一种实验室设备定位方法与系统

本发明属于设备定位，具体涉及一种实验室设备定位方法。

背景技术：

1、实验室设备管理是人们比较头疼的问题。面对每天都要重复进行的出入库工作，及对设备的使用情况、维修情况等及时监督，在使用过程中，由于不确定因素，导致设备丢失，很难做到及时追踪，如果不能对进出库和库存进行科学管理，将会导致运营成本增加，运转效率低下，服务质量难以保证等问题，如今的库房作业和库存控制作业已十分复杂化多样化，仅靠人工记忆和手工录入，不但费时费力，而且容易出错，从而给造成不必要的损失。

2、因此，需要对实验室设备进行定位以防设备丢失。现有的定位技术为gps定位，然而gps定位系统在进行室内定位时存在定位精度不高的问题。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种实验室设备定位方法。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种实验室设备定位方法，包括：

4、在实验室设备上安装rfid标签；

5、在实验室中布设多个定位基站，定位基站与rfid标签之间互相发送和接收信号；

6、利用三个定位基站向rfid标签发射信号，利用信号传播的速度与信号传播时间的乘积计算三个定位基站与rfid标签之间的距离后，根据三个定位基站的位置采用几何法计算rfid标签的第一位置；

7、采集定位基站接收到的rfid标签发送的信号强度值，根据各个定位基站接收到的信号强度值与rfid标签的位置的对应关系获取rfid标签的第二位置；

8、当实验室中发生移动的设备数量超过数量阈值时，利用rfid标签的第一位置作为设备的位置，当实验室中发生移动的设备数量低于数量阈值时，利用rfid标签的第二位置作为设备的位置。

9、进一步，所述根据三个定位基站的位置采用几何法计算rfid标签的第一位置；rfid标签的第一位置为：

10、

11、

12、其中，(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)为定位基站的位置，(xs，ys)为rfid标签的位置；

13、其中：

14、

15、

16、其中，d1、d2、d3分别为三个定位基站与rfid标签的距离。

17、进一步，所述利用三个定位基站向rfid标签发射信号，利用信号传播的速度与信号传播时间的乘积计算三个定位基站与rfid标签之间的距离后，根据三个定位基站的位置采用几何法计算rfid标签的第一位置；包括：

18、利用三个定位基站同步发射信号，根据信号传播的速度与信号传播时间的乘积计算三个定位基站与rfid标签之间的距离；

19、计算第一个定位基站与rfid标签的距离与第二个定位基站与rfid标签的距离之差；计算第一个定位基站与rfid标签的距离与第三个定位基站与rfid标签的距离之差；

20、rfid标签的位置为：

21、

22、其中，r21，r31分别为第一个定位基站与rfid标签的距离与第二个定位基站与rfid标签的距离之差、第一个定位基站与rfid标签的距离与第三个定位基站与rfid标签的距离之差；

23、(x0，y0)为rfid标签的位置，(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)分别为三个定位基站的位置。

24、进一步，所述根据各个定位基站接收到的信号强度值与rfid标签的位置的对应关系获取rfid标签的第二位置；包括：

25、利用多个定位基站获取已知位置的rfid标签发送的信号的信号强度，将信号强度值与rfid标签的位置组成数据库(l1，l2，l3，，，，，，lm，xi，yi)，其中，l1，l2，l3，…lm为m个定位基站接收到的信号强度值；(xi，yi)为rfid标签的位置；

26、当定位基站获取到未知位置的rfid标签发送的信号的信号强度(l1，l2，l3…，im)时，与数据库中的l1，l2，l3，，，，，，lm进行对照计算，计算公式为：

27、

28、找出计算结果中最小的多个r值，取多个r值所对应的坐标的平均值作为未知位置的rfid标签的第二位置。

29、进一步，所述在实验室中布设多个定位基站包括：

30、在实验室房间内的墙壁周期性布设定位基站；在实验室外靠近实验室的墙壁一侧周期性布设定位基站。

31、进一步，还包括：利用rfid标签的位置生成实验室设备的移动轨迹数据，监控实验室设备的运输状况，其包括：

32、计算每个设备的位置作为相对理论值；

33、在设备移动过程中，用rfid技术获取移动设备在现实世界中的坐标作为测量值；

34、将相对理论值和测量值进行匹配，通过比较测量值与相对理论值的匹配程度确定初始偏转；初始偏转为实际测量值与相对理论值之间的旋转差异；

35、根据初始偏转值，构建偏转模型；

36、根据初始偏转值对测量值进行校正，使用测量结果，结合偏转值，计算出设备的移动轨迹数据。

37、一种实验室设备定位系统，其特征在于，包括：

38、信号收发模块，包括定位基站与rfid标签，定位基站与rfid标签之间互相发送和接收信号；

39、信号采集模块，用于利用三个定位基站向rfid标签发射信号，采集信号传播时间；还用于采集定位基站接收到的rfid标签发送的信号强度值；

40、计算模块，用于利用信号传播的速度与信号传播时间的乘积计算三个定位基站与rfid标签之间的距离后，根据三个定位基站的位置采用几何法计算rfid标签的第一位置；还用于根据各个定位基站接收到的信号强度值与rfid标签的位置的对应关系获取rfid标签的第二位置；

41、判断模块，用于当实验室中发生移动的设备数量超过数量阈值时，利用rfid标签的第一位置作为设备的位置，当实验室中发生移动的设备数量低于数量阈值时，利用rfid标签的第二位置作为设备的位置。

42、进一步，还包括：设备报警模块，用于当设备定位异常时进行报警。

43、本发明提供的一种实验室设备定位方法具有以下有益效果：

44、本发明在实验室设备利用上安装rfid标签，在实验室中布置定位基站，利用定位基站读取设备的rfid标签信息后，采集定位基站与rfid标签之间互相发送和接收信号的信号传播时间或信号强度值；根据信号传播时间或信号强度值能够判断判断rfid标签与定位基站之间的距离，并根据rfid标签与定位基站之间的距离计算rfid标签的位置。由于实验室中的物品较多且需要频繁进行出入库，因此需要去对实验室中的物品进行快速而准确的定位。通过两种方式共同对实验室中的设备进行定位的优势在于：利用信号强度值定位的速度更快，利用信号传播时间进行定位的精度较高；当实验室中的移动设备数量不多时，利用信号强度值的方式进行定位能够快速准确的得到设备的位置。当实验室中的移动设备数量变多时，信号强度会互相干扰从而影响精度，此时采用信号传播时间进行定位。

45、解决了现有技术中，gps定位系统在进行室内定位时存在定位精度不高的问题。