CN109522765A - 一种超高频rfid多天线系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超高频RFID多天线系统及方法，系统包括控制主机、超高频RFID阅读器、RFID天线；控制主机通过以太网与超高频RFID阅读器相连接；超高频RFID阅读器通过射频馈线与RFID天线相连接；RFID天线分为室内RFID天线、室外RFID天线、门梁RFID天线。基于该系统的物品移动识别方法，包括物品标签询查操作过程以及物品标签移动识别操作过程。本发明构建了全新的超高频RFID多天线系统，适用各种现场灵活安装，解决了隧道机式识读装置安装空间要求严格的问题；同时采用全新构建的序列模型，相对于传统的通道门式识读装置其信号四处辐射所带来的误读问题，能有效提升物品标签移动识别的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及一种系统及方法，尤其涉及一种超高频RFID多天线系统及方法。
背景技术
随着科技的飞速发展，超高频RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)技术作为物联网技术的一个重要分支，凭借其非接触式、较远距离、多标签同时读取的特点，应用越来越广泛。
然而，在将超高频RFID技术应用于具体场景时，就存在着各种各样的应用条件及要求，例如如下场景：当绑定了RFID标签的物品在批量移动时(从室内转移到室外——称之为“出库”，或从室外转移到室内——称之为“入库”)，系统应能快速准确地识别出是哪些物品出库，或哪些物品入库。目前较常用的方式是采用通道门式或隧道机式RFID识读装置，进而实现对所有绑定了RFID标签的物品从通道门或隧道机内通过时均可被识读。但由于通道门式装置无法密封，导致射频信号会四处辐射，影响识读结果准确性；而隧道机式装置由于尺寸较大，对于安装场地有严格要求，无法适应于相关的应用场景。
发明内容
为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种超高频RFID多天线系统及方法。
为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种超高频RFID多天线系统，包括控制主机、超高频RFID阅读器、RFID天线；控制主机通过以太网与超高频RFID阅读器相连接；超高频RFID阅读器通过射频馈线与RFID天线相连接；RFID天线分为室内RFID天线、室外RFID天线、门梁RFID天线；
室内RFID天线安装于门框朝室内方向；室外RFID天线安装于门框朝室外方向；门梁RFID天线安装于门框正下方；室内RFID天线、室外RFID天线、门梁RFID天线的辐射角度相互隔开，互不干扰。
一种基于超高频RFID多天线系统的物品移动识别方法，包括以下两个步骤：
步骤一、物品标签询查操作过程：
控制主机通过超高频RFID阅读器，采用钟摆式轮询方式，从三个RFID天线处进行标签询查；一个轮询周期包括1次门梁RFID天线询查、1次室内RFID天线询查、1次门梁RFID天线询查、1次室外RFID天线询查，如此循环往复实现数据动态获取；
对三个RFID天线进行编号，以天线号及相应时间戳为基础，将当前时刻该天线所询查到的标签ID及RSSI填入询查数据记录表，进而得出各标签ID的序列值；同时将3个轮询周期前的记录表数据清空，如此往复；
步骤二、物品标签移动识别操作过程：
根据持续更新的询查数据记录表，结合物品标签移动识别要求推导出物品移动的序列模型；调取对应标签ID的序列值，依据序列模型进行对照，得出物品移动识别结果。
进一步地，物品标签移动识别的要求为：物品标签至少产生过一次移动，即在一定的时间内，从一个RFID天线处移动到另一个RFID天线处。
进一步地，物品移动的序列模型共有10种时序组合。
进一步地，移动识别结果可归纳为以下六种：出库、入库、出库返回、入库返回、大概率出库、大概率入库。
本发明构建了全新的超高频RFID多天线系统，适用各种现场灵活安装，解决了隧道机式RFID识读装置安装空间要求严格的问题；同时采用全新构建的序列模型，相对于传统的通道门式RFID识读装置其信号四处辐射所带来的误读问题，能有效提升物品标签移动识别的准确性。
附图说明
图1为超高频RFID多天线系统的整体结构示意图。
图2为系统三天线钟摆式询查时序图。
图3为系统三天线钟摆式询查任务流程图。
图4为询查数据记录表。
图5为由记录表推导出的序列模型。
图6为物品标签移动识别操作示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1所示的一种超高频RFID多天线系统，包括控制主机、超高频RFID阅读器、RFID天线；控制主机通过以太网与超高频RFID阅读器相连接，且支持灵活位置安装；超高频RFID阅读器通过射频馈线与RFID天线相连接；RFID天线分为室内RFID天线、室外RFID天线、门梁RFID天线；
室内RFID天线安装于门框朝室内方向；室外RFID天线安装于门框朝室外方向；门梁RFID天线安装于门框正下方；室内RFID天线、室外RFID天线、门梁RFID天线的辐射角度相互隔开，互不干扰，确保同一个标签同一时刻不被两个及以上RFID天线扫描而识别到。
一种基于超高频RFID多天线系统的物品移动识别方法，包括物品标签询查操作过程以及物品标签移动识别操作过程：
一、物品标签询查操作过程如图2～4所示：
系统启动后，控制主机通过超高频RFID阅读器，采用钟摆式轮询方式，从三个RFID天线处进行标签询查。以100ms的时间间隔为例，对室内RFID天线、门梁RFID天线、室外RFID天线询查的数据分别记为ANT1、ANT2、ANT3。图2反映了采用三天线钟摆式询查的工作时序图，如图示以0ms时ANT2为时基开始工作，100ms时ANT1询查，200ms时ANT2询查，300ms时ANT3询查，400ms时ANT2询查，500ms时ANT1询查，600ms时ANT2询查，700ms时ANT3询查，800ms时ANT2询查，如此以400ms作为轮询周期，循环往复。
为了更好地描述询查时序的实现，图3通过询查任务流程图的形式进行阐述：初始化后，执行101步骤，即控制主机询查ANT1天线并记录数据，延时100ms后天线号加1，执行102步骤，控制主机询查ANT2天线并记录数据，再次延时100ms后天线号加1，执行103步骤，控制主机询查ANT3天线并记录数据，再次延时100ms后天线号减1，执行104步骤，即控制主机询查ANT2天线并记录数据，再次延时100ms后天线号减1，执行101步骤，如此循环。
鉴于图2与图3的操作过程，图4询查数据记录表则以天线号及相应时间戳为基础，将当前时刻该天线所询查到的标签ID及RSSI填入询查数据记录表中，同时将3个轮询周期前的记录表数据清空(以3个轮询周期1200ms作为1个计算周期为例)，如此往复，该数据记录表是物品标签移动识别的重要依据。
二、物品标签移动识别操作如图5～6所示：
根据持续更新的询查数据记录表，结合物品标签移动识别要求——物品标签至少产生过一次移动(即在一定时间内，从一个RFID天线处移动到另一个RFID天线处，对于一段时间内同一个RFID天线多次识读该标签的场景，系统仅作一次识读处理并以最后一次为准)，进而推导出物品移动的序列模型，如图5模型可知，共有10种可能的时序组合，即共有10种序列用于物品移动识别判断；
最终根据图6物品标签移动识别流程，即：对距离上次识读超过3个轮询周期1200ms的物品标签，调取对应标签ID的序列值，依据序列模型进行对照，并最终得出物品移动的结论(出库、入库、出库返回、入库返回、大概率出库、大概率入库)。
以图4中的ID＝1的物品标签为例说明：100ms时ANT1读到(1,25),200ms时ANT2读到(1,38),300ms时ANT3读到(1,29),700ms时ANT3读到(1,34),按图5时序模型，ID＝1的标签可表示为(1,ANT1,100ms)(1,ANT2,200ms)(1,ANT3,700ms)序列，符合(ID,ANT1,T)(ID,ANT2,T+△T)(ID,ANT3,T+△T+△t)序列，套用后得出ID＝1的物品标签序列为①②③，依据图6可知，该物品标签移动过程为出库；
同理对于ID＝7的物品标签，100ms时ANT1读到(7,36),200ms时ANT2读到(7,40),400ms时ANT3读到(7,35),500ms时ANT1读到(7,50),按图5时序模型，ID＝7的标签可表示为(7,ANT1,100ms),(7,ANT2,400ms),(7,ANT1,500ms)序列，符合(ID,ANT1,T)(ID,ANT2,T+△T)(ID,ANT1,T+△T+△t)序列，套用后得出ID＝7的物品标签序列为①②⑤，依据图6可知，该物品标签移动过程为出库返回未出库。
本发明通过全新构建的超高频RFID多天线系统，适用各种现场灵活安装，解决了隧道机式RFID识读装置安装空间要求严格的问题；同时采用全新构建的序列模型，相对于传统的通道门式RFID识读装置其信号四处辐射所带来的误读问题，该模型有效提升了物品标签移动识别的准确性。在实际现场应用中具有重要价值。
上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种超高频RFID多天线系统，其特征在于：包括控制主机、超高频RFID阅读器、RFID天线；所述控制主机通过以太网与超高频RFID阅读器相连接；所述超高频RFID阅读器通过射频馈线与RFID天线相连接；所述RFID天线分为室内RFID天线、室外RFID天线、门梁RFID天线；
所述室内RFID天线安装于门框朝室内方向；所述室外RFID天线安装于门框朝室外方向；所述门梁RFID天线安装于门框正下方；所述室内RFID天线、室外RFID天线、门梁RFID天线的辐射角度相互隔开，互不干扰。
2.一种基于权利要求1所述的超高频RFID多天线系统的物品移动识别方法，其特征在于：所述方法包括以下两个步骤：
步骤一、物品标签询查操作过程：
控制主机通过超高频RFID阅读器，采用钟摆式轮洵方式，从三个RFID天线处进行标签询查；一个轮询周期包括1次门梁RFID天线询查、1次室内RFID天线询查、1次门梁RFID天线询查、1次室外RFID天线询查，如此循环往复实现数据动态获取；
对三个RFID天线进行编号，以天线号及相应时间戳为基础，将当前时刻该天线所询查到的标签ID及RSSI填入询查数据记录表，进而得出各标签ID的序列值；同时将3个轮询周期前的记录表数据清空，如此往复；
步骤二、物品标签移动识别操作过程：
根据持续更新的询查数据记录表，结合物品标签移动识别要求推导出物品移动的序列模型；调取对应标签ID的序列值，依据序列模型进行对照，得出物品移动识别结果。
3.根据权利要求2所述的物品移动识别方法，其特征在于：所述物品标签移动识别的要求为：物品标签至少产生过一次移动。
4.根据权利要求3所述的物品移动识别方法，其特征在于：所述物品移动的序列模型共有10种时序组合。
5.根据权利要求4所述的物品移动识别方法，其特征在于：所述移动识别结果可归纳为以下六种：出库、入库、出库返回、入库返回、大概率出库、大概率入库。
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