一种阵列式时空多维分割定位系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种阵列式时空多维分割定位系统及方法，包括：至少一个阅读器、至少一个触发器、至少一个电子标签；其中，所述触发器搜索并激活其附近的所述电子标签，所述阅读器搜索并定位其附近的被激活电子标签。本发明专利技术增加了单一阅读器范围内可定位的电子标签总数，提高了定位电子标签数量上的准确度，提高了定位电子标签在模糊位置上的准确度，实现了矩阵式分布下的多标签模糊定位，降低了高密度标签环境下的漏读率和误读率。

【技术实现步骤摘要】
一种阵列式时空多维分割定位系统及方法
本专利技术涉及一种射频网络
，尤其是涉及一种基于有源电子标签的阵列式时空多维分割定位系统。
技术介绍
RFID定位技术是指：通过确定触发签(TAG)与读写器(Reader)之间电磁波所需飞行时间，再乘以电磁波在空气中传播的速度，得到标签(TAG)与读写器(Reader)之间的距离来实现定位的技术。现行可用的RFID定位技术包括：采用2.4GHz或5.8GHz，遵循ISO/IEC18000系列规范的设备和系统，多采用有源标签，除了简单的读取标签信息外，可以实现定位功能，也就是大家所说的RFID定位。采用2.4GHz或5.8GHz，遵循IEEE802.11协议，即Wi-Fi技术，可实现定位功能。采用2.4GHz或5.8GHz，遵循IEEE802.15.1协议，即蓝牙技术，可实现定位功能。采用2.4GHz，遵循IEEE802.15.4协议，即ZigBee技术，可实现定位功能。采用3.5G-10GHz，但遵循IEEE802.15.4a协议，即UWB超宽带定位技术。以上定位技术，如图1所示，其实现难度和定位精度有较大的差异。在现实场景中，人们往往需要知道的是一个物体或人所在的大致位置，例如：物品是否在某一个区域内，某人在哪一个教室。因此，亚米级和米级定位精度的RFID定位技术在被广泛的使用。在传统RFID定位中，标签(TAG)通过电池供能、向外接不断发送包含标签芯片识别码的无线电波。阅读器(Reader)通过识别这些无线电波中包含的标签识别码，来确认标签此时是否在某一个确定的范围之内。实际过程中，很难保证阅读器(Reader)所覆盖的区域与被定位空间完全重合。以下是一些可能出现的情况。如图2所示，空间范围大于阅读器(Reader)覆盖范围。在空间范围内，有标签TAG1/TAG2/TAG3/TAG4,此时整个房间均是需定位范围，而TAG4不在阅读器(Reader)的覆盖范围内，因此可定位标签TAG1/TAG2/TAG3，而TAG4无法被定位。因此一般阅读器的覆盖范围将大于被定位的空间范围。但是，在覆盖范围扩大的同时，又出现了新的问题。如图3所示，TAG3不属于空间范围，但又处于阅读器覆盖范围，因此在实际结果中，TAG3将被定位于空间范围。由于RFID定位技术所使用的频段中的有效频点的数量有限，则当阅读器覆盖范围内的电子标签数量继续增加，电子标签间在相同频点上的碰撞概率增加，且满足电子标签越多，碰撞概率越大，当电子标签数量足够多时，碰撞概率将达到1。此时，达到了阅读器同一时间识别电子标签数量的上限。且后续新加入的电子标签将无法被识别。根据ISO/IEC18000中的描述，2.45GHz电子标签采用了时隙ALOHA算法(谁抢先谁接入，未接入的电子标签在等待一定时间后再次发起广播请求接入)的来进行碰撞优化，提高了在一个阅读器范围内可识别电子标签数量上限，但该上限仍无法到达在阅读器覆盖范围内高密度电子标签分布情况下的准确定位的使用要求。根据以上理论，在实际使用场景中，当在确切空间范围外、阅读器识别范围内分布着大量有源电子标签时，可能造成确切空间范围内的有源电子标签的漏读情况。导致了定位准确率降低。例如图4中，2.45GHz阅读器可识别的范围内，有房间1，房间1中和房间1外的分布着一些电子标签，共计20个；而此时阅读器的识别上限是12个电子标签，有8个电子标签将无法被识别，而这8个无法被识别的电子标签的是一种随机分布。因此，在房间1中的4个电子标签均被定位到的概率仅仅约10.2％
技术实现思路
为解决以上问题，本专利技术以RFID定位技术为基础，提出利用同一空间并存多个频率的原理，提供了一种在亚米级和米级定位精度要求下，增加可被定位物体的数量上限并保证被定位物体的数量准确度的可行方案及算法。解决了在阵列式分布的空间范围内，各空间内的准确定位需求；解决了大空间范围内，多数量定位的需求；提供了一种定位自纠错的办法。本专利技术在不明显增加成本的基础上，降低了在多数量电子标签阵列式排布的情况下错误定位和遗漏定位的发生的概率。在保证定位准确率的同时，增加了在同一时间段内、同一空间内的可正确定位的电子标签数量上限。具体的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种阵列式时空多维分割定位系统，包括：至少一个阅读器、至少一个触发器、至少一个电子标签；其中，所述触发器搜索并激活其附近的所述电子标签，所述阅读器搜索并定位其附近的被激活电子标签。优选的，所述阅读器为RFID阅读器。优选的，所述触发器为125KHz触发器。优选的，所述电子标签为RFID电子标签。优选的，所述阅读器为一个，所述触发器为一个，所述电子标签为多个。优选的，所述阅读器为一个，所述触发器为两个，每个所述触发器激活的电子标签数量小于等于阅读器能够准确定位的电子标签数量上限。更优选的，控制两个触发器的开关状态，使得所述两个触发器交替工作以激活其附近的多个电子标签，所述阅读器分别搜索并定位每个触发器激活的电子标签并统计求和。优选的，所述阅读器和触发器的数量相同并一一对应，每个所述触发器搜索并激活其附近的所述电子标签，所述阅读器搜索并定位其对应的触发器激活的电子标签。优选的，当每个所述触发器激活的电子标签数量大于每个阅读器能够准确定位的电子标签数量上限时，降低一个或多个触发器的功率，所述阅读器重新搜索并定位该一个或多个触发器激活的电子标签。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种阵列式时空多维分割定位方法，采用上述的阵列式时空多维分割定位系统。本专利技术的优点在于：增加了单一阅读器范围内可定位的电子标签总数，提高了定位电子标签数量上的准确度，提高了定位电子标签在模糊位置上的准确度，实现了矩阵式分布下的多标签模糊定位，降低了高密度标签环境下的漏读率和误读率。本专利技术特别适用于流动性不大，电子标签需求量多的定位场景，如仓库、上课中的教室等。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为现有技术中RFID技术实现难度和定位精度示意图；图2为现有技术中无法覆盖需要的电子标签的情况示意图；图3为现有技术中覆盖过多电子标签的情况示意图；图4为现有技术中电子标签数量超过阅读器覆盖上限导致房间内电子标签被定位概率降低的情况示意图；图5为本专利技术的第一优选实施例原理示意图；图6为本专利技术的第二优选实施例原理示意图；图7为本专利技术的第二优选实施例两个触发器同时工作时效果示意图；图8为本专利技术的第二优选实施例第一触发器停止工作而第二触发器工作的效果示意图；图9为本专利技术的第二优选实施例第一触发器工作而第二触发器停止工作的效果示意图；图10为本专利技术的第三优选实施例工作原理示意图；图11为本专利技术的第四优选实施例触发器覆盖的部分标签无法准确定位时的情况示意图；图12为本专利技术的第四优选实施例准确定位触发器覆盖的标签示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术的示例性实施方式。虽然附图中显示了本专利技术的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阵列式时空多维分割定位系统，其特征在于，包括：至少一个阅读器、至少一个触发器、至少一个电子标签；其中，所述触发器搜索并激活其附近的所述电子标签，所述阅读器搜索并定位其附近的被激活电子标签。

【技术特征摘要】
1.一种阵列式时空多维分割定位系统，其特征在于，包括：至少一个阅读器、至少一个触发器、至少一个电子标签；其中，所述触发器搜索并激活其附近的所述电子标签，所述阅读器搜索并定位其附近的被激活电子标签。2.根据权利要求1所述的阵列式时空多维分割定位系统，其特征在于：所述阅读器为RFID阅读器。3.根据权利要求1所述的阵列式时空多维分割定位系统，其特征在于：所述触发器为125KHz触发器。4.根据权利要求1所述的阵列式时空多维分割定位系统，其特征在于：所述电子标签为RFID电子标签。5.根据权利要求1-4任意一项所述的阵列式时空多维分割定位系统，其特征在于：所述阅读器为一个，所述触发器为一个，所述电子标签为多个。6.根据权利要求1-4任意一项所述的阵列式时空多维分割定位系统，其特征在于：所述阅读器为一个，所述触发器为两个，每个所述触发器激活的电子标签数量小于等于阅读器能够准确定位的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘剑，覃勉，
申请(专利权)人：成都佳发安泰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51