CN109255407A - 一种基于rfid和nb-iot的电力仓库物资库房内外无缝定位方法 - Google Patents

一种基于rfid和nb-iot的电力仓库物资库房内外无缝定位方法 Download PDF

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黄波
田霖
林睿
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Nanjing Post and Telecommunication University
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Abstract

本发明公开了一种基于RFID和NB‑IOT的电力仓库物资库房内外无缝定位方法。在库房内部，根据RFID天线的可调覆盖范围，在仓库货架上进行虚拟库位槽划分，从而完成货架库位级的按需可调的物资精确定位；在库房外面，基于低功耗的NB_IOT移动终端，完成蜂窝基站级的库房外面物资区域性定位，从而实现货物库房内外的无缝定位。同时，本发明利用NB‑IOT区域性定位结果，可对库房内部RFID漏读的物资进行辅助定位。

Description

一种基于RFID和NB-IOT的电力仓库物资库房内外无缝定位 方法
技术领域
本发明属于仓库物资定位技术领域，具体涉及一种基于RFID和NB-IOT的电力仓库物资库房内外无缝定位技术。
背景技术
电力系统仓库物资定位在电力仓库智能化管理中占据非常重要的地位，是电力仓库智能化管理的基础。但电力仓库内部多采用金属货架，并且物资多是电力相关的仪器仪表等金属物资，遮挡和吸收比较严重，致使一般的物资定位技术无法在电力仓库内得到有效应用。
随着RFID技术的日益成熟，低成本的无源UHF RFID标签作为物资识别和定位手段，在电力仓库管理系统中得到了大量的应用。利用现有的RFID读写器和RFID天线系统，对布局进行稍加改造，就可以完成基于RFID的物资货架级的仓库内精确定位。
对于物资室外定位，常用的是GPS定位方法，但是由于电力物资在运输过程中存在遮挡问题，致使GPS定位系统不断地搜索卫星，浪费大量的电能，缩短了终端的使用寿命。而且，当电力物资在室内使用的时候，由于遮挡，GPS定位技术也无法正常工作。
考虑到电力物资外出使用的时候，物资管理系统最关心的是物资的所在位置，因此只要对外出的电力物资能够进行区域性的定位就够满足要求。显然，蜂窝基站定位技术可以用于解决该问题。考虑到NB-IOT(Narrow Band Internet of Things,窄带物联网)的低功耗和穿透性强等特点，将NB-IOT技术用于电力物资的库房外区域定位，与RFID仓库内精确定位相结合实现无缝定位无疑是一个很有意义的研究方向。
发明内容
本发明针对电力仓库物资的特点，结合现有的技术基础，采用RFID和NB-IOT相结合的技术，实现电力仓库物资库内库外无缝定位。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种基于RFID和NB-IOT的电力仓库物库房内外无缝定位方法，具体包括如下步骤：
步骤1：根据RFID天线覆盖范围可调的特性，在仓库内部的货架上面划分虚拟货位槽，建立RFID读写器编号和天线编号与货位槽之间的一一对应关系，完成库房内精度可调的货位槽级定位；
步骤2：利用NB-IOT蜂窝区域定位技术，获得基站覆盖范围级的库房外区域定位；
步骤3：针对RFID可能存在的漏读现象，采用NB-IOT蜂窝基站定位结果，进行库房内外级的粗略补充定位。
上述在仓库内部的货架上面划分虚拟货位槽是依据RFID读写器的发射功率以及RFID天线增益及覆盖角度，完成货架虚拟槽位划分。
进一步，上述在仓库内部的货架上面划分的虚拟货位槽位是可以按需动态调整的。
上述NB-IOT蜂窝区域定位技术具体包括：
(1)通过绑定在物资上面的NB-IOT终端，获取接入的蜂窝基站ID和小区ID值；
(2)利用蜂窝基站ID和小区ID号，查询基站位置服务器，获得基站所在的经度和纬度等位置信息，从而完成NB-IOT蜂窝基站级的区域定位。
上述利用NB-IOT基站级定位结果对仓库内RFID漏读的物资进行补充定位具体包括：
(1)在系统内预设仓库所在的经度和纬度信息；
(2)根据物资上面绑定的NB-IOT终端蜂窝基站经度和纬度信息，判定物资离仓库之间的距离，在一定的距离范围内，则判定为漏读的物资在库房内部。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：
1，在库房里面可实现库房内部货架库位级的按需可调的物资精确定位；在库房外面，可完成蜂窝基站级的库房外面物资区域性定位，从而实现货物库房内外的无缝定位。
2，同时利用NB-IOT区域性定位结果，可对库房内部RFID漏读的物资进行辅助定位。
附图说明
图1是本发明的系统总体示意图；
图2是电力物资仓库内货架级定位实现示意图；
图3是基于NB-IOT实现的蜂窝级区域定位实现示意图。
具体实施方式
现结合附图对本发明技术方案进行详细阐述。图1为本发明的系统总体示意图，核心思想是将NB-IOT技术用于电力物资的库房外区域定位，与RFID仓库内精确定位相结合，再利用NB-IOT基站级定位结果对仓库内RFID漏读的物资进行补充定位，实现无缝定位。具体如下：
1、电力仓库库房内货架虚拟货位槽划分及基于RFID实现定位
(1)首先根据定位精度的需求，进行货架虚拟货位槽划分；
(2)在虚拟货位槽上面部署RFID天线，通过调整RFID读写器的发射功率，控制该RFID天线仅仅覆盖一个货架虚拟槽范围；
(3)通过RFID读写器编号和RFID天线编号，和虚拟货位槽建立一一对应的关系，从而实现货架虚拟货位槽级的库房内定位精度；
(4)在RFID发射功率可调的情况下，可以实现虚拟货位槽的动态调整。
2、电力物资出库后的基于NB-IOT的蜂窝区域定位
(1)在电力物资上面绑定NB-IOT终端，通过该终端获取接入的NB-IOT蜂窝基站的基站ID和小区ID值；
(2)通过蜂窝基站ID和小区ID号，查询基站位置服务器，获得基站所在的经度和纬度等位置信息，从而完成NB-IOT蜂窝基站级的区域定位。
3、利用NB-IOT蜂窝基站级定位结果对仓库内RFID漏读的物资进行补充定位
(1)仓库所在经度和纬度信息，可以预先得到，并设定在系统中；
(2)仓库内的带有NB-IOT终端的电力物资，可通过2中描述的方法，获取当前电力物资所在的蜂窝基站经度和纬度信息；
(3)通过计算电力物资NB-IOT定位结果和仓库的位置之间的距离，判定该物资是否在库房之内。
如图2所示，作为库房内电力物资基于RFID定位实现的实施例如下：
(1)将电力仓库库房内每一层货架，按照1m为间隔，进行虚拟货位槽划分；
(2)在每个虚拟货位槽上面安装RFID天线，通过调整RFID读写器的功率，控制RFID覆盖范围限制在一个虚拟货位槽内；
(3)在后台服务器上面绑定RFID读写器和RFID天线编号和货位槽之间的一一对应关系；
(4)带多根天线的FID读写器，能够区分出是通过哪根天线读取到电力物资，根据对应关系，可以将该物资定位到在该虚拟货位槽之上。从而完成货架虚拟货位槽级的定位。
如图3所示，电力物资出库后的基于NB-IOT的蜂窝基站区域定位实现的实施例如下：
(1)在电力物资上面绑定的NB-IOT终端，可以获取接入的NB-IOT蜂窝基站的基站ID+小区ID值；
(2)NB-IOT终端将获取的基站ID+小区ID，通过NB-IOT网络发送到本地服务器；(3)本地服务器通过蜂窝基站ID+小区ID，查询NB-IOT基站位置服务平台；
(4)第三方蜂窝基站位置服务平台返回基站经度和纬度等位置信息，从而完成电力物资NB-IOT蜂窝基站级的区域定位。
(5)目前可以提供NB-IOT蜂窝基站位置信息服务的公司已经有很多，可以根据需要选择。
NB-IOT蜂窝基站定位对仓库内RFID漏读的物资进行补充定位的实施例如下：
(1)预先获取仓库所在经度和纬度信息，并设定在系统中；
(2)仓库内的带有NB-IOT终端的电力物资，可通过2中描述的方法，获取当前电力物资所在的蜂窝基站经度和纬度信息；
(3)通过计算电力物资NB-IOT定位结果和仓库的位置之间的距离，判定该物资是否在库房之内(小于1km，判定该物资在库房内部)。
(4)关于具体的距离，其计算方法的一个典型算法的代码部分如下：
综上所述，通过本发明提供的基于RFID和NB-IOT的电力仓库物资库房内外无缝定位技术，在库房里面，可实现库房内部货架库位级的按需可调的物资精确定位；在库房外面，可完成蜂窝基站级的库房外面物资区域性定位，从而实现货物库房内外的无缝定位。同时，利用NB-IOT区域性定位结果，可对库房内部RFID漏读的物资进行辅助定位。
需要说明的是，以上具体实施方式的描述并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于RFID和NB-IOT的电力仓库物库房内外无缝定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：根据RFID天线覆盖范围可调的特性，在仓库内部的货架上面划分虚拟货位槽，建立RFID读写器编号和天线编号与货位槽之间的一一对应关系，完成库房内精度可调的货位槽级定位；
步骤2：利用NB-IOT蜂窝区域定位技术，获得基站覆盖范围级的库房外区域定位；
步骤3：针对RFID可能存在的漏读现象，采用NB-IOT蜂窝基站定位结果，进行库房内外级的粗略补充定位。
2.根据权利要求1所述的基于RFID和NB-IOT的电力仓库物资库房内外无缝定位方法，其特征在于，所述在仓库内部的货架上面划分虚拟货位槽是依据RFID读写器的发射功率以及RFID天线增益及覆盖角度，完成货架虚拟槽位划分。
3.根据权利要求1所述的基于RFID和NB-IOT的电力仓库物资库房内外无缝定位方法，其特征在于，在仓库内部的货架上面划分的虚拟货位槽位是可以按需动态调整的。
4.根据权利要求1所述的基于RFID和NB-IOT的电力仓库物资库房内外无缝定位方法，其特征在于，所述NB-IOT蜂窝区域定位技术具体包括：
(1)通过绑定在物资上面的NB-IOT终端，获取接入的蜂窝基站ID和小区ID值；
(2)利用蜂窝基站ID和小区ID号，查询基站位置服务器，获得基站所在的经度和纬度等位置信息，从而完成NB-IOT蜂窝基站级的区域定位。
5.根据权利要求1所述的基于RFID和NB-IOT的电力仓库物资库房内外无缝定位方法，其特征在于，所述利用NB-IOT基站级定位结果对仓库内RFID漏读的物资进行补充定位具体包括：
(1)在系统内预设仓库所在的经度和纬度信息；
(2)根据物资上面绑定的NB-IOT终端蜂窝基站经度和纬度信息，判定物资离仓库之间的距离，在一定的距离范围内，则判定为漏读的物资在库房内部。
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