CN105718829A - 一种基于rfid的标签行为方向判断方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于RFID的标签行为方向判断方法，涉及射频识别技术RFID。本发明方法在门口的内外两侧分别部署门外天线和门内天线，门外天线和门内天线的扫描区域分别为门外和门内，并且门内天线和门外天线之间相隔有门框的扫描真空区域。天线在扫描到标签时，将标签信息和扫描时刻上传到数据服务器，在数据服务器中根据同一标签不同天线的扫描时刻来判断标签行为方向。本发明解决了现有的RFID仓储管理系统中的数据库中货物信息与实际不符的漏洞，也解决了人员打卡中的虚假打卡问题，且可实现对进出入门标签的同时判断，有效提高系统的稳定性和可操作性。

Description

一种基于RFID的标签行为方向判断方法

技术领域

本发明涉及射频识别技术(RadioFrequencyIdentification，RFID)，具体是一种基于RFID的标签行为方向判断方法。

背景技术

RFID作为一种新兴的非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境，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。因此，RFID技术已经成为21世纪全球自动识别技术发展的主要方向。

仓储物流数字化建设的基础工作之一就是基础数据的采集问题，基础数据的真实与完备是关系仓储物流数字化建设成功与否的关键与瓶颈，RFID的出现适时地解决了这一问题。使用RFID仓储物流管理系统，对仓储各环节实施全过程控制管理，对入库、出库、盘点等各个环节的规范化作业，能有效地对仓库流程和空间进行管理，实现批次管理、快速出入库和动态盘点。RFID也可应用于人员管理中，利用RFID标签的唯一ID号来标记每一个人，利用RFID远距离大范围读取的特点可以高效地实现人员考勤的管理，可以有效缓解劳动密集型企业上下班打卡时的拥堵情况。

现有的RFID解决方案中固定读写器只通过一个天线或者天线组实现读取标签，同时记录下本次读取的ID号，读取时间等相关信息，并未对标签行为进行记录，这会带来管理流程上的许多漏洞，例如实际货物情况与系统记录情况不符，人员虚假打卡等。另外，目前也存在一种RFID系统，该系统中的RFID标签中包含多个天线，并设置有IC芯片，天线向不同方法发射电波，IC芯片控制RFID标签只在被选择的通讯区域有效，该技术方案通过对RFID标签结构进行改良来判断行进方向，不适用于现有的RFID标签。

发明内容

本发明为了弥补现有基于RFID的解决方案在仓储，人员管理等方面的应用漏洞，提供了一种基于RFID的标签行为方向判断方法。本发明通过对天线进行分组，利用两组天线对同一标签读到的时差来判断该标签的移动方向，从而可有效避免上述RFID解决方案中的漏洞。

本发明提供的一种基于RFID的标签行为方向判断方法，实现过程为：

(1)在门口的内外两侧分别部署门外天线和门内天线；门外天线和门内天线的扫描区域分别为门外和门内，并且门内天线和门外天线之间相隔有门框的扫描真空区域。天线在扫描到标签时，将标签信息和扫描时刻上传到数据服务器。

(2)当天线1扫描到标签时，将标签信息和扫描时刻上传至数据服务器中；在数据服务器中寻找是否存在该标签被天线2扫描的标签信息，若不存在，进入(3)执行，若存在，判断天线2扫描该标签的时刻是否比本次的扫描时刻早，若是，则更新该标签的状态，若否则报错。当天线1为门内天线，天线2为门外天线时，更新标签的状态为IN，表示进入；当天线1为门外天线，天线2为门内天线时，更新标签的状态为OUT，表示出去。

(3)标签继续运动，穿过门框的扫描真空区域，被天线2扫描，天线2将扫描到的标签信息和扫描时刻上传至数据服务器。在数据服务器中判断天线1上传的该标签信息的扫描时刻是否比本次的扫描时刻早，若是，则更新该标签的状态，若否报错。当天线1为门内天线，天线2为门外天线时，更新标签的状态为OUT，表示出去；当天线1为门外天线，天线2为门内天线时，更新标签的状态为IN，表示进入。

所述的(1)中，门外天线和门内天线分别是一根天线，或者是一组天线。

所述的(2)和(3)中，还实时对数据服务器中的标签状态进行监控，每当有标签的状态发生变化时，创建一个该标签的行为记录，该行为记录的状态为标签更新后的状态，该行为记录的产生时间为状态更新的时刻。

本发明的优点与积极效果在于：本发明通过对与RFID固定读写器相连的天线进行分组，将多个具有相同功能的天线从软件上加以区分，以获得天线之间读取到的差异化信息，并以此判断标签的进出行为。本发明解决了现有的RFID仓储管理系统中的数据库中货物信息与实际不符的漏洞，也解决了人员打卡中的虚假打卡问题。与此同时，现有的RFID标签只能在某一个时间段内一批标签进门或出门，两者之间需要在软件层面相互切换，十分繁琐且不符合实际需求，本发明可实现对进出入门标签的同时判断，避免了在软件上的频繁切换，有效提高系统的稳定性和可操作性。

附图说明

图1是RFID仓储管理系统架构示意图；

图2是本发明基于RFID的标签行为方向判断方法中天线的布置示意图；

图3是本发明的基于RFID的标签行为方向判断方法的整体流程图；

图4是本发明的标签行为记录方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明实施例以RFID仓储管理系统为例，其架构如图1所示。如图1所示，仓储管理应用服务器、数据库服务器均提供以太网口，接入以太网交换机，实现IP可达。在仓库的各库位架设无线AP(无线访问接入点，WirelessAccessPoint)，无线AP的数量视库房环境决定，最终实现全区域的无线信号覆盖。无线AP通过以太网互联，并接入仓储管理应用服务器所在的以太网交换机，手持读卡器通过无线AP接入，固定读卡器通过网线接入，到仓储管理应用服务器所在网段实现IP可达。库房内库位严格划分好，每个库位均放置库位牌，库位牌上粘贴记录库位位置信息的条码。

当货物通过仓库大门时，固定在货物上的RFID标签被门口的天线扫描到，同时与天线相连的固定读写器处理数据后，将本次扫描记录上传至数据服务器。货物进入仓库后，使用手持读卡器分别扫描货物上的标签和库位上的标签，同时将两者信息通过无线AP上传至数据服务器，完成数据绑定后，货物入库工作即告完成。

现有RFID解决方案中，与固定读卡器相连的通常是一组天线，这一组天线可以实现对RFID标签的大范围多角度读取，这样可以大大提高读取标签的准确性和速度，可是，这种技术本质上还是只记录一个标签在一次通过中的记录，即使同时有多根天线读到了标签，也只按照一条记录上传到数据服务器，这样会造成多根天线所获得的差异化标签信息的浪费，也会产生管理流程中的漏洞。以仓库管理为例，现有解决方案只要仓库门口的天线扫描到标签，固定读卡器即上传标签信息，在数据库中更新其在库状态，显示为已经入库。在特殊情况下，入库过程中被读卡器读到的货物并未进入仓库，仅在扫描区域停留一段时间即离开仓库，这时仓库管理系统并未更新货物的状态信息，仍然记录该货物入库成功。以人员上下班打卡上班为例，员工通过在固定时间段使用固定读卡器扫描写有自己信息的RFID标签来实现上下班打卡。现在通用的解决方案是规定一段时间为上班或下班时间，在这个范围内多次刷卡均算作一次打卡记录，在这种机制下，系统中记录的只是单次刷卡的记录，并未对人员的状态进行监控，在刷卡之外的时间段中，员工的状态无法管理，假如一个人在上下班的时间都成功的打卡，但是在这之间的时间中并未在办公室工作，系统同样记录的也是该人员全勤。

现有利用RFID实现室内定位的解决方案可以解决上述的系统漏洞，但是利用RFID定位需要在室内大范围，多角度的布设多根天线，同时对标签的读取范围要求很高，算法实现比较复杂，系统成本较高，对中小型企业来说应用室内定位并不是十分必要。本发明通过简单的技术实现对RFID标签进出行为的判断，并对标签是否在区域内的信息进行实时更新和维护，保障系统中的信息真实可信。

本发明方法主要实现在仓库、办公室或其他区域门口的标签行为方向判定，主要硬件构成如图2所示，在大门的内外两侧分别部署两根天线，天线与固定读卡器(图中省略)直接相连。其扫描范围分别为图中虚线标明的区域，扫描范围可根据实际情况调整，天线1覆盖范围为门的外部区域，天线2覆盖范围为门的内部区域，两者的扫描区域没有重合，且在门框区域构成一个小范围的扫描真空区域。这里需要说明的是，此处为了说明方便，只用两根天线来说明功能的实现，实际使用中为了保证标签读取的准确性和速度，通常会采用天线组的方式。同理，将天线组分为两组，两组分别覆盖门内外两侧的区域，区域之间没有重合，同样可以实现方向的判定。采用天线组时，天线组连接到有扩展天线功能的读卡器上，这种读卡器中有防碰撞算法，天线组中多个天线同时读到的数据在读卡器中被处理成一个天线读到的数据回传至数据库。采用天线组的作用就是使读取范围更大，读取更为灵敏。

图2所示，本实施例中天线1为门外天线，天线2为门内天线。标签从门外向门内运动，天线1首先读到标签，经由固定读卡器读取处理后将数据上传至数据服务器存储，同时记录此次读取的时刻。然后标签离开天线1覆盖区域经过门框的扫描真空区域后，进入天线2的覆盖区域，同理天线2扫描到标签，经过固定读卡器处理后同样上传至数据服务器，数据服务器比对同一标签读取的时刻差异来更新该标签的行进方向。显然，天线1读到标签的时刻若早于天线2则判定标签行为为进入，反之则为出去。运行于数据服务器中的判定方法的流程如图3所示。

图3完整表示了本发明基于RFID的标签行为方向判断方法对行进的某标签的行为方向进行判断的过程。OUT和IN分别表示标签在门里和门外的两种状态。其中设立天线的扫描真空区是为了避免两个天线在某一地区重复扫描造成的行为判断反复变换的情况，也即只有当标签实实在在地完成了穿过了门的动作，才会更新标签的状态信息。天线在扫描到标签时，将标签信息和扫描时刻上传到数据服务器，然后在数据服务器中根据同一标签不同天线的扫描时刻来判断标签行为方向。

具体地，本发明的标签行为方向判断方法的实现步骤为：

步骤1，标签在移动，门一侧的天线1(或天线2)，扫描到标签时，将扫描到的标签信息以及扫描时刻上传至数据服务器。

步骤2，在数据服务器中寻找，是否已经存在该标签被门另外一侧的天线2(或天线1)扫描的标签信息。若不存在，继续步骤3。若存在，则判断天线2上传的该标签信息的扫描时刻是否比本次的扫描时刻早，若是，则更新该标签的状态为OUT(或IN)，若否，则报错。

存在的报错情况是在实际情况不可能发生的情况下出现的数据错误，例如，如果此时标签处于天线1的覆盖范围，即物品在门外，若此时系统中出现天线2的时间晚于天线1此时读取的时刻，则应判定标签的状态为IN，但这与实际逻辑情况不符。如果出现报错，系统会出现错误提示，工作人员则对读卡器以及系统软件进行错误排查。

步骤3，标签继续运动，穿过门框的扫描真空区域，并门另外一侧的天线2(或天线1)扫描，此时，将扫描到的标签信息和扫描时刻上传至数据服务器。在数据服务器中，判断天线1(或天线2)扫描该标签的扫描时刻是否比本次天线2(或天线1)扫描该标签的扫描时刻早，若是，则更新该标签的状态为IN(或OUT)，若否报错。

图3中显示的是维护系统数据服务器中标签状态的方法，即只能获知标签处于IN或是OUT的状态。但是在人员管理的应用中，需要记录人员上下班打卡的时刻，也即需要记录标签进出的行为以及该行为发生的时刻。此时需要如图4所示的标签行为记录方法。

如图4所示，实时对数据服务器中的标签状态进行监控，每当有标签的状态发生变化的时候，从OUT变为IN或从IN变为OUT，则创建一个该标签的行为记录，该行为记录的状态为标签更新后的状态，此时OUT表示出去，IN表示进入，该行为记录的产生时间为状态更新的时刻。通过对数据服务器中标签状态进行实时监控即可产生标签的历史行为记录。

Claims (3)

1.一种基于RFID的标签行为方向判断方法，其特征在于，实现步骤如下：

(1)在门口的内外两侧分别部署门外天线和门内天线；门外天线和门内天线的扫描区域分别为门外和门内，并且门内天线和门外天线之间相隔有门框的扫描真空区域；天线在扫描到标签时，将标签信息和扫描时刻上传到数据服务器；

(2)当天线1扫描到标签时，将标签信息和扫描时刻上传至数据服务器中；在数据服务器中寻找是否存在该标签被天线2扫描的标签信息，若不存在，进入(3)执行，若存在，判断天线2扫描该标签的时刻是否比本次的扫描时刻早，若否报错，若是，则更新该标签的状态：当天线1为门内天线，天线2为门外天线时，更新标签的状态为IN，表示进入；当天线1为门外天线，天线2为门内天线时，更新标签的状态为OUT，表示出去；

(3)标签继续运动，穿过门框的扫描真空区域，被天线2扫描，天线2将扫描到的标签信息和扫描时刻上传至数据服务器；在数据服务器中判断天线1上传的该标签信息的扫描时刻是否比本次的扫描时刻早，若是，则更新该标签的状态，具体是：当天线1为门内天线，天线2为门外天线时，更新标签的状态为OUT，表示出去；当天线1为门外天线，天线2为门内天线时，更新标签的状态为IN，表示进入；若否，报错。

2.根据权利要求1所述的一种基于RFID的标签行为方向判断方法，其特征在于，所述的(1)中，门外天线和门内天线分别是一根天线，或者是一组天线。

3.根据权利要求1所述的一种基于RFID的标签行为方向判断方法，其特征在于，所述的(2)和(3)中，还实时对数据服务器中的标签状态进行监控，每当有标签的状态发生变化时，创建一个该标签的行为记录，该行为记录的状态为标签更新后的状态，该行为记录的产生时间为状态更新的时刻。