CN104361371A - 基于rfid技术的定位系统和定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于RFID技术的定位系统和定位方法，该定位系统包括：多个RFID标签，所述多个RFID标签放置在定位区域的不同位置；RFID阅读器，携带在所述定位区域内待定位的活动对象上，用于检测在所述RFID阅读器检测范围内的RFID标签；定位服务器，与所述RFID阅读器相连，用于接收来自所述RFID阅读器的标签信息，并根据接收到的标签信息实现对所述待定位的活动对象的定位。本发明实施例解决了现有技术中定位系统定位精度不高、定位成本高、工程应用上设计、施工难度大的技术问题，达到了有效降低定位成本、提高定位精度的技术效果。

Description

基于RFID技术的定位系统和定位方法

技术领域

本发明涉及定位技术领域，特别涉及一种基于RFID(Radio FrequencyIdentification，无线射频识别)技术的定位系统和定位方法。

背景技术

生产安全的核心是人的安全，在工业生产安全管理系统中引入人员定位监测系统已经成为一种趋势。工业厂区迫切需要利用人员跟踪定位设备，全天候对出入作业现场的人员进行实时自动跟踪，以便随时掌握每个员工在作业现场的位置和活动轨迹，以及作业人员的位置分布情况。

目前，已有一些基于RFID技术的室内人员定位技术和方法，在这些方法中，主要的实现方式是在现场区域布设RFID阅读器器，然后，人员携带RFID标签，这样RFID阅读器读取在其范围内的RFID标签的信息(即标签数据)，然后通过以太网或现场总线将读取的标签数据传送到远端服务器。

然而，由于RFID阅读器设计、施工难度大，综合成本较高，读卡距离有限，难以使得RFID阅读器覆盖整个工业现场，系统定位的精度十分有限，如果工业现场发生灾变，由于定位精度不高，则无法开展最有效的营救。

针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于RFID技术的定位系统，以解决现有技术中的定位系统定位精度不高、定位成本高的技术问题，该系统包括：

多个RFID标签，所述多个RFID标签放置在定位区域的不同位置；

RFID阅读器，携带在所述定位区域内待定位的活动对象上，用于检测在所述RFID阅读器检测范围内的RFID标签；

定位服务器，与所述RFID阅读器相连，用于接收来自所述RFID阅读器的标签信息，并根据接收到的标签信息实现对所述待定位的活动对象的定位。

在一个实施例中，所述RFID标签为无源RFID射频标签。

在一个实施例中，所述RFID阅读器为手持终端或者卡片形状的设备。

在一个实施例中，所述待定位的活动对象为人，所述RFID阅读器上设置有可实现与人固定的部件。

在一个实施例中，所述可实现与人固定的部件包括：卡扣、环状腰带、或者环状腕带。

在一个实施例中，所述RFID阅读器中设置有无线发送模块，所述定位服务器中设置有无线接收模块，所述RFID阅读器通过所述无线发送模块和所述无线接收模块，与所述定位服务器以无线方式连接。

在一个实施例中，所述无线方式包括以下至少之一：ZigBee、GPRS、WIFI、蓝牙。

在一个实施例中，上述定位系统还包括：显示终端，与所述定位服务器相连，用于接收从所述定位服务器发送过来的定位信息，并对所述定位信息进行显示。

本发明实施例还提供了一种基于RFID技术的定位方法，以解决现有技术中的定位系统定位精度不高、定位成本高的技术问题，该方法包括：

将多个RFID标签放置在定位区域的不同位置；

将RFID阅读器放置在所述定位区域内待定位的活动对象上；

所述RFID阅读器在所述待定位的活动对象在定位区域内移动时，检测在所述RFID阅读器检测范围内的RFID标签，并将检测到的标签信息发送给定位服务器；

所述定位服务器根据所述标签信息实现对待定位的活动对象的定位。

在一个实施例中，RFID阅读器发送给定位服务器的标签信息包括：

在RFID阅读器检测范围内的RFID标签的标签标识；

或者，在RFID阅读器检测范围内的RFID标签的位置信息。

在一个实施例中，所述位置信息是携带在RFID标签内的，或者是RFID阅读器根据自身存储的标签标识与位置信息之间的对应关系确定的。

在一个实施例中，在RFID阅读器发送给定位服务器的标签信息是RFID标签的标签标识的情况下，所述定位服务器根据所述标签信息实现对待定位的活动对象的定位，包括：

所述定位服务器根据自身存储的标签标识与位置信息之间的对应关系确定该RFID标签的位置信息，并根据确定的位置信息实现对待定位的活动对象的定位。

在一个实施例中，所述RFID阅读器在所述待定位的活动对象在定位区域内移动时，检测在所述RFID阅读器检测范围内的RFID标签，包括：

所述RFID标签每间隔预定时间检测一次在检测范围内的RFID标签。

在一个实施例中，在RFID阅读器将检测到的标签信息发送给定位服务器的过程中，RFID阅读器还将RFID阅读器的标识发送给定位服务器。

在一个实施例中，所述定位服务器根据所述标签信息实现对待定位的活动对象的定位，包括：

所述定位服务器并行接收多个RFID阅读器发送的标签信息和各个RFID阅读器的标识；

所述定位服务器根据预先存储的RFID阅读器的标识与待定位的活动对象之间的一一对应关系，并行确定各个RFID阅读器对应的待定位的活动对象；

所述定位服务器根据所述标签信息并行实现对待定位的活动对象的定位。

在本发明实施例中，提供了一种基于RFID技术的定位系统，在该系统中将RFID标签放置在定位区域内，将RFID阅读器放置在待定位对象上，从而可以有效减少RFID阅读器的使用量，节约成本，同时如果需要提高定位精度，仅需要增加RFID标签即可，不需要额外增加RFID阅读器，从而解决了现有技术中定位系统定位精度不高、定位成本高、工程应用上设计、施工难度大的技术问题，达到了有效降低定位成本的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的基于RFID技术的定位系统的一种系统架构图；

图2是根据本发明实施例的基于RFID技术的定位系统的另一系统架构图；

图3是根据本发明实施例的基于RFID技术的定位系统的又一系统架构图。

图4是根据本发明实施例的基于RFID技术的定位方法的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

发明人考虑到现有的基于RFID技术的定位系统都是采用在被定位对象身上安装RFID标签，在定位区域内安装RFID阅读器，由RFID阅读器读取进入其检测范围的RFID标签的ID，然后将读取的ID返回至服务器进行处理，从而使得服务器可以根据返回的ID和返回该信息的阅读器的位置确定出被定为对象的位置，通过这种方式进行定位，如果希望提高定位的精度，就需要在定位区域内多放置RFID阅读器，然而，一般RFID阅读器的成本很高，大规模的布设将需要很高的成本。

为此，发明人想到可以采用逆向思维来实现定位，具体的，可以将定位标签设置在定位区域内，然后被定位对象在进入定位区域后携带一个RFID阅读器，如果想要提高定位的精度，直接在系统中增加RFID标签的数量即可，从而可以有效减少定位成本。

具体的，在本例中，提供了一种基于RFID技术的定位系统，如图1所示，包括：

多个RFID标签101，多个RFID标签放置在定位区域的不同位置；

RFID阅读器102，携带在所述定位区域内待定位的活动对象上，用于检测在所述RFID阅读器检测范围内的RFID标签，并将检测到的RFID标签的标识发送给定位服务器；

定位服务器103，与RFID阅读器相连，用于接收来自所述RFID阅读器的标签信息，并根据接收到的标签信息实现对所述待定位的活动对象的定位。

在上述实施例中，提供了一种基于RFID技术的定位系统，在该系统中将RFID标签放置在定位区域内，将RFID阅读器放置在待定位对象上，从而可以有效减少RFID阅读器的使用量，节约成本，同时如果需要提高定位精度，仅需要增加RFID标签即可，不需要额外增加RFID阅读器，从而解决了现有技术中定位系统定位精度不高、定位成本高、工程应用上设计、施工难度大的技术问题，达到了有效降低定位成本的技术效果。

考虑到标签的成本问题，在本例中所采用的RFID标签101优选为无源的RFID射频标签。具体的，如图1所示，RFID标签可以设置在墙体上，也可以设置在地面、设备、管道等地方，具体的铺设按照实际需求可以自主选择。

在具体实现的过程中，上述的RFID阅读器102可以是被放置在一个运动的物体上，例如：人、动物、自动扫地机器人等会移动的物体上。

以待定位的活动对象为厂房的巡检人员为例，定位区域为厂房为例进行说明，为了使得待定位的人员容易携带这个RFID阅读器，可以将其设置为手持终端，也可以在其上设置可实现与人固定的部件，或者是将其制作为一个可以放在口袋里的装置，例如，在RFID阅读器上设置一个腰带，使得待定位人员可以直接将其佩戴在腰部，这样可以有效提高佩戴的方便性和舒适度，进一步的，这个可实现与人固定的部件可以是：卡扣，环状腰带等，只要便于携带都可以，例如，还可以做成腕带的形式，或者是做成卡片的形式放在衣服兜里。

具体的，因为RFID阅读器102是由被定位对象携带的，检测到信号需要将检测到的信号传回定位服务器进行处理，因此，在其中需要设置通信模块，这个通信模块还需要是无线的，那么相应的就需要在定位服务器103中设置有无线接收模块，在RFID阅读器102中设置无线发送模块，RFID阅读器102通过内置的无线发送模块和无线接收模块与定位服务器以无线方式连接，其中，上述的无线方式可以包括但不限于以下至少之一：ZigBee、GPRS、WIFI、蓝牙，还可以采用其它的无线方式，本申请在此不做限定。

如图2所示，也可以在定位服务器103和RFID阅读器102之间设置一个数据通信系统104，RFID阅读器102需要传送至定位服务器103的信息，通过该数据通信系统104转发至定位服务器103。

如图3所示，该基于RFID技术的定位系统中还可以设置有显示终端105，这个显示终端可以是一台电脑，也可以是一个智能手机等等，这个显示终端的主要作用就是接收从定位服务器103发送过来的定位信息，并对定位信息进行显示和处理，在定位服务器103和显示终端105之间可以采用有线方式连接，也可以采用无线方式连接，本申请对此不做限定。

下面对该基于RFID技术的定位系统的使用方法进行具体说明，如图4所示，主要包括如下步骤：

步骤401：将多个RFID标签放置在定位区域的不同位置；

步骤402：将RFID阅读器放置在所述定位区域内待定位的活动对象上；

步骤403：RFID阅读器在待定位的活动对象在定位区域内移动时，检测在所述RFID阅读器检测范围内的RFID标签，并将检测到的标签信息发送给定位服务器；

步骤404：定位服务器根据标签信息实现对待定位的活动对象的定位。

举例而言，在一个仓库中按照预定规则或距离设置有50个RFID标签，工作人员佩戴RFID阅读器后进入该仓库，那么佩戴在工作人员身上的RFID阅读器在进到仓库后可以检测在自己的检测范围内进行检测，如果检测到在这个范围内有RFID标签，那么就获取该RFID标签的ID，然后就该ID返回至定位服务器，因为在定位服务器中存储有RFID标签的ID与其所在位置的对应关系，那么就可以简单地确定出工作人员的大概位置。进一步的，如果想要提到检测定位的精度，可以多放置几个RFID标签，这样更便于精确定位。考虑到实际操作的过程中，一个RFID阅读器可能同时检测到多个RFID标签，这个时候，可以按照RFID标签的信号强弱，选择信号强的RFID标签读取。在以上举的例子中，RFID标签的ID与其所在位置之间的对应关系是存储在定位服务器中的，因此仅需要向定位服务器提供RFID标签的ID即可，该对应关系也可以存储在RFID阅读器中，这样，RFID阅读器在获取到RFID标签的标识后，直接就可以确定自身所在的大概位置，然后将确定的位置信息告知定位服务器即可，不需要定位服务器再进行匹配。还有一种实现方式就是RFID标签中存储有自身的位置信息，即，RFID阅读器在检测到RFID标签的时候，就已经直接从该RFID标签中获取到位置信息了，例如，可以将RFID标签的标识设置成它的位置信息等等。即，位置信息与RFID标签的标识是之间的一一对应关系，可以存储在定位服务器中，也可以存储在RFID阅读器中，也可以在无源RFID标签中直接存储位置信息。

在具体实现的过程中，RFID阅读器发送给定位服务器的标签信息可以是在RFID阅读器检测范围内的RFID标签的标签标识，也可以是在RFID阅读器检测范围内的RFID标签的位置信息，具体的，这个位置信息可以是携带在RFID标签内的，也可以是RFID阅读器根据自身存储的标签标识与位置信息之间的对应关系确定的。如果标签信息是RFID标签的标签标识，那么定位服务器根据标签信息实现对待定位的活动对象的定位，可以包括：定位服务器根据自身存储的标签标识与位置信息之间的对应关系确定该RFID标签的位置信息，并根据确定的位置信息实现对待定位的活动对象的定位。

为了达到节省RFID阅读器的电量的目的，RFID阅读器不需要时刻进行检测，可以按照预定的时间间隔进行检测，例如：每间隔2分钟进行一次检测等等。

具体实施的过程中，定位服务器103应该是可以实现并行操作的，即，可以同时对多个RFID阅读器读取的信息进行处理，同时实现对多个待定位对象的定位，具体的，定位服务器103并行接收多个RFID阅读器发送的RFID标签的标识，并根据预先存储的RFID标签与放置位置之间的一一对应关系，并行实现对多个待定位的活动对象的定位，其中，RFID标签与放置位置之间的一一对应关系通过表格、文本或者数据库的形式进行存储。进一步的，既然需要对多个待定位对象进行定位，那么就需要为每个RFID阅读器设置标识，并建立该阅读器的标识与使用者(即待定位对象)之间的对应关系，那么在RFID阅读器将检测到的标签信息发送给定位服务器的过程中，RFID阅读器还将需要RFID阅读器的标识发送给定位服务器，定位服务器根据RFID阅读器的标识查找对应关系，就可以知道是对应哪个待定位的活动对象。

下面结合一个具体实施例进行说明，如图3所示，该基于RFID技术的定位系统包括：RFID定位标签、RFID阅读器、数据通信系统、定位服务器、显示终端(例如：智能终端或者是客户端计算机等)，其中，定位服务器、智能终端和客户端计算机之间可以通过网线、光纤或者是无线方式连接至数据通信系统中，其中，RFID定位标签固定在工业现场，RFID阅读器通过无线方式连接到数据通信系统中，RFID阅读器通过无线射频通信的方式连接定位标签。

具体的，RFID定位标签可以是无源RFID射频标签，例如可以选择UHF(UltraHigh Frequency，特高频)无源标签，每个定位标签中含有唯一的ID，定位标签固定在需要进行人员定位的现场区域。RFID阅读器由被定位对象佩戴以检测并传送所述被定位对象的位置数据。

同时为RFID阅读器设置一个唯一对应的ID，这个ID可以是网络通信中的MAC地址，数据通信系统为RFID阅读器和上层设备之间提供数据传输通道，可以选择但不限于采用以下一种或多种通信方式：ZigBee、GPRS、WiFi、或者蓝牙等方式，优选的，可以采用WiFi无线网络通信。

在定位服务器中存储有定位标签ID与现场区域实际位置的对应关系，优选的，可以使用数据库或文档的方式进行存储，智能终端和客户端计算机上安装有APP软件和应用程序，这些APP软件和应用程序可以从定位服务器上获取人员的位置信息，具有人员实时定位跟踪、安全警示等功能。

具体实现的时候，佩戴于被定位对象身上的RFID阅读器用于获取定位标签中的位置信息，从而实现被监测对象的定位，而RFID阅读器所得到的位置数据和自身的ID要借助于无线网络发送至定位服务器进行处理。然而，从通信方式的角度讲，定位服务器、数据通信系统可以通过有线通信方式(例如：网线、光纤等)进行信息和数据的传递，而数据通信系统与RFID阅读器之间是通过无线进行连接的，通过无线通信方式进行信息和数据的传递。

在本例中，该人员定位系统可以同时支持多个RFID阅读器的工作，而对于每一个被定位对象而言，只需佩戴一个RFID阅读器，所适用的被定位对象不限于工业环境下巡检的工作人员，也适用于特定环境下需要进行定位监测的孩童、患者、老人、物品等。

具体实现的时候，RFID阅读器可以佩戴于被定位对象身体的某个部位，考虑到佩戴于腰部会给被定位对象最大的佩戴舒适感，因此可以将RFID阅读器佩戴在被定位对象的腰部，这样也不会影响被定位对象的身体活动。

在本例中，为了实现对室内人员的定位功能，提高定位的精度和效果，提供了一种基于RFID技术的室内人员逆向定位系统及方法，其中，RFID定位标签是普通的RFID射频标签，具有低成本的优势，因此适合于在环境复杂的工业环境下大量、灵活布设，数据通信可以根据现场的实际环境灵活选择采用ZigBee、GPRS、WiFi、蓝牙等通信方式进行通信，RFID阅读器就是市面上可见的具有RFID读卡功能和数据传输功能的手持终端等。

系统的软件平台具有人员实时定位跟踪、安全警示、应急快速搜寻等功能，主要针对工业厂区室内环境下的人员定位。在正常生产生活中，可以利用人员定位系统的管理，对各个工作人员的位置和轨迹进行实时定位和行迹追踪，在紧急事件突发时，通过人员定位系统也可以获取该区域内受困人员的具体位置信息，以便实施救援。

在另外一个实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有上述软件，该存储介质包括但不限于：光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。

从以上的描述中，可以看出，本发明实施例实现了如下技术效果：提供了一种基于RFID技术的定位系统，在该系统中将RFID标签放置在定位区域内，将RFID阅读器放置在待定位对象上，从而可以有效减少RFID阅读器的使用量，节约成本，同时如果需要提高定位精度，仅需要增加RFID标签即可，不需要额外增加RFID阅读器，从而解决了现有技术中定位系统定位精度不高、定位成本高、工程应用上设计、施工难度大的技术问题，达到了有效降低定位成本的技术效果。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。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 (15)

1.一种基于RFID技术的定位系统，其特征在于，包括：

多个RFID标签，所述多个RFID标签放置在定位区域的不同位置；

RFID阅读器，携带在所述定位区域内待定位的活动对象上，用于检测在所述RFID阅读器检测范围内的RFID标签；

定位服务器，与所述RFID阅读器相连，用于接收来自所述RFID阅读器的标签信息，并根据接收到的标签信息实现对所述待定位的活动对象的定位。

2.如权利要求1所述的定位系统，其特征在于，所述RFID标签为无源RFID射频标签。

3.如权利要求1所述的定位系统，其特征在于，所述RFID阅读器为手持终端或者卡片形状的设备。

4.如权利要求1所述的定位系统，其特征在于，所述待定位的活动对象为人，所述RFID阅读器上设置有可实现与人固定的部件。

5.如权利要求4所述的定位系统，其特征在于，所述可实现与人固定的部件包括：卡扣、环状腰带、或者环状腕带。

6.如权利要求1所述的定位系统，其特征在于，所述RFID阅读器中设置有无线发送模块，所述定位服务器中设置有无线接收模块，所述RFID阅读器通过所述无线发送模块和所述无线接收模块，与所述定位服务器以无线方式连接。

7.如权利要求6所述的定位系统，其特征在于，所述无线方式包括以下至少之一：ZigBee、GPRS、WIFI、蓝牙。

8.如权利要求1至7中任一项所述的定位系统，其特征在于，还包括：显示终端，与所述定位服务器相连，用于接收从所述定位服务器发送过来的定位信息，并对所述定位信息进行显示。

9.一种基于RFID技术的定位方法，其特征在于，包括：

将多个RFID标签放置在定位区域的不同位置；

将RFID阅读器放置在所述定位区域内待定位的活动对象上；

所述RFID阅读器在所述待定位的活动对象在定位区域内移动时，检测在所述RFID阅读器检测范围内的RFID标签，并将检测到的标签信息发送给定位服务器；

所述定位服务器根据所述标签信息实现对待定位的活动对象的定位。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，RFID阅读器发送给定位服务器的标签信息包括：

在RFID阅读器检测范围内的RFID标签的标签标识；

或者，在RFID阅读器检测范围内的RFID标签的位置信息。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述位置信息是携带在RFID标签内的，或者是RFID阅读器根据自身存储的标签标识与位置信息之间的对应关系确定的。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，在RFID阅读器发送给定位服务器的标签信息是RFID标签的标签标识的情况下，所述定位服务器根据所述标签信息实现对待定位的活动对象的定位，包括：

所述定位服务器根据自身存储的标签标识与位置信息之间的对应关系确定该RFID标签的位置信息，并根据确定的位置信息实现对待定位的活动对象的定位。

13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述RFID阅读器在所述待定位的活动对象在定位区域内移动时，检测在所述RFID阅读器检测范围内的RFID标签，包括：

所述RFID标签每间隔预定时间检测一次在检测范围内的RFID标签。

14.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在RFID阅读器将检测到的标签信息发送给定位服务器的过程中，RFID阅读器还将RFID阅读器的标识发送给定位服务器。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述定位服务器根据所述标签信息实现对待定位的活动对象的定位，包括：

所述定位服务器并行接收多个RFID阅读器发送的标签信息和各个RFID阅读器的标识；

所述定位服务器根据预先存储的RFID阅读器的标识与待定位的活动对象之间的一一对应关系，并行确定各个RFID阅读器对应的待定位的活动对象；

所述定位服务器根据所述标签信息并行实现对待定位的活动对象的定位。