CN106557982A - 一种实验室设备管理方法和管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种实验室设备管理方法和管理系统，涉及通信领域，能够解决实验室设备管理效率低、管理成本高的问题。其方法为：UWB-RFID标签接收UWB定位器发送的UWB信号，UWB-RFID标签贴于实验室设备上；UWB-RFID标签采用时间延迟和相位调制的方式对UWB信号进行处理，并发送回传信号发送给UWB定位器，以便根据回传信号获取UWB-RFID标签的编码信息，并记录UWB信号的发送时间、接收到UWB-RFID标签发送的散射波的第一接收时间和接收到回传信号的第二接收时间，并发送至管理设备，管理设备根据发送时间与第一接收时间的时间差获取实验室设备的位置信息，并根据第一接收时间的时间顺序与第二接收时间的时间顺序确定位置信息与编码信息的对应关系。本发明实施例用于智能管理实验室设备。

Description

一种实验室设备管理方法和管理系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种实验室设备管理方法和管理系统。

背景技术

随着通信网络技术的发展，通信前沿技术研发、试验和测试的需求也愈发的迫切，而通信实验室是通信前沿技术研究必不可少的工具，因此，实验室管理规范有序是保证通信前沿技术研发、试验和测试顺利完成的基础条件。传统的实验室管理方式依赖于人工，即由管理人员人工管理各实验室设备，例如设备的借入、借出，都需要人工记录。

但是，在人工管理实验室设备的过程中，由于实验室人员不可控、实验室设备数量多、同种型号设备交叉借用频率较高、移动频繁等，经常会造成实验室设备盘点困难、私自移动和拿错等问题，给实验室管理人员带来不便，不仅浪费时间，且浪费大量的人力和物力，使得实验室设备管理效率低、管理成本高。

发明内容

本发明实施例提供一种实验室设备管理方法和管理系统，能够解决实验室设备管理效率低、管理成本高的问题。

第一方面，提供一种实验室设备管理方法，应用于超宽带射频识别UWB-RFID标签，所述UWB-RFID标签贴于各实验室设备上，所述方法包括：

所述UWB-RFID标签接收UWB定位器发送的UWB信号；

所述UWB-RFID标签采用时间延迟和相位调制的方式对所述UWB信号进行处理，并将处理后的UWB信号作为回传信号发送给所述UWB定位器，以便所述UWB定位器根据所述回传信号获取述UWB-RFID标签的编码信息。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现的方式中，所述UWB-RFID标签包括至少一个延迟线，且每个延迟线加载有负载、以及对应的UWB接收天线和UWB发射天线，所述UWB-RFID标签采用时间延迟和相位调制的方式对所述UWB信号进行处理，并将处理后的UWB信号作为回传信号发送给所述UWB定位器包括：

所述UWB-RFID标签将通过任一UWB接收天线接收到的所述UWB信号经过与所述任一UWB接收天线对应的延迟线进行延迟处理，再将延迟处理后的UWB信号经过与所述延迟线对应的负载进行相位调制得到回传信号；

所述UWB-RFID标签将所述回传信号通过与所述延迟线对应的UWB发射天线发送给所述UWB定位器，其中，相邻两个UWB发射天线发送的回传信号在时间上间隔预设时间长度；

其中，若所述负载为开路负载，则所述回传信号对应的反射波与所述UWB信号对应的入射波的相位同相；若所述负载为短路负载，则所述回传信号对应的反射波与所述UWB信号对应的入射波的相位反相；若所述负载阻抗匹配，则不产生反射波。

第二方面，提供一种实验室设备管理方法，应用于超宽带UWB定位器，所述方法包括：

所述UWB定位器周期性的向各个超宽带射频识别UWB-RFID标签发送UWB信号，并记录发送所述UWB信号的发送时间，所述UWB-RFID标签贴于各实验室设备上；

所述UWB定位器接收所述各个UWB-RFID标签发送的散射波以及经过时间延迟和相位调制的方式处理的回传信号，并记录接收到所述散射波的第一接收时间和接收到所述回传信号的第二接收时间；

所述UWB定位器根据所述回传信号获取与所述回传信号对应的UWB-RFID标签的编码信息，将所述编码信息、所述发送时间、所述第一接收时间以及所述第二接收时间发送给后台的管理设备，以便所述管理设备获取所述各个UWB-RFID标签对应的实验室设备的位置信息。

结合第二方面，一种可能实现的方式中，所述UWB定位器根据所述回传信号获取与所述回传信号对应的UWB-RFID标签的编码信息包括：

所述UWB定位器将所述回传信号进行模数转换处理，获取与所述回传信号对应的UWB-RFID标签的编码信息。

第三方面，提供一种实验室设备管理方法，应用于管理各实验室设备的管理设备，所述方法包括：

所述管理设备接收超宽带UWB定位器发送的各个超宽带射频识别UWB-RFID标签的编码信息、发送时间、第一接收时间以及第二接收时间，所述UWB-RFID标签贴于实验室设备上，所述发送时间为所述UWB定位器向所述UWB-RFID标签发送UWB信号的时间，所述第一接收时间为所述UWB定位器接收到所述UWB-RFID标签发送的散射波的时间，所述第二接收时间为所述UWB定位器接收到所述UWB-RFID标签发送所述编码信息的时间；

所述管理设备根据所述发送时间与所述第一接收时间的时间差获取所述实验室设备的位置信息，并根据所述第一接收时间的时间顺序与所述第二接收时间的时间顺序确定所述位置信息与所述编码信息的对应关系。

第四方面，提供一种超宽带射频识别UWB-RFID标签，所述UWB-RFID标签贴于各实验室设备上，所述UWB-RFID标签包括：

至少一个UWB接收天线，用于同时接收UWB定位器发送的UWB信号；

处理模块，与所述至少一个UWB接收天线一一对应，用于采用时间延迟和相位调制的方式对所述UWB信号进行处理；

至少一个UWB发射天线，与所述至少一个UWB接收天线一一对应，用于将处理后的UWB信号作为回传信号发送给所述UWB定位器，以便所述UWB定位器根据所述回传信号获取述UWB-RFID标签的编码信息。

结合第四方面，在一种可能实现的方式中，所述处理模块包括至少一个延迟线，且每个延迟线加载有负载，其中：

所述至少一个延迟线中的任一延迟线，用于将通过任一UWB接收天线接收到的所述UWB信号经过进行延迟处理；

至少一个负载与所述至少一个延迟线一一对应，其中任一负载用于对延迟处理后的UWB信号进行相位调制得到回传信号；

其中，若所述负载为开路负载，则所述回传信号对应的反射波与所述UWB信号对应的入射波的相位同相；若所述负载为短路负载，则所述回传信号对应的反射波与所述UWB信号对应的入射波的相位反相；若所述负载阻抗匹配，则不产生反射波。

第五方面，提供一种超宽带UWB定位器，包括电源、UWB信号接收单元、UWB信号发射单元、信号处理单元以及所述UWB定位器与管理设备之间用于传递数据的输入输出I/O接口，其中：

所述电源，用于为所述UWB信号接收单元和所述UWB信号发射单元供电；

所述UWB信号发射单元，用于周期性的向各个超宽带射频识别UWB-RFID标签发送UWB信号，所述UWB-RFID标签贴于各实验室设备上；

所述信号处理单元，用于记录发送所述UWB信号的发送时间；

所述UWB信号接收单元，用于接收所述各个UWB-RFID标签发送的散射波以及经过时间延迟和相位调制的方式处理的回传信号；

所述信号处理单元，还用于记录接收到所述散射波的第一接收时间和接收到所述回传信号的第二接收时间；

所述信号处理单元，还用于根据所述回传信号获取与所述回传信号对应的UWB-RFID标签的编码信息；

所述I/O接口，用于将所述编码信息、所述发送时间、所述第一接收时间以及所述第二接收时间发送给后台的管理设备，以便所述管理设备获取所述各个UWB-RFID标签对应的实验室设备的位置信息。

结合第五方面，在一种可能实现的方式中，所述信号处理单元具体用于：

将所述回传信号进行模数转换处理，获取与所述回传信号对应的UWB-RFID标签的编码信息。

第六方面，提供一种管理设备，所述管理设备包括设备信息数据库，包括各实验室设备的设备名称、与对应的设备购买时间、生产厂家、使用情况、贴于设备上的超宽带射频识别UWB-RFID标签的编码信息，还包括设备管理模块，所述设备管理模块包括：

接收单元，用于接收超宽带UWB定位器发送的各个超宽带射频识别UWB-RFID标签的编码信息、发送时间、第一接收时间以及第二接收时间，所述UWB-RFID标签贴于实验室设备上，所述发送时间为所述UWB定位器向所述UWB-RFID标签发送UWB信号的时间，所述第一接收时间为所述UWB定位器接收到所述UWB-RFID标签发送的散射波的时间，所述第二接收时间为所述UWB定位器接收到所述UWB-RFID标签发送所述编码信息的时间；

处理单元，用于根据所述发送时间与所述第一接收时间的时间差获取所述实验室设备的位置信息，并根据所述第一接收时间的时间顺序与所述第二接收时间的时间顺序确定所述位置信息与所述编码信息的对应关系。

本发明实施例提供一种实验室设备管理方法和管理系统，该管理系统包括超宽带射频识别UWB-RFID标签，UWB-RFID标签贴于各实验室设备上、UWB定位器以及管理设备，其方法为：UWB-RFID标签接收UWB定位器发送的UWB信号；UWB-RFID标签采用时间延迟和相位调制的方式对UWB信号进行处理，并将处理后的UWB信号作为回传信号发送给UWB定位器，UWB定位器根据回传信号获取UWB-RFID标签的编码信息，并记录发送UWB信号的发送时间、接收到UWB-RFID标签发送的散射波时的第一接收时间和接收到回传信号时的第二接收时间，并发送至管理设备，管理设备根据发送时间与第一接收时间的时间差获取实验室设备的位置信息，并根据第一接收时间的时间顺序与第二接收时间的时间顺序确定位置信息与编码信息的对应关系，这样一来，管理设备便可及时更新编码信息对应的位置信息，即实验室设备的位置信息，实现实验室设备信息的自动采集、追踪和管理，能够解决实验室设备管理效率低、管理成本高的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于UWB-RFID技术的实验室设备管理系统的结构图；

图2为本发明实施例提供的一种实验室设备管理方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种UWB信号的波形变化示意图；

图4为本发明实施例提供的一种实验室设备管理方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种实验室设备管理方法的流程示意图；

图6为本发明实施例提供的一种实验室设备管理方法的流程示意图；

图7为本发明实施例提供的一种UWB-RFID标签的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种UWB定位器的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的一种管理设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

超宽带(Ultra Wideband，UWB)是一种无载波通信技术，能够利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲，即采用脉冲宽度在纳秒级至微微秒级的快速上升和下降脉冲传输数据，脉冲成型后可直接送至天线发射。

射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。RFID标签可作为产品电子代码的物理载体，附着于可跟踪的物品上。

本发明实施例提供一种基于UWB-RFID技术的实验室设备管理系统1，如图1所示，包括至少一个UWB定位器101、至少一个UWB-RFID标签102以及管理设备103，UWB-RFID标签贴于各实验室设备上。UWB定位器可以安放在实验室机房内以及各个出口处，一个UWB定位器可对应多个UWB-RFID标签，且机房内UWB定位器的数量能够保证覆盖整个机房。该UWB定位器用于UWB信号的发送、接收与处理，且记录发送时间和接收时间，作为链接前向信道(UWB-RFID标签)和后向信道(管理设备)的核心数据交换环节。UWB-RFID标签用于接收UWB信号、对接收到的UWB信号进行时域延迟处理与相位调制，以及将处理后的UWB信号发送给UWB定位器；管理设备存储有各实验室设备的设备名称、与对应的设备购买时间、生产厂家、使用情况、贴于设备上的超宽带射频识别UWB-RFID标签的编码信息，用于根据UWB信号发送与接收的时间差确定UWB-RFID标签的位置信息，即实验室设备的位置信息，并确定位置信息与编码信息的对应关系，这样可及时更新编码信息对应的位置信息，即实验室设备的位置信息，实现实验室设备信息的自动采集、追踪和管理，能够解决实验室设备管理效率低、管理成本高的问题。

基于上述管理系统，本发明实施例提供一种实验室设备管理方法，如图2所示，包括：

201、UWB定位器周期性的向各个超宽带射频识别UWB-RFID标签发送UWB信号，并记录发送UWB信号的发送时间，UWB-RFID标签贴于各实验室设备上。

这里的周期可以为1s，也可以为其它值，本申请不做限定。UWB信号可以为具有纳秒级的非正弦波窄脉冲。当UWB定位器发射UWB信号给各个UWB-RFID标签时，并记录每个UWB信号发送时的发送时间。UWB-RFID标签贴于各实验室设备上，具有唯一性，用于区别各实验室设备。

202、UWB定位器接收各个UWB-RFID标签发送的散射波，并记录接收到散射波的第一接收时间。

UWB-RFID标签在接收到UWB定位器发送的UWB信号时，从物理学角度来说，如果界面凹凸不平，相对于波长较小或可比时会发生散射，形成散射波，UWB信号为纳秒级的非正弦波窄脉冲形成的入射波，使得该入射波在到达UWB-RFID标签时会有一部分脉冲不经过处理直接形成散射波返回至UWB定位器，当UWB定位器接收到散射波时，会记录接收到各个UWB-RFID标签发送的散射波时的第一接收时间。

203、UWB定位器将发送时间和各个UWB-RFID标签对应的第一接收时间发送给管理设备。

204、管理设备根据发送时间和各个UWB-RFID标签对应的第一接收时间获取各个UWB-RFID标签对应的各实验室设备的位置信息。

由于UWB定位器是周期性的同时向各个UWB-RFID标签发送UWB信号，这里的发送时间对于各个UWB-RFID标签都相同，而后，根据UWB定位器接收到各个UWB-RFID标签返回的散射波时的时间与发送时间的时间差获取各个UWB-RFID标签对应的实验室设备与UWB定位器之间的距离，该距离可表征实验室设备的位置信息。

205、UWB-RFID标签采用时间延迟和相位调制的方式对UWB信号进行处理，并将处理后的UWB信号作为回传信号发送给UWB定位器。

UWB-RFID标签中包括有至少一个延迟线，且每个延迟线加载有负载、以及对应的UWB接收天线和UWB发射天线。

当UWB定位器发射UWB信号时，任一UWB-RFID标签中的至少一个UWB接收天线会同时接收到该UWB信号，由于每个延迟线的长度不同，使得UWB信号会经过不同时间的延迟处理。其中，用于将电信号延迟一段时间的元件或器件称为延迟线。而后，再将延迟处理后的UWB信号经过与延迟线对应的负载进行相位调制得到回传信号。

其中，若负载为开路负载，则回传信号对应的反射波与UWB信号对应的入射波的相位同相；若负载为短路负载，则回传信号对应的反射波与UWB信号对应的入射波的相位反相；若负载阻抗匹配，则不产生反射波，即延迟处理后的UWB信号经过该阻抗匹配的负载后不出现延迟处理后的窄脉冲。

这里可以将延迟线的长度进行预设，使得相邻两个UWB发射天线发送的回传信号在时间上间隔预设时间长度，使得任一UWB-RFID标签中各个UWB发射天线发送的脉冲不会发生干扰或叠加等情况。预设时间长度是UWB脉冲信号的时域上的脉冲宽度，一般可以为1ns，本申请不做限定。

206、UWB定位器接收UWB-RFID标签将UWB信号处理后的回传信号，并记录接收到回传信号时的第二接收时间。

UWB-RFID标签在得到相位调制后的至少一个反射波时，会按照上述预设时间长度向UWB定位器返回该至少一个反射波(窄脉冲)形成的回传信号，UWB定位器会记录接收到各个UWB-RFID标签发送的回传信号的第二接收时间。

207、UWB定位器根据回传信号获取各个UWB-RFID标签的编码信息。

UWB定位器接收到的回传信号为一串窄脉冲，由于窄脉冲是经过相位调制的，会呈现上升脉冲或下降脉冲或零脉冲，这样，UWB定位器可以根据该至少一个窄脉冲的相位与发送UWB信号时的窄脉冲的相位经过模数转换获取各个UWB-RFID标签的编码信息。例如UWB定位器发送UWB信号的窄脉冲都为上升脉冲，那么当回传信号中的窄脉冲对应的反射波与UWB信号中的上升脉冲对应的入射波相位同相，可规定编码为“1”，当相位反相时，可规定编码为“-1”，当没有反射波产生时，可规定编码为“0”。这样，就可以根据UWB-RFID标签的至少一个延迟线和负载得到的至少一个反射波的相位得到一组编码，这一组编码信息就为该UWB-RFID标签的编码信息。当然，该编码信息的长度可由延迟线、负载、UWB接收天线和UWB发射天线构成的组数来自由控制，使得编码信息人为可控，UWB-RFID标签也可重复利用，节约成本。

示例性的，假设任一UWB-RFID标签中包括有三组延迟线、负载、UWB接收天线和UWB发射天线的组合，每组中的延迟线的长度不同，且使得返回的反射波之间的时间间隔为预设时间长度，且假设UWB信号的入射波为上升脉冲，如图3中的图①所示，当该入射波同时被三组组合中的UWB接收天线接收到时，经过不同长度的延迟线进行延迟处理，再经过不同延迟线对应的负载进行相位调制，假设第一组负载为开路负载，那么经过该负载后的反射波与入射波同相，第二组中的负载阻抗匹配，那么经过该负载就不产生反射波，第三组中的负载为短路负载，那么经过该负载后的反射波与入射波反相，如图3中的图②所示，这样UWB定位器接收到的该UWB-RFID标签的回传信号的波形就如图3中的图③所示，再经过模数转换为数字信号就如图3中的图④所示，最终得到的该UWB-RFID标签的编码信息为“10-1”。

208、UWB定位器将编码信息和该编码信息对应的第二接收时间发送给管理设备。

209、管理设备根据第一接收时间的时间顺序与第二接收时间的时间顺序确定位置信息与编码信息的对应关系。

由于实验室设备与UWB定位器的距离相同或不同，这样当距离不同时，散射波返回至UWB定位器的第一接收时间会根据距离的不同使得UWB定位器记录的各个UWB-RFID标签对应的第一接收时间会有时间上的先后顺序，管理设备也会记录不同的第一接收时间与距离的对应关系，当管理设备接收到编码信息及其对应的第二接收时间时，也会由于距离的不同使得第二接收时间会有时间上的先后顺序，这样管理设备可按照时间上的先后顺序将第一接收时间和第二接收时间对应起来，那么第二接收时间对应的编码信息也就会和第一接收时间对应的距离存在对应关系，于是就可得到不同的实验室设备的位置信息，即时存在距离相同的两个实验室设备，由于其距离都相同，那么与其中任一距离存在对应关系均可。

管理设备中预先保存有设备名称与编码信息的对应关系，那么不同实验室设备的距离就会和设备名称对应，管理人员就可根据距离与设备名称的对应关系获知实验室设备的位置信息。

此外，可选的，对于管理设备来说，管理设备还可根据UWB-RFID标签对应的实验室设备的位置信息确定该实验室设备是否进出机房，并记录进出机房的时间。示例性的，可预先设置各UWB定位器覆盖的实验室设备的状态为“进”，且各状态与UWB定位器的标识对应，UWB定位器的标识对应机房的名称，即各状态与机房对应，例如“进第一机房”，当实验室设备从第一机房移动至第二机房时，由于UWB定位器设置在机房门口，管理设备会根据位置信息判断某一实验室设备是否要出机房，例如距离信息显示距离先逐渐减少再逐渐增大时确定实验室设备要出机房1，第一接收时间可表征出机房1的时间，例如记录“设备1在10:15出机房1”，从而在管理设备的数据库里更新“机房1”里的设备，即可知道“机房1”里已没有“设备1”存放。当该UWB定位器下一次再探测到设备1并返回其编码信息、第一接收时间和距离给管理设备时，如果距离先逐渐减少再逐渐增大，管理设备再次记录其进入机房1的时间，并改其状态为“进”，从而在管理设备的数据库里更新“机房1”里的设备，即可知道“机房1”里有“设备1”存放，以便管理人员可从管理设备中直接获知各实验室设备的移动动向。

可选的，可在管理设备中标识任一实验室设备已授权进出实验室，例如可将实验室设备对应的UWB-RFID标签的编码信息与授权信息对应，当UWB定位其探测到某一实验室设备对应的编码信息并通知给管理设备时，管理设备确定该编码信息对应的实验室设备是否已授权进入，若未授权，可向UWB定位器发送报警信息，以触发UWB定位器报警，从而确保实验室设备的规范性。

本发明实施例提供一种实验室设备管理方法，应用于管理系统，该管理系统包括超宽带射频识别UWB-RFID标签，UWB-RFID标签贴于各实验室设备上、UWB定位器以及管理设备，其方法为：UWB-RFID标签接收UWB定位器发送的UWB信号；UWB-RFID标签采用时间延迟和相位调制的方式对UWB信号进行处理，并将处理后的UWB信号作为回传信号发送给UWB定位器，UWB定位器根据回传信号获取述UWB-RFID标签的编码信息，并记录发送UWB信号的发送时间、接收到UWB-RFID标签发送的散射波时的第一接收时间和接收到回传信号时的第二接收时间，并发送至管理设备，管理设备根据发送时间与第一接收时间的时间差获取实验室设备的位置信息，并根据第一接收时间的时间顺序与第二接收时间的时间顺序确定位置信息与编码信息的对应关系，这样一来，管理设备便可及时更新编码信息对应的位置信息，即实验室设备的位置信息，实现实验室设备信息的自动采集、追踪和管理，能够解决实验室设备管理效率低、管理成本高的问题。

对于该管理系统中的各实验室设备单侧来说，其用于实验室设备管理的实现方式可以如下实施例所示。

本发明实施例还提供一种实验室设备管理方法，如图4所示，应用于UWB-RFID标签，UWB-RFID标签贴于各实验室设备上，方法包括：

401、UWB-RFID标签接收UWB定位器发送的UWB信号。

402、UWB-RFID标签采用时间延迟和相位调制的方式对UWB信号进行处理，并将处理后的UWB信号作为回传信号发送给UWB定位器，以便UWB定位器根据回传信号获取述UWB-RFID标签的编码信息。

其中，UWB-RFID标签包括至少一个延迟线，且每个延迟线加载有负载、以及对应的UWB接收天线和UWB发射天线，UWB-RFID标签采用时间延迟和相位调制的方式对UWB信号进行处理，并将处理后的UWB信号作为回传信号发送给UWB定位器可以包括：

UWB-RFID标签将通过任一UWB接收天线接收到的UWB信号经过与任一UWB接收天线对应的延迟线进行延迟处理，再将延迟处理后的UWB信号经过与延迟线对应的负载进行相位调制得到回传信号；

UWB-RFID标签将回传信号通过与延迟线对应的UWB发射天线发送给UWB定位器，其中，相邻两个UWB发射天线发送的回传信号在时间上间隔预设时间长度；

其中，若负载为开路负载，则回传信号对应的反射波与UWB信号对应的入射波的相位同相；若负载为短路负载，则回传信号对应的反射波与UWB信号对应的入射波的相位反相；若负载阻抗匹配，则不产生反射波。

本实施例中UWB-RFID标签的具体实现方式可以参见上述图2所示的实施例，此处不再赘述。

本发明实施例提供一种实验室设备管理方法，应用于超宽带射频识别UWB-RFID标签，UWB-RFID标签贴于各实验室设备上，UWB-RFID标签接收UWB定位器发送的UWB信号，采用时间延迟和相位调制的方式对UWB信号进行处理，并将处理后的UWB信号作为回传信号发送给UWB定位器，以便UWB定位器根据回传信号获取述UWB-RFID标签的编码信息，这样可使得UWB定位器将编码信息及其用于定位的相关信息通知给管理设备，以便管理设备根据编码信息及定位的相关信息确定实验室设备的位置信息，实现了实验室设备信息的自动采集、追踪和管理，能够解决实验室设备管理效率低、管理成本高的问题。

本发明实施例提供一种实验室设备管理方法，应用于超宽带UWB定位器，如图5所示，方法包括：

501、UWB定位器周期性的向各个超宽带射频识别UWB-RFID标签发送UWB信号，并记录发送UWB信号的发送时间，UWB-RFID标签贴于各实验室设备上。

502、UWB定位器接收各个UWB-RFID标签发送的散射波以及经过时间延迟和相位调制的方式处理的回传信号，并记录接收到散射波的第一接收时间和接收到回传信号的第二接收时间。

503、UWB定位器根据回传信号获取与回传信号对应的UWB-RFID标签的编码信息，将编码信息、发送时间、第一接收时间以及第二接收时间发送给后台的管理设备，以便管理设备获取各个UWB-RFID标签对应的实验室设备的位置信息。

其中，UWB定位器根据回传信号获取与回传信号对应的UWB-RFID标签的编码信息可以包括：

UWB定位器将回传信号进行模数转换处理，获取与回传信号对应的UWB-RFID标签的编码信息。

本发明实施例中UWB定位器的具体实现方式可以参见图2所示的实施例，此处不再赘述。

本发明实施例提供一种实验室设备管理方法，应用于超宽带UWB定位器，UWB定位器周期性的向各个超宽带射频识别UWB-RFID标签发送UWB信号，并记录发送UWB信号的发送时间，UWB-RFID标签贴于各实验室设备上，WB定位器接收各个UWB-RFID标签发送的散射波以及经过时间延迟和相位调制的方式处理的回传信号，并记录接收到散射波的第一接收时间和接收到回传信号的第二接收时间，UWB定位器根据回传信号获取与回传信号对应的UWB-RFID标签的编码信息，将编码信息、发送时间、第一接收时间以及第二接收时间发送给后台的管理设备，以便管理设备获取各个UWB-RFID标签对应的实验室设备的位置信息，这样可实现实验室设备信息的自动采集、追踪和管理，能够解决实验室设备管理效率低、管理成本高的问题。

本发明实施例提供一种实验室设备管理方法，应用于管理各实验室设备的管理设备，如图6所示，包括：

601、管理设备接收超宽带UWB定位器发送的各个超宽带射频识别UWB-RFID标签的编码信息、发送时间、第一接收时间以及第二接收时间，UWB-RFID标签贴于实验室设备上，发送时间为UWB定位器向UWB-RFID标签发送UWB信号的时间，第一接收时间为UWB定位器接收到UWB-RFID标签发送的散射波的时间，第二接收时间为UWB定位器接收到UWB-RFID标签发送编码信息的时间。

602、管理设备根据发送时间与第一接收时间的时间差获取实验室设备的位置信息，并根据第一接收时间的时间顺序与第二接收时间的时间顺序确定位置信息与编码信息的对应关系。

本发明实施例中管理设备的具体实现方式可以参见图2所示的实施例，此处不再赘述。

本发明实施例提供一种实验室设备管理方法，应用于管理各实验室设备的管理设备，管理设备接收超宽带UWB定位器发送的各个超宽带射频识别UWB-RFID标签的编码信息、发送时间、第一接收时间以及第二接收时间，UWB-RFID标签贴于实验室设备上，发送时间为UWB定位器向UWB-RFID标签发送UWB信号的时间，第一接收时间为UWB定位器接收到UWB-RFID标签发送的散射波的时间，第二接收时间为UWB定位器接收到UWB-RFID标签发送编码信息的时间，进而根据发送时间与第一接收时间的时间差获取实验室设备的位置信息，并根据第一接收时间的时间顺序与第二接收时间的时间顺序确定位置信息与编码信息的对应关系，这样可实现实验室设备信息的自动采集、追踪和管理，能够解决实验室设备管理效率低、管理成本高的问题。

本发明实施例提供一种UWB-RFID标签07，UWB-RFID标签贴于各实验室设备上，如图7所示，包括：

至少一个UWB接收天线701，用于同时接收UWB定位器发送的UWB信号；

处理模块702，与至少一个UWB接收天线一一对应，用于采用时间延迟和相位调制的方式对UWB信号进行处理；

至少一个UWB发射天线703，与至少一个UWB接收天线一一对应，用于将处理后的UWB信号作为回传信号发送给UWB定位器，以便UWB定位器根据回传信号获取述UWB-RFID标签的编码信息。

可选的，处理模块702可以包括至少一个延迟线7021，且每个延迟线加载有负载7022，其中：

至少一个延迟线中的任一延迟线，用于将通过任一UWB接收天线接收到的UWB信号经过进行延迟处理；

至少一个负载与至少一个延迟线一一对应，其中任一负载用于对延迟处理后的UWB信号进行相位调制得到回传信号；

其中，若负载为开路负载，则回传信号对应的反射波与UWB信号对应的入射波的相位同相；若负载为短路负载，则回传信号对应的反射波与UWB信号对应的入射波的相位反相；若负载阻抗匹配，则不产生反射波。

本发明实施例提供一种UWB-RFID标签，UWB-RFID标签贴于各实验室设备上，UWB-RFID标签接收UWB定位器发送的UWB信号，采用时间延迟和相位调制的方式对UWB信号进行处理，并将处理后的UWB信号作为回传信号发送给UWB定位器，以便UWB定位器根据回传信号获取述UWB-RFID标签的编码信息，这样可使得UWB定位器将编码信息及其用于定位的相关信息通知给管理设备，以便管理设备根据编码信息及定位的相关信息确定实验室设备的位置信息，实现了实验室设备信息的自动采集、追踪和管理，能够解决实验室设备管理效率低、管理成本高的问题。

本发明实施例提供一种UWB定位器08，如图8所示，包括电源801、UWB信号接收单元802、UWB信号发射单元803、信号处理单元804以及UWB定位器与管理设备之间用于传递数据的输入输出I/O接口805，其中：

电源801，用于为UWB信号接收单元802和UWB信号发射单元803供电；

UWB信号发射单元803，用于周期性的向各个超宽带射频识别UWB-RFID标签发送UWB信号，UWB-RFID标签贴于各实验室设备上；

信号处理单元804，用于记录发送UWB信号的发送时间；

UWB信号接收单元802，用于接收各个UWB-RFID标签发送的散射波以及经过时间延迟和相位调制的方式处理的回传信号；

信号处理单元804，还用于记录接收到散射波的第一接收时间和接收到回传信号的第二接收时间；

信号处理单元804，还用于根据回传信号获取与回传信号对应的UWB-RFID标签的编码信息；

I/O接口805，用于将编码信息、发送时间、第一接收时间以及第二接收时间发送给后台的管理设备，以便管理设备获取各个UWB-RFID标签对应的实验室设备的位置信息。

可选的，信号处理单元804可以具体用于：

将回传信号进行模数转换处理，获取与回传信号对应的UWB-RFID标签的编码信息。

本发明实施例提供一种UWB定位器，UWB定位器周期性的向各个超宽带射频识别UWB-RFID标签发送UWB信号，并记录发送UWB信号的发送时间，UWB-RFID标签贴于各实验室设备上，UWB定位器接收各个UWB-RFID标签发送的散射波以及经过时间延迟和相位调制的方式处理的回传信号，并记录接收到散射波的第一接收时间和接收到回传信号的第二接收时间，UWB定位器根据回传信号获取与回传信号对应的UWB-RFID标签的编码信息，将编码信息、发送时间、第一接收时间以及第二接收时间发送给后台的管理设备，以便管理设备获取各个UWB-RFID标签对应的实验室设备的位置信息，这样可实现实验室设备信息的自动采集、追踪和管理，能够解决实验室设备管理效率低、管理成本高的问题。

本发明实施例提供一种管理设备09，如图9所示，包括设备信息数据库901，包括各实验室设备的设备名称、与对应的设备购买时间、生产厂家、使用情况、贴于设备上的超宽带射频识别UWB-RFID标签的编码信息，还包括设备管理模块902，设备管理模块902包括：

接收单元9021，用于接收超宽带UWB定位器发送的各个UWB-RFID标签的编码信息、发送时间、第一接收时间以及第二接收时间，UWB-RFID标签贴于实验室设备上，发送时间为UWB定位器向UWB-RFID标签发送UWB信号的时间，第一接收时间为UWB定位器接收到UWB-RFID标签发送的散射波时的时间，第二接收时间为UWB定位器接收到UWB-RFID标签发送编码信息时的时间；

处理单元9022，用于根据发送时间与第一接收时间的时间差获取实验室设备的位置信息，并根据第一接收时间的时间顺序与第二接收时间的时间顺序确定位置信息与编码信息的对应关系。

本发明实施例提供一种管理各实验室设备的管理设备，管理设备接收超宽带UWB定位器发送的各个超宽带射频识别UWB-RFID标签的编码信息、发送时间、第一接收时间以及第二接收时间，UWB-RFID标签贴于实验室设备上，发送时间为UWB定位器向UWB-RFID标签发送UWB信号的时间，第一接收时间为UWB定位器接收到UWB-RFID标签发送的散射波的时间，第二接收时间为UWB定位器接收到UWB-RFID标签发送编码信息的时间，进而根据发送时间与第一接收时间的时间差获取实验室设备的位置信息，并根据第一接收时间的时间顺序与第二接收时间的时间顺序确定位置信息与编码信息的对应关系，这样可实现实验室设备信息的自动采集、追踪和管理，能够解决实验室设备管理效率低、管理成本高的问题。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种实验室设备管理方法，其特征在于，应用于超宽带射频识别UWB-RFID标签，所述UWB-RFID标签贴于各实验室设备上，所述方法包括：

所述UWB-RFID标签接收UWB定位器发送的UWB信号；

所述UWB-RFID标签采用时间延迟和相位调制的方式对所述UWB信号进行处理，并将处理后的UWB信号作为回传信号发送给所述UWB定位器，以便所述UWB定位器根据所述回传信号获取述UWB-RFID标签的编码信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述UWB-RFID标签包括至少一个延迟线，且每个延迟线加载有负载、以及对应的UWB接收天线和UWB发射天线，所述UWB-RFID标签采用时间延迟和相位调制的方式对所述UWB信号进行处理，并将处理后的UWB信号作为回传信号发送给所述UWB定位器包括：

所述UWB-RFID标签将通过任一UWB接收天线接收到的所述UWB信号经过与所述任一UWB接收天线对应的延迟线进行延迟处理，再将延迟处理后的UWB信号经过与所述延迟线对应的负载进行相位调制得到回传信号；

所述UWB-RFID标签将所述回传信号通过与所述延迟线对应的UWB发射天线发送给所述UWB定位器，其中，相邻两个UWB发射天线发送的回传信号在时间上间隔预设时间长度；

其中，若所述负载为开路负载，则所述回传信号对应的反射波与所述UWB信号对应的入射波的相位同相；若所述负载为短路负载，则所述回传信号对应的反射波与所述UWB信号对应的入射波的相位反相；若所述负载阻抗匹配，则不产生反射波。

3.一种实验室设备管理方法，其特征在于，应用于超宽带UWB定位器，所述方法包括：

所述UWB定位器周期性的向各个超宽带射频识别UWB-RFID标签发送UWB信号，并记录发送所述UWB信号的发送时间，所述UWB-RFID标签贴于各实验室设备上；

所述UWB定位器接收所述各个UWB-RFID标签发送的散射波以及经过时间延迟和相位调制的方式处理的回传信号，并记录接收到所述散射波的第一接收时间和接收到所述回传信号的第二接收时间；

所述UWB定位器根据所述回传信号获取与所述回传信号对应的UWB-RFID标签的编码信息，将所述编码信息、所述发送时间、所述第一接收时间以及所述第二接收时间发送给后台的管理设备，以便所述管理设备获取所述各个UWB-RFID标签对应的实验室设备的位置信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述UWB定位器根据所述回传信号获取与所述回传信号对应的UWB-RFID标签的编码信息包括：

所述UWB定位器将所述回传信号进行模数转换处理，获取与所述回传信号对应的UWB-RFID标签的编码信息。

5.一种实验室设备管理方法，其特征在于，应用于管理各实验室设备的管理设备，所述方法包括：

所述管理设备接收超宽带UWB定位器发送的各个超宽带射频识别UWB-RFID标签的编码信息、发送时间、第一接收时间以及第二接收时间，所述UWB-RFID标签贴于实验室设备上，所述发送时间为所述UWB定位器向所述UWB-RFID标签发送UWB信号的时间，所述第一接收时间为所述UWB定位器接收到所述UWB-RFID标签发送的散射波的时间，所述第二接收时间为所述UWB定位器接收到所述UWB-RFID标签发送所述编码信息的时间；

所述管理设备根据所述发送时间与所述第一接收时间的时间差获取所述实验室设备的位置信息，并根据所述第一接收时间的时间顺序与所述第二接收时间的时间顺序确定所述位置信息与所述编码信息的对应关系。

6.一种超宽带射频识别UWB-RFID标签，其特征在于，所述UWB-RFID标签贴于各实验室设备上，所述UWB-RFID标签包括：

至少一个UWB接收天线，用于同时接收UWB定位器发送的UWB信号；

处理模块，与所述至少一个UWB接收天线一一对应，用于采用时间延迟和相位调制的方式对所述UWB信号进行处理；

至少一个UWB发射天线，与所述至少一个UWB接收天线一一对应，用于将处理后的UWB信号作为回传信号发送给所述UWB定位器，以便所述UWB定位器根据所述回传信号获取述UWB-RFID标签的编码信息。

7.根据权利要求6所述的UWB-RFID标签，其特征在于，所述处理模块包括至少一个延迟线，且每个延迟线加载有负载，其中：

所述至少一个延迟线中的任一延迟线，用于将通过任一UWB接收天线接收到的所述UWB信号经过进行延迟处理；

至少一个负载与所述至少一个延迟线一一对应，其中任一负载用于对延迟处理后的UWB信号进行相位调制得到回传信号；

其中，若所述负载为开路负载，则所述回传信号对应的反射波与所述UWB信号对应的入射波的相位同相；若所述负载为短路负载，则所述回传信号对应的反射波与所述UWB信号对应的入射波的相位反相；若所述负载阻抗匹配，则不产生反射波。

8.一种超宽带UWB定位器，其特征在于，包括电源、UWB信号接收单元、UWB信号发射单元、信号处理单元以及所述UWB定位器与管理设备之间用于传递数据的输入输出I/O接口，其中：

所述电源，用于为所述UWB信号接收单元和所述UWB信号发射单元供电；

所述UWB信号发射单元，用于周期性的向各个超宽带射频识别UWB-RFID标签发送UWB信号，所述UWB-RFID标签贴于各实验室设备上；

所述信号处理单元，用于记录发送所述UWB信号的发送时间；

所述UWB信号接收单元，用于接收所述各个UWB-RFID标签发送的散射波以及经过时间延迟和相位调制的方式处理的回传信号；

所述信号处理单元，还用于记录接收到所述散射波的第一接收时间和接收到所述回传信号的第二接收时间；

所述信号处理单元，还用于根据所述回传信号获取与所述回传信号对应的UWB-RFID标签的编码信息；

所述I/O接口，用于将所述编码信息、所述发送时间、所述第一接收时间以及所述第二接收时间发送给后台的管理设备，以便所述管理设备获取所述各个UWB-RFID标签对应的实验室设备的位置信息。

9.根据权利要求8所述的UWB定位器，其特征在于，所述信号处理单元具体用于：

将所述回传信号进行模数转换处理，获取与所述回传信号对应的UWB-RFID标签的编码信息。

10.一种管理设备，其特征在于，所述管理设备包括设备信息数据库，包括各实验室设备的设备名称、与对应的设备购买时间、生产厂家、使用情况、贴于设备上的超宽带射频识别UWB-RFID标签的编码信息，还包括设备管理模块，所述设备管理模块包括：

接收单元，用于接收超宽带UWB定位器发送的各个UWB-RFID标签的编码信息、发送时间、第一接收时间以及第二接收时间，所述UWB-RFID标签贴于实验室设备上，所述发送时间为所述UWB定位器向所述UWB-RFID标签发送UWB信号的时间，所述第一接收时间为所述UWB定位器接收到所述UWB-RFID标签发送的散射波时的时间，所述第二接收时间为所述UWB定位器接收到所述UWB-RFID标签发送所述编码信息时的时间；

处理单元，用于根据所述发送时间与所述第一接收时间的时间差获取所述实验室设备的位置信息，并根据所述第一接收时间的时间顺序与所述第二接收时间的时间顺序确定所述位置信息与所述编码信息的对应关系。

11.一种管理系统，其特征在于，包括如权利要求6-7任一项所述的超宽带射频识别UWB-RFID标签，如权利要求8-9任一项所述的超宽带UWB定位器，以及如权利要求10所述的管理设备。