CN113158699A - 一种基于无源rfid传感芯片的定位方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于无源RFID传感芯片的定位方法及系统，包括，步骤S1，当待定位物体进入定位空间时，通过无源RFID传感芯片接收读写器发出的射频信号，根据射频信号感应电流获得能量，并发送出定位信号；并通过传感器向定位服务器发送定位信息；步骤S2，定位服务器根据接收的定位信息估算无源RFID传感芯片与传感器的信号强度值，根据估算的信号强度值确定待定位物体的参考定位位置；步骤S3，读写器根据所述定位信号确定读写器与待定位物体之间的信号强度信息；步骤S4，信息处理终端根据待定位物体所处位置的信号强度信息和参考定位位置确定待定位物体的准确定位位置。本发明对无源标签所处的位置进行精准的定位，对数据进行加密增加数据的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及RFID芯片技术领域，特别是涉及一种基于无源RFID传感芯片的定位方法及系统。
背景技术
RFID即为电子标签，又称无线射频识别技术，FID按通信方式分为被动，半被动，主动三类，其中，被动式又称无源标签，没有内部供电电源，其内部集成电路通过接收到的电磁波进行驱动，当接收到由RFID读取器发出的足够强度的讯号时，可以向读取器发出包括ID号和预先存在于标签内EEPROM中的数据。
但是，现有的无源RFID传感芯片应用标签仍然存在一些不足之处，比如现有的无源RFID传感芯片应用标签经过读写器传输的数据没有加密措施，数据通讯的安全性不高，数据容易被伪造。而且，现有的无源RFID传感芯片应用标签在使用时只能被感应到大概的距离，无法对物体进行精确的定位。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种基于无源RFID传感芯片的定位方法及系统，解决现有标签通讯安全性不高，且只能被感应到大概的距离，无法对物体进行精确的定位的技术问题。
一方面，提供一种基于无源RFID传感芯片的定位方法，包括以下步骤：
步骤S1，当待定位物体进入定位空间时，通过设置于所述待定位物体上的无源RFID传感芯片接收所述定位空间内的读写器发出的射频信号，根据射频信号感应电流获得能量，并发送出定位信号；并通过设置于待定位物体上的传感器向定位服务器发送定位信息；
步骤S2，所述定位服务器根据接收的定位信息估算无源RFID传感芯片与传感器的信号强度值，根据估算的信号强度值确定待定位物体的参考定位位置；
步骤S3，所述读写器接收所述定位信号，根据所述定位信号确定读写器与待定位物体之间的信号强度信息；将信号强度信息传递至信息处理终端；
步骤S4，信息处理终端获取待定位物体的参考定位位置，根据待定位物体所处位置的信号强度信息和参考定位位置确定待定位物体的准确定位位置。
优选地，所述步骤S1包括：通过无源标签RFID传感芯片内设置的第二射频模块接收所述读写器内设置的第一射频模块发出的射频信号，将射频信号的感应电流转化为能量；无源标签RFID传感芯片内设置的控制模块在获取所述能量之后，读取无源标。
优选地，所述步骤S1中，所述定位空间内设置至少三个处于不同位置的天线，所述天线与所述读写器通信，用于将定位空间分割成多个不同高度的定位平面。
优选地，所述步骤S2包括：定位服务器根据接收的待定位物体的定位信息，估算无源RFID传感芯片与传感器的信号强度值，将传感器的天线的信号强度值编号，并通过参考坐标传感器获取的信号强度参考值，将天线的信号强度值与信号强度参考值比对判断待定位物体的位置，获得待定位物体的参考定位位置。
优选地，所述步骤S4包括：信息处理终端根据待定位物体所处位置的多个信号强度信息获得定位空间的坐标系，根据坐标系和获得的参考定位位置确定待定位物体的准确定位位置。
另一方面，还提供一种基于无源RFID传感芯片的定位系统，用以实现所述的基于无源RFID传感芯片的定位方法，包括：
无源RFID传感芯片，用以设置于所述带定位物体上，当待定位物体进入定位空间时，接收读写器发出的射频信号，根据射频信号感应电流获得能量，并发送出定位信号；
读写器，用以设置于定位空间内发射射频信号，并接收定位信号，根据所述定位信号确定读写器与待定位物体之间的信号强度信息；将信号强度信息传递至信息处理终端；
传感器，用以设置于待定位物体上，并向定位服务器发送定位信息；
定位服务器，用以根据接收的定位信息确定传感器的信号强度值，根据传感器的信号强度值确定待定位物体的参考定位位置；
信息处理终端，用以获取待定位物体的参考定位位置，根据待定位物体所处位置的信号强度信息和参考定位位置确定待定位物体的准确定位位置。
优选地，所述无源RFID传感芯片包括：第二时钟、第二射频模块、控制模块和存储器；
所述第二时钟，用于传导所述第二射频模块获得的能量并对时钟信息进行校准；
所述第二射频模块，用于接收所述第一射频模块发出的射频信号，将射频信号的感应电流转化为能量，并将能量输出给所述控制模块；
所述控制模块，用于控制所述第二射频模块，并读取所述存储器内的信息；
所述存储器，用于存储预先设置的信息。
优选地，所述读写器包括：读写模块、天线、电源、第一射频模块、第一时钟和加密模块；
所述读写模块，用于对第一射频模块获取的信息进行分析解读；
所述天线，用于设置于定位空间内的至少三个不同位置，将定位空间分割成多个不同高度的定位平面；并与所述第一射频模块、所述第二射频模块进行通信；
所述电源，用于为所述第一射频模块进行供电；
所述第一射频模块，用于与所述第二射频模块进行数据传输；
所述第一时钟，用于传导所述第一射频模块输出的能量并对时钟信息进行校准；
所述加密模块，用于与信息处理终端进行数据加密通信。
优选地，所述信息处理终端还用于根据待定位物体所处位置的多个信号强度信息获得定位空间的坐标系，根据坐标系和获得的参考定位位置确定待定位物体的准确定位位置；所述信息处理终端内设置解密模块，用于与读写器进行数据加密通信，对加密模块加密的信息进行解密。
优选地，所述定位服务器还用于根据接收的待定位物体的定位信息，估算无源RFID传感芯片与传感器的信号强度值，将传感器的天线的信号强度值编号，并通过参考坐标传感器获取的信号强度参考值，将天线的信号强度值与信号强度参考值比对判断待定位物体的位置，获得待定位物体的参考定位位置；所述定位服务器内设置参考坐标传感器，用于获取的信号强度参考值。
综上，实施本发明的实施例，具有如下的有益效果：
本发明提供的基于无源RFID传感芯片的定位方法及系统，通过无源标签RFID进入天线磁场，接收到读写器发出的特殊射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，读写器获得读写指令，读写器射频调制器将信号发送到天线，将获得的标签信息通过加密模块增加密匙后进行回传，中央信息系统内部的解读器读取信息并通过解密模块解码后，配合定位处理器进行分析，通过坐标系和信号强度估计的位置信息进行联合处理，可对无源标签所处的位置进行精准的定位，还可以对读写器天线回传的数据进行加密，增加数据的安全性，具有防伪效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为本发明实施例中一种基于无源RFID传感芯片的定位方法的运动主流程示意图。
图2为本发明实施例中一种基于无源RFID传感芯片的定位系统的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1所示，为本发明提供的一种基于无源RFID传感芯片的定位方法的一个实施例的示意图。在该实施例中，所述方法包括以下步骤：
步骤S1，当待定位物体进入定位空间时，通过设置于所述待定位物体上的无源RFID传感芯片接收所述定位空间内的读写器发出的射频信号，根据射频信号感应电流获得能量，并发送出定位信号；并通过设置于待定位物体上的传感器向定位服务器发送定位信息；可以理解的是，传感器和无源RFID传感芯片安装在待定位物体表面，并分别对传感器和无源标签进行编号，传感器的编号为X1、X2、X3等，无源标签的编号为Y1、Y3、Y3等。
具体实施例中，通过无源标签RFID传感芯片内设置的第二射频模块接收所述读写器内设置的第一射频模块发出的射频信号，将射频信号的感应电流转化为能量；无源标签RFID传感芯片内设置的控制模块在获取所述能量之后，读取无源标签RFID传感芯片内设置的存储器内部存储的信息，并向读写器发送位置信号。
具体地，所述定位空间内设置至少三个处于不同位置的天线，所述天线与所述读写器通信，用于将定位空间分割成多个不同高度的定位平面，在后续的准确定位时，将处于不同定位平面的信号进行关联定位，可以获得一个实时的定位空间的坐标系。
步骤S2，所述定位服务器根据接收的定位信息估算无源RFID传感芯片与传感器的信号强度值，根据估算的信号强度值确定待定位物体的参考定位位置；可以理解的是，传感器将待定位物体的位置信号传递至定位服务器时可以得到信号的强弱程度，定位服务器通过可以获取一个信号强度和对应的参考坐标传感器参考值，将传感器的信号强度值编号为W，将参考坐标传感器的信号强度值编号为w，定位服务器根据W和w的数值比对，可以获取一个与W对应的距离参考值，根据距离参考值就可以估算到待定位物体在定位空间中的估算位置，可以作为后续准确定位的参考定位信息。
具体实施例中，定位服务器根据接收的待定位物体的定位信息，估算无源RFID传感芯片与传感器的信号强度值，将传感器的天线的信号强度值编号，并通过参考坐标传感器获取的信号强度参考值，将天线的信号强度值与信号强度参考值比对判断待定位物体的位置，获得待定位物体的参考定位位置。
步骤S3，所述读写器接收所述定位信号，根据所述定位信号确定读写器与待定位物体之间的信号强度信息；将信号强度信息传递至信息处理终端；可以理解的是，读写器内部的第一射频模块获取信息后传递至读写模块分析解读，再将数据经过加密模块增加密匙，再将数据传输至信息处理终端进行有关处理分析，信息处理终端配合密匙对数据进行破解。
步骤S4，信息处理终端获取待定位物体的参考定位位置，根据待定位物体所处位置的信号强度信息和参考定位位置确定待定位物体的准确定位位置。可以理解的是，不同位置处的读写器天线所接收标签信号的距离和强度各不相同，将三组不同读写器天线的强度值分别命名为P1、P2、P3，获得三点坐标(P1、P2、P3)配合参考定位位置就可以得到待定位物体的精确位置。
具体实施例中，信息处理终端根据待定位物体所处位置的多个信号强度信息获得定位空间的坐标系，根据坐标系和获得的参考定位位置确定待定位物体的准确定位位置。具体地，在使用时，当待定位物体进入定位空间时，读写器中不同位置的三组天线将信号传递至无源RFID传感芯片，芯片感应电流获得能量，通过控制器发送出存储在存储器内部的信息，信息进入不同位置的三组天线中，再传输至信息处理终端中得到三组坐标数据，同时配合参考坐标传感器对待定位物体的位置进行精确的估算，可以根据得到的数据对待定位物体进行精确的位置定位。
该实施例中，当无源RFID传感芯片进入天线磁场后，接收到读写器发出的特殊射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，读写器获得读写指令，读写器射频调制器将信号发送到天线，天线询问无源RFID传感芯片，天线将获得的标签信息通过加密模块增加密匙后进行回传，信息处理终端内部的解读器读取信息并通过解密模块解码后，配合定位服务器进行分析，可以对读写器天线回传的数据进行加密，增加数据的安全性。
如图2所示，为本发明提供的一种基于无源RFID传感芯片的定位系统的一个实施例的示意图。在该实施例中，包括：通过无线网络连接的无源RFID传感芯片、读写器、定位服务器、传感器、信息处理终端；其中，无源RFID传感芯片与读写器两者之间通过射频信号通信。
无源RFID传感芯片，用以设置于所述带定位物体上，当待定位物体进入定位空间时，接收读写器发出的射频信号，根据射频信号感应电流获得能量，并发送出定位信号；具体地，无源RFID传感芯片包括：第二时钟、第二射频模块、控制模块和存储器；
所述第二时钟，用于传导所述第二射频模块获得的能量并对时钟信息进行校准；
所述第二射频模块，用于接收所述第一射频模块发出的射频信号，将射频信号的感应电流转化为能量，并将能量输出给所述控制模块；
所述控制模块，用于控制所述第二射频模块，并读取所述存储器内的信息；
所述存储器，用于存储预先设置的信息。
读写器，用以设置于定位空间内发射射频信号，并接收定位信号，根据所述定位信号确定读写器与待定位物体之间的信号强度信息；将信号强度信息传递至信息处理终端；具体地，所述读写器包括：读写模块、天线、电源、第一射频模块、第一时钟和加密模块；
所述读写模块，用于对第一射频模块获取的信息进行分析解读；
所述天线，用于设置于定位空间内的至少三个不同位置，将定位空间分割成多个不同高度的定位平面；并与所述第一射频模块、所述第二射频模块进行通信；
所述电源，用于为所述第一射频模块进行供电；
所述第一射频模块，用于与所述第二射频模块进行数据传输；
所述第一时钟，用于传导所述第一射频模块输出的能量并对时钟信息进行校准；
所述加密模块，用于与信息处理终端进行数据加密通信。
传感器，用以设置于待定位物体上，并向定位服务器发送定位信息。
定位服务器，用以根据接收的定位信息确定传感器的信号强度值，根据传感器的信号强度值确定待定位物体的参考定位位置；具体地，所述定位服务器还用于根据接收的待定位物体的定位信息，估算无源RFID传感芯片与传感器的信号强度值，将传感器的天线的信号强度值编号，并通过参考坐标传感器获取的信号强度参考值，将天线的信号强度值与信号强度参考值比对判断待定位物体的位置，获得待定位物体的参考定位位置；所述定位服务器内设置参考坐标传感器，用于获取的信号强度参考值。
信息处理终端，用以获取待定位物体的参考定位位置，根据待定位物体所处位置的信号强度信息和参考定位位置确定待定位物体的准确定位位置。具体地，所述信息处理终端还用于根据待定位物体所处位置的多个信号强度信息获得定位空间的坐标系，根据坐标系和获得的参考定位位置确定待定位物体的准确定位位置；所述信息处理终端内设置解密模块，用于与读写器进行数据加密通信，对加密模块加密的信息进行解密。
综上，实施本发明的实施例，具有如下的有益效果：
本发明提供的基于无源RFID传感芯片的定位方法及系统，通过无源标签RFID进入天线磁场，接收到读写器发出的特殊射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，读写器获得读写指令，读写器射频调制器将信号发送到天线，将获得的标签信息通过加密模块增加密匙后进行回传，中央信息系统内部的解读器读取信息并通过解密模块解码后，配合定位处理器进行分析，通过坐标系和信号强度估计的位置信息进行联合处理，可对无源标签所处的位置进行精准的定位，还可以对读写器天线回传的数据进行加密，增加数据的安全性，具有防伪效果。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种基于无源RFID传感芯片的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，当待定位物体进入定位空间时，通过设置于所述待定位物体上的无源RFID传感芯片接收所述定位空间内的读写器发出的射频信号，根据射频信号感应电流获得能量，并发送出定位信号；并通过设置于待定位物体上的传感器向定位服务器发送定位信息；
步骤S2，所述定位服务器根据接收的定位信息估算无源RFID传感芯片与传感器的信号强度值，根据估算的信号强度值确定待定位物体的参考定位位置；
步骤S3，所述读写器接收所述定位信号，根据所述定位信号确定读写器与待定位物体之间的信号强度信息；将信号强度信息传递至信息处理终端；
步骤S4，信息处理终端获取待定位物体的参考定位位置，根据待定位物体所处位置的信号强度信息和参考定位位置确定待定位物体的准确定位位置。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
通过无源标签RFID传感芯片内设置的第二射频模块接收所述读写器内设置的第一射频模块发出的射频信号，将射频信号的感应电流转化为能量；无源标签RFID传感芯片内设置的控制模块在获取所述能量之后，读取无源标签RFID传感芯片内设置的存储器内部存储的信息，并向读写器发送位置信号。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述定位空间内设置至少三个处于不同位置的天线，所述天线与所述读写器通信，用于将定位空间分割成多个不同高度的定位平面。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
定位服务器根据接收的待定位物体的定位信息，估算无源RFID传感芯片与传感器的信号强度值，将传感器的天线的信号强度值进行编号，并通过参考坐标传感器获取的信号强度参考值，将天线的信号强度值与信号强度参考值比对判断待定位物体的位置，获得待定位物体的参考定位位置。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
信息处理终端根据待定位物体所处位置的多个信号强度信息获得定位空间的坐标系，根据坐标系和获得的参考定位位置确定待定位物体的准确定位位置。
6.一种基于无源RFID传感芯片的定位系统，用以实现如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，包括：
无源RFID传感芯片，用以设置于所述带定位物体上，当待定位物体进入定位空间时，接收读写器发出的射频信号，根据射频信号感应电流获得能量，并发送出定位信号；
读写器，用以设置于定位空间内发射射频信号，并接收定位信号，根据所述定位信号确定读写器与待定位物体之间的信号强度信息；将信号强度信息传递至信息处理终端；
传感器，用以设置于待定位物体上，并向定位服务器发送定位信息；
定位服务器，用以根据接收的定位信息确定传感器的信号强度值，根据传感器的信号强度值确定待定位物体的参考定位位置；
信息处理终端，用以获取待定位物体的参考定位位置，根据待定位物体所处位置的信号强度信息和参考定位位置确定待定位物体的准确定位位置。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述无源RFID传感芯片包括：第二时钟、第二射频模块、控制模块和存储器；
所述第二时钟，用于传导所述第二射频模块获得的能量并对时钟信息进行校准；
所述第二射频模块，用于接收所述第一射频模块发出的射频信号，将射频信号的感应电流转化为能量，并将能量输出给所述控制模块；
所述控制模块，用于控制所述第二射频模块，并读取所述存储器内的信息；
所述存储器，用于存储预先设置的信息。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述读写器包括：读写模块、天线、电源、第一射频模块、第一时钟和加密模块；
所述读写模块，用于对第一射频模块获取的信息进行分析解读；
所述天线，用于设置于定位空间内的至少三个不同位置，将定位空间分割成多个不同高度的定位平面；并与所述第一射频模块、所述第二射频模块进行通信；
所述电源，用于为所述第一射频模块进行供电；
所述第一射频模块，用于与所述第二射频模块进行数据传输；
所述第一时钟，用于传导所述第一射频模块输出的能量并对时钟信息进行校准；
所述加密模块，用于与信息处理终端进行数据加密通信。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述信息处理终端还用于根据待定位物体所处位置的多个信号强度信息获得定位空间的坐标系，根据坐标系和获得的参考定位位置确定待定位物体的准确定位位置；所述信息处理终端内设置解密模块，用于与读写器进行数据加密通信，对加密模块加密的信息进行解密。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述定位服务器还用于根据接收的待定位物体的定位信息，估算无源RFID传感芯片与传感器的信号强度值，将传感器的天线的信号强度值编号，并通过参考坐标传感器获取的信号强度参考值，将天线的信号强度值与信号强度参考值比对判断待定位物体的位置，获得待定位物体的参考定位位置；所述定位服务器内设置参考坐标传感器，用于获取的信号强度参考值。
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| CN (1) | CN113158699A (zh) |
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- 2021-04-29 CN CN202110473190.9A patent/CN113158699A/zh active Pending
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