基于RFID全域正交旋转天线的手机精确定位搜寻装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术请求保护一种基于RFID全域正交旋转天线的手机精确定位搜寻装置及方法，其包括：嵌入手机内的RFID标签、定向发射天线、全向接收天线、三维正交旋转体、信息处理单元、信息输入单元及信息显示单元，其中，所述RFID标签分别和定向发射天线、全向接收天线进行远程通信，所述全向接收天线和信息处理单元相连接，定向发射天线安装于三维正交旋转体上，所述信息处理单元分别与信息显示单元、三维正交旋转体及信息输入单元相连接，定向发射天线、全向接收天线、三维正交旋转体、信息处理单元、信息输入单元及信息显示单元组成基于RFID的遗失手机搜寻装置。本发明专利技术可以实现遗失手机的快速精准定位搜寻。

【技术实现步骤摘要】
基于RFID全域正交旋转天线的手机精确定位搜寻装置及方法
本专利技术属于一种搜寻装置，特别是涉及一种基于RFID(RadioFrequencyIdentification，射频识别)的遗失手机定位搜寻装置。
技术介绍
随着4G移动网络的普及，智能手机用户数量逐年上升，单台手机所承载的信息价值也越来越高。因此，由手机遗失所导致的问题也就更加严重。手机一旦丢失，损失的不单是购买手机的花费，还包括信息丢失的成本和个人隐私泄露的风险。为帮助智能手机用户找回丢失的手机，部分手机厂商推出了手机寻回相关服务。其主要应用方式为通过移动网络和卫星定位模块(如GPS、北斗、GLONASS等)将遗失手机的位置信息发送到后台服务数据库，同时允许用户远程遥控手机响铃、抹除数据等。但目前的手机寻回服务主要依赖于卫星定位信号和移动数据传输，导致其应用效果受到巨大限制。卫星定位存在较大的精度误差，且当遗失的手机位于室内或其他卫星信号不佳的位置时，会使得定位误差进一步增大，导致无法获得有效位置信息。此外，若遗失的手机被关闭电源或中断网络连接，同样无法实现定位功能。因此，开发用于近距离搜寻的RFID手机定位搜寻设备，能够弥补卫星定位存在的误差问题。令大范围低精度的卫星定位与小范围高精度的RFID定位互为补充，使得遗失手机的定位寻回更加可行有效。RFID射频识别是一种无线通信技术，可以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。RFID系统由应答器、阅读器和应用软件系统三部分构成。利用无线电信号随距离衰减的特性和信号到达角度的测量，可以对应答器的相对距离和方向进行判定。RFID技术早期主要用于物体间的近距离通信，后来逐步应用于定位领域，但大多集中于已知环境下的室内物体感知定位，如商场指引、物流分拣等。通过谷歌专利以“RFID定位”、“RFID搜寻”、“RFIDLocation”等为关键词检索到相关专利若干项。其中，中国专利技术专利《一种基于RFID的航空维修工具定位装置》(申请公布号：CN106295431A，申请公布日：2017.01.04)提出了配备板状定向天线的航空维修工具定位装置，用于搜寻遗失在飞机上的维修工具。该专利技术的不足在于：1.采用固定电源，导致装置的便携性不佳，应用场景受限，无法用于室外条件下的物品搜寻；2.自动化智能化程度不高，使用时需要人员手持设备天线进行多方向的搜寻，若搜寻人员遗漏某一方向，则会导致遗失在该方向的物品无法被发现；3.无法判断遗失物品的距离，该专利技术装置在应用时，只能告知人员遗失物品的大致方位，无法对物品和人员的相对距离进行估计判断，存在一定的局限性。美国专利《RFID-BASEDPERSONLOCATIONDEVICE》(专利号：US8253570B1，公布日期：2012.08.28)设计了一种基于RFID和GPS的人员搜救装置，该装置外形类似手枪，前端固定有八木天线用于定向搜寻，可判断被搜救人员的大致方位及距离。但该专利技术与前述航空维修工具定位装置类似，使用时需要搜寻人员不断手动改变天线方向进行搜寻。鉴于现有国内外专利技术专利的应用范围和技术问题，特提出本专利技术专利。为解决现有RFID搜寻装置所存在的应用场景受限和缺乏智能化等问题，提出了一种基于RFID的手机定位搜寻装置，本专利技术能够实现遗失手机的快速精准定位搜寻。用于电磁波发送与接收的天线分为定向天线和全向天线两种，全向天线具有覆盖方向广的特点，但受限于功率无法实现远距离传输，且无法对方向进行判定。因此，大部分基于RFID技术的搜寻装置采用的是定向天线。定向天线在某一个或某几个特定方向上发射及接收电磁波特别强，能够实现更远距离的探测以及物体方向的判定。但仅使用定向天线又导致难以对整个空间方向进行覆盖搜寻。此外，由于一个定向天线同时用于电磁波的发送和接收且具有很强的方向性，因此可能会由于天线方向转动过快而漏接某一方向的电磁波信号。全向天线具有覆盖范围广、覆盖距离短的特点，定向天线具有方向性强、覆盖距离远的特点，当前RFID技术的应用上大多只有范围或方向的单方面应用需求，而本专利技术设计的实现既需要广的覆盖范围，也有较高的方向性和距离要求，因而采用了两种天线结合的应用方式。
技术实现思路
本专利技术旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种能够实现遗失手机的快速精准定位搜寻的基于RFID全域正交旋转天线的手机精确定位搜寻装置及方法。本专利技术的技术方案如下：一种基于RFID全域正交旋转天线的手机近距离搜寻装置，其包括：嵌入手机内的RFID标签(1)、定向发射天线(2)、全向接收天线(3)、三维正交旋转体(4)、信息处理单元(5)、信息输入单元(6)及信息显示单元(7)，其中，所述RFID标签(1)分别和定向发射天线(2)、全向接收天线(3)进行远程通信，所述全向接收天线(3)和信息处理单元(5)相连接，所述信息处理单元(5)分别与信息显示单元(7)、三维正交旋转体(4及信息输入单元(6)相连接，其中，所述RFID标签(1)内存储有与手机信息相一致的唯一识别信息，所述定向发射天线(2)用于发射搜寻电磁波信号，具备远距离点对点发射的能力，全向接收天线(3)用于RFID标签返回信号的接收，所述信息处理单元(5)用于对RFID标签(1)返回的信息进行处理，包括非目标标签过滤和目标标签距离和方向计算；所述信息显示单元(7)用于显示搜寻结果，将信息处理单元(5)的计算的目标标签方位以平面地图的方式展示；所述信息输入单元(6)用于目标标签的信息输入，将目标标签存储的识别信息输入到装置中，从而在后续的搜寻中进行自动过滤查找；所述三维正交旋转体(4)用于实现定向天线的全域旋转搜寻，旋转体由水平旋转轴和垂直旋转轴构成，两者结合旋转便能覆盖整个空间范围。进一步的，所述信息处理单元(5)对RFID标签(1)所返回的电磁波信号进行非目标标签过滤和目标标签距离和方向计算，具体包括：采用接收信号强度算法测量RFID标签与搜寻人员间的相对距离，全向接收天线(3)在捕捉到RFID标签返回的信息时，将该RFID标签返回的信息和接收到的信号强度一并传输到信息处理单元(5)，信息处理单元(5)首先判定该RFID标签是否为遗失手机的，如若不是则将其过滤掉，随后，信息处理单元(5)将该信号强度带入建立的信号强度衰减模型进行计算，得到RFID标签的大致距离。进一步的，所述信息处理单元(5)将该信号强度带入建立的信号强度衰减模型进行计算，计算公式为：d＝10^((abs(RSSI)-A)/(10*n))其中d为计算所得距离、RSSI为信号接收强度(负值)、A为发射端和接收端相隔1米时的信号强度、n为环境衰减因子。进一步的，所述RFID标签(1)的方向主要依靠定向发射天线(2)进行测量，定向发射天线(2)以某一固定角速度进行旋转发射电磁波信号，RFID标签(1)接收到来自定向发射天线的电磁波信号后，利用自身电源驱动天线返回其所存储的识别信息，当全向接收天线捕捉到RFID标签所返回的信息时，根据定向发射天线的发射角度确定RFID标签所在方向。进一步的，所述RFID标签(1)为1.5cm*3cm尺寸的有源抗金属电子标签，所用电源为微型纽扣电池。进一步的，所述定向发射天线(2)采用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于RFID全域正交旋转天线的手机精确定位搜寻装置，其特征在于，包括：嵌入手机内的RFID标签(1)、定向发射天线(2)、全向接收天线(3)、三维正交旋转体(4)、信息处理单元(5)、信息输入单元(6)及信息显示单元(7)，其中，所述RFID标签(1)分别和定向发射天线(2)、全向接收天线(3)进行远程通信，所述全向接收天线(3)和信息处理单元(5)相连接，定向发射天线(2)安装于三维正交旋转体(4)上，所述信息处理单元(5)分别与信息显示单元(7)、三维正交旋转体(4及信息输入单元(6)相连接，其中，所述RFID标签(1)内存储有与手机信息相一致的唯一识别信息，所述定向发射天线(2)用于发射搜寻电磁波信号，具备远距离点对点发射的能力，全向接收天线(3)用于RFID标签返回信号的接收，所述信息处理单元(5)用于对RFID标签(1)返回的信息进行处理，包括非目标标签过滤和目标标签距离和方向计算；所述信息显示单元(7)用于显示搜寻结果，将信息处理单元(5)的计算的目标标签方位以平面地图的方式展示；所述信息输入单元(6)用于目标标签的信息输入，将目标标签存储的识别信息输入到装置中，从而在后续的搜寻中进行自动过滤查找；所述三维正交旋转体(4)用于实现定向天线的全域旋转搜寻，旋转体由水平旋转轴和垂直旋转轴构成，两者结合旋转便能覆盖整个空间范围。...

【技术特征摘要】
1.一种基于RFID全域正交旋转天线的手机精确定位搜寻装置，其特征在于，包括：嵌入手机内的RFID标签(1)、定向发射天线(2)、全向接收天线(3)、三维正交旋转体(4)、信息处理单元(5)、信息输入单元(6)及信息显示单元(7)，其中，所述RFID标签(1)分别和定向发射天线(2)、全向接收天线(3)进行远程通信，所述全向接收天线(3)和信息处理单元(5)相连接，定向发射天线(2)安装于三维正交旋转体(4)上，所述信息处理单元(5)分别与信息显示单元(7)、三维正交旋转体(4及信息输入单元(6)相连接，其中，所述RFID标签(1)内存储有与手机信息相一致的唯一识别信息，所述定向发射天线(2)用于发射搜寻电磁波信号，具备远距离点对点发射的能力，全向接收天线(3)用于RFID标签返回信号的接收，所述信息处理单元(5)用于对RFID标签(1)返回的信息进行处理，包括非目标标签过滤和目标标签距离和方向计算；所述信息显示单元(7)用于显示搜寻结果，将信息处理单元(5)的计算的目标标签方位以平面地图的方式展示；所述信息输入单元(6)用于目标标签的信息输入，将目标标签存储的识别信息输入到装置中，从而在后续的搜寻中进行自动过滤查找；所述三维正交旋转体(4)用于实现定向天线的全域旋转搜寻，旋转体由水平旋转轴和垂直旋转轴构成，两者结合旋转便能覆盖整个空间范围。2.根据权利要求1所述的基于RFID全域正交旋转天线的手机精确定位搜寻装置，其特征在于，所述信息处理单元(5)对RFID标签(1)所返回的电磁波信号进行非目标标签过滤和目标标签距离和方向计算，具体包括：采用接收信号强度算法测量RFID标签与搜寻人员间的相对距离，全向接收天线(3)在捕捉到RFID标签返回的信息时，将该RFID标签返回的信息和接收到的信号强度一并传输到信息处理单元(5)，信息处理单元(5)首先判定该RFID标签是否为遗失手机的，如若不是则将其过滤掉，随后，信息处理单元(5)将该信号强度带入建立的信号强度衰减模型进行计算，得到RFID标签的大致距离。3.根据权利要求2所述的基于RFID全域正交旋转天线的手机精确定位搜寻装置，其特征在于，所述信息处理单元(5)将该信号强度带入建立的信号强度衰减模型进行计算，计算公式为：d＝10^((abs(RSSI)-A)/(10*n))其中d为计算所得距离、RSSI为信号接收强度、A为发射端和接收端相隔1米时的信号强度、n为环境衰减因子。4.根据权利要求1-3之一所述的基于RFID全域正交旋转天线的手机精确定位搜寻装置，其特征在于，所述RFID标签(1)的方向主要依靠定向发射天线(2)进行测量，定向发射天线(2)以某一固定角速度进行旋转发射电磁波信号，RFID标签(1)接收到来自定向发射天...

【专利技术属性】
技术研发人员：高锡荣，谭宇，文平，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50