CN109117903A - 一种定位设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种定位设备，涉及信号定位的技术领域，包括：一种定位设备，其特征在于，包括：RFID标签和RFID读卡器，其中，所述RFID标签包括电源模块；RFID标签用于发送标签信号，其中，标签信号携带有电源模块的剩余电量信息和RFID标签的标识信息；RFID读卡器用于接收标签信号，并基于标签信号的信号强度值确定RFID标签的位置信息，以及对剩余电量信息、位置信息和标识信息进行加密，并将加密后的剩余电量信息、加密后的位置信息和加密后的标识信息发送给服务器，本发明解决了现有的RFID定位设备中RFID标签中没有电源为RFID标签提供电能，导致RFID标签无法主动向RFID读卡器发送标签信号，进而导致RFID读卡器无法对较远距离的的RFID标签进行定位的技术问题。

Description

一种定位设备
技术领域
本发明涉及信号定位的技术领域，尤其是涉及一种定位设备。
背景技术
近年来，随着无线技术、移动通信技术的发展，尤其是最近几年物联网技术和智慧城市的大力发展，人们对于定位与导航的需求口益增强，特别是在复杂的室内环境中。
现有的RFID定位设备，由于RFID标签中没有电源为RFID标签供电，无法主动向RFID读卡器发送标签信息，只有当RFID标签靠近RFID读卡器，RFID标签获取到RFID读卡器发出的微弱的电量后，RFID标签才能将标签信息发送给RFID读卡器，导致RFID读卡器无法对较远距离的的RFID标签进行定位。
针对上述问题，还未提出有效的解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种定位设备，本发明解决了现有的RFID定位设备中RFID标签只有靠近RFID读卡器后才能向RFID读卡器发送标签信息，导致RFID读卡器无法对较远距离的的RFID标签进行定位的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种定位设备，该定位设备包括：RFID标签和RFID读卡器，其中，所述RFID标签包括电源模块；所述RFID标签用于发送标签信号，其中，所述标签信号携带有所述电源模块的剩余电量信息和所述RFID标签的标识信息；所述RFID读卡器用于接收所述标签信号，并基于所述标签信号的信号强度值确定所述RFID标签的位置信息，以及对所述剩余电量信息、所述位置信息和所述标识信息进行加密，并将加密后的所述剩余电量信息、加密后的所述位置信息和加密后的所述标识信息发送给服务器。
进一步地，所述电源模块用于为所述RFID标签提供电能，以使所述RFID标签向RFID读卡器发送所述标签信号。
进一步地，所述RFID标签包括：数据获取模块，第一通信模块，其中，所述数据获取模块用于获取所述剩余电量信息和所述RFID标签的标识信息，并将所述剩余电量信息和所述标识信息发送给所述第一通信模块；所述第一通信模块用于向所述RFID读卡器发送携带所述剩余电量信息和所述标识信息的所述标签信号。
进一步地，所述RFID读卡器包括：天线和基站，其中，所述天线与所述基站相连接；所述天线用于接收所述标签信号，并将所述标签信号发送给所述基站；所述基站用于基于所述标签信号的信号强度值确定所述RFID标签的位置信息，以及对所述剩余电量信息、所述位置信息和所述标识信息进行加密，并将加密后的所述剩余电量信息、加密后的所述位置信息和加密后的所述标识信息发送给所述服务器。
进一步地，所述基站包括：处理器，第二通信模块，其中，所述处理器用于基于所述标签信号的信号强度值确定所述RFID标签的位置信息，以及对所述剩余电量信息、所述位置信息和所述标识信息进行加密；所述第二通信模块用于将加密后的所述剩余电量信息、加密后的所述位置信息和加密后的所述标识信息发送给所述服务器。
进一步地，所述基站还包括：指示灯，其中，所述指示灯包括：第一指示灯和第二指示灯；所述第一指示灯用于表征所述基站是否接收到所述标签信号；所述第二指示灯用于表征所述基站的工作状态为开启或关闭。
进一步地，所述基站还包括：调节模块，所述调节模块用于调节所述基站接收所述标签信号的接收范围。
进一步地，所述基站还包括：第三通信模块，所述第三通信模块为移动通信模块，用于通过移动通信网络将加密后的所述剩余电量信息、加密后的所述位置信息和加密后的所述标识信息发送给所述服务器。
进一步地，所述基站还包括：通信接口，所述通信接口用于将所述基站和所述服务器进行连接，以使所述基站将加密后的所述剩余电量信息、加密后的所述位置信息和加密后的所述标识信息发送给所述服务器。
进一步地，所述基站还包括：电源接口，所述电源接口用于将所述基站与供电电源相连接，以使所述供电电源为所述基站提供电能。
在本发明实施例中，通过在RFID标签中添加电源模块，以使电源模块为RFID标签提供电能，从而能够使RFID标签主动向RFID读卡器发送标签信息，能够使RFID读卡器接收到较远距离的标签信号，从而能够使RFID读卡器对距离较远的RFID标签进行定位，进而解决了现有的RFID标签中没有电源为RFID标签供电，无法主动向RFID读卡器发送标签信息，只有当RFID标签靠近RFID读卡器，RFID标签获取到RFID读卡器发出的微弱的电量后，RFID标签才能将标签信息发送给RFID读卡器，导致RFID读卡器无法对较远距离的的RFID标签进行定位技术问题，实现了增大RFID标签发送的标签信号的覆盖范围，以及使RFID读卡器能够对较远距离RFID标签进行定位的技术效果。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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定位设备的示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种定位设备的示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种定位设备的示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种定位设备的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。
实施例一：
图1是根据本发明实施例的一种定位设备，如图1所示，该定位设备包括：RFID标签10和RFID读卡器20，其中，所述RFID20标签包括电源模块11；
所述RFID标签10用于发送标签信号，其中，所述标签信号携带有所述电源模块11的剩余电量信息和所述RFID标签的标识信息；
所述RFID读卡器20用于接收所述标签信号，并基于所述标签信号的信号强度值确定所述RFID标签的位置信息，以及对所述剩余电量信息、所述位置信息和所述标识信息进行加密，并将加密后的所述剩余电量信息、加密后的所述位置信息和加密后的所述标识信息发送给服务器。
在本发明实施例中，通过在RFID标签中添加电源模块，以使电源模块为RFID标签提供电能，从而能够使RFID标签主动向RFID读卡器发送标签信息，能够使RFID读卡器接收到较远距离的标签信号，从而能够使RFID读卡器对距离较远的RFID标签进行定位，进而解决了现有的RFID标签中没有电源为RFID标签供电，无法主动向RFID读卡器发送标签信息，只有当RFID标签靠近RFID读卡器，RFID标签获取到RFID读卡器发出的微弱的电量后，RFID标签才能将标签信息发送给RFID读卡器，导致RFID读卡器无法对较远距离的的RFID标签进行定位技术问题，实现了增大RFID标签发送的标签信号的覆盖范围，以及使RFID读卡器能够对较远距离RFID标签进行定位的技术效果。
需要说明的是，上述的供电模块采用电池容量为240mAh的纽扣电池为RFID标签提供电能，为RFID标签的提供电能时间约为两年，通过上述的纽扣电池为RFID标签中的通信模块提供电能，以提高通信模块的信号发射功率，从而增大了标签信号的覆盖面积；RFID标签发射的标签信号的最大覆盖范围为150m，且RFID标签的工作频率为2.4Ghz。
另外，还需要说明的是，上述的RFID读卡器获取到RFID标签发射的标签信号后，RFID读卡器将基于获取到的标签信号的信号强度，采用三角定位算法对RFID标签进行定位，由于三角定位算法是一种定位精确度较高的定位算法，因此RFID读卡器能够对RFID标签进行精确定位。
在本发明实施例中，所述RFID标签10包括：数据获取模块11，第一通信模块12，其中，
所述数据获取模块11用于获取所述剩余电量信息和所述RFID标签10的标识信息，并将所述剩余电量信息和所述标识信息发送给所述第一通信模块12；
所述第一通信模块12用于向所述RFID读卡器20发送携带所述剩余电量信息和所述标识信息的所述标签信号。
具体地，上述的数据获取模块用于获取电源模块的剩余电量信息和RFID标签的标识信息，并将上述的剩余电量信息和标识信息发送给第一通信模块，以使第一通信模块向RFID读卡器发送携带剩余电量信息和标识信息的标签信号。
需要说明的是，第一通信模块的采用型号为nRF24LE1的单片机，该型号的单片机具有功耗超低，体积小，接口类型多等特点，从而增强了RFID标签的待机时间，以及提高了RFID标签的兼容性。
在本发明实施例中，如图2所示，所述RFID读卡器20包括：天线21和基站22，其中，所述天线21与所述基站22相连接；
所述天线21用于接收所述标签信号，并将所述标签信号发送给所述基站22；
所述基站22用于基于所述标签信号的信号强度值确定所述RFID标签10的位置信息，以及对所述剩余电量信息、所述位置信息和所述标识信息进行加密，并将加密后的所述剩余电量信息、加密后的所述位置信息和加密后的所述标识信息发送给所述服务器。
具体地，上述天线与基站相连接，当天线接收到RFID标签发送的标签信号后，天线将该标签信号发送给基站。
当基站接收到天线发送给的标签信号后，基站将基于标签信号的信号强度值确定RFID标签的位置信息，并对该位置信息，以及标签信号中携带的剩余电量信息和标识信息进行加密处理，将加密后的位置信息、加密后的标签信号和加密后的标识信息发送给服务器，进而能够使用户能够通过终端设备从服务器中获取到上述的信息，以使用户能够了解到RFID标签的位置信息，以及RFID标签的剩余电量信息，并根据剩余电量信息判断RFID标签是否需要及时更换电池。
需要说明的是，上述基站的工作频率为2.4Ghz；该基站能够获取的标签信息的最大距离为100m。
在本发明实施例中，如图3所示，所述基站22包括：处理器221，第二通信模块222，其中，
所述处理器221用于基于所述标签信号的信号强度值确定所述RFID标签的位置信息，以及对所述剩余电量信息、所述位置信息和所述标识信息进行加密；
所述第二通信模块222用于将加密后的所述剩余电量信息、加密后的所述位置信息和加密后的所述标识信息发送给服务器。
需要说明的是，上述的处理器在对位置信息，剩余电量信息和标识信息进行加密进行加密时，采用AES算法对上述的信息进行加密，从而能够确保上述信息的安全性。
另外，还需要说明的是，在本发明中，上述的处理器采用STM32F103VGT6芯片，上述第二通信模块可以采用蓝牙模块和/或网卡模块，其中，蓝牙模块可以采用Nordic 51822蓝牙模块，Nordic 52832蓝牙模块等具备协议栈收发功能的蓝牙模块，具体使用的型号，在本发明实施例中不做具体限定。
网卡模块可以采用DM9000A芯片，通过以太网将上述的位置信息，剩余电量信息和标识信息发送给服务器。
在本发明实施例中，如图4所示，所述基站22还包括：指示灯30，其中，所述指示灯30包括：第一指示灯和第二指示灯；
所述第一指示灯用于表征所述基站22是否接收到所述标签信号；
所述第三指示灯用于表征所述基站22的工作状态为开启或关闭。
在本发明实施例中，第一指示灯通过不同的灯光颜色来表征基站是否接收到标签信号，具体的显示颜色可以由制造厂商自行设置，在本发明中不做具体提限定，例如，当基站接收到标签信号时，第一指示灯的灯光颜色为红色，当基站为接收到标签信号时，第一指示灯的灯光颜色为绿色。
第二指示灯为电源指示灯，当基站接入供电电源时，第二指示灯点亮，用于表征基站的工作状态为开启，当基站接入供电电源时，第二指示灯不点亮，用于表征基站的工作状态为关闭，第二指示灯在点亮状态下的灯光颜色，可以由制造厂商自行设置，在本发明中不做具体提限定，第二指示灯在点亮状态下的灯光颜色与第一指示灯的灯光颜色不同，例如，第二指示灯在点亮状态下为蓝色。
在本发明实施例中，所述基站22还包括：调节模块40，所述调节模块40用于调节所述基站22接收所述标签信号的接收范围。
在本发明实施例中，通过上述调节模块可以对基站接收标签信号的接收范围进行调节，以控制基站接收标签信号的接收范围为0-100m，从而使该定位设备可以用于人员定位或考勤管理。
当定位设备用于人员定位时，可以通过调节模块将基站接收标签信号的接收范围调节至最大，从而能够是基站在最大接收范围中确定待定位人员的位置。
当定位设备用于考勤管理时，可以通过调节模块将基站接收标签信号的接收范围调节至预设范围，员工随身携带RFID标签进入该预设范围时，基站获取到标签信号，则证明该员工已经到达其工作区域，从而达到对员工进行考勤的工作。
上述的预设范围可以由用户自行设定，在本发明实施例中不做具体限定，例如，可以将预设范围设定为5-10m。
在本发明实施例中，如图4所示，所述基站22还包括：第三通信模块50，所述第三通信模块50为移动通信模块，用于通过移动通信网络将将加密后的所述剩余电量信息、加密后的所述位置信息和加密后的所述标识信息发送给服务器。
在本发明实施例中，第三通信模块为移动通信模块，移动通信模块用于通过移动通信网络将加密后的剩余电量信息、加密后的位置信息和加密后的标识信息发送给服务器，例如，移动通信模块可以通过GPRS数据传输将上述的信息发送给服务器。
在本发明实施例中，如图4所示，所述基站22还包括：通信接口60，所述通信接口60用于将所述基站22和所述服务器进行连接，以使所述基站22将加密后的所述剩余电量信息、加密后的所述位置信息和加密后的所述标识信息发送给所述服务器。
具体地，上述的通信接口为RS232和/或RS485和/或网卡接口，从而使基站能够以多种方式将上述信息发送给服务器，保证了基站向服务器发送信息的稳定性。
在本发明实施例中，如图4所示，所述基站22还包括：电源接口70，所述电源接口70用于将所述基站22与供电电源相连接，以使所述供电电源为所述基站22提供电能。
结合图1至图4，对上述的定位设备的工作流程进行介绍：
当定位设备用于人员定位时，待定位人员随身携带RFID标签，当RFID读卡器接收到RFID标签发送的标签信息后，根据该标签信号的信号强度对RFID标签进行定位，得到RFID标签的位置信息(即，待定位人员的位置信息)。
RFID读卡器将位置信息和该标签信息中携带的标识信息发送给服务器，从而能够确定出该定位人员的身份信息和该待定位人员的位置信息，从而达到对待定位人员进行定位的技术效果。
当定位设备用于设备定位，该定位设备的工作流程与该定位设备用于人员定位的的工作流程向同，在本发明实施例中不做具体说明。
另外，可以通过下述的方法对定位设备的工功进行测试。
测试人员携带RFID标签移动，保证RFID标签与RFID读卡器之间的距离越来越大，通过与服务器相连接的终端查看RFID读卡器接收到的标签信息的信号强度值的变化状况和标签信息中携带的位置信息，其中，RFID标签移动与RFID读卡器之间的距离越大，上述的信号强度值的绝对值越大。
测试人员可以根据终端设备上显示的信号强度值和位置信息，以及测试人员的实际位置信息，确定该定位设备的定位效果是否达到测试人员的预期，如果定位效果为能达到测试人员的预期，测试人员可以对定位设备进行调整，以使该定位设备达到更好的定位效果。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。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，又例如，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通信接口，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存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品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全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、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：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种定位设备，其特征在于，包括：RFID标签和RFID读卡器，其中，所述RFID标签包括电源模块；
所述RFID标签用于发送标签信号，其中，所述标签信号携带有所述电源模块的剩余电量信息和所述RFID标签的标识信息；
所述RFID读卡器用于接收所述标签信号，并基于所述标签信号的信号强度值确定所述RFID标签的位置信息，以及对所述剩余电量信息、所述位置信息和所述标识信息进行加密，并将加密后的所述剩余电量信息、加密后的所述位置信息和加密后的所述标识信息发送给服务器。
2.根据权利要求1所述的定位设备，其特征在于，所述电源模块用于为所述RFID标签提供电能，以使所述RFID标签向RFID读卡器发送所述标签信号。
3.根据权利要求1所述的定位设备，其特征在于，所述RFID标签包括：数据获取模块，第一通信模块，其中，
所述数据获取模块用于获取所述剩余电量信息和所述RFID标签的标识信息，并将所述剩余电量信息和所述标识信息发送给所述第一通信模块；
所述第一通信模块用于向所述RFID读卡器发送携带所述剩余电量信息和所述标识信息的所述标签信号。
4.根据权利要求1所述的定位设备，其特征在于，所述RFID读卡器包括：天线和基站，其中，所述天线与所述基站相连接；
所述天线用于接收所述标签信号，并将所述标签信号发送给所述基站；
所述基站用于基于所述标签信号的信号强度值确定所述RFID标签的位置信息，以及对所述剩余电量信息、所述位置信息和所述标识信息进行加密，并将加密后的所述剩余电量信息、加密后的所述位置信息和加密后的所述标识信息发送给所述服务器。
5.根据权利要求4所述的定位设备，其特征在于，所述基站包括：处理器，第二通信模块，其中，
所述处理器用于基于所述标签信号的信号强度值确定所述RFID标签的位置信息，以及对所述剩余电量信息、所述位置信息和所述标识信息进行加密；
所述第二通信模块用于将加密后的所述剩余电量信息、加密后的所述位置信息和加密后的所述标识信息发送给所述服务器。
6.根据权利要求4所述的定位设备，其特征在于，所述基站还包括：指示灯，其中，所述指示灯包括：第一指示灯和第二指示灯；
所述第一指示灯用于表征所述基站是否接收到所述标签信号；
所述第二指示灯用于表征所述基站的工作状态为开启或关闭。
7.根据权利要求4所述的定位设备，其特征在于，所述基站还包括：调节模块，所述调节模块用于调节所述基站接收所述标签信号的接收范围。
8.根据权利要求4所述的定位设备，其特征在于，所述基站还包括：第三通信模块，所述第三通信模块为移动通信模块，用于通过移动通信网络将加密后的所述剩余电量信息、加密后的所述位置信息和加密后的所述标识信息发送给所述服务器。
9.根据权利要求4所述的定位设备，其特征在于，所述基站还包括：
通信接口，所述通信接口用于将所述基站和所述服务器进行连接，以使所述基站将加密后的所述剩余电量信息、加密后的所述位置信息和加密后的所述标识信息发送给所述服务器。
10.根据权利要求4所述的定位设备，其特征在于，所述基站还包括：
电源接口，所述电源接口用于将所述基站与供电电源相连接，以使所述供电电源为所述基站提供电能。
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