TWI437499B - Array radio frequency identification and positioning method and its system - Google Patents

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陣列式無線射頻辨識定位方法及其系統
本發明是有關於一種定位方法及其系統，特別是指一種陣列式無線射頻辨識定位方法及其系統。
鋼鐵廠在鋼捲等產品送入倉庫存放時，為了方便管理，會在每一個鋼捲上綁上一個無線射頻辨識標籤(Radio Frequency Identification Tag,RFID Tag)，因此要盤點鋼捲數量時，只要藉由掃讀天線對所述鋼捲內的RFID標籤進行掃讀，就能統計鋼捲的數量並得知鋼捲的資料明細。然而，當RFID標籤剛好被鋼捲遮蔽時，掃讀訊號可能會被金屬鋼捲屏蔽而導致漏掃的情形發生。因此，通常會再輔以人工掃讀的方式，以對漏掃的RFID標籤進行補掃，因此會導致產品出貨、進出倉庫時的盤點作業較慢等缺點。
參閱圖1與圖2，為PCT第WO2010023343號「DEVICES AND METHOD FOR IDENTICIATION AND EFFICIENT RECOVERY OF THE INFORMATION CONTAINED IN AN RFID TAG IN A STEEL WINDING」與PCT第WO2010066934號「GANTRY CRANE GRAB INCLUDING A DEVICE FOR READING RFID TAGS DISPOSED IN THE INNER CAVITY OF STEEL COILS」專利申請案，是揭露是一種用於鋼捲的RFID辨識裝置1與方法，藉由一伸入式感應器11對吊掛於一鋼捲12內的一個RFID標籤13進行掃讀，進而得知該鋼捲12的資料。然而，這樣的掃讀方式必須分別針對每一個鋼捲12進行掃讀，當鋼捲12是多數而且彼此堆疊放置的時候，底部的鋼捲12就會被壓住而難以掃讀取得全部的鋼捲12資料。
另外，參閱圖3與圖4，為台灣公告第M267550號「RFID定位裝置」專利案，現有RFID定位裝置2包括一天線電感組21，該天線電感組21具有多數設置於空間中不同位置的天線電感211。在掃讀時是藉由所述天線電感211彼此切換以進行掃讀，進而獲得最大強度的反射訊號，並以所述天線電感211所取得的訊號交叉比對得知一射頻識別標籤22的所在位置。然而，現有RFID定位裝置2的硬體配置過於複雜，而且當該射頻識別標籤22是在持續移動的狀態下，所述天線電感211就無法準確地相配合而判斷出該射頻識別標籤22的位置。
所以，如何改善以上所述的缺點，一直是本技術領域者持續努力的重要目標。
因此，本發明之目的，即在提供一種能降低漏讀率且掃讀快速的陣列式無線射頻辨識定位方法。
本發明之另一目的，即在提供一種能降低漏讀率且掃讀快速的陣列式無線射頻辨識系統。
於是，本發明陣列式無線射頻辨識定位方法包含一預備步驟、一掃讀步驟，以及一分析步驟。
該預備步驟是準備多數待測物，每一待測物具有一金屬物件，以及一設置於該金屬物件上的無線射頻辨識標籤。
該掃讀步驟使所述待測物通過一第一感應器與一第二感應器之間，該第一感應器會重複掃讀所述待測物上的無線射頻辨識標籤而取得多數第一辨識資料，該第二感應器會重複掃讀所述待測物上的無線射頻辨識標籤而取得多數第二辨識資料。
該分析步驟能分析所述第一辨識資料與第二辨識資料的強弱與時序以得知所述待測物的位置與數量，並交叉比對所述第一辨識資料與第二辨識資料以重複確認所述待測物的數量。
另外，本發明陣列式無線射頻辨識系統包含多數待測物、一掃讀單元，以及一分析單元。
每一待測物具有一金屬物件，以及一設置於該金屬物件上的無線射頻辨識標籤。
該掃讀單元包括一第一感應器、一與該第一感應器間隔設置的第二感應器，以及一由該第一感應器與第二感應器相配合界定以供所述待測物通過的物流通道。
該分析單元包括一電連接於該第一感應器與第二感應器的中央處理器。
本發明的功效在於：藉由相對設置的第一感應器與第二感應器所界定的物流通道，當所述待測物經過該物流通道時，所述第一感應器與第二感應器就能掃讀所述待測物上的無線射頻辨識標籤，進而由所述第一辨識資料與第二辨識資料交叉比對分析出所述金屬物件的位置與數量。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之數個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖5與圖6，為本發明陣列式無線射頻辨識定位方法的較佳實施例，包含一預備步驟91、一掃讀步驟92，以及一分析步驟93。
該預備步驟91是準備多數待測物3，每一待測物3具有一金屬物件31，以及一設置於該金屬物件31上的無線射頻辨識標籤(Radio Frequency Identification Tag,RFID Tag )32。在本較佳實施例中，所述金屬物件31是鋼鐵廠所產製的鋼條鋼捲，當然所述金屬物件31也可以是鋼帶鋼捲或盤元、線材等產品。另外，所述無線射頻辨識標籤32是被動式無線射頻辨識標籤。
該掃讀步驟92使所述待測物3通過一第一感應器41與一第二感應器42之間，該第一感應器41會重複掃讀所述待測物3上的無線射頻辨識標籤32而取得多數第一辨識資料。該第二感應器42會重複掃讀所述待測物3上的無線射頻辨識標籤32而取得多數第二辨識資料。在本較佳實施例中，該第一感應器41具有一第一讀取頭41A，該第二感應器42具有一第二讀取頭42A。
在本較佳實施例中，該第一感應器41與第二感應器42皆為無線射頻辨識讀取裝置(Radio Frequency Identification Reader,RFID Reader)，並是相對地設置於一物流通道43兩側而能持續地發出多數主動偵測訊號，每一無線射頻辨識標籤32是重複地接收所述主動偵測訊號並能時序地產生多數回傳訊號，當該第一感應器41與第二感應器42接收所述回傳訊號就能分別產生所述第一辨識資料與第二辨識資料。
該分析步驟93能分析所述第一辨識資料與第二辨識資料的強弱與時序以得知所述待測物3的位置與數量，再交叉比對所述第一辨識資料與第二辨識資料以確保沒有待測物3被漏掃，以重複確認所述待測物3的數量。接著，再將所述第一辨識資料中由同一個無線射頻辨識標籤32取得的重複資料刪除。並將所述第二辨識資料中由同一個無線射頻辨識標籤32取得的重複資料刪除。
在本較佳實施例中，是以輻射電波訊號強度指標(Received Signal Strength Indication,RSSI)的處理方式進行交叉比對以即時得知所述待測物3的位置與數量。特別說明的是，RSSI是指當射頻(Radio Frequency)訊號在空氣中傳遞時，因為傳播介質的影響與接收距離的遠近，而會產生相對的衰減，利用RSSI就能夠估計訊號的範圍，但無法判斷訊號的來源位置，如果要得知訊號的來源位置，則必須再輔以其他如圖3所示的三角定位法等方式進行定位。
接著進一步說明資料型態，以該第一感應器41與該第二感應器42掃讀三個待測物3一次所取得的辨識資料作說明：
一筆第一辨識資料=[CAa ,CAc ,CAb ]
一筆第二辨識資料=[CBc ,CBa ,CBb ]
其中，CAb 中的A代表是由該第一感應器41的第一讀取頭41A所掃讀到的資料，b則代表相對應無線射頻辨識標籤32b的內建編號，而CAb 的值則表示該第一讀取頭41A接收到該無線射頻辨識標籤32b的訊號強度。另外，矩陣內的排列順序則表示無線射頻辨識標籤32通過相對應感應器的時序，就該第一辨識資料而言，無線射頻辨識標籤32b是在無線射頻辨識標籤32c之後才通過該第一讀取頭41A。因此，可以藉由分別設置於所述待測物3兩側的第一讀取頭41A與第二讀取頭42A所掃讀到的資料強度進行分析以得知所述待測物3通過該物流通道43的順序。以圖6為例，該無線射頻辨識標籤32a最接近該第一讀取頭41A，而該無線射頻辨識標籤32b則距離該第一讀取頭41A較遠，因此CAa 在時序上會早於CAb ，而且CAa 強度也較強。另外，由該第二讀取頭42A的位置而言，該無線射頻辨識標籤32c最接近該第二讀取頭42A，而該無線射頻辨識標籤32b則距離該第二讀取頭42A較遠，因此CBc 在時序上會早於CBb ，而且CBc 強度也較強。綜上所述，就能夠藉由該第一辨識資料與第二辨識資料的陣列數值進行交叉比對，而能夠動態地得知每一個無線射頻辨識標籤32a、32b、32c的具體位置與通過時序。
參閱圖7，為用於本發明陣列式無線射頻辨識定位方法的陣列式無線射頻辨識系統，包含多數待測物3、一掃讀單元4，以及一分析單元5。
每一待測物3具有一金屬物件31，以及一設置於該金屬物件31上的無線射頻辨識標籤32。
該掃讀單元4包括一第一感應器41、一與該第一感應器41間隔設置的第二感應器42，以及一由該第一感應器41與第二感應器42相配合界定以供所述待測物3通過的物流通道43。該第一感應器41具有一第一讀取頭41A，該第二感應器42具有一第二讀取頭42A。以地面為基準，所述第一讀取頭41A與第二讀取頭42A是設置於相同水平高度上。特別說明的是，在本較佳實施例中是以一個第一讀取頭41A與一個第二讀取頭42A的態樣作說明。參閱圖8，該第一感應器41也可以具有多數第一讀取頭41A、41B、41C，該第二感應器42也可以具有多數第二讀取頭42A、42B、42C，以地面為基準，所述第一讀取頭41A、41B、41C與第二讀取頭42A、42B、42C能夠設置於相同水平高度上，當然也可以分別設置於不同水平高度上，藉此能夠更精確地定位出不同高度的待測物3。
該分析單元5包括一電連接於該第一感應器41與第二感應器42的集線器(Hub)51、一電連接於該集線器51而能控制該第一感應器41與第二感應器42的伺服器52、一電連接於該集線器51以對資料進行分析的定位分析電腦53，以及一電連接於該集線器51而能接收分析結果的倉儲管理電腦54。藉由該分析單元5的設置，倉儲管理電腦54可以即時地檢控出貨的狀況，如果貨物有遺漏或誤送也可以馬上處理。
參閱圖9，在實際使用時，所述待測物3是堆疊放置於一拖板車6上，當該拖板車6開過該掃讀單元4的物流通道43時，該第一感應器41與第二感應器42會持續地發出主動偵測訊號，以取得由所述無線射頻辨識標籤32回傳的第一辨識資料與第二辨識資料，接著將所述第一辨識資料與第二辨識資料進行交叉比對，藉此而能在該拖板車6持續前進的動態情況下，依然能精確地得知所述待測物3的位置與數量，因此最少只需要兩個感應器就能達成定位的目的，而無須使用至少需要三個天線的三角定位法，因此能節省設置成本。
綜上所述，本發明陣列式無線射頻辨識定位方法及其系統藉由相對設置的第一感應器41與第二感應器42所界定的物流通道43，當所述待測物3經過該物流通道43時，所述第一感應器41與第二感應器42就能掃讀所述待測物3上的無線射頻辨識標籤32，進而由所述第一辨識資料與第二辨識資料交叉比對分析出所述金屬物件31的位置與數量，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
3．．．待測物
31．．．金屬物件
32．．．無線射頻辨識標籤
32a．．．無線射頻辨識標籤
32b．．．無線射頻辨識標籤
32c．．．無線射頻辨識標籤
4．．．掃讀單元
41．．．第一感應器
41A．．．第一讀取頭
41B．．．第一讀取頭
41C．．．第一讀取頭
42．．．第二感應器
42A．．．第二讀取頭
42B．．．第二讀取頭
42C．．．第二讀取頭
43．．．物流通道
5．．．分析單元
51．．．集線器
52．．．伺服器
53．．．定位分析電腦
54．．．倉儲管理電腦
6．．．拖板車
91．．．預備步驟
92．．．掃讀步驟
93．．．分析步驟
圖1是一立體分解圖，說明現有RFID辨識裝置；
圖2是一示意圖，說明現有RFID辨識裝置的使用狀態；
圖3是一方塊圖，說明現有RFID定位裝置；
圖4是一方塊圖，輔助說明現有RFID定位裝置；
圖5是一流程圖，說明本發明陣列式無線射頻辨識定位方法的較佳實施例；
圖6是一示意圖，說明該較佳實施例；
圖7是一示意圖，說明用於本發明陣列式無線射頻辨識定位方法的陣列式無線射頻辨識系統的較佳實施例；
圖8是一示意圖，說明本發明陣列式無線射頻辨識系統之較佳實施例的另一種態樣；以及
圖9是一示意圖，說明本發明陣列式無線射頻辨識系統之較佳實施例的實際使用狀態。
91．．．預備步驟
92．．．掃讀步驟
93．．．分析步驟

Claims (10)

  1. 一種陣列式無線射頻辨識定位方法，包含：一預備步驟，準備多數待測物，每一待測物具有一金屬物件，以及一設置於該金屬物件上的無線射頻辨識標籤；一掃讀步驟，使所述待測物通過一第一感應器與一第二感應器之間，該第一感應器會重複掃讀所述待測物上的無線射頻辨識標籤而取得多數第一辨識資料，該第二感應器會重複掃讀所述待測物上的無線射頻辨識標籤而取得多數第二辨識資料；以及一分析步驟，分析所述第一辨識資料與第二辨識資料的強弱與時序以得知所述待測物的位置與數量，並交叉比對所述第一辨識資料與第二辨識資料以重複確認所述待測物的數量。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的陣列式無線射頻辨識定位方法，其中，在該掃讀步驟中，該第一感應器與第二感應器是相對地設置於一物流通道兩側並持續地發出多數主動偵測訊號。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述的陣列式無線射頻辨識定位方法，其中，在該掃讀步驟中，每一無線射頻辨識標籤是重複地接收所述主動偵測訊號並能產生多數回傳訊號，該第一感應器與第二感應器能接收所述回傳訊號並分別產生所述第一辨識資料與第二辨識資料。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述的陣列式無線射頻辨識定位方法，其中，在該分析步驟中，將所述第一辨識資料中由同一個無線射頻辨識標籤取得的重複資料刪除，將所述第二辨識資料中由同一個無線射頻辨識標籤取得的重複資料刪除。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述的陣列式無線射頻辨識定位方法，其中，在該分析步驟中，是以輻射電波訊號強度指標的處理方式進行交叉比對以即時得知所述待測物的位置與數量。
  6. 一種用於申請專利範圍第1至5項中任一項的陣列式無線射頻辨識系統，包含：多數待測物，每一待測物具有一金屬物件，以及一設置於該金屬物件上的無線射頻辨識標籤；一掃讀單元，包括一第一感應器、一與該第一感應器間隔設置的第二感應器，以及一由該第一感應器與第二感應器相配合界定以供所述待測物通過的物流通道；以及一分析單元，電連接於該第一感應器與第二感應器上而能進行資料比對與分析。
  7. 根據申請專利範圍第6項所述的陣列式無線射頻辨識系統，其中，該掃讀單元的第一感應器具有一第一讀取頭，該第二感應器具有一第二讀取頭，以地面為基準，所述第一讀取頭與第二讀取頭是設置於相同水平高度上。
  8. 根據申請專利範圍第6項所述的陣列式無線射頻辨識系統，其中，該掃讀單元的第一感應器具有多數第一讀取頭，該第二感應器具有多數第二讀取頭，以地面為基準，所述第一讀取頭分別設置於不同水平高度上，所述第二讀取頭分別設置於不同水平高度上。
  9. 根據申請專利範圍第6項所述的陣列式無線射頻辨識系統，其中，該分析單元包括一電連接於該第一感應器與第二感應器的集線器、一電連接於該集線器而能控制該第一感應器與第二感應器的伺服器、一電連接於該集線器以對資料進行分析的定位分析電腦，以及一電連接於該集線器而能接收分析結果的倉儲管理電腦。
  10. 根據申請專利範圍第6項所述的陣列式無線射頻辨識系統，其中，所述無線射頻辨識標籤為被動式無線射頻辨識標籤，所述待測物是放置於一拖板車上以通過該掃讀單元的物流通道，所述待測物的金屬物件是選自盤元、線材或鋼捲。
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