CN110852126A - 一种基于rfid的多天线多标签识别定位装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于RFID的多天线多标签识别定位装置及方法，相比于现有技术，本发明实施例通过多个天线线圈形成天线阵列，以n×m行列布局摆放，利用微处理器(MCU)按照特定的时序，对天线阵列以动态扫描的方式对n列天线依次分时进行驱动，同时m路解调电路会对m行天线进行监测，实现识别和定位棋子。用于记谱、人机对战、互联网异地对战和智能教学等等，具有很好的市场推广效果。

Description

一种基于RFID的多天线多标签识别定位装置及方法
技术领域
本发明涉及RFID技术领域，尤其涉及一种一种基于RFID的多天线多标签识别定位装置及方法。
背景技术
随着经济的发展和人民生活水平的提高，棋盘类游戏越来越受到人们的喜爱。例如：国家象棋、中国象棋等。虽然象棋的规则并不复杂，但是，对于初学者来说，依然需要一定时间来掌握。初学者经常会忘记一些棋子的法则，例如象的走法、兵的走法，由于两个初学者可能都对规则不熟悉，进而造成棋子胡乱行走的结果，难以迅速提高初学者的棋艺水平。
目前市面上的解决方法，多采用RFID技术来识别棋子位置，辅助初学者提高棋艺水平。然而，现有的RFID识别方案，一般都只有一个天线，同一时刻只能识别出一个标签，就算有多个天线也只是增大识别面积提高灵敏度。如果需要同时识别多个标签，而且标签排列紧密的时候就无能为力了。因为识别设备的天线面积越大，灵敏度越高，距离太近会相互干扰而造成识别失败。例如国际象棋、中国象棋等棋盘类产品，既需要识别棋子类型又需要定位棋子位置。因为般棋子的摆放密度较高，市面上暂无此类可行的RFID识别方案。
有鉴于此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于RFID的多天线多标签识别定位装置及方法，旨在解决现有技术中传统的RFID识别方案中存在的灵敏度低，距离太近会相互干扰而造成识别失败的问题。
本发明的技术方案如下：
一种基于RFID的多天线多标签识别定位方法,用于对棋盘上的棋子进行识别和定位，其中,所述方法包括：
预先在每个棋子的底下贴上相应的RFID标签，并在n列m行棋盘上对应设置n列m行的天线线圈，形成天线阵列；
按照特定的时序，对天线阵列以动态扫描的方式对n列天线依次分时进行驱动，同时对m行天线进行监测；
当所扫描到的天线线圈上有感应RFID标签到时，则计算出各行此时的RFID标签的ID，再结合这个时刻列驱动信号的时序，得RFID标签出的行列坐标；
进行n次扫描即可扫描完整个天线阵列，得出m×n个RFID标签的ID和行列坐标，得到与RFID标签唯一对应的棋子位置，实现对棋盘上棋子的识别和定位。
优选的，所述的基于RFID的多天线多标签识别定位方法，其中，所述方法还包括：
将棋子的识别和定位的信息发送到上位机。
优选的，所述的基于RFID的多天线多标签识别定位方法，其中，所述当所扫描到的天线线圈上有感应RFID标签到时，则计算出各行此时的RFID标签的ID中具体包括：
当所扫描到的天线线圈上有感应RFID标签到时，对调制信号进行解调，返回曼彻斯特译码流，送MUC进行译码，MUC根据所述译码算计算出各行此时的RFID标签的ID。
本发明的另一实施例提供了一种基于RFID的多天线多标签识别定位的装置，其中，所述装置包括至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-3任一项所述的基于RFID的多天线多标签识别定位的方法。
优选的，所述的基于RFID的多天线多标签识别定位的装置，其中，所述处理器中包括：天线线圈阵列电路、行扫描驱动电路、解调电路、MCU、RS232通信电路、LED指示电路和电源电路；其中，所述MCU通过解调电路连接天线线圈阵列电路，行扫描驱动电路、RS232通信电路、LED指示电路和电源电路分别连接MCU。
优选的，所述的基于RFID的多天线多标签识别定位的装置，其中，所述调解电路包括依次连接的带通滤波放大电路和检波电路。
优选的，所述的基于RFID的多天线多标签识别定位的装置，其中，所述天线线圈阵列电路以8×8行列布局摆放，每一线圈尺寸为35mm×35mm；每一线圈都连接一二极管作为隔离，并且每行及每列的天线线圈都采用错位的方式分别连接到公共线。
优选的，所述的基于RFID的多天线多标签识别定位的装置，其中，所述MCU产生125K载波信号，控制天线扫描时序，对解调电路送来的曼彻斯特码进行译码；另外，所述MCU接收上位机指令，向上位机发RFID标签送信息，另外及控制LED阵列进行位置显示。
本发明的另一实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其中，所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，可使得所述一个或多个处理器执行上述的基于RFID的多天线多标签识别定位方法。
本发明的另一种实施例提供了一种计算机程序产品，其中，所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行上述的基于RFID的多天线多标签识别定位方法。
有益效果：本发明公开了一种基于RFID的多天线多标签识别定位装置及方法，相比于现有技术，本发明实施例通过多个天线线圈形成天线阵列，以n×m行列布局摆放，利用微处理器(MCU)按照特定的时序，对天线阵列以动态扫描的方式对n列天线依次分时进行驱动，同时m路解调电路会对m行天线进行监测，实现识别和定位棋子。用于记谱、人机对战、互联网异地对战和智能教学等等，具有很好的市场推广效果。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为本发明一种基于RFID的多天线多标签识别定位的方法较佳实施例的流程图；
图2为本发明一种基于RFID的多天线多标签识别定位的装置的较佳实施例的硬件结构示意图。
图3为本发明一种基于RFID的多天线多标签识别定位的装置中天线线圈阵列电路的较佳实施例的电路原理图。
图4为本发明一种基于RFID的多天线多标签识别定位的装置中调解电路的较佳实施例的电路原理图。
图5为本发明一种基于RFID的多天线多标签识别定位的装置中MCU的较佳实施例的电路原理图。
图6为本发明一种基于RFID的多天线多标签识别定位的装置中处理器的较佳实施例的电路原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。以下结合附图对本发明实施例进行介绍。
本发明实施例提供了一种基于RFID的多天线多标签识别定位装置及方法。请参阅图1，图1为本发明一种基于RFID的多天线多标签识别定位方法较佳实施例的流程图。如图1所示，其包括步骤：
S100、预先在每个棋子的底下贴上相应的RFID标签，并在n列m行棋盘上对应设置n列m行的天线线圈，形成天线阵列；
S200、按照特定的时序，对天线阵列以动态扫描的方式对n列天线依次分时进行驱动，同时对m行天线进行监测；
S300、当所扫描到的天线线圈上有感应RFID标签到时，则计算出各行此时的RFID标签的ID，再结合这个时刻列驱动信号的时序，得RFID标签出的行列坐标；
S400、进行n次扫描即可扫描完整个天线阵列，得出m×n个RFID标签的ID和行列坐标，得到与RFID标签唯一对应的棋子位置，实现对棋盘上棋子的识别和定位。
具体实施时，本发明实施例中的基于RFID的多天线多标签识别定位方法中，预先在每个棋子的底下贴上相应的RFID标签，并在n列m行棋盘上对应设置n列m行的天线线圈，形成天线阵列，在本实施例中，所述天线线圈(如图3所示)是以8×8行列布局摆放，每个线圈尺寸约为35mm×35mm，全在一块印刷电路板上实现。每一个线圈都串一个二极管作为隔离，然后每行及每列的天线线圈都采用错位的方式分别连接到公共线。这样可以避免每次行扫描时，相邻天线同时驱动，而造成电磁场相互串扰的问题。将相互干扰降到最低。
然后，按照特定的时序，对天线阵列以动态扫描的方式对n列天线依次分时进行驱动，同时对m行天线进行监测。具体来说，MCU对天线阵列以动态扫描的方式对n列天线依次分时进行驱动，同时，驱动电路对m行天线进行监测。在本实施例中，如图5所示，所述MCU(也称微处理器)产生125K载波信号，控制天线扫描时序，对解调电路送来的曼彻斯特码进行译码；另外，所述MCU接收上位机指令，向上位机发RFID标签送信息，另外及控制LED阵列进行位置显示。所述调解电路(如图4所示)在每一列的天线线圈的母线中串有一个采样电阻，8路解调电路通过这个采样电阻监测着每一列母线的负载变化。当所在母线上的天线线圈上方有RFID标签，在RFID标签的调制下，采样电阻上将会有微弱电流波动，从而在采样电阻上产生调制信号。经Q201检波后，由U201a滤波放大，U203a比较器对信号整形后产生标准的曼彻斯特码。然后送MUC对信号译码。
当所扫描到的天线线圈上有感应RFID标签到时，则计算出各行此时的RFID标签的ID，再结合这个时刻列驱动信号的时序，得RFID标签出的行列坐标；进行n次扫描即可扫描完整个天线阵列，得出m×n个RFID标签的ID和行列坐标，得到与RFID标签唯一对应的棋子位置，实现对棋盘上棋子的识别和定位。
进一步的，所述方法还包括：将棋子的识别和定位的信息发送到上位机。由上位机根据棋子的识别和定位信息进行记谱、人机对战、互联网异地对战和智能教学等等，因其方案为现有技术，这里就不多做赘述了。
本发明另一实施例提供一种基于RFID的多天线多标签识别定位的装置，如图2所示，装置10包括：
一个或多个处理器110以及存储器120，图2中以一个处理器110为例进行介绍，处理器110和存储器120可以通过总线或者其他方式连接，图2中以通过总线连接为例。
处理器110用于完成，装置10的各种控制逻辑，其可以为通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、单片机、ARM(Acorn RISCMachine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。还有，处理器110还可以是任何传统处理器、微处理器或状态机。处理器110也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP核、或任何其它这种配置。
存储器120作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的根据企业现金流进行企业理财方案推荐的方法对应的程序指令。处理器110通过运行存储在存储器120中的非易失性软件程序、指令以及单元，从而执行装置10的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的基于RFID的多天线多标签识别定位方法。
存储器120可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作装置、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据装置10使用所创建的数据等。此外，存储器120可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器120可选包括相对于处理器110远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至装置10。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
一个或者多个单元存储在存储器120中，当被一个或者多个处理器110执行时，执行上述任意方法实施例中的根据企业现金流进行企业理财方案推荐的方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤S100至步骤S400。
在本发明实施例中，如图6所示，所述处理器110中包括：天线线圈阵列电路、行扫描驱动电路、解调电路、MCU、RS232通信电路、LED指示电路和电源电路；其中，所述MCU通过解调电路连接天线线圈阵列电路，行扫描驱动电路、RS232通信电路、LED指示电路和电源电路分别连接MCU。其中，所述调解电路包括依次连接的带通滤波放大电路和检波电路。
优选的，所述的基于RFID的多天线多标签识别定位的装置中，所述天线线圈阵列电路以8×8行列布局摆放，每一线圈尺寸为35mm×35mm；每一线圈都连接一二极管作为隔离，并且每行及每列的天线线圈都采用错位的方式分别连接到公共线。
优选的，所述的基于RFID的多天线多标签识别定位的装置中，所述MCU产生125K载波信号，控制天线扫描时序，对解调电路送来的曼彻斯特码进行译码；另外，所述MCU接收上位机指令，向上位机发RFID标签送信息，另外及控制LED阵列进行位置显示。
优选的，所述的基于RFID的多天线多标签识别定位的装置中，行扫描驱动电路用于MCU产生的125K载波信号，经放大后，再由MUC控制8选1模拟开关，分别驱动功率管，逐一对同一行线的线圈进行驱动，在选中的线圈上产生125KHz的交变磁场，从而给位于天线线圈上面的标签感应供电。
优选的，所述的基于RFID的多天线多标签识别定位的装置中，RS232通信电路与上位机连接，用于RS232-TTL电平相互转换。所述LED指示电路中每个天线线圈四周都放有1个LED指示灯，用于位置指指示。
优选的，所述的基于RFID的多天线多标签识别定位的装置中，所述电源电路用于给各部分电路提供稳定的供电电压。
本发明实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤S100至步骤S400。
作为示例，非易失性存储介质能够包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦ROM(EEPROM)或闪速存储器。易失性存储器能够包括作为外部高速缓存存储器的随机存取存储器(RAM)。通过说明丽非限制，RAM可以以诸如同步RAM(SRAM)、动态RAM、(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、Synchlink DRAM(SLDRAM)以及直接Rambus(兰巴斯)RAM(DRRAM)之类的许多形式得到。本文中所描述的操作环境的所公开的存储器组件或存储器旨在包括这些和/或任何其他适合类型的存储器中的一个或多个。
本发明的另一种实施例提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，计算机程序包括程序指令，当程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行上述方法实施例的根据企业现金流进行企业理财方案推荐的方法。例如，执行以上描述的图1中的方法步骤S100至步骤S400。
以上所描述的实施例仅仅是示意性的，其中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。可以根据实际需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施例的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施例可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件实现。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存在于计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等)执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。
除了其他之外，诸如"能够'、"能"、"可能"或"可以"之类的条件语言除非另外具体地陈述或者在如所使用的上下文内以其他方式理解，否则一般地旨在传达特定实施方式能包括(然而其他实施方式不包括)特定特征、元件和/或操作。因此，这样的条件语言一般地不旨在暗示特征、元件和/或操作对于一个或多个实施方式无论如何都是需要的或者一个或多个实施方式必须包括用于在有或没有学生输入或提示的情况下判定这些特征、元件和/或操作是否被包括或者将在任何特定实施方式中被执行的逻辑。
已经在本文中在本说明书和附图中描述的内容包括能够提供基于RFID的多天线多标签识别定位装置及方法的示例。当然，不能够出于描述本公开的各种特征的目的来描述元件和/或方法的每个可以想象的组合，但是可以认识到，所公开的特征的许多另外的组合和置换是可能的。因此，显而易见的是，在不脱离本公开的范围或精神的情况下能够对本公开做出各种修改。此外，或在替代方案中，本公开的其他实施例从对本说明书和附图的考虑以及如本文中所呈现的本公开的实践中可能是显而易见的。意图是，本说明书和附图中所提出的示例在所有方面被认为是说明性的而非限制性的。尽管在本文中采用了特定术语，但是它们在通用和描述性意义上被使用并且不用于限制的目的。

Claims (10)

1.一种基于RFID的多天线多标签识别定位方法,用于对棋盘上的棋子进行识别和定位，其特征在于,所述方法包括：
预先在每个棋子的底下贴上相应的RFID标签，并在n列m行棋盘上对应设置n列m行的天线线圈，形成天线阵列；
按照特定的时序，对天线阵列以动态扫描的方式对n列天线依次分时进行驱动，同时对m行天线进行监测；
当所扫描到的天线线圈上有感应RFID标签到时，则计算出各行此时的RFID标签的ID，再结合这个时刻列驱动信号的时序，得RFID标签出的行列坐标；
进行n次扫描即可扫描完整个天线阵列，得出m×n个RFID标签的ID和行列坐标，得到与RFID标签唯一对应的棋子位置，实现对棋盘上棋子的识别和定位。
2.根据权利要求1所述的基于RFID的多天线多标签识别定位方法，其特征在于，所述方法还包括：
将棋子的识别和定位的信息发送到上位机。
3.根据权利要求1所述的基于RFID的多天线多标签识别定位方法，其特征在于，所述当所扫描到的天线线圈上有感应RFID标签到时，则计算出各行此时的RFID标签的ID中具体包括：
当所扫描到的天线线圈上有感应RFID标签到时，对调制信号进行解调，返回曼彻斯特译码流，送MUC进行译码，MUC根据所述译码算计算出各行此时的RFID标签的ID。
4.一种基于RFID的多天线多标签识别定位的装置，其特征在于，所述装置包括至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-3任一项所述的基于RFID的多天线多标签识别定位的方法。
5.根据权利要求4所述的基于RFID的多天线多标签识别定位的装置，其特征在于，所述处理器中包括：天线线圈阵列电路、行扫描驱动电路、解调电路、MCU、RS232通信电路、LED指示电路和电源电路；其中，所述MCU通过解调电路连接天线线圈阵列电路，行扫描驱动电路、RS232通信电路、LED指示电路和电源电路分别连接MCU。
6.根据权利要求4所述的基于RFID的多天线多标签识别定位的装置，其特征在于，所述调解电路包括依次连接的带通滤波放大电路和检波电路。
7.根据权利要求4所述的基于RFID的多天线多标签识别定位的装置，其特征在于，所述天线线圈阵列电路以8×8行列布局摆放，每一线圈尺寸为35mm×35mm；每一线圈都连接一二极管作为隔离，并且每行及每列的天线线圈都采用错位的方式分别连接到公共线。
8.根据权利要求4所述的基于RFID的多天线多标签识别定位的装置，其特征在于，所述MCU产生125K载波信号，控制天线扫描时序，对解调电路送来的曼彻斯特码进行译码；另外，所述MCU接收上位机指令，向上位机发RFID标签送信息，另外及控制LED阵列进行位置显示。
9.一种非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，可使得所述一个或多个处理器执行权利要求1-3任一项所述的基于RFID的多天线多标签识别定位方法。
10.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行权利要求1-3任一项所述的基于RFID的多天线多标签识别定位方法。
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