CN104399677A - 带有无线标签的可循环物流器具的分拣方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有无线标签的可循环物流器具的分拣方法，该分拣方法包括以下步骤：设定移动终端以开始分拣；该移动终端的持有者围绕待分拣的可循环物流器具开始行走，在行走过程中该移动终端实时地计算自身的相对地理位置且检测目标范围内及范围外的多个RSSI值；以及部分完成行走过程后进行空间计算，判定哪些RSSI值所对应的信号位于行走过程所形成的圈定的拓扑图的一侧，以完成分拣过程。本发明可以方便地利用现有的设备完成可循环物流器具的快速分拣，节约了时间，也降低了成本。

Description

带有无线标签的可循环物流器具的分拣方法

技术领域

本发明涉及物流领域，特别涉及一种带有无线标签的可循环物流器具的分拣方法。

背景技术

在智能化物流领域，对可循环物流器具进行识别和分拣是非常关键的步骤和环节。RFID(射频标签)技术在智能化物流领域是常见的货物/容器追踪实施手段，尤其是有源RFID针对中等距离的设备/容器追踪有良好的效果。目前成熟的分拣方法常见于使用异型门框(带有RFID或其他无线信号读取设备)或者固定读取设备，当无线标签或者对象设备靠近或者通过该设备时，通过判断接近距离来对目标设备进行标定，从而达到了分拣目标。这种分拣方法的缺点很明显，对于大批量目标设备的分拣效率很低，例如要分拣一万个可循环物流器具的话，就要对这一万个可循环物流器具一个一个依次分拣。特别是有些无线标签的通信距离又特别短，需要读取设备与标签贴得很近，那又进一步增加了分拣的时间和难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有无线标签的可循环物流器具的分拣方法，可以方便地利用现有的设备完成可循环物流器具的快速分拣，节约了时间，也降低了成本。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种带有无线标签的可循环物流器具的分拣方法，包括以下步骤：设定移动终端以开始分拣；该移动终端的持有者围绕待分拣的可循环物流器具开始行走，在行走过程中该移动终端实时地计算自身的相对地理位置且检测目标范围内及范围外的多个RSSI值；以及部分完成行走过程后进行空间计算，判定哪些RSSI值所对应的信号位于行走过程所形成的圈定的拓扑图的一侧，以完成分拣过程。

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

与现有的需要对所有可循环物流器具逐一分拣的分拣方法相比，本发明实施方式的分拣方法根据实际行走所绕的圈，实际上移动终端只接触到最外围的可循环物流器具的至少一部分，大大缩短了分拣时间。

进一步地，无须围绕可循环物流器具行走完整一圈，只需要部分地，例如行走二分之一圈以上即可实施本发明，进一步缩短了分拣时间。

进一步地，如果可循环物流器具的无线标签不合法，则不再对该不合法的无线标签的RSSI值进行检测，从而防止了不需要的可循环物流器具混入分拣目标，大大提高了分拣精度。

进一步地，移动终端是智能手机或者平板电脑，如此一来，可以方便地利用现有的设备完成可循环物流器具的快速分拣。

附图说明

图1是本发明第一实施方式中可循环物流器具的分拣方法的流程图。

图2是本发明第一实施方式中可循环物流器具的分拣方法的应用场景示意图。

图3是根据三角测量原理确定移动终端的物理位置的原理说明图。

图4是现有的室内定位的原理说明图。

图5是图1中示出的分拣方法中的定位方式的示意图。

图6是图1中示出的分拣方法中的定位方式的原理说明图。

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施方式涉及一种带有无线标签的可循环物流器具的分拣方法。图1是该分拣方法的流程图。

具体地说，该分拣方法根据空间计算的结果分拣出分拣目标。如图1所示，该可循环物流器具的分拣方法包括以下步骤：

在步骤S101中，设定移动终端以开始分拣。设定完成后，移动终端就能够对无线标签的RSSI(Received Signal Strength Indication，接收到的无线信号强度)值进行读取和记录了。

此后进入步骤S102，该移动终端的持有者围绕待分拣的可循环物流器具开始行走，在行走过程中该移动终端实时地计算自身的相对地理位置且检测目标范围内及范围外的多个RSSI值。

此后进入步骤S103，部分完成行走过程后进行空间计算，判定哪些RSSI值所对应的信号位于行走过程所形成的圈定的拓扑图的一侧，以完成分拣过程。

此后结束本流程。

图2是本发明第一实施方式中可循环物流器具的分拣方法的应用场景示意图。图2示例性地示出了一种空间计算的方式，但是本发明并不限于此，也可以采用其他的空间计算的方式。图2中的空间计算的方式是先将多个可循环物流器具的无线标签在不同时刻的RSSI值和该时刻移动终端自身的相对地理位置一一对应；然后进行位置计算得到多个可循环物流器具的无线标签的相对地理位置；最后根据行走过程所形成的圈定的拓扑图，将拓扑图的一侧的无线标签所在的可循环物流器具判定为分拣目标。

其中，位置计算的方式可以采用各种方式，例如三边测量计算、三角测量计算、极大似然估计计算等等。

如图2所示，移动终端的持有者行走而形成以虚线示出的拓扑图，在该拓扑图的一侧(在图2中，一侧示出为内部，当然也可以是外部)的16个可循环物流器具成为分拣目标，而在拓扑图外部的那些可循环物流器具不会成为分拣目标，能精确锁定本批被管理的目标容器的范围，从而不会混淆管理不同批次的可循环物流器具。

另外，尽管优选为围绕待分拣的可循环物流器具行走完整一圈来完成行走过程，但是考虑到拓扑图计算方式的精确度，行走二分之一圈以上就可以得到分拣目标了。另外，如果在行走过程中不跨越待分拣的可循环物流器具，能进一步提高分拣精度。

而且，如果应用现有的分拣方法的话，本来需要对图2中的16个可循环物流器具逐一地进行分拣，应用了本发明的分拣方法后，根据实际行走所绕的圈，实际上移动终端只接触到最外围的可循环物流器具的至少一部分，大大缩短了分拣时间。例如，要分拣10000个容器，假设对每个容器分拣需要1秒，那么应用现有的分拣方法需要10000秒的时间，如果这10000个容器按照100x100的正方形进行堆放的话，应用本发明的分拣方法，只需要最多花费396秒(行走完整一圈的情况下，如果走二分之一圈则时间更短)接触不超过最外部的396个容器就能完成分拣，相当于现有的分拣方法所花费时间的不到4％，足足节约了96％以上的分拣时间。

应用于该分拣方法的可循环物流器具具备有无线标签，无线标签例如可以是基于iBeacon协议或低功耗蓝牙协议的芯片，也可以是其他类型的无线标签，比如RFID、Zigbee、Wifi等等，还可具备供电部来为无线标签供电。

作为一个实例，例如采用TI公司的CC2540或CC2541芯片作为无线标签，周期性(例如100ms)发射广播帧。

每个广播帧可以是这样的结构，例如包含UUID域、Major域、Minor域、RSSI域。其中，UUID(全球唯一识别码)域为设备唯一编号，即无线信标部的唯一标识，RSSI域为无线信号强度信息，指示接收设备收到的节点信号强弱值，剩余的Major域和Minor域为动态信息域，根据域内编码信息，可以包含各种信息，例如可以包括内部测量信息和动态校验信息。该动态校验信息是参照其他信息按照事先规定的动态加密算法(例如AES、3DES或者其他算法)而得到的，用于安全认证。也就是说，如果可循环物流器具的无线标签不合法，会立刻被移动设备认证出来，接下来移动就不会再去检测带有该无线标签的容器，如此一来，就避免了有不需要的可循环物流器具混在需要的可循环物流器具中时，会错误地将不需要的可循环物流器具也一起分拣的情况，大大提高了分拣的精确度。

低功耗蓝牙(BLE)协议即蓝牙4.0协议在以智能手机为代表的移动终端上已经获得广泛的支持。例如iPhone手机从iPhone4S开始就支持了蓝牙4.0，而安卓系统也从安卓4.3开始全面支持蓝牙4.0。而iBeacon协议是苹果公司开发的一种通过低功耗蓝牙(BLE)进行十分精确的微定位的协议，从IOS7.0和安卓4.3开始得到支持。通过此技术，设备可以接收一定范围由其他iBeacons发出来的信号，同时也可以把自身的信息在一定范围内传给其他用户。由此可见，现有的智能手机用户们不需要付出任何额外的成本就可以将自己的智能手机作为读取装置。

目前，不管是iBeacon技术还是低功耗蓝牙技术的应用场景都主要集中在智能商场、博物馆、旅游景点等场景中。这些场景应用模式主要形式为：iBeacon或者低功耗蓝牙发射基站固定在店铺、展出物、某景点等固定位置，构成整个场景的坐标体系。手机等移动终端根据收到的各iBeacon或者低功耗蓝牙基站信息，与后台数据库(云端)信息交互，感知移动终端本身的精确定位位置信息，随后后台(云端)推送与相关位置相关的商业信息。这样构成了完整的室内定位应用实施路径。也就是说，移动终端利用了以iBeacon或者低功耗蓝牙为代表的无线信标来获得自身的定位。作为一个例子，图4是示出了这种现有的室内定位的原理说明图。图4中按照4x4的正方形的方式部署了16个iBeacon基站，移动终端根据事先部署的这些基站的位置信息，通过获取三个以上iBeacon基站的无线信号强度(RSSI)值，从而根据三角测量原理计算自身的位置信息。

图3是上述记载中根据三角测量原理确定移动终端的物理位置的原理说明图。如图3所示，移动终端可以同时感知多个无线标签的RSSI值，所以如果标签位置是已知的，那么可以根据三个以上的标签的RSSI值，通过三边方法计算移动站的自身位置。

而本发明的技术方案则是反其道而行之，移动终端利用自身的加速度传感器、GPS模块等完成地理位置的定位，反过来为可循环物流器具上的iBeacon或者低功耗蓝牙芯片等无线标签提供了位置定位的依据，从而利用移动终端就能简单地对可循环物流器具进行分拣。图5是该定位方式的示意图。如图5所示，当iBeacon基站静止时，移动终端在不同的时刻获取RSSI值，通过移动终端自身的加速度传感器、GPS模块等计算自身的位置信息，然后进行位置计算，例如进行三边测量计算时，采样三个以上时刻的RSSI值，计算所对应的iBeacon基站的位置。

优选地，移动终端例如是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、个人数字助理(Personal Digital Ass istant，简称“PDA”)等等。

本发明的各方法实施方式均可以以软件、硬件、固件等方式实现。不管本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可更换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(Programmable Array Logic，简称“PAL”)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称“RAM”)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，简称“PROM”)、只读存储器(Read-Only Memory，简称“ROM”)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM，简称“EEPROM”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(Digital Versatile Disc，简称“DVD”)等等。

需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种带有无线标签的可循环物流器具的分拣方法，其特征在于，包括以下步骤：

设定移动终端以开始分拣；

该移动终端的持有者围绕待分拣的可循环物流器具开始行走，在行走过程中该移动终端实时地计算自身的相对地理位置且检测目标范围内及范围外的多个RSSI值；以及

部分完成行走过程后进行空间计算，判定哪些RSSI值所对应的信号位于行走过程所形成的圈定的拓扑图的一侧，以完成分拣过程。

2.根据权利要求1所述的分拣方法，其特征在于，

所述判定哪些RSSI值所对应的信号位于行走过程所形成的圈定的拓扑图的一侧的步骤包括以下子步骤：

将多个可循环物流器具的无线标签在不同时刻的RSSI值和该时刻移动终端自身的相对地理位置一一对应；

进行位置计算得到多个可循环物流器具的无线标签的相对地理位置；以及

根据行走过程所形成的圈定的拓扑图，将拓扑图的一侧的无线标签所在的可循环物流器具判定为分拣目标。

3.根据权利要求2所述的分拣方法，其特征在于，

所述位置计算是以下计算方式之一：三边测量计算、三角测量计算、极大似然估计计算。

4.根据权利要求1所述的可循环物流器具，其特征在于，

部分完成行走过程是指围绕待分拣的可循环物流器具行走二分之一圈以上。

5.根据权利要求4所述的分拣方法，其特征在于，

完成行走过程是指围绕待分拣的可循环物流器具行走完整一圈。

6.根据权利要求1所述的可循环物流器具，其特征在于，

在行走过程中不跨越待分拣的可循环物流器具。

7.根据权利要求1所述的可循环物流器具，其特征在于，

如果可循环物流器具的无线标签不合法，则不再对该不合法的无线标签的RSSI值进行检测。

8.根据权利要求1所述的可循环物流器具，其特征在于，

无线标签是基于iBeacon协议或低功耗蓝牙协议的芯片或Wif i芯片。

9.根据权利要求1所述的分拣方法，其特征在于，

所述移动终端是智能手机或平板电脑。