基于RFID的位置检测系统及检测方法技术方案

本发明专利技术公开了基于RFID的位置检测系统，位移传感装置安装在被检测装置的行进装置上，被检测装置上安装电子标签探测器，被检测装置行进路线上铺设电子标签，电子标签探测器与位移传感装置传递信息到数据处理模块，数据处理模块传送数据给控制系统。基于RFID的位置检测方法，A.测量电子标签探测器与被测装置的中心点之间的相对位移；B.测量各电子标签相对于位移零点的位移；C.电子标签探测器检测电子标签的位置信息，位移传感装置输出位置信息；D.数据处理模块对数据信息进行整合、分析及计算；E.数据处理模块将消除位置偏差后的准确位置信息反馈给控制系统，控制系统控制检测装置继续前进。本发明专利技术即时纠正偏差，确保系统正常工作，保护设备，延长设备寿命。

Position detection system and detection method based on RFID

The invention discloses a position detection system based on RFID. The displacement sensing device is installed on the moving device of the detected device, the electronic tag detector is installed on the detected device, the electronic tag is laid on the line of the detection device, the electronic tag detector and the displacement sensor are transferred to the data processing module, and the data are transferred to the data processing module. The processing module transmits data to the control system. Based on the RFID location detection method, A. measured the relative displacement between the electronic tag detector and the center of the measured device; B. measured the displacement of each electronic label relative to the displacement zero; the C. tag detector detected the location information of the electronic label, the output position information of the displacement sensing device, and the D. data processing module to the data. The information is integrated, analyzed and calculated, and the E. data processing module feedback the accurate position information after eliminating the position deviation to the control system, and the control system control detection device continues to move forward. The invention corrects the deviation immediately, ensures the normal operation of the system, protects the equipment, and prolongs the service life of the equipment.

【技术实现步骤摘要】
基于RFID的位置检测系统及检测方法
本专利技术涉及一种基于RFID的位置检测系统及检测方法，属于位置检测领域。
技术介绍
根据中华人民共和国国家标准GB/T3811-2008《起重机设计规范》的10.8.12.1，“跨度大于40m的门式起重机和装卸桥应装有偏斜指示和限制器”。以造船龙门吊为例：造船龙门吊的刚腿、柔腿位置检测。造船龙门吊跨度较大，一般都在100米以上。在龙门吊行走机构上的两个支腿安装了数台驱动装置，驱动龙门吊沿轨道行走。造船龙门吊刚腿和柔腿的行走驱动装置无法完全同步运行，只能以差动速度运行，因此，龙门吊控制系统(PLC)必须根据两腿各自的走行距离，计算出两腿之间偏差，然后调整驱动电机的运转速度，使龙门吊在走行中能够维持安全姿态。这就对刚、柔腿的走行距离检测提出了很高要求，该检测值的准确性直接关系到起重机安全。目前国内外针对龙门吊位置检测的解决方案还有在设备上安装柔性铰限位装置，原理为测量柔腿与主梁角度变化，优点：安装方便、成本低，但是缺点在于精度低，受温度变化、钢结构形变影响的误差较大。也有在设备上使用纠偏轮和编码器测距，原理为检测钢柔腿相对位移偏差，优点为安装、维护方便，成本低，缺点在于精确度不稳定、存在累计误差；也有在设备上使用齿条测距装置，原理：刚柔腿针对地面基准的绝对位移偏差，优点：精度较高，但是缺点在于对现场整洁度要求高，安装难度极大，成本高。当前，造船龙门吊多采用刚柔腿上的位移传感装置来进行走行测距，即在刚柔腿上安装位移传感装置，该装置根据绝对值编码器发出的脉冲数量，通过专用装置，换算成距离，并将距离信号送至龙门吊控制系统中。龙门吊控制系统根据检测到的刚柔腿距离信号比较值，作为龙门吊是否可以行走的依据。但是这种检测方法存在一个巨大的问题：自身无法检测和克服累计误差。另外，以循迹小车为例：采用加速度传感器(多传感器融合-惯导)来做粗略定位的循迹小车定位。这些工厂里面循迹小车的行走也需要精确定位，但是由于速度传感器(多传感器融合-惯导)本身的累积误差无法自我消除，因此单纯依靠此类传感器的话会造成货物不能准确送达或者放置。针对大跨度门式起重机和寻迹小车等应用场合，在现有技术中有些采用磁块进行检测位置的校正，但是这种装置当磁块被挪动或丢失时不容易被发现，这种装置仍然不能完全实现同步纠偏。如采用多个磁块、传感器及磁块探测器进行位置检测，这种方法虽然增加了定位精确性，但是现实环境中，工业现场的各种金属对这种方法有很强的干扰性，使磁块失去磁性，用这样这种方法就不能进行位置检测。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是针对现有的位置检测系统及检测方法及设计方法存在的不足，提出一种基于RFID的位置检测系统及检测方法，该检测系统及检测方法精度高，安全可靠，即时纠正偏差，保护设备，延长设备寿命。本专利技术采用的技术方案是：基于RFID的位置检测系统的位移传感装置安装在被检测装置的行进装置上，被检测装置上安装有电子标签探测器，被检测装置行进路线上铺设若干个电子标签，电子标签电子标签探测器与位移传感装置同时将被测装置的数据信息传递给数据处理模块，数据处理模块将被测装置的数据信息进行处理后传输给控制系统。所述的数据处理模块对被检测装置的数据信息进行基于电子标签的绝对位置来纠正位移传感装置的累计误差的处理；电子标签缺失、重复、移位的容错处理；位移传感装置的数据异常、损坏等容错处理。所述的电子标签具有唯一的位置信息和身份ID编码。所述的位移传感装置为编码器或加速度传感器。所述的RFID的英文表述为RadioFrequencyIdentification，又称无线射频识别。其所使用的电子标签可以是为IC卡、ID卡等；可以是有源电子标签、无源电子标签或半有源电子标签；使用频率可以是10kHz～5.8GHz。所述的电子标签铺设在地面或者布置在被检测装置行进路线附近的上方空间、侧面空间。所述的基于RFID的位置检测系统安装于位移传感装置存在累计误差的被检测装置，包括于龙门吊、码头吊、塔吊(门座吊)、桥式起重机、循迹小车等设备或装置。这种基于RFID的位置检测方法，A.测量电子标签探测器与被测装置的中心点之间的距离；B.测量各电子标签相对于位移零点的位移；C.电子标签探测器检测电子标签的位置信息，位移传感装置输出位移传感装置的位置信息；D.数据处理模块对电子标签探测器及位移传感装置传输的数据信息进行整合、分析及计算；E.数据处理模块对电子标签探测器及位移传感装置传输的数据信息计算后，发现位置偏差并将消除位置偏差后的准确位置信息反馈给控制系统，控制系统使用消除偏差后的准确位置信息对被检测装置进行控制。所述的数据处理模块对被测装置的基于电子标签的准确位置的计算过程如下：a)数据处理模块读取各电子标签间的物理距离X0；b)数据处理模块读取电子标签探测器与被测装置中心点之间的距离X1；c)数据处理模块读取电子标签的位置信息，电子标签探测器与电子标签之间的距离X2；d)以被测装置的行进方向为正方向，计算被检测装置的准确位置T，矢量计算式为T＝X0+X1+X2。所述的消除位置偏差包括基于电子标签的绝对位置来纠正位移传感装置的累计误差；电子标签缺失、重复、移位时容错处理；及位移传感装置数据异常、损坏的容错处理。所述的电子标签探测器读取电子标签位置时，同时读取电子标签探测器相对于电子标签的运动方向、运动速度，并以此计算出精确的位置。本专利技术的有益效果如下：1、精度提高：标定后的地面电子标签位置是固定不变的，基于此获取的待测装置位置/距离属闭环检测，持续保证精度；2、安全可靠：所有元器件都经过工业现场环境下的实际测试，在各种复杂工况条件下能够正常工作，有优越的抗干扰性；3、融合性好：装置实时自动生成校正后的位置/距离数据，并编译成原装置使用的信号格式，可不修改原装置通信协议；4、即时纠正偏差，保护设备，延长设备寿命；5、无衍生问题：本方案下发生故障时，可以切换回原有定位方案。本方案运用在龙门吊的纠偏系统上，效果良好：1.刚柔腿龙门吊行走的测距误差在20MM以内，实现了起重机龙门吊行走精准测距，无须每天进行锚地基线对准及清零操作。2.完全消除了测距误差导致的柔性铰限位动作。3.通过运行数据对比运行，协助发现了起重机钢结构型变趋势、不同方向和档位下的走行惯性姿态，并采取了针对性的措施，保护了设备的钢结构不受损害：附图说明图1为基于RFID的位置检测系统结构示意图。图2为基于RFID的位置检测系统应用于龙门吊的结构示意图。图中标记：1-龙门吊，2-电子标签探测器，3-龙门吊车轮，4-控制系统，5-编码器，6-数据处理模块，7-电子标签，n1-第一电子标签，n2-第二电子标签，n3-第三电子标签，n4-第四电子标签，n5-第五电子标签，O-龙门吊底座中心点，L-行进路线。具体实施方式下面结合附图对基于RFID的位置检测系统及检测方法进行进一步说明。实施例一：如图1、图2，这种基于RFID的位置检测系统，两个编码器5分别安装在龙门吊1的刚腿和柔腿上，龙门吊1的底部安装有电子标签探测器2，龙门吊1的行进路线上的地面上铺设5个电子标签7，第一电子标签n1，第二电子标签n2，第三电子标签n3，第四电子标签n4，第五电子标签n5，电子标签7具有唯一本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于RFID的位置检测系统，其特征在于：基于RFID的位置检测系统的位移传感装置安装在被检测装置的行进装置上，被检测装置上安装有电子标签探测器，被检测装置行进路线上铺设若干个电子标签，电子标签探测器与位移传感装置同时将被测装置的数据信息传递给数据处理模块，数据处理模块将被测装置的数据信息进行处理后传输给控制系统。

【技术特征摘要】
1.基于RFID的位置检测系统，其特征在于：基于RFID的位置检测系统的位移传感装置安装在被检测装置的行进装置上，被检测装置上安装有电子标签探测器，被检测装置行进路线上铺设若干个电子标签，电子标签探测器与位移传感装置同时将被测装置的数据信息传递给数据处理模块，数据处理模块将被测装置的数据信息进行处理后传输给控制系统。2.根据权利要求1所述的基于RFID的位置检测系统，其特征在于：所述的数据处理模块对被测装置的数据信息进行基于电子标签的绝对位置来纠正位移传感装置的累计误差的处理；电子标签缺失、重复、移位的容错处理；位移传感装置的数据异常、损坏的容错处理。3.根据权利要求1所述的基于RFID的位置检测系统，其特征在于：所述的电子标签具有唯一的位置信息和身份ID编码。4.根据权利要求1所述的基于RFID的位置检测系统，其特征在于：所述的位移传感装置为编码器或加速度传感器。5.根据权利要求1所述的基于RFID的位置检测系统，其特征在于：所述的电子标签铺设在地面或者布置在被检测装置行进路线附近的上方空间、侧面空间。6.根据权利要求1所述的基于RFID的位置检测系统，其特征在于：所述的基于RFID的位置检测系统安装于位移传感装置存在累计误差的被检测装置，包括于龙门吊、码头吊、塔吊(门座吊)、桥式起重机、循迹小车等设备或装置。7.运用权利要求1所述的基于RFID的位置检测系统的基于RFID的位置检测方法，其特征在于：A.测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：李再新，程虹，李国杰，
申请(专利权)人：大连正研自控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21