一种基于RFID双频技术的定位系统技术方案

本实用新型专利技术涉及基于RFID双频技术的定位系统，包括服务器、RFID标签、多个RFID阅读器和多个低频触发器，各RFID阅读器分别经由集线器与服务器连接，各RFID阅读器分布设置在定位区域，RFID标签绑定在被定位对象体上，低频触发器内置于RFID阅读器之中，各RFID标签包括低频接收模块和射频发送模块。与现有技术相比，本实用新型专利技术利用RFID低频与微波各自无线特性的有机组合，标签收到RSSI的数据，以及标签天线发出信号增益自动循环的特性，采用网格化的区域设置以及三点定位法，实现室内室外复杂环境的全区域的监测定位。可应用于金融，军队，物流仓储，医疗护理等领域，对于当今物联网时代，具有非常积极的应用意义。

A positioning system based on RFID dual frequency technology

The utility model relates to a positioning system based on dual frequency RFID technology, including servers, RFID tags, multiple RFID reader and a plurality of low frequency flip-flop, the RFID reader via the hub to connect to the server, the RFID reader is arranged in the positioning area distribution, RFID label binding is positioned on the body in the object, the low frequency trigger built-in RFID reader the RFID label, including low frequency receiving module and RF transmission module. Compared with the prior art, the organic combination of the utility model uses RFID low frequency and microwave characteristics of the respective wireless tags, receive RSSI data, and the tag antenna signal gain characteristics of the automatic cycle, the regional settings grid and three point positioning, to achieve region wide monitoring and positioning of indoor and outdoor complex environment. Can be applied to finance, the army, logistics, warehousing, medical care, and other fields, for today's Internet of things era, has a very positive application significance.

【技术实现步骤摘要】
一种基于RFID双频技术的定位系统
本技术涉及一种无线定位系统，尤其是涉及一种基于RFID双频技术的定位系统。
技术介绍
IOT(InternetOfThings)物联网的广泛使用，进一步推动了传感器技术的发展，而新一代智能传感器以低功耗，近距离，无线通信为特征，不仅具有自动感知，采集数据的能力，而且拥有计算处理，近距通信的功能，由此传感器作为前端节点组成的无线传感器网络(WSN)，对其覆盖区域内的各种监测对象，可采集获得相关数据并由后台计算机进行处理，以得到准确的信息，服务于各类应用领域。在无线传感器的大部分应用中，传感器节点或监控目标的位置信息都是必不可少的。而RFID射频识别无线传感器，正是新一代传感器的重要代表之一，也已被广泛运用于基于移动，位置信息的各个领域，其应用和发展将会给人类的生活和生产的各个领域带来深远影响。RFID系统是通过RFID阅读器借由无线频段电磁波信号与RFID电子标签之间进行数据信息交互。RFID电子标签是目前最先进的标识码之一，标签内拥有ID标号(全球唯一代码)，它具备不易破损、数据可靠、使用周期长、有效通讯距离远等特点，可用于任何被监测对象。目前而言，业界所用的定位系统如GPS，北斗导航等均适用于室外空旷环境，定位精度不是太高，很难适合复杂多障碍物环境。而一种基于RFID技术的车位感应系统(授权公告号CN202126762U)方案是一种仅利用RFID技术对静态车位的感应判断其位置有无车物，既不能对移动物体的跟踪定位，又不是在相对复杂的环境中的应用。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用于复杂环境的基于RFID双频技术的定位系统。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于RFID双频技术的定位系统，包括服务器、RFID标签和多个RFID阅读器，各所述的RFID阅读器分别经集线器与服务器连接，分布设置在定位区域，RFID标签绑定在被定位对象体上，所述的系统还包括多个内置于RFID阅读器中的低频触发器，所述的低频触发器与RFID阅读器一一对应，所述的RFID标签包括低频接收模块和射频发送模块。所述的各RFID阅读器通过通信接口与集线器连接，所述的通信接口包括RS-232接口、RS-485接口、GPRS接口、WIFI接口中的至少一种。所述的集线器通过RJ-45与服务器连接。所述的RFID标签中的低频接收模块为125KHz频率的接收模块，所述的阅读器中的低频触发器为125KHz的触发器。所述的RFID标签中的射频发送模块为2.4GHz的发送模块。所述的RFID阅读器包括全向RFID阅读器和定向RFID阅读器，所述的定向RFID阅读器沿定位区域中的墙或门设置。与现有技术相比，本技术具有以下优点：(1)使用低频触发器检测并触发RFID标签，无线低频信号其微波波长可达2500m，具有很好的穿透、绕射及翻墙能力，适用于复杂环境中对被定位对象的初步检测，触发后，RFID标签使用射频发送模块向较近的RFID阅读器发送数据，信号聚焦度高；将低频与射频结合，适用于移动跟踪和实时定位。(2)在低频覆盖范围，更易测得RSSI参数，从而获得更为精确位置判定，精度可达几十厘米。(3)多个RFID阅读器与RFID标签通信，可结合服务器使用三点定位法，得到的位置数据更精确。附图说明图1为本实施例定位系统的结构示意图；图2为本实施例RFID阅读器组成结构示意图；图3为本实施例地下武器库及其定位系统结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。本实施例以本技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例如图1所示，一种基于RFID双频技术的定位系统，包括服务器1、多个RFID阅读器2和RFID标签3和多个低频触发器4，各RFID阅读器2分别通过集线器5与服务器1连接，各RFID阅读器2分布设置在定位区域，RFID标签3为绑定在被定位对象体上。多个低频触发器4既可内置于RFID阅读器2之中，又可设置于阅读器2之外，RFID标签3包括低频接收模块和射频发送模块。其中，RFID标签3为有源标签，以2.4GHz作为信息交换载体，标签内置125KHz低频作为标签激活工作手段。其形式为小型的腕带、挂牌、标签等形式，用于穿戴或粘贴在被定位对象上；低频触发器4(125KHz)用于启动被定位标签的激活。可内置于RFID阅读器2中；如图2所示，RFID阅读器2，内置射频接收模块、通信接口和低频触发器4。125KHz低频用于触发在其范围内的标签，2.4GHz射频用于接收标签发送的数据信息(内含标签ID，本阅读器序号和RSSI信号)。平时被跟踪对象戴有RFID标签3，标签处于节电模式状态，阅读器内125KHz低频触发器4对其覆盖范围的进出对象(戴标签)进行搜索，一当发现对象标签，低频触发器4触发标签内低频接收模块，RFID标签3收到该信号后，同时测出标签本身所在位置的RSSI信号强度参数，触发2.4GHz模块，将标签ID，RSSI值和阅读器序号三参数打包，由2.4GHz射频强信号发射到附近阅读器。在附近的RFID阅读器2如会根据标签发出信号的增益大小而收到相应次数的标签数据，然后各阅读器将采集到数据包通过通信接口模块传输到集中器5，再由其传至服务器1。服务器1收到各自阅读器传来的数据包，进行计算、比较、分析，由三点定位法和阅读器序号和物理位置分布映射图，判断出该标签的所在几何位置并显示在屏幕上，同时服务器1根据收到的标签全球唯一ID和名字(或人，或物体)的对应注册表，确定哪个被监测对象是在此位置。由此实现RFID双频技术的定位，跟踪。本实施例中RFID阅读器2中的低频触发器4带有两路正交天线，其触发半径达到3米，调整天线数或降低低频发射功率和标签接收灵敏度，可使触发范围覆盖从十几米半径到一米左右半径，由此可提高RFID系统应用灵活性和监测精度。在阅读器与标签之间无需任何接触即可实现数据通信，并可根据所使用的国际ISM标准中不同的频段，在几十米范围内对RFID标签3进行信息采集。RFID双频技术充分利用了无线频率的不同特点，无线射频信号具有覆盖距离远，信号聚焦度高，不足是在覆盖范围内，遇有障碍物时，信号衰减较大，尤其是遇有钢筋，金属物等则信号会损失非常严重；而无线低频信号其微波为2500m波长，则具有很好的穿透，绕射及翻墙能力，同时在低频覆盖范围，更易测得RSSI(ReceivedSignalStrengthIndicator)参数，从而获得更为精确位置判定，精度可达几十厘米级。利用上述二种技术及相应不同特性，有机组合设计而成定位监测系统。由此本系统更适合应用于移动跟踪，位置定位，实时监视等各类行业的应用，尤其是在环境复杂，室内外兼有区域，和多障碍物的应用场合。如图3所示，将本定位系统应用于武器库定位跟踪管理，为确保武器库，人员及库存物品的绝对安全，对所有进出武器库的人员实行移动实时定位管理。1)，所有仓库武器管理军人，武器押运军人每人配戴腕带式RFID标签3(拥有全球唯一标识号ID)。2)，所有进入库区的行政军人和技术监控系统军人配戴挂牌式RFID标签3(拥有全球本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于RFID双频技术的定位系统，包括服务器、RFID标签和多个RFID阅读器，各所述的RFID阅读器分别经集线器与服务器连接，分布设置在定位区域，RFID标签绑定在被定位对象体上，其特征在于，所述的系统还包括内置于RFID阅读器中的多个低频触发器，所述的低频触发器与RFID阅读器一一对应，所述的RFID标签包括低频接收模块和射频发送模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于RFID双频技术的定位系统，包括服务器、RFID标签和多个RFID阅读器，各所述的RFID阅读器分别经集线器与服务器连接，分布设置在定位区域，RFID标签绑定在被定位对象体上，其特征在于，所述的系统还包括内置于RFID阅读器中的多个低频触发器，所述的低频触发器与RFID阅读器一一对应，所述的RFID标签包括低频接收模块和射频发送模块。2.根据权利要求1所述的一种基于RFID双频技术的定位系统，其特征在于，所述的各RFID阅读器通过通信接口与集线器连接，所述的通信接口包括RS-232接口、RS-485接口、GPRS接口、WIFI接口中的至少一种。3.根据权利要求2所述的一种基于RFID双频技术的定位系统，其特征在于，所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：堵建华，莫炜杰，
申请(专利权)人：上海建桥学院，
类型：新型
国别省市：上海,31