境中的应用实例，以证明根据RSSI包络线中的底部能够确定标签为移动还是静止以及标签移动次数。

图4示出了依据本发明实施例确定标签移动还是静止以及标签移动次数的具体应用场景。在图4所示的应用场景中，标签在沿一条路线在来回移动，首先标签从阅读器天线附近被带离，然后又被带回到阅读器天线附近，并来回进行了两次双向的移动，其中，标签在运动过程中未离开阅读器的可读区域。

图5示出了在图4所示的场景下实测得到的RSSI包络线。如图5所示，预先设定的用于确定底部的RSSI门限为-44dBm。这样，在这个RSSI包络线中出现了两个底部：底部1和底部2。

采用本发明实施例提供的方法，根据此RSSI能判断出标签处于移动状态并且标签移动次数为两次。

通过以上仿真实例可知，可利用RSSI包络线的特性，根据RSSI包络线中是否存在底部来判断标签是为移动还是静止，还可根据其中的底部数量确定标签移动次数。

三、关于确定标签移动速率

图6示出了依据本发明实施例确定标签移动速度的具体应用场景。如图6所示，标签正在阅读器天线的前方以低速或高速来回移动。图7为在图6所示的场景下实测得到的RSSI包络线示意图。图7示出了标签以高速移动或以低速移动分别得到的RSSI包络线：快速运动的RSSI包络线和慢速运动的RSSI包络线。在本实例中，预先设定的用于确定顶部的RSSI门限为-42dBm。这样，可以分别确定出这两个RSSI包络线各自的顶部宽度：快速运动的RSSI包络线的顶部宽度(顶部2的宽度)和慢速运动的RSSI包络线的顶部宽度(顶部1的宽度)。

采用本发明实施例的方法，能通过比较这两个RRSI包络的顶部宽度判断出哪个RSSI包络线对应的移动速度较高。显然，快速运动的RSSI包络线的顶部宽度小于慢速运动的RSSI包络线的顶部宽度。

通过以上实例可知，可利用RSSI包络线的特性，通过比较各个RRSI包络的顶部宽度来确定各个RSSI对应的相对的标签移动速度。

四、关于确定标签移动路线与阅读器的相对距离

图8为示出了依据本发明实施例确定标签移动路线与阅读器的相对距离的具体仿真场景。如图8所示，此仿真场景通过一个XY坐标系来表示，设置如下：阅读器天线被部署在(1，1)的坐标位置并且其高度为1.5米；此阅读器天线的发射方向和X坐标轴的正向形成30度角；假设标签以5米/秒的速度在一方向上经过阅读器的可读区域域，其中，标签的位置可由坐标(X0，Y0)来表示。比如：标签在Y＝Y0的一条水平路径上来回移动，或者标签在X＝X0的一条垂直路径上来回移动。这里，X0＝1.3，1.6，1.9，2.2，2.5，Y0＝1.3，1.6，1.9，2.2，2.5。

图9为图8所示应用场景中阅读器和标签采用的天线辐射方向图。如图9所示，上半部示出的是阅读器天线在水平方向和垂直方向的辐射方向图，下半部示出的是表情天线在水平方向和垂直方向的辐射方向图。

图10为在图8所示的应用场景下采用图9所示天线辐射方向图时得到的RSSI包络线示意图。图10中示出了，当标签位置的X坐标(即X0)分别取值为1.3、1.6、1.9、2.2和2.5时，标签在阅读器天线问询区内来回移动时得到的RSSI包络线；以及，当标签位置的Y坐标(即Y0)分别取值为1.3、1.6、1.9、2.2和2.5时，标签在阅读器天线问询区内来回移动时得到的RSSI包络线。显然，当X0或Y0的取值越大，说明标签移动的路线距离阅读器天线越远。通过图10示出的一系列RSSI包络线可知，当标签移动的路线距离阅读器天线越远时标签的RSSI包络线的幅度范围越窄，反之则标签的RSSI包络线的幅度范围越大。

采用本发明实施例的方法，能通过比较这各个RRSI包络的幅度范围判断出哪个RSSI包络线对应的移动路线较近而哪个RSSI包络线对应的移动路线较远。

通过以上仿真实例可知，可利用RSSI包络线的特性，通过比较各个RRSI包络的幅度范围来确定各个RSSI对应的标签移动路线与阅读器的相对距离。

此外，需要说明的是：RSSI包络线的波形很大程度上取决于阅读器天线的辐射方向图。如果天线具有特定的辐射方向图如多波瓣天线(Multi-Beam Antenna)，RSSI包络线的特性可能会更明显，进而使得依据RSSI包络线的特性确定出的标签活动更准确。当阅读器天线采用多波瓣天线时，用于确定标签活动的RSSI包络线模板将具有多波瓣天线的特性，此时，针对当前需要检测的每一种标签活动，根据多波瓣天线的特性将当前确定的实际的RSSI包络线与用于确定该标签活动的RSSI包络线模板进行匹配来确定该标签活动。这里，所述多波瓣天线的特性可能包括：针对标签的一次单向的移动，利用多波瓣天线得到的RSSI包络线中出现多个顶部和/或多个底部。

图11示出了采用具有特殊天线辐射方向图的多波瓣天线时的一个实例。在图11中示出了此多波瓣天线的水平辐射方向图，其中包括：两个主瓣，先出现的主瓣的顶部较宽而后出现的主瓣的顶部较窄。在本实例中，标签从不同方向经过阅读器的可读区域(即，标签移动方向不同)，并留下了图11所示的两个RSSI包络线：标签沿方向1移动的RSSI包络线和标签沿方向1移动的RSSI包络线。这两条RSSI包络线的不同之处在于较宽顶部和较窄顶部出现的次序不同。这样就可以依据RSSI包络线的这个特性，通过RSSI包络线中较宽顶部和较窄顶部出现的次序来判断标签移动方向，具体方法可为：确定RSSI包络线中的多个顶部的宽度，如果在任两个相邻主瓣中较宽的顶部先出现，则确定在这两个相邻顶部对应的时间段内标签移动方向为一条指定路径上的两个相反的方向之一；如果在任两个相邻顶部中较窄的顶部先出现，则确定在这两个相邻顶部对应的时间段内标签移动方向为这两个相反方向中的另一者。

基于以上本发明实施例所述的标签活动检测方法，本发明实施例还提供了一种标签活动检测装置，其实现原理如下所述。

图12为依据本发明实施例的装置实现框图。如图12所示，该装置至少包括：标签数据单元10和标签活动确定单元11。其中，标签数据单元10用于接收所述阅读器上报的标签数据，为至少一个标签建立标签数据日志；标签活动确定单元11用于检测标签活动，当被要求检测指定标签的一个或多个标签活动时，通过查询标签数据单元10获得标签数据单元10建立的标签数据日志中与此标签相关的标签数据，确定此标签的RSSI包络线，并根据所确定的RSSI包络线确定此标签的一个或多个标签活动。这里，标签数据单元10还可被称为标签数据日志单元(Tag Data Log Unit)。

这里，标签数据单元10在一段时期可持续接收阅读器采集到的各个标签的标签数据，并记录这些标签数据，在此段时期记录的标签数据的集合就被称为标签数据日志(Tag Data Log)，其所接收到的标签数据至少包括：标签标识、RSSI和时间戳，还可进一步包括：天线标识；标签活动确定单元11所确定并输出的标签活动包括：标签移动方向、标签移动速度、标签为移动还是静止、标签移动次数、标签移动路线与阅读器的距离、标签与包装的关联等中的任一者或任意组合。

关于标签活动、标签数据、RSSI包络等概念的含义以及根据RSSI包络线确定各种标签活动的方法，在前面本发明方法实施例中已有详细描述，这里不再赘述。

在图12所示的装置中，标签活动确定单元11可针对针对每种可能需要被检测的标签活动，根据仿真结果或实测结果训练得到用于确定该标签活动的RSSI包络线模板，然后，当被要求检测一标签的至少一种标签活动时，通过查询所述标签数据单元中的标签数据日志获得此标签当前的RSSI包络线，针对每种被要求检测的标签活动，通过将当前确定的RSSI包络线与用于确定该标签活动的RSSI包络线模板进行匹配来确定该标签活动。其中，要求检测一种标签活动的请求被配置为一种事件(event)，即：每种标签活动可对应一种事件，每种事件对应用于确定一种标签活动的RSSI包络线模板；当针对一标签的至少一种事件被触发时，针对每一被触发的事件，通过将当前确定的所述RSSI包络线与该事件对应的RSSI包络线模板进行匹配来确定该标签活动。

进一步的，当无线环境发生变化或有新的标签活动检测需求时，标签活动确定单元11还可根据仿真结果或实测结果训练得到新的RSSI包络线模板并更新原有的RSSI包络线模板。

这里，关于如何通过将当前确定的实际的RSSI包络线与用于确定某种标签活动的RSSI包络线模板进行匹配来确定确定某种标签活动的方法，在前文中已详细阐述，这里不再赘述。

进一步的，标签活动确定单元11可进一步包括：确定模块(DeterminationModule)110和训练模块(Training Module)111。

其中，训练模块111，用于针对每种可能需要被检测的标签活动，根据仿真结果或实测结果训练得到用于确定该标签活动的RSSI包络线模板；确定模块110，用于当被要求检测一标签的至少一种标签活动时，通过查询标签数据单元10中的标签数据日志获得此标签当前的RSSI包络线，针对每种被要求检测的标签活动，从训练模块111提取用于确定该标签活动的RSSI包络线模板，并通过将当前确定的RSSI包络线与用于确定该标签活动的RSSI包络线模板进行匹配来确定该标签活动。其中，训练模块111在训练得到RSSI包络线模板时可能与标签数据单元10连接，通过访问标签数据日志来建立此RSSI包络线模板。

如前面本发明实施例提供的方法中所述，确定模块110中可被配置有针对每种标签活动的事件以及每种事件与RSSI包络线模板之间的关联，其中，要求检测一种标签活动的请求被配置为一种事件，与一种事件关联的RSSI包络线模板用于确定该事件对应的标签活动；确定模块110，用于当针对一标签的至少一种事件被触发时，针对每一被触发的事件，从训练模块111提取与该事件关联的RSSI包络线模板，并通过将当前确定的RSSI包络线与被提取的RSSI包络线模板进行匹配来确定该标签活动。这种情况下，确定模块110还可被称为事件提取模块(Event Abstraction Module)，训练模块111还可被称为事件模板库(Event Templates Library)。

此外，确定模块110不仅可以根据RSSI包络线提取事件模板，还能将RSSI包络线转换成其它格式，如RSSI幅度的瞬时差分、RSSI变化的长期趋势，并根据这些格式的RSSI包络线提取事件模板。

另外，关于如何通过将当前确定的实际的RSSI包络线与用于确定某种标签活动的RSSI包络线模板进行匹配来确定确定某种标签活动的方法以及各种RSSI包络线模板所描述的信息与阅读器采用的天线类型、天线发射方向、天线倾角等实际无线环境相关，可通过各种仿真实验及实际测量得到用于确定各种标签活动的各种RSSI包络线模板并将其配置到训练模块111中；进一步的，当无线环境发生变化或有新的标签活动检测需求时，训练模块111可进一步根据仿真结果或实测结果训练得到新的RSSI包络线模板并更新原先配置的这些RSSI包络线模板。

上述装置，还可进一步包括无线信息模块12，其用于为标签活动确定单元11提供无线环境信息和阅读器天线的描述信息，以便标签活动确定单元11根据这些信息通过仿真实验或实际测量得到用于确定标签活动的RSSI包络线模板。当标签活动确定单元11包括确定模块110和训练模块111时，无线信息模块12连接训练模块111，训练模块111进一步用于利用无线信息模块12提供的无线环境信息和阅读器天线的描述信息，根据仿真结果或实测结果训练得到用于确定标签活动的RSSI包络线模板。在此种情况下，当阅读器天线采用多波瓣天线时，训练模块111利用无线信息模块12提供的无线环境信息和多波瓣天线的描述信息，根据仿真结果或实测结果能够训练得到具有多波瓣天线特性的用于确定标签活动的RSSI包络线模板。这里，所述多波瓣天线特性可以指：标签在进行一次单向移动时留下的RSSI包络线中存在多个顶部和/或底部；所谓无线环境信息可包括：周围物体信息、阅读器天线高度、标签高度等；所谓天线描述信息可包括：阅读器天线的辐射方向图、标签天线的辐射方向图等。本发明对于上述多波瓣天线特性、无线环境信息以及天线描述信息的具体内容不做限定，但凡是依据此类信息确定RSSI包络线模板的方案均属本发明涵盖的内容。

上述本发明实施例所提供的装置可以实现为硬件装置，也可以为一种以软件方式实现的虚拟装置，此虚拟装置可运行在连接阅读器的计算机中或者嵌入到阅读器产品中。在具体实现时，如果该虚拟装置运行在计算机中，由计算机接收阅读器上报的标签数据并完成确定标签活动的功能，并将所确定的标签活动显示在计算机的显示装置中；如果该虚拟装置嵌入在阅读器内，则有两种实现方式：1)阅读器本身不具有显示功能，需要连接一个计算机或者独立显示装置，阅读器将把嵌入其内的虚拟装置所确定的标签活动输出给计算机或独立显示装置，由计算机自身的显示装置或独立显示装置显示标签活动；2)阅读器本身具有显示功能，则不必连接计算机或独立显示装置，在阅读器内部，被嵌入的虚拟装置将所确定的标签活动输出给阅读器的显示装置以供显示。

当RFID系统应用到某个具体的管理/控制系统中时(如：零售商店的管理系统、物流管理系统以及防盗控制系统等)，管理/控制系统根据阅读器内嵌的装置所确定的标签活动能够方便的得到多种管理信息，如：根据标签移动方向统计得到某段时间内进/出的物品数量/人数、或者根据标签移动次数统计得到的某商品的操作次数以及用户感兴趣程度、或者根据标签是移动还是静止或标签与包装的关联确定是否发出警报或自动关闭出口等的控制信息，等等。此时，阅读器可能连接一个外部的计算机或者独立管理信息单元，此阅读器将其内嵌的装置所确定的标签活动输出给此外部的计算机或独立管理信息单元，由此计算机或独立管理信息单元对阅读器输出的标签活动进行处理以得到RFID系统所应用的环境(如：某个具体的管理/控制系统)中所需的管理信息。该阅读器还可能本身就具有一个管理信息单元，其内嵌入的装置所确定的标签活动被输出给此管理信息单元，此管理信息单元能够对此装置输出的标签活动进行处理以得到RFID系统所应用的环境中所需的管理信息。

当RFID系统应用了本发明实施例所提供的方法及装置之后，除了识别标签标识还能检测到标签活动，进而使阅读器不仅能够获知标签内的具体数据(如标签所附着的商品的相关信息)还能知道标签本身的运动状态及其与包装的归属关系。这些能力使得RFID系统能够集成在如零售架、资产跟踪和防盗系统等多种应用中，显著扩展了RFID系统的发展空间。本发明实施例所提供的技术易于实现，在以软件方式实现时不涉及任何附加的硬件要求，易于实现和升级。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种射频识别RFID系统中的标签活动Tag Activity检测方法，其应用于包括阅读器Reader、阅读器天线以及至少一个标签Tag的RFID系统中；其特征在于，该方法包括：

为至少一个标签建立标签数据日志Tag Data Log；

当需要检测一标签的至少一种标签活动时，通过查询所述标签数据日志中与所述一标签相关的标签数据Tag Data确定所述一标签的接收信号强度指示RSSI包络线，并根据所述RSSI包络线确定所述一标签的至少一种标签活动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：针对每种可能需要被检测的标签活动，根据仿真结果或实测结果训练得到用于确定该标签活动的RSSI包络线模板；

针对当前需要检测的每一种标签活动，通过将当前确定的所述RSSI包络线与用于确定该标签活动的RSSI包络线模板进行匹配来确定该标签活动。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括：针对每种标签活动，配置要求检测该标签活动的请求为一种事件event；再配置每一种事件与RSSI包络线模板之间的关联，其中，与一种事件关联的RSSI包络线模板用于确定该事件对应的标签活动；

针对当前需要检测的每一种标签活动，该标签活动对应的事件被触发，提取与被触发的事件关联的RSSI包络线模板，并通过将当前确定的所述RSSI包络线与被提取的RSSI包络线模板进行匹配来确定该标签活动。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少一种标签活动，包括：标签移动方向、标签移动速度、标签为移动还是静止、标签移动次数、标签移动路线与阅读器的距离、标签与包装的关联中的任一者或任意组合；

所述所述标签数据日志中与所述一标签相关的标签数据，包括：标签标识、RSSI和时间戳；或者，标签标识、RSSI、时间戳和天线标识。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，如果所述至少一种标签活动包括标签移动方向，则：用于确定标签移动方向的RSSI包络线模板包括：标签可能移动的各个方向对应的各个RSSI包络线模板；根据所述RSSI包络线确定标签移动方向的方法，包括：将所述RSSI包络线与所述标签可能移动的各个方向对应的各个RSSI包络线模板进行匹配，确定与所述RSSI包络线匹配的RSSI包络线模板对应的方向为所述一标签的标签移动方向；和/或，

如果所述至少一种标签活动包括标签移动速度，则：用于确定标签移动速度的RSSI包络线模板，包括：标签可能的至少一个移动速度对应的至少一个RSSI包络线模板；根据所述RSSI包络线确定标签移动速度的方法，包括：将所述RSSI包络线与所述标签可能的至少一个移动速度对应的至少一个RSSI包络线模板进行匹配，确定与所述RSSI包络线匹配的RSSI包络线模板对应的移动速度为所述一标签的标签移动速度；和/或，

如果所述至少一种标签活动包括标签为移动还是静止，则根据所述RSSI包络线确定标签为移动还是静止的方法，包括：通过将所述RSSI包络线与用于确定标签为移动还是静止的RSSI包络线模板进行匹配来确定所述一标签处于移动状态还是静止状态；和/或，

如果所述至少一种标签活动包括标签移动次数，则根据所述RSSI包络线确定标签移动次数的方法，包括：通过将所述RSSI包络线与用于确定标签移动次数的RSSI包络线模板进行匹配来确定所述一标签的标签移动次数；和/或，

如果所述至少一种标签活动包括标签移动路线与阅读器的距离，则：用于确定标签移动路线与阅读器的距离的RSSI包络线模板，包括：标签可能的至少一个移动路线与阅读器的距离对应的至少一个RSSI包络线模板；根据所述RSSI包络线确定标签移动路线与阅读器的距离的方法，包括：将所述RSSI包络线与所述标签可能的至少一个移动路线与阅读器的距离对应的至少一个RSSI包络线模板进行匹配，确定与所述RSSI包络线匹配的RSSI包络线模板对应的移动路线与阅读器的距离为所述一标签的标签移动路线与阅读器的距离；和/或，

如果所述至少一种标签活动包括标签与包装的关联，则：用于确定标签与包装的关联的RSSI包络线模板包括：标签可能关联的各个包装对应的各个RSSI包络线模板；根据RSSI包络线确定标签与包装的关联的方法，包括：将所述RSSI包络线与所述标签可能关联的各个包装对应的各个RSSI包络线模板进行匹配，确定所述一标签属于与所述RSSI包络线匹配的RSSI包络线模板对应的包装。

6.根据权利要求2至5任一项所述的方法，其特征在于，当前确定的所述一标签的RSSI包络线为一条RSSI值随时间变化的曲线；所述RSSI包络线模板用于描述一条RSSI值随时间变化的曲线或者用于描述至少一种RSSI包络线的特征；

当一RSSI包络线模板用于描述一条RSSI值随时间变化的曲线时，如果所述RSSI包络线与所述一RSSI包络线模板之间的相关系数最大，则所述RSSI包络线与所述一RSSI包络线模板相匹配；

当一RSSI包络线模板用于描述至少一种RSSI包络线的特征时，如果所述RSSI包络线具有所述一RSSI包络线模板描述的至少一种特征，则所述RSSI包络线与所述一RSSI包络线模板相匹配。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述RSSI包络线具有的特征包括：顶部位置、顶部宽度、顶部高度、底部位置、底部宽度、底部高度和RSSI包络线的变化速度中的任一者或任意组合；其中：

所述顶部位置为所述RSSI包络中顶部的两端点之间一时间点；

所述顶部宽度为所述顶部的两端点之间的时间差；

所述顶部高度为所述顶部中RSSI最大值与RSSI最小值之差；

所述底部位置为所述RSSI包络中底部的两端点之间一时间点；

所述底部宽度为所述底部的两端点之间的时间差；

所述底部高度为所述底部中RSSI最大值与RSSI最小值之差；

所述RSSI包络线的变化速度为单位时间内RSSI值增大或减小的量；

所述顶部的确定方法，包括：截取所述RSSI包络线中大于一RSSI门限值的部分的主瓣，确定该主瓣为所述顶部；或者，利用多个RSSI门限值，在所述RSSI包络线中截取分别大于所述多个RSSI门限值的部分的多个主瓣，在所述RSSI包络线模板中截取分别大于所述多个RSSI门限值的部分的多个主瓣，针对每一RSSI门限值计算利用该RSSI门限值截取到的所述RSSI包络线中的主瓣与所述RSSI包络线模板中的主瓣之间的相关系数，其中最大的相关系数对应的所述RSSI包络线中的主瓣为所述RSSI包络线的顶部；

所述底部的确定方法，包括：截取所述RSSI包络线中小于一RSSI门限值的部分的主瓣，确定该主瓣为所述底部；或者，利用多个RSSI门限值，在所述RSSI包络线中截取分别小于所述多个RSSI门限值的部分的多个主瓣，在所述RSSI包络线模板中截取分别小于所述多个RSSI门限值的部分的多个主瓣，针对每一RSSI门限值计算利用该RSSI门限值截取到的所述RSSI包络线中的主瓣与所述RSSI包络线模板中的主瓣之间的相关系数，其中最大的相关系数对应的所述RSSI包络线中的主瓣为所述RSSI包络线的底部。

8.根据权利要求2至4任一项所述的方法，其特征在于，所述阅读器天线为多波瓣天线Multi-Beam Antenna；所述用于确定标签活动的RSSI包络线模板具有多波瓣天线的特性；

针对当前需要检测的每一种标签活动，根据所述多波瓣天线的特性将当前确定的所述一标签的RSSI包络线与用于确定该标签活动的RSSI包络线模板进行匹配来确定该标签活动。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述多波瓣天线的特性，包括：针对标签的一次单向的移动，利用多波瓣天线得到的RSSI包络线中出现多个顶部和/或多个底部。

10.根据权利要求2至4任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括：当无线环境发生变化或有新的标签活动检测需求时，根据仿真结果或实测结果训练得到新的RSSI包络线模板，并更新原有的RSSI包络线模板。

11.一种射频识别RFID系统中的标签活动Tag Activity检测装置，其应用于包括阅读器Reader、阅读器天线以及至少一个标签Tag的RFID系统中；其特征在于，该装置包括：

标签数据单元，用于接收所述阅读器上报的标签数据，为至少一个标签建立标签数据日志Tag Data Log；

标签活动确定单元，用于检测标签活动，当需要检测一标签的至少一种标签活动时，查询所述标签数据单元中的标签数据日志，根据所述标签数据日志中与所述一标签相关的标签数据Tag Data确定所述一标签的接收信号强度指示RSSI包络线，并根据所述RSSI包络线确定所述一标签的至少一种标签活动。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述标签活动确定单元进一步包括：确定模块和训练模块；

所述训练模块，用于针对每种可能需要被检测的标签活动，根据仿真结果或实测结果训练得到用于确定该标签活动的RSSI包络线模板；

所述确定模块，用于当被要求检测一标签的至少一种标签活动时，通过查询所述标签数据单元中的标签数据日志获得所述一标签当前的RSSI包络线，针对每种被要求检测的标签活动，从所述训练模块提取用于确定该标签活动的RSSI包络线模板，并通过将当前确定的所述RSSI包络线与用于确定该标签活动的RSSI包络线模板进行匹配来确定该标签活动。

13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述确定模块中被配置有针对每种标签活动的事件以及每种事件与RSSI包络线模板之间的关联，其中，要求检测一种标签活动的请求被配置为一种事件event，与一种事件关联的RSSI包络线模板用于确定该事件对应的标签活动；所述确定模块，用于当针对一标签的至少一种事件被触发时，针对每一被触发的事件，从所述训练模块提取与该事件关联的RSSI包络线模板，并通过将当前确定的所述RSSI包络线与被提取的RSSI包络线模板进行匹配来确定该标签活动。

14.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，当无线环境发生变化或有新的标签活动检测需求时，所述训练模块进一步根据仿真结果或实测结果训练得到新的RSSI包络线模板，并更新原有的RSSI包络线模板。

15.根据权利要求11至13任一项所述的装置，其特征在于，所述标签数据日志中与所述一标签相关的标签数据，包括：标签标识、RSSI和时间戳；或者，标签标识、RSSI、时间戳和天线标识；所述至少一种标签活动，包括：标签移动方向、标签移动速度、标签为移动还是静止、标签移动次数、标签移动路线与阅读器的距离、标签与包装的关联中的任一者或任意组合。

16.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，进一步包括：

无线信息模块，用于为所述训练模块提供无线环境信息和阅读器天线的描述信息；

所述训练模块，进一步用于利用所述无线信息模块提供的所述无线环境信息和所述阅读器天线的描述信息，根据仿真结果或实测结果训练得到用于确定标签活动的RSSI包络线模板。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述阅读器天线为多波瓣天线Multi-Beam Antenna；所述训练模块利用所述无线信息模块提供的所述无线环境信息和所述多波瓣天线的描述信息，根据仿真结果或实测结果训练得到具有多波瓣天线特性的用于确定标签活动的RSSI包络线模板。

18.一种阅读器Reader，其应用于包括阅读器Reader、阅读器天线以及至少一个标签Tag的RFID系统中；其特征在于，该阅读器的内部嵌入有如权利要求8至10任一项所述的装置。

19.根据权利要求18所述的阅读器，其特征在于，该阅读器连接一个外部的计算机或者独立管理信息单元，将其内嵌入的所述装置所确定的标签活动输出给所述计算机或独立管理信息单元；其中，所述计算机或独立管理信息单元用于对所述阅读器输出的标签活动进行处理以得到所述RFID系统所应用的环境中所需的管理信息；或者，

该阅读器本身具有管理信息单元，其内嵌入的所述装置所确定的标签活动输出给所述管理信息单元；其中，所述阅读器本身具有的管理信息单元用于对所述装置输出的标签活动进行处理以得到所述RFID系统所应用的环境中所需的管理信息。

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