CN114063011B

CN114063011B - 一种基于rfid的定位追踪系统

Info

Publication number: CN114063011B
Application number: CN202111332863.5A
Authority: CN
Inventors: 金维国; 陈福智
Original assignee: Avic Power Science & Technology Engineering Co ltd
Current assignee: Avic Power Science & Technology Engineering Co ltd
Priority date: 2021-11-11
Filing date: 2021-11-11
Publication date: 2022-11-22
Anticipated expiration: 2041-11-11
Also published as: CN114063011A

Abstract

本发明公开了一种基于RFID的定位追踪系统，涉及物联网应用技术领域，解决了现有方案没有将RFID技术与自动化生产线结合，无法充分利用RFID技术的优势对零部件进行精确追踪监控，导致生产过程监控精确、生产效率低下的技术问题；包括中央处理器，以及与中央处理器连接的若干边缘处理器；本申请充分将生产线和RFID技术相结合；通过RFID阅读器对电子标签信息的读取，以及及时更新生产件的移动信息，保证了对生产件位置的精确追踪和监控；本申请通过中央处理器生成模拟路径，根据模拟路径和移动路径的路径相似度对移动路径进行合理性评估，通过合理性评估结果为生产线优化或者改进提供数据基础，能够进一步提高生产效率。

Description

一种基于RFID的定位追踪系统

技术领域

本发明属于物联网应用技术领域，涉及基于RFID的定位追踪技术，具体是一种基于RFID的定位追踪系统。

背景技术

RFID即无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触；因此，RFID作为一种非接触式自动识别技术，可以实现快速读写、长期追踪等管理功能，在智能识别领域有着非常好的发展前景。

现有方案中对RFID技术的应用较为基础，主要通过RFID阅读器和RFID电子标签的结合，实现自动化生产中生产件的信息自动采集和货物定位追踪，达到辅助生产的目的；但是，在具体的生产过程中，需要对特定部件或者特定批次的部件进行重点追踪监控，然而现有方案没有充分利用RFID技术的优势，没有将RFID技术与现有自动化生产线充分结合起来，导致重点追踪监控无法实现或者监控效果不佳，因此，亟需一种基于RFID能够实现生产件重点追踪监控，并根据生产件重点追踪监控结果实现生产线监控优化的定位追踪系统。

发明内容

本发明提供了一种基于RFID的定位追踪系统，用于解决现有方案没有将RFID技术与自动化生产线结合，无法充分利用RFID技术的优势对零部件进行精确追踪监控，导致生产过程监控精确、生产效率低下的技术问题，本发明通过设置中央处理器、边缘处理器以及结合电子标签信息生成移动信息解决了上述问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于RFID的定位追踪系统，包括中央处理器，以及与中央处理器通信和/或电气连接的若干边缘处理器；

所述边缘处理器与至少一个RFID阅读器通信和/或电气连接，若干所述边缘处理器之间保持连接；

所述中央处理器对生产件进行分类获取分类标签，并将分类标签写入对应生产件的RFID电子标签中；

所述边缘处理器通过FRID阅读器读取生产件的电子标签信息，根据电子标签信息获取对应生产件的移动信息，并通过所述中央处理器对移动信息进行评估；其中，所述移动信息包括生产件的分类标签、移动路径和通过移动路径所需时间。

优选的，所述RFID阅读器的读写范围全面覆盖生产线。

优选的，所述边缘处理器连接的RFID阅读器数量根据生产订单进行分配，包括：

获取当前生产订单中生产件数量和预计生产时间，并分别标记为SS和YS；

获取边缘处理器的运算能力，并标记为YN；

通过公式ZFS＝ɑ1×(YN×YS)/SS获取每个边缘处理器连接的RFID阅读器的最大分配数量ZFS；其中，ɑ1为比例系数，且ɑ1为大于0的实数；

根据最大分配数量为每个边缘处理器配置RFID阅读器。

优选的，对所述生产件通过人工分类方式或者参数分类方式进行分类获取分类标签。

优选的，通过所述参数分类方式获取分类标签，包括：

获取所述生产件对应客户的客户级别，并标记为KJ；其中，所述客户级别包括1级、2级和3级；

获取所述生产件单批次的订单数量，并标记为DZ；

通过公式FPX＝ɑ2×KJ×exp(-ɑ3×DZ)获取分类评估系数FPX；其中，ɑ2和ɑ3为比例系数，且ɑ2和ɑ3均为大于0的实数；

当分类评估系数0<FPX≤L1时，则将对应生产件的分类标签设置为1级；当分类评估系数L1<FPX≤L2时，则将对应生产件的分类标签设置为2级；其中，L1和L2为评估系数阈值，L1为大于0的实数，L2为大于L1的实数，且分类标签为1时，表示生产件为重点生产件，分类标签为2时，表示生产件为普通生产件。

优选的，所述重点生产件的移动信息实时发送至智能终端进行展示。

优选的，通过所述RFID阅读器读取生产线上生产件的RFID电子标签获取电子标签信息，将电子标签信息传输至对应的边缘处理器或者中央处理器，并通过所述中央处理器或者所述边缘处理器获取移动信息。

优选的，通过所述中央处理器或者所述边缘处理器获取移动信息，包括：

所述生产件在生产线上移动时，通过RFID阅读器依次获取电子标签信息；其中，所述电子标签信息包括生产件的分类标签和位置坐标；

当生产线末端的RFID阅读器读取完生产件的电子标签信息时，根据生产件对应的所有电子标签信息中的位置坐标拟合成移动路径，并统计通过移动路径所需时间；

根据分类标签、移动路径和通过移动路径所需时间整合生成移动信息。

优选的，对所述移动信息进行评估，包括：

通过所述中央处理器获取生产件的模拟路径；

获取所述生产件模拟路径和移动路径的路径相似度；

根据所述路径相似度和对应移动路径所需时间评估路径的合理性，并将合理性评估结果发送至智能终端。

优选的，所述中央处理器和所述边缘处理器还与智能终端通信和/或电气连接；其中，所述智能终端包括智能手机、笔记本电脑和平板电脑。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本申请通过中央处理器、边缘处理器以及RFID阅读器的设置，充分将生产线和RFID技术相结合；通过RFID阅读器对电子标签信息的读取，以及及时更新生产件的移动信息，保证了对生产件位置的精确追踪和监控。

2、本申请通过中央处理器生成模拟路径，根据模拟路径和移动路径的路径相似度对移动路径进行合理性评估，通过合理性评估结果为生产线优化或者改进提供数据基础，能够进一步提高生产效率。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的系统原理示意图；

图2为本发明的工作步骤示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

这里使用的术语用于描述实施例，并不意图限制和/或限制本公开；应该注意的是，除非上下文另有明确指示，否则单数形式的“一”、“一个”和“该”也包括复数形式；而且，尽管属于“第一”、“第二”等可以在本文中用于描述各种元件，但是元件不受这些术语的限制，这些术语仅用于区分一个元素和另一个元素。

请参阅图1-图2，本申请提供了一种基于RFID的定位追踪系统，主要应用于自动化生产过程中，主要目的是利用RFID技术对生产线上的零部件(包括标准件和非标准件)进行信息的自动化采集和处理，实现高效精准定位的目的，同时对采集的信息进行应用性分析，根据分析结果来对生产线或者生产环节进行优化改进。

本申请提供的一种基于RFID的定位追踪系统，包括中央处理器，以及若干边缘处理器。

本实施例中，中央处理器与若干边缘处理器通信连接，每个边缘处理器至少与一个RFID阅读器通信连接，中央处理器和边缘处理器还与智能终端通信连接；在另外一些优选的实施例中，中央处理器与边缘处理器、边缘处理器与RFID阅读器、中央处理器和边缘处理器与智能终端之间的连接方式还包括电气连接等其他能够保证各通信模块之间数据传输稳定的通信方式。

值得注意的是，本实施例中，任意两个相邻的边缘处理器均保持连接，用于完成数据交互；在另外一些优选的实施例中，位置相邻的两个边缘处理器保持连接，能够进行实时的数据交互。

本申请中的RFID阅读器的读写范围全面覆盖生产线，即只要生产线上存在电子标签，通过RFID阅读器就能识别；当两个RFID阅读器的覆盖范围部分重叠，且读取到相同的信息时，则对比分析之后删除任意一个RFID阅读器中的重复数据(与另外一个RFID阅读器相同的数据)。

本申请中的边缘处理器可以与多个RFID阅读器通信连接，每个边缘处理器连接的RFID阅读器数量通过生产订单进行分配，包括：

获取边缘处理器的运算能力，并标记为YN；

通过公式ZFS＝ɑ1×(YN×YS)/SS获取每个边缘处理器连接的RFID阅读器的最大分配数量ZFS；

根据最大分配数量为每个边缘处理器配置RFID阅读器。

值得注意的是，边缘处理器的运算能力可以通过多个指标来表示，如双精度浮点运算能力，具体计算方式参考互联网论文。

具体举例来说：

当前生产订单中生产件数量和预计生产时间分别为100件和10秒；

边缘处理器的运算能力为1000，ɑ1取0.01；

通过公式ZFS＝0.01×1000×10/100＝1，即每个边缘处理器最大可配置1台RFID阅读器。

可以理解的是，本申请中RFID阅读器配置方案的主要目标时，在边缘处理器运算能力满足的情况下，尽可能配置更多的RFID阅读器，既能够保证数据处理效率，又能够降低成本；且本申请配置方案中的参数，如ɑ1，是通过大量数据模拟获取的，因此存在场景不同数值不同的问题。

本申请提供的一种基于RFID的定位追踪系统中，中央处理器对生产件进行分类获取分类标签，并将分类标签写入对应生产件的RFID电子标签中。

本申请中分类标签的获取方式包括人工分类方式和参数分类方式；人工分类方式是通过工作人员对生产订单的紧急程度、重要程度进行判断设置分类标签，来保证生产订单的高效有序处理。

其中，参数分类方式是将生产订单的紧急程度、重要程度进行量化，来实现生产订单的高效有序处理，包括：

获取生产件对应客户的客户级别，并标记为KJ；其中，客户级别包括1级、2级和3级，在另外一些实施例中，客户级别也可通过其他量化参数表示；

获取生产件单批次的订单数量，并标记为DZ；

通过公式FPX＝ɑ2×KJ×exp(-ɑ3×DZ)获取分类评估系数FPX；

当分类评估系数0<FPX≤L1时，则将对应生产件的分类标签设置为1级；当分类评估系数L1<FPX≤L2时，则将对应生产件的分类标签设置为2级；在另外一些优选的实施例中，可通过分类评估系数和评估系数阈值相结合将生产件分成更多级别。

本实施例中，分类标签为1时，表示生产件为重点生产件，分类标签为2时，表示生产件为普通生产件；针对重点生产件的生产过程，无论是否出现异常，均实时展现在智能终端上，有助于监控调整。

本申请提供的一种基于RFID的定位追踪系统中，边缘处理器通过FRID阅读器读取生产件的电子标签信息，并根据电子标签信息获取对应生产件的移动信息，并通过中央处理器对移动信息进行评估。

本申请通过RFID阅读器读取生产线上生产件的RFID电子标签获取电子标签信息，将电子标签信息传输至对应的边缘处理器或者中央处理器，并通过中央处理器或者边缘处理器获取移动信息。

本申请中，通过中央处理器或者边缘处理器获取移动信息，包括：

生产件在生产线上移动时，通过RFID阅读器依次获取电子标签信息；其中，电子标签信息包括生产件的分类标签和位置坐标；

本申请中，移动信息的获取思路是，每个RFID阅读器依次获取电子标签信息，待最后一个RFID阅读器(即生产线末端的RFID阅读器)获取完电子标签信息之后，将所有RFID阅读器获取的电子标签信息进行整合集中，并提取电子标签信息中的分类标签、移动路径和通过移动路径所需时间整合生成移动信息。

可以理解的是，当所有边缘处理器之间能够互相通信时，则可以在生产线末端的RFID阅读器采集完信息之后，将所有电子标签信息集中到中央处理器或者其中一个边缘处理器中进行整合，当然也可以指定一个边缘处理器；当位置相邻的两个边缘处理器能够互相通信时，则按照生产线运行方向的顺序将RFID阅读器依次传递给下去，直到生产线末端的RFID阅读器采集完信息之后选定一个边缘处理器进行整合处理。

本申请中的位置坐标，可以是RFID阅读器的位置坐标，也可以是根据RFID阅读器位置坐标计算出的生产件位置坐标。

本申请提供的一种基于RFID的定位追踪系统中，通过中央处理器对移动信息进行评估，包括：

通过中央处理器获取生产件的模拟路径；

获取生产件模拟路径和移动路径的路径相似度；

根据路径相似度和对应移动路径所需时间评估路径的合理性，并将合理性评估结果发送至智能终端。

本申请中的模拟路径是通过软件对生产件的生产过程进行模拟获取的模拟路径，模拟路径作为参考基准来评价对应生产件的移动路径；可以理解的是，每个生产件由于大小、重量以及形状的不同，其对应的模拟路径也并不相同。

本申请中的路径相似度可以基于点匹配方法或者基于形状方法来计算，在将路径相似度与相似度阈值进行比较，如路径相似度大于相似度阈值时，则判定路径合理，如路径相似度小于等于相似度阈值时，则判定路径不合理；最后将合理性评估结果发送至智能终端进行显示预警。

显而易见地，当移动路径与模拟路径相差过大时，生产过程一定存在问题，或生产线问题，或生产流程问题，对移动路径的合理性评价能够直观地反映上述问题，可以帮助工作人员对生产线或者生产路程进行优化，进一步提高生产效率。

上述公式中的数据均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。

本发明的工作原理：

中央处理器根据生产订单对生产件进行分类获取分类标签，并将分类标签写入对应生产件的RFID电子标签中；边缘处理器通过FRID阅读器读取生产件的电子标签信息，根据电子标签信息获取对应生产件的移动信息，并通过中央处理器对移动信息进行评估，根据评估结果对生产线进行优化改进。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种基于RFID的定位追踪系统，包括中央处理器，以及与中央处理器通信和/或电气连接的若干边缘处理器，其特征在于，包括：

所述边缘处理器通过RFID阅读器读取生产件的电子标签信息，根据电子标签信息获取对应生产件的移动信息，并通过所述中央处理器对移动信息进行评估；其中，所述移动信息包括生产件的分类标签、移动路径和通过移动路径所需时间；

对所述生产件通过人工分类方式或者参数分类方式进行分类获取分类标签，通过所述参数分类方式获取分类标签，包括：

获取生产件对应客户的客户级别，并标记为KJ；其中，所述客户级别包括1级、2级和3级；

获取所述生产件单批次的订单数量，并标记为DZ；

当分类评估系数0<FPX≤L1时，则将对应生产件的分类标签设置为1级；当分类评估系数L1<FPX≤L2时，则将对应生产件的分类标签设置为2级；其中，L1和L2为评估系数阈值，L1为大于0的实数，L2为大于L1的实数，且分类标签为1时，表示生产件为重点生产件，分类标签为2时，表示生产件为普通生产件；

当所有边缘处理器之间互相通信时，在生产线末端的RFID阅读器采集完信息之后，将所有电子标签信息集中到中央处理器或者其中一个边缘处理器中进行整合；当位置相邻的两个边缘处理器能够互相通信时，则按照生产线运行方向的顺序将RFID阅读器依次传递给下去，直到生产线末端的RFID阅读器采集完信息之后选定一个边缘处理器进行整合处理；

所述边缘处理器连接的RFID阅读器数量根据生产订单进行分配，包括：

获取边缘处理器的运算能力，并标记为YN；

根据最大分配数量为每个边缘处理器配置RFID阅读器；

通过所述中央处理器或者所述边缘处理器获取移动信息，包括：

根据分类标签、移动路径和通过移动路径所需时间整合生成移动信息；

对所述移动信息进行评估，包括：

通过所述中央处理器获取生产件的模拟路径；

获取所述生产件模拟路径和移动路径的路径相似度；

2.根据权利要求1所述的一种基于RFID的定位追踪系统，其特征在于，所述RFID阅读器的读写范围全面覆盖生产线。

3.根据权利要求1所述的一种基于RFID的定位追踪系统，其特征在于，通过所述RFID阅读器读取生产线上生产件的RFID电子标签获取电子标签信息，将电子标签信息传输至对应的边缘处理器或者中央处理器，并通过所述中央处理器或者所述边缘处理器获取移动信息。