CN113596733B - 一种基于rfid基站定位的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于RFID基站定位的系统，包括RFID基站、设于设备端的RFID电子标签、数据接收端；所述数据接收端为手机端应用或者云；所述设备端设有指示灯及蜂鸣器；所述RFID基站包括RFID读写器、控制器、指示灯、蜂鸣器、通讯模块；所述控制器用于控制RFID读写器发送数据请求，使得其作用范围内的RFID电子标签进行应答；所述通讯模块用于将RFID基站当前状态数据实时或者非实时上报给手机端应用或者云。本发明可以主动发现RFID基站作用范围内带有RFID电子标签的设备，并根据基站与设备的信号强度，进行定位，生成设备的分布图。当带有RFID电子标签的设备在多个RFID基站改变摆放位置之后，可以自动更新拓扑结构，以及设备的分布图。

Description

一种基于RFID基站定位的系统
技术领域
本发明涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种基于RFID基站定位的系统。
背景技术
随着物联网技术的发展，越来越多智能家居产品步入寻常百姓家，智能家居产品也在方方面面改善着人们的生活，尽管如此，随着对于智能家居产品使用深入，更深入的产品需求也随之而来。
现有的智能家居系统，只有智能家居产品联网，或者处在被发现模式下，才可以被智能家居网关发现。
现有的智能家居系统，不能根据基站与设备的信号强度，进行定位，生成设备的分布图。
现有的智能家居系统，设备更换摆放位置之后，无法自动更新拓扑结构，以及设备的分布图。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于RFID基站定位的系统，可以主动发现RFID基站作用范围内带有RFID电子标签的设备，并根据基站与设备的信号强度，进行定位，生成设备的分布图。当带有RFID电子标签的设备在多个RFID基站改变摆放位置之后，可以自动更新拓扑结构，以及设备的分布图。
本发明提供了一种基于RFID基站定位的系统，包括RFID基站、设于设备端的RFID电子标签、数据接收端；
所述数据接收端为手机端应用或者云；
所述设备端设有指示灯及蜂鸣器；
所述RFID基站包括RFID读写器、控制器、指示灯、蜂鸣器、通讯模块；
所述控制器用于控制RFID读写器发送数据请求，使得其作用范围内的RFID电子标签进行应答；
所述通讯模块用于将RFID基站当前状态数据实时或者非实时上报给手机端应用或者云；所述当前状态数据包括RFID基站编号，所在位置，RFID基站上已注册的设备，设备与RFID基站的信号强度，RFID基站作用范围内未注册设备；
当带有RFID电子标签的设备，进入RFID基站的作用范围，所述RFID基站的控制器根据设备端RFID电子标签应答的数据，判断当前设备是否已经在当前RFID基站注册，若未注册，在设备端，通过蜂鸣器或者指示灯提示发现新设备；若已经注册，在设备端显示设备已接入当前RFID基站；
当带有RFID电子标签的设备，离开RFID基站的作用范围，若设备未在RFID基站注册，则设备端的指示灯灭掉，提示离开RFID基站作用范围；若设备已经在RFID基站注册，则设备端的指示灯灭掉，同时蜂鸣器响，提示离开RFID基站作用范围；
当带有RFID电子标签的设备，进入RFID基站的作用范围，所述RFID基站的控制器根据设备端RFID电子标签应答的数据，判断当前设备是否已经在当前RFID基站注册，若未注册，在基站端提示发现新设备，并自动注册；若已经注册，在基站端提示设备已接入当前RFID基站；
当带有RFID电子标签的设备，离开RFID基站的作用范围，若设备未在RFID基站注册，则基站端新发现设备状态消失；若设备已经在RFID基站注册，则基站端设备状态显示为离线，同时蜂鸣器响，提示离开RFID基站作用范围。
进一步地，多个所述RFID基站在当前空间内组成mesh网络；
当已在RFID基站A上注册的设备，进入RFID基站B的作用范围，且RFID基站B的信号强度大于RFID基站A的信号强度，则注册到RFID基站B上，解除RFID基站A上的注册关系；同时RFID基站B的通讯模块，将设备新的注册关系上报给手机端应用或者云。
进一步地，所述手机端应用或者云，根据RFID基站上报数据，绘制RFID基站与设备的拓扑图，并结合当前空间的户型结构，绘制设备分布图。
进一步地，所述通讯模块采用近场通讯模块或远距离无线通讯模块。
借由上述方案，通过基于RFID基站定位的系统，具有如下技术效果：
1)通过RFID基站和电子标签，不但可以主动发现基站作用户范围内的设备，还可以对其进行定位和注册，建立关系，上传至手机端或者云端进行管理。
2)通过RFID基站的MESH网络，即使设备的摆放位置发生了变化，也能主动注册到信号更强的基站上，同时也能及时的将位置变化状态，上传至手机端或者云端进行管理。
3)通过导入所在空间的户型图，可以直观看到所在空间的基站与设备的拓扑结构，以及在空间的分布情况。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明基于RFID基站定位的系统一实施例的原理示意图；
图2是本发明一实施例中基站发现设备示意图；
图3是本发明一实施例中更改摆放位置示意图；
图4是本发明一实施例中根据摆放位置生成拓扑和布局图的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明中相关术语解释如下：
无线射频识别即射频识别技术(Radio Frequency Identification，RFID)，是自动识别技术的一种，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，利用无线射频方式对记录媒体(电子标签或射频卡)进行读写，从而达到识别目标和数据交换的目的。
无线射频识别技术通过无线电波不接触快速信息交换和存储技术，通过无线通信结合数据访问技术，然后连接数据库系统，加以实现非接触式的双向通信，从而达到了识别的目的，用于数据交换，串联起一个极其复杂的系统。在识别系统中，通过电磁波实现电子标签的读写与通信。根据通信距离，可分为近场和远场，为此读/写设备和电子标签之间的数据交换方式也对应地被分为负载调制和反向散射调制。
电子标签又称射频标签、应答器、数据载体；阅读器又称为读出装置、扫描器、读头、通信器、读写器(取决于电子标签是否可以无线改写数据)。电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合；在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递和数据交换。
射频识别(RFID)是Radio Frequency Identification的缩写。其原理为阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信，达到识别目标的目的。RFID的应用非常广泛，典型应用有动物晶片、汽车晶片防盗器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理。
Mesh网络即”无线网格网络”，是“多跳(multi-hop)”网络，是由ad hoc网络发展而来，是解决“最后一公里”问题的关键技术之一。在向下一代网络演进的过程中，无线是一个不可缺的技术。无线mesh可以与其它网络协同通信，是一个动态的可以不断扩展的网络架构，任意的两个设备均可以保持无线互联。
参图1所示，本实施例提供了一种基于RFID基站定位的系统，包括RFID基站、设于设备端的RFID电子标签、数据接收端；数据接收端为手机端应用或者云；设备端设有指示灯及蜂鸣器。
当带有RFID电子标签的设备，进入RFID基站的作用范围，RFID基站根据设备端RFID电子标签应答的数据，判断当前设备是否已经在当前RFID基站注册，若未注册，在设备一端，通过蜂鸣器或者指示灯提示发现新设备；若已经注册，在设备一端显示设备已接入当前基站。
当带有RFID电子标签的设备，离开RFID基站的作用范围，若设备未在基站注册，则设备端的指示灯灭掉，提示离开基站作用范围；若设备已经在基站注册，则设备端的指示灯灭掉，同时蜂鸣器响，提示离开基站作用范围。
RFID基站，包括：RFID读写器，控制器，指示灯，蜂鸣器，通讯模块。
控制器控制RFID读写器发送数据请求，使得其作用范围内的RFID电子标签进行应答；
当带有RFID电子标签的设备，进入RFID基站的作用范围，RFID基站根据设备端RFID电子标签应答的数据，判断当前设备是否已经在当前RFID基站注册，若未注册，在基站一端提示发现新设备，并自动注册；若已经注册，在基站一端提示设备已接入当前基站。
当带有RFID电子标签的设备，离开RFID基站的作用范围，若设备未在基站注册，则基站一端新发现设备状态消失；若设备已经在基站注册，则基站一端设备状态显示为离线，同时蜂鸣器响，提示离开基站作用范围。
通讯模块将RFID基站当前状态实时或者非实时上报给手机端应用或者云，当前状态包括RFID基站编号，所在位置，基站上已注册的设备，设备与基站的信号强度，基站作用范围内未注册设备。通讯模块可以采用近距离无线通信技术，如Zig-Bee、蓝牙(Bluetooth)、无线宽带(Wi-Fi)、超宽带(UWB)和近场通信(NFC)，也可以是远距离无线通信技术，如GPRS、CDMA、LTE、NBIOT、CAT1等。
多个RFID基站，若当前空间存在多个RFID基站，则这些基站组成mesh网络。
当已在RFID基站A上注册的设备，进入RFID基站B的作用范围，且基站B的信号强度大于基站A的信号强度，则注册到基站B上，解除基站A上的注册关系；同时基站B的通讯模块，将设备新的注册关系上报给手机端应用或者云。
手机端应用或者云，根据RFID基站上报数据，包括RFID基站编号，所在位置，基站上已注册的设备，设备与基站的信号强度，基站作用范围内未注册设备，绘制基站与设备的拓扑图，结合当前空间的户型结构，继而绘制设备分布图。
实施例一(基站发现设备)
如图2所示，当RFID基站作用范围内，出现带有RFID电子标签的设备，基站端出现提示，发现新设备，设备端则提示附近有RFID基站，并自动注册。
实施例二(更改摆放位置)
如图3所示，多个RFID基站，若当前空间存在多个RFID基站，则这些基站组成mesh网络。
当已在RFID基站A上注册的设备，进入RFID基站B的作用范围，且基站B的信号强度大于基站A的信号强度，则注册到基站B上，解除基站A上的注册关系；同时基站B的通讯模块，将设备新的注册关系上报给手机端应用或者云。
实施例三(根据摆放位置生成拓扑和布局图)
如图4所述，某个家庭空间，部署了三个RFID基站A、B、C，并且有多个带有RFID电子标签的设备，其中基站A作用范围内有4个设备，基站B作用范围内有3个设备，基站C作用范围内有1个设备，则根据基站与设备的信号强度进行定位，并结合当前家庭空间的户型图，在手机端或者云端可以生成家里设备与基站的拓扑结构，以及根据户型的分布图。
该基于RFID基站定位的系统具有如下技术效果：
1)通过RFID基站和电子标签，不但可以主动发现基站作用户范围内的设备，还可以对其进行定位和注册，建立关系，上传至手机端或者云端进行管理。
2)通过RFID基站的MESH网络，即使设备的摆放位置发生了变化，也能主动注册到信号更强的基站上，同时也能及时的将位置变化状态，上传至手机端或者云端进行管理。
3)通过导入所在空间的户型图，可以直观看到所在空间的基站与设备的拓扑结构，以及在空间的分布情况。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于RFID基站定位的系统，其特征在于，包括RFID基站、设于设备端的RFID电子标签、数据接收端；
所述数据接收端为手机端应用或者云；
所述设备端设有指示灯及蜂鸣器；
所述RFID基站包括RFID读写器、控制器、指示灯、蜂鸣器、通讯模块；
所述控制器用于控制RFID读写器发送数据请求，使得其作用范围内的RFID电子标签进行应答；
所述通讯模块用于将RFID基站当前状态数据实时或者非实时上报给手机端应用或者云；所述当前状态数据包括RFID基站编号，所在位置，RFID基站上已注册的设备，设备与RFID基站的信号强度，RFID基站作用范围内未注册设备；所述设备与RFID基站的信号强度为RFID基站所接收到RFID标签设备的信号强度；
当带有RFID电子标签的设备，进入RFID基站的作用范围，所述RFID基站的控制器根据设备端RFID电子标签应答的数据，判断当前设备是否已经在当前RFID基站注册，若未注册，在设备端，通过蜂鸣器或者指示灯提示发现新设备；若已经注册，在设备端显示设备已接入当前RFID基站；
当带有RFID电子标签的设备，离开RFID基站的作用范围，若设备未在RFID基站注册，则设备端的指示灯灭掉，提示离开RFID基站作用范围；若设备已经在RFID基站注册，则设备端的指示灯灭掉，同时蜂鸣器响，提示离开RFID基站作用范围；
当带有RFID电子标签的设备，进入RFID基站的作用范围，所述RFID基站的控制器根据设备端RFID电子标签应答的数据，判断当前设备是否已经在当前RFID基站注册，若未注册，在基站端提示发现新设备，并自动注册；若已经注册，在基站端提示设备已接入当前RFID基站；
当带有RFID电子标签的设备，离开RFID基站的作用范围，若设备未在RFID基站注册，则基站端新发现设备状态消失；若设备已经在RFID基站注册，则基站端设备状态显示为离线，同时蜂鸣器响，提示离开RFID基站作用范围。
2.根据权利要求1所述的基于RFID基站定位的系统，其特征在于，多个所述RFID基站在当前空间内组成mesh网络；
当已在RFID基站A上注册的设备，进入RFID基站B的作用范围，且RFID基站B的信号强度大于RFID基站A的信号强度，则注册到RFID基站B上，解除RFID基站A上的注册关系；同时RFID基站B的通讯模块，将设备新的注册关系上报给手机端应用或者云。
3.根据权利要求2所述的基于RFID基站定位的系统，其特征在于，所述手机端应用或者云，根据RFID基站上报数据，绘制RFID基站与设备的拓扑图，并结合当前空间的户型结构，绘制设备分布图。
4.根据权利要求1所述的基于RFID基站定位的系统，特征在于，所述通讯模块采用近场通讯模块或远距离无线通讯模块。
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