CN108882160A - 一种基于无源rfid标签的室内定位方法和系统 - Google Patents

一种基于无源rfid标签的室内定位方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于无源RFID标签的室内定位方法和系统，该方法包括如下步骤：轮询定位范围内的检测探针，以控制所述检测探针以预设发射功率发送自身的标识信息；接收移动终端推送的由移动终端所检测到的至少三个检测探针的标识信息及其接收功率；依据所述标识信息确定检测探针的物理地址，依据所述接收功率确定检测探针到移动终端的距离，依据至少三个检测探针的物理地址和距离确定移动终端的位置信息。本发明利用现有的移动通信室分监控系统实现室内定位，降低了系统成本。

Description

一种基于无源RFID标签的室内定位方法和系统
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其是一种基于无源RFID标签的室内定位方法和系统。
背景技术
目前市面上的室内定位系统需要在室内装有源信标，然后根据一定的算法得出定位信息，成本和物业协调均是制约这种定位系统发展的主要因素。而事实上，小区通常都安装有无线的移动通信室分监控系统，这种系统具有无线检测标签，以检测各电力设备的温度等参数，并通过天线反馈至主机，完全可以利用现有的这种电力监控系统来实现室内定位。因此，有必要利用现有的监控系统，提出一种新的定位方法。
发明内容
本发明提供一种基于无源RFID标签的室内定位方法和系统，利用现有的移动通信室分监控系统实现室内定位，降低了系统成本。
根据本发明的第一方面，本发明提供一种基于无源RFID标签的室内定位方法，包括如下步骤：轮询定位范围内的检测探针，以控制所述检测探针以预设发射功率发送自身的标识信息；接收移动终端推送的由移动终端所检测到的至少三个检测探针的标识信息及其接收功率；依据所述标识信息确定检测探针的物理地址，依据所述接收功率确定检测探针到移动终端的距离，依据至少三个检测探针的物理地址和距离确定移动终端的位置信息。
优选的，所述依据至少三个检测探针的物理地址和距离确定移动终端的位置信息，包括：选定三个距离最短的检测探针，依据所选定的检测探针的物理地址和距离确定移动终端的位置信息。
优选的，所有检测探针的发射功率相同，所述依据所述接收功率确定检测探针到移动终端的距离，具体包括：依据发射功率和接收功率的比值计算检测探针到移动终端的距离。
优选的，所述标识信息包含检测探针的ID号，所述依据所述标识信息确定检测探针的物理地址，具体包括：依据预存的物理地址与ID号的映射关系确定检测探针的物理地址。
根据本发明的第二方面，本发明提供一种基于无源RFID标签的室内定位系统，包括基站、主机、合路器、分路器、天线和服务器，所述天线上贴覆有检测探针，还包括移动终端；
所述主机用于轮询定位范围内的检测探针，以控制所述检测探针以预设发射功率发送自身的标识信息；所述移动终端用于接收检测探针的标识信息，并将接收到的检测探针的标识信息及其接收功率发送至服务器；服务器用于依据所述标识信息确定检测探针的物理地址，依据所述接收功率确定检测探针到移动终端的距离，依据至少三个检测探针的物理地址和距离确定移动终端的位置信息。
优选的，所述服务器用于选定三个距离最短的检测探针，依据所选定的检测探针的物理地址和距离确定移动终端的位置信息。
优选的，所有检测探针的发射功率相同，所述服务器用于依据发射功率和接收功率的比值计算检测探针到移动终端的距离。
优选的，所述标识信息包含检测探针的ID号，所述服务器用于依据预存的物理地址与ID号的映射关系确定检测探针的物理地址。
本发明依托现有的移动通信室分监控系统，通过移动终端对检测探针的响应，依据检测探针的物理地址和距离确定移动终端的位置信息，以完成室内定位，这种定位方式更加准确，成本更低。
附图说明
图1为一种基于无源RFID标签的监控系统的结构示意图；
图2为本发明一种实施例的基于无源RFID标签的室内定位方法的流程图；
图3为本发明一种实施例的基于无源RFID标签的室内定位系统的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
在对本发明进行具体说明前，本发明对一种无线的移动通信室分监控系统进行说明，具体是一种基于无源RFID标签的监控系统。如图1所示，其包括基站1、主机5、合路器2、分路器3和天线4。所述主机5通过RFID输出口输出RFID信号，该RFID信号与基站信号通过合路器2合路后传输，分路器3将合路器2合路传输的信号分路至各个天线4。基站的下行信号通过多频合路器2的耦合口传输至主机5的监测口。所述天线4上贴覆有检测探针6，检测探针6具体可以是无源的RFID检测标签，所述检测探针6用于检测天线4上的各项参数，诸如路损值和发射功率等。检测探针6基于天线4上加载的RFID信号与主机5通信，主机5用于依据检测探针6所检测的各项数据，来监测天线的工作状况。
本发明即是基于类似的移动通信室分监控系统而提出，如图3所示，该系统还包括服务器8和需要定位的移动终端7，移动终端7处于系统的物理空间范围内。本实施例提供一种基于无源RFID标签的室内定位方法，该方法应用于服务器，用于对移动终端进行室内定位，如图2所述，其包括如下步骤：
S101：轮询定位范围内的检测探针，以控制所述检测探针以预设发射功率发送自身的标识信息。
主机可定时定期轮询整个系统范围内的所有检测探针，索取天线的发射功率和驻波比等参数信息。为了实现实时定位，程序中需增加信标启动模块，增加轮询频次，实现每秒可将所有检测探针扫描一次。在扫描过程中，主机作为能量源，驱使被扫描到的检测探针可以相同的最低能量释放出自己的标识信息并通过天线发送出来。为了便于区分，每个检测探针在预定时间内仅可做一次信标，以提供准确的标识信息。该标识信息可以是ID号或者其他信息，以用于标识检测探针的唯一性。
S102：接收移动终端推送的由移动终端所检测到的至少三个检测探针的标识信息及其接收功率。
移动终端处于系统的定位范围内，其周围具有多个检测探针。移动终端内置有RFID接收芯片，以接收检测探针的RFID信号。移动终端预装有定位APP，该定位APP可驱动RFID接收芯片工作，同时与服务器建立联系，为后续数据交互做好准备。考虑到EPC协议对ID信息的保密性，本发明中涉及的RFID标签和接收芯片都是定制的，彼此已通过验证。在移动终端开启RFID接收芯片工作后，开始扫描周围的检测探针，从而可以接收到检测探针发送的标识信息，并同时计算接收功率，然后，将获取到的检测探针的标识信息及其接收功率发送至服务器。移动终端可将检测到的所有检测探针的标识信息及其接收功率均发送至服务器，或者，可将在预定时间内检测到的所有检测探针的标识信息及其接收功率均发送至服务器。为了保证后续可对移动终端进行定位，应发送至少三个检测探针的标识信息及其接收功率。
S103：依据所述标识信息确定检测探针的物理地址，依据所述接收功率确定检测探针到移动终端的距离，依据至少三个检测探针的物理地址和距离确定移动终端的位置信息。
服务器将依据所述标识信息确定检测探针的物理地址，即检测探针在系统范围内的实际地址，具体可以精确到所在单位位置、楼层和楼层中的位置等。自然，服务器预存有所有检测探针的物理地址。同时，依据接收功率的电平值来计算检测探针到移动终端的距离，并依据所计算出的物理地址和距离来确定移动终端的位置。具体可以利用三角定位法、三边定位法或者三点画圆发来计算移动终端的最终位置。服务器在确定了移动终端的最终位置后，向移动终端发送所确定的位置信息，移动终端可在相应的定位APP上接收到该位置信息。
在一种实施例中，步骤S103中，所述依据至少三个检测探针的物理地址和距离确定移动终端的位置信息，具体包括：选定三个距离最短的检测探针，依据所选定的检测探针的物理地址和距离确定移动终端的位置信息。
当服务器接收到的检测探针信息的数量大于三个时，可比对所有检测探针到移动终端的距离，选定三个距离最短的检测探针，并依据三个距离最短的检测探针的物理地址和距离确定移动终端的位置信息。依据最短距离来定位，可以提升检测的准确性，提升定位精度。
在一种实施例中，所有检测探针的发射功率相同，步骤S103中，所述依据所述接收功率确定检测探针到移动终端的距离，具体包括：依据发射功率和接收功率的比值计算检测探针到移动终端的距离。
所有检测探针的发射功率均保持统一，发射功率的损耗与距离正相关，可通过发射功率和接收功率的比值计算检测探针到移动终端的距离
在一种实施例中，所述标识信息包含检测探针的ID号，步骤S103中，所述依据所述标识信息确定检测探针的物理地址，具体包括：依据预存的物理地址与ID号的映射关系确定检测探针的物理地址。
本发明还提供一种基于无源RFID标签的室内定位系统，如图3所示，其包括基站1、主机5、合路器2、分路器3、天线4和服务器8，所述天线4上贴覆有检测探针6。系统还包括移动终端7，移动终端7处于系统的定位范围内，其周围具有多个检测探针6。
所述主机5用于轮询定位范围内的检测探针6，以控制所述检测探针6以预设发射功率发送自身的标识信息；所述移动终端7用于接收检测探针6的标识信息，并将至少三个检测探针6的标识信息及其接收功率发送至服务器8；服务器8用于依据所述标识信息确定检测探针6的物理地址，依据所述接收功率确定检测探针6到移动终端的距离，依据至少三个检测探针6的物理地址和距离确定移动终端的位置信息。
在一种实施例中，所述服务器8用于选定三个距离最短的检测探针6，依据所选定的检测探针6的物理地址和距离确定移动终端的位置信息。
在一种实施例中，所有检测探针6的发射功率相同，所述服务器8用于依据发射功率和接收功率的比值计算检测探针6到移动终端的距离。
在一种实施例中，所述标识信息包含检测探针6的ID号，所述服务器8用于依据预存的物理地址与ID号的映射关系确定检测探针6的物理地址。
上述基于无源RFID标签的室内定位系统的实施例可参考上述基于无源RFID标签的室内定位方法部分的实施例，在此不做赘述。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (8)

1.一种基于无源RFID标签的室内定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
轮询定位范围内的检测探针，以控制所述检测探针以预设发射功率发送自身的标识信息；
接收移动终端推送的由移动终端所检测到的至少三个检测探针的标识信息及其接收功率；
依据所述标识信息确定检测探针的物理地址，依据所述接收功率确定检测探针到移动终端的距离，依据至少三个检测探针的物理地址和距离确定移动终端的位置信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据至少三个检测探针的物理地址和距离确定移动终端的位置信息，包括：
选定三个距离最短的检测探针，依据所选定的检测探针的物理地址和距离确定移动终端的位置信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所有检测探针的发射功率相同，所述依据所述接收功率确定检测探针到移动终端的距离，具体包括：依据发射功率和接收功率的比值计算检测探针到移动终端的距离。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述标识信息包含检测探针的ID号，所述依据所述标识信息确定检测探针的物理地址，具体包括：依据预存的物理地址与ID号的映射关系确定检测探针的物理地址。
5.一种基于无源RFID标签的室内定位系统，其特征在于：
包括基站、主机、合路器、分路器、天线和服务器，所述天线上贴覆有检测探针，还包括移动终端；
所述主机用于轮询定位范围内的检测探针，以控制所述检测探针以预设发射功率发送自身的标识信息；所述移动终端用于接收检测探针的标识信息，并将至少三个检测探针的标识信息及其接收功率发送至服务器；服务器用于依据所述标识信息确定检测探针的物理地址，依据所述接收功率确定检测探针到移动终端的距离，依据至少三个检测探针的物理地址和距离确定移动终端的位置信息。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：
所述服务器用于选定三个距离最短的检测探针，依据所选定的检测探针的物理地址和距离确定移动终端的位置信息。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：
所有检测探针的发射功率相同，所述服务器用于依据发射功率和接收功率的比值计算检测探针到移动终端的距离。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：
所述标识信息包含检测探针的ID号，所述服务器用于依据预存的物理地址与ID号的映射关系确定检测探针的物理地址。
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