专利名称：一种rfid区域定位方法及定位系统的制作方法
技术领域：
本发明属于区域定位技术领域，特别涉及一种RFID区域定位方法及定位系统。
背景技术：
RFID (Radio Frequency Identification)射频识别是一种非接触式的自动识别技术，此技术通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，无需光线辅助，可工作于各种环境，可以在潮湿、表面污垢、表面磨损等情况下使用，可靠性很高，操作快捷方便。对于无源RFID标签有IC卡、ID卡、射频卡、感应卡等多个俗称，每个标签都有自身的唯一号码，最常见的用途是公交车收费、门禁、考勤机、或者代替普通条型码，贴于各种物品上，以便对物品进行身份识别。无源RFID标签一般和超高频阅读器配合使用，在阅读器的信号和能量激励下，RFID标签能将信息无线传递给阅读器上。目前公知的定位方法有GPS、GSM/3G蜂窝网、W1-F1、RFID、UffB, Bluetooth等。其中GPS和GSM蜂窝网无法做到10米以下精度的定位，且在室内环境难以使用，而W1-F1、UWB、Bluetooth等则极容易被物体、人体等遮挡而导致定位误差很大甚至失灵,在存放货物的仓库、人群密集的超市等场合无法使用。因此，在这些场合一般使用地标RFID法。地标RFID方法是将大量RFID标签贴于地面，安装方法包括但不仅限于胶水粘贴、螺丝固定，通过阅读器阅读这些具有唯一号码的RFID标签，从而给被定位单元提供坐标，知道当前位置。由于地标RFID技术具有精度高、适应环境能力强、抗干扰强、操作快捷、可识别高速运动的物体，因此使用比较广泛。但是因为RFID阅读器的天线比较靠近地面安装，作用区域有限，比如只能识别O. 25米X0. 25米的正方形区域，纯地标RFID定位系统需要部署大量RFID标签，为了总是能读到标签，100米X 100米的正方形区域需要部署的标签量达到16万张，再加上粘贴的施工成本，以后脱落后重贴的维护成本，费用很高，单纯地标RFID方法仅停留在实验室阶段。因此，针对现有技术不足，有必要提供一种新的区域定位方法，具有地标RFID法的不怕货物遮挡，精度高，可靠性好的特点的同时，能大幅降低成本。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种RFID区域定位方法，其具有低成本、可靠性高的特点。本发明的另一目的在于提供一种应用上述RFID区域定位方法的RFID区域定位系统。本发明的目的通过以下技术方案实现。一种RFID区域定位方法，它包括以下步骤
步骤a、在地面设置敏感颜色线条，敏感颜色线条包括若干条粗敏感颜色线条和若干条细敏感颜色线条，粗敏感颜色线条和细敏感颜色线条交叉地连接，并将地面分割成若干个网格；
步骤b、于被定位物设置颜色传感器，颜色传感器识别被定位物经过了粗敏感颜色线条还是细敏感颜色线条；
步骤C、于被定位物设置方向传感器，方向传感器区分被定位物沿着X轴的正方向移动还是负方向移动，和/或沿着I轴的正方向移动还是负方向移动；采用平面直角坐标，定义横轴为X轴，定义纵轴为y轴，X轴、y轴的交点为坐标原点；
步骤d、在地面的粗敏感颜色线条和细敏感颜色线条的交叉处设置具有唯一的号码的RFID标签；
步骤e，于被定位物设置RFID阅读器，RFID阅读器识别RFID标签；
步骤f、将被定位物和处理单元相连；
步骤g、判断被定位物的位置。其中，所述步骤g、判断被定位物的位置具体为当被定位物恰好经过粗敏感颜色线条和细敏感颜色线条的交叉处，也即RFID标签处时，RFID阅读器读取RFID标签，根据RFID标签的唯一的号码获得被定位物当前的准确位置；当被定位物不经过RFID标签时，每经过一条粗敏感颜色线条或者一条细敏感颜色线条，判断被定位物移动了一格；处理单元根据颜色传感器收到的信号，经运算得知被定位物经过了一条粗敏感颜色线条还是一条细敏感颜色线条，同时参考方向传感器所指示的方向，从而确定被定位物是在X轴的正方向移动还是负方向移动，和/或y轴的正方向移动还是负方向移动，即得知被定位物已经移动到相对于上次位置的哪个网格；处理单元根据上次读到RFID标签的绝对位置，再根据读到RFID标签后再移动所经过的网格，得出被定位物的当前的位置。其中，所述步骤b中，颜色传感器为三个，三个颜色传感器呈等边三角形设置。其中，所述三个颜色传感器所成等边三角形的边长为L，粗敏感颜色线条的宽度大于L，细敏感颜色线条的宽度小于O. 8L。其中，所述步骤a中，每两条粗敏感颜色线条之间的距离相等，每两条细敏感颜色线条之间的距离相等。其中，所述步骤a中，网格呈正方形。其中，所述步骤a中，网格呈平行四边形或者呈三角形。其中，所述步骤f中，处理单元为嵌入式MCU或者电脑。一种应用于所述的RFID区域定位方法的RFID区域定位系统，它包括
在地面设置的敏感颜色线条，敏感颜色线条包括若干条粗敏感颜色线条和若干条细敏感颜色线条，粗敏感颜色线条和细敏感颜色线条交叉地连接，并将地面分割成若干个网格；
设置于被定位物并用于识别被定位物体是经过了粗敏感颜色线条还是细敏感颜色线条的颜色传感器；
设置于被定位物并用于识别被定位物沿着X轴或者y轴的正方向移动还是负方向移动的方向传感器；
于粗敏感颜色线条和细敏感颜色线条的交叉处设置的具有唯一的号码的RFID标签；设置于被定位物并用于识别地面的RFID标签的RFID阅读器；
和被定位物相连的处理单元；颜色传感器、方向传感器、RFID阅读器分别与处理单元连接。其中，所述颜色传感器为三个，三个颜色传感器呈等边三角形设置。本发明一般用于各种可移动物体，如汽车、机动叉车、经改装的手推叉车、机器人等，本发明将这些物体定义为被定位物。颜色传感器是一种成熟的传感器，颜色传感器是通过测量物体构成颜色的三基色的反射比率实现颜色检测的，有的颜色传感器有学习功能，可通过将物体颜色和设置参数时已经示教过的参考颜色进行比较来检测颜色，当两个颜色在一定的误差范围内相吻合时给出输出信号。颜色传感器的反应速度很快，反应时间可以达到O. 2毫秒。本发明的颜色传感器可以设置为测量到敏感颜色线条就输出低电平，没有测量到敏感颜色时就输出高电平，使用简单。敏感颜色线条是对于所选用的颜色传感器所言，相对于地面背景颜色区别较大的颜色，不一定为肉眼可见。在要求很高的场合可以使用荧光物质绘制敏感颜色线条。敏感颜色绘制于地面的线条形成的敏感颜色线条，敏感颜色线条组成有规律形状的若干小格子，即网格，网格的形状包括但不仅限于正方形，也可以是平行四边形、三角形等。一般使用油漆、标线涂料等耐久涂料绘制于需要定位的区域的地面上，有时为部署方便也可以使用敏感颜色的不干胶带。在地面部署网格的成本低廉。方向传感器可以指示当前方向，目的是为了知道被定位单元相对于地面网格的移动方向，比较可靠的方向传感器使用惯性导航技术，能够将当前方向值设置为0°值，使用方便。虽然精确的惯性导航已被广泛使用，且可以独立实现全套定位，但是价格非常昂贵(20万元人民币)。而本发明使用的方向传感器只需定位方向，不需要定位距离，对方向传感器的精度要求较低，其成本也较低(O. 4万元人民币)。本发明的有益效果为本发明通过使用粗敏感颜色线条和细敏感颜色线条将地面分割成若干个网格，通过RFID阅读器读取RFID标签，结合颜色传感器和方向传感器判断被定位物的移动位置，本发明对方向传感器的精度要求较低，因此降低了成本，同时具有判断准确可靠的特点，可靠性高。
图1为本发明的实施例1的一种RFID区域定位方法的颜色传感器经过粗敏感颜色线条的不意图。图2为本发明的实施例1的一种RFID区域定位方法的颜色传感器经过粗敏感颜色线条的另一示意图。图3为本发明的实施例1的一种RFID区域定位方法的颜色传感器经过细敏感颜色线条的不意图。图4为本发明的实施例1的一种RFID区域定位方法的颜色传感器经过细敏感颜色线条的另一示意图。图5为本发明的实施例1的一种RFID区域定位方法的颜色传感器经过细敏感颜色线条的又一示意图。图6为本发明的实施例1图7为本发明的实施例1图8为本发明的实施例2的一种RFID区域定位方法的示意图。
的一种RFID区域定位方法的示意图。
的一种RFID区域定位系统的原理不意图。
图9为本发明的实施例3的一种RFID区域定位方法的示意图。附图标记
I——粗敏感颜色线条 2——细敏感颜色线条 3——RFID标签4——颜色传感器5——RFID阅读器6——方向传感器
7——处理单元8——被定位物。
具体实施例方式以下结合具体实施方式
对本发明进行详细的描述。实施例1。一种RFID区域定位方法，它包括以下步骤
步骤a、在地面设置敏感颜色线条，敏感颜色线条包括若干条粗敏感颜色线条I和若干条细敏感颜色线条2，粗敏感颜色线条I和细敏感颜色线条2交叉地连接，并将地面分割成若干个网格；
步骤b、于被定位物8设置颜色传感器4，颜色传感器4朝向地面并用于识别被定位物8经过了粗敏感颜色线条I还是细敏感颜色线条2 ；
步骤C、于被定位物8设置方向传感器6,方向传感器6区分被定位物8沿着X轴的正方向移动还是负方向移动，和/或沿着I轴的正方向移动还是负方向移动；
步骤d、在地面的粗敏感颜色线条I和细敏感颜色线条2的交叉处设置具有唯一的号码的RFID标签3 ；
步骤e，于被定位物8设置RFID阅读器5，RFID阅读器5朝向地面并用于识别RFID标签3 ;
步骤f、将被定位物8和处理单元7相连；处理单元7为嵌入式MCU或者电脑，可以将处理单元7设置于被定位物8上，也可以将处理单元7放在其他地方，然后通过无线方式让处理单元7与被定位物8相连；
步骤g、判断被定位物8的位置
当被定位物8恰好经过粗敏感颜色线条I和细敏感颜色线条2的交叉处，也即RFID标签3处时，RFID阅读器5读取RFID标签3，根据RFID标签3的唯一的号码获得被定位物8当前的准确位置；
RFID标签3为原点，当被定位物8不经过RFID标签3时，每经过一条粗敏感颜色线条I或者一条细敏感颜色线条2，判断被定位物8移动了一个网格；处理单元7根据颜色传感器4发送的信号，经运算得知被定位物8经过了一条粗敏感颜色线条I还是一条细敏感颜色线条2，再参考方向传感器6所指示的方向，从而确定被定位物8是在X轴的正方向移动还是负方向移动，和/或y轴的正方向移动还是负方向移动，即得知被定位物8已经移动到相对于上次位置的哪个网格；处理单元7根据上次读到RFID标签3的绝对位置，再根据读到RFID标签3后再移动所经过的网格，得出被定位物8的当前的位置。其中，所述颜色传感器4为三个，三个颜色传感器4呈等边三角形设置。所述三个颜色传感器4所成等边三角形的边长为L，粗敏感颜色线条I的宽度大于L，细敏感颜色线条2的宽度小于O. 8L。上述设置考虑了单个颜色传感器4的作用范围问题，需再留一些安全余量。
如果三个颜色传感器4在通过敏感颜色线条时，存在三个颜色传感器4同时都检测到信号的情况，如图1、2所示，则可以判断为经过了粗敏感颜色线条I ;否则，如图3、4、5所示，则判断为经过了细敏感颜色线条2。在实际应用中，因为颜色传感器4的作用范围不是一个点，而是一个小区域，从经验值得出，粗敏感颜色线条I的宽度大于1. 2L，细敏感颜色线条2的宽度小于O. 4L，判断更为准确。其中，所述步骤a中，每两条粗敏感颜色线条I之间的距离相等，每两条细敏感颜色线条2之间的距离相等。如图6所示，本实施例的网格呈正方形。设定粗敏感颜色线条I为横线，所在的轴为X轴；细敏感颜色线条2为竖线，所在的轴为y轴。当被定位物8读到号码为a0b2的RFID标签3时，得知当前位置为A点，然后沿着I轴的正方向走，将会读到号码为a0b3的RFID标签3，得知当前位置为B点。然后被定位物8向30°方向移动,方向传感器6给出方向为沿着X轴的正方向和沿着y轴的正方向，只要离开号码为a0b3的RFID标签3，处理单元7即可得出目前到了网格x2-y3。当颜色传感器4检测经过一条细敏感颜色线条2时，得知被定位物8经过了一条竖线，向右移动了一格，从而得知被定位物8已经到了网格x3-y3 ;被定位物8原方向继续移动，同理到达网格x4-y3、网格x5-y3 ;当颜色传感器4报告经过一条粗敏感颜色线条1，得知被定位物8经过了一条横线，向上移动了一格，从而得知被定位物8已经到了网格x5-y4;被定位物8继续行进，颜色传感器4报告经过一条细敏感颜色线条2，得知被定位物8经过了一条竖线，从而得知被定位物8已经到了网格x6-y4。如此类推。在本发明中，因为被定位物8跨过不同网格后，仅仅是对上次位置的加减而得出当前位置，如果没有RFID标签3就没有可靠起始点，没有上次位置，就没有当前位置；另外，颜色传感器4如果从敏感颜色线条的交叉点经过，则无法判断状态，导致混乱，因此需要RFID标签3做重新可靠地定位。RFID标签3使系统可靠性增加。如图7所示，一种应用于所述的RFID区域定位方法的RFID区域定位系统，它包括
在地面设置的敏感颜色线条，敏感颜色线条包括若干条粗敏感颜色线条I和若干条细敏感颜色线条2，粗敏感颜色线条I和细敏感颜色线条2交叉地连接，并将地面分割成若干个网格；
设置于被定位物8并用于识别被定位物8是经过了粗敏感颜色线条I还是细敏感颜色线条2的颜色传感器4 ；
设置于被定位物8并用于识别被定位物8沿着X轴或者y轴的正方向移动还是负方向移动的方向传感器6 ；
于粗敏感颜色线条I和细敏感颜色线条2的交叉处设置的RFID标签3 ；
设置于被定位物8并用于识别地面的RFID标签3的RFID阅读器5及RFID阅读器5的天线；
和被定位物8相连的处理单元7 ；
颜色传感器4、方向传感器6、RFID阅读器5分别与处理单元7连接。本发明通过使用粗敏感颜色线条I和细敏感颜色线条2将地面分割成若干个网格，通过RFID阅读器5读取RFID标签3，结合颜色传感器4和方向传感器6判断被定位物8的移动位置，本发明对方向传感器6的精度要求较低，需要部署的地面RFID标签数量少，因此降低了成本，同时具有判断准确可靠的特点，可靠性高。实施例2。如图8所示，本实施例与实施例1的不同之处在于本实施例所述的网格呈三角形。设定粗敏感颜色线条I为三角形的底边，粗敏感颜色线条I所在的轴为X轴，细敏感颜色线条2为三角形的斜边。被定位物8读到号码为albl的RFID标签3，得知当前位置为C点，然后沿着y轴的正方向走，方向传感器6给出方向为沿着y轴的正方向，当颜色传感器4报告经过一条粗敏感颜色线条1，得知被定位物8经过了一条横线，向上移动了一格，从而得知被定位物8已经到了网格x2-4-y2 ;然后被定位物8向30°方向移动，方向传感器6给出方向为沿着x轴的正方向和沿着I轴的正方向，当颜色传感器4报告经过一条细敏感颜色线条2时，得知被定位物8经过了一条斜线，右移动了一格，从而得知被定位物8已经到了网格x3-5-y2 ;被定位物8继续移动，同理到达网格X4-6-y2、X5-7-y2 ;当颜色传感器4报告经过一条粗敏感颜色线条1，得知被定位物8经过了一条横线，向上移动了一格，从而得知被定位物8已经到了网格 x5-7-y3。实施例3。如图9所示，本实施例与实施例1的不同之处在于本实施例所述的网格呈平行四边形。设定粗敏感颜色线条I为横线，粗敏感颜色线条I所在的轴为X轴，细敏感颜色线条2为斜线。被定位物8读到号码为a2b2的RFID标签3，得知当前位置为D点，只要离开号码为a2b2的RFID标签3，方向传感器6即可得出目前到了网格x3_5_yl ;被定位物8向30°方向移动，方向传感器6给出方向为沿着X轴的正方向和沿着y轴的正方向，当颜色传感器4报告经过一条粗敏感颜色线条I时，得知被定位物8经过了一条横线，向上移动了一格，从而得知被定位物8已经到了网格x4-6-y2 ;然后被定位物8继续移动，当颜色传感器4报告经过一条细敏感颜色线条2，得知被定位物8经过了一条斜线，向右移动了一格，从而得知被定位物8已经到了网格x5-7-y2。最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
权利要求
1.一种RFID区域定位方法，其特征在于，它包括以下步骤步骤a、在地面设置敏感颜色线条，敏感颜色线条包括若干条粗敏感颜色线条和若干条细敏感颜色线条，粗敏感颜色线条和细敏感颜色线条交叉地连接，并将地面分割成若干个网格；步骤b、于被定位物设置颜色传感器，颜色传感器识别被定位物经过了粗敏感颜色线条还是细敏感颜色线条；步骤C、于被定位物设置方向传感器，方向传感器区分被定位物沿着X轴的正方向移动还是负方向移动，和/或沿着I轴的正方向移动还是负方向移动；步骤d、在地面的粗敏感颜色线条和细敏感颜色线条的交叉处设置具有唯一的号码的 RFID标签；步骤e，于被定位物设置RFID阅读器，RFID阅读器识别RFID标签；步骤f、将被定位物和处理单元相连；步骤g、判断被定位物的位置。
2.根据权利要求1所述的一种RFID区域定位方法，其特征在于，所述步骤g、判断被定位物的位置具体为当被定位物恰好经过粗敏感颜色线条和细敏感颜色线条的交叉处，也即RFID标签处时，RFID阅读器读取RFID标签，根据RFID标签的唯一的号码获得被定位物当前的准确位置；当被定位物不经过RFID标签时，每经过一条粗敏感颜色线条或者一条细敏感颜色线条，判断被定位物移动了一格；处理单元根据颜色传感器收到的信号，经运算得知被定位物经过了一条粗敏感颜色线条还是一条细敏感颜色线条，同时参考方向传感器所指示的方向，从而确定被定位物是在X轴的正方向移动还是负方向移动，和/或y轴的正方向移动还是负方向移动，即得知被定位物已经移动到相对于上次位置的哪个网格；处理单元根据上次读到RFID标签的绝对位置，再根据读到RFID标签后再移动所经过的网格，得出被定位物的当前的位置。
3.根据权利要求1所述的一种RFID区域定位方法，其特征在于，所述步骤b中，颜色传感器为三个，三个颜色传感器呈等边三角形设置。
4.根据权利要求3所述的一种RFID区域定位方法，其特征在于，所述三个颜色传感器所成等边三角形的边长为L，粗敏感颜色线条的宽度大于L，细敏感颜色线条的宽度小于O.8L0
5.根据权利要求1所述的一种RFID区域定位方法，其特征在于，所述步骤a中，每两条粗敏感颜色线条之间的距离相等，每两条细敏感颜色线条之间的距离相等。
6.根据权利要求5所述的一种RFID区域定位方法，其特征在于，所述步骤a中，网格呈正方形或者平行四边形。
7.根据权利要求1所述的一种RFID区域定位方法，其特征在于，所述步骤a中，网格呈三角形。
8.根据权利要求1所述的一种RFID区域定位方法，其特征在于，所述步骤f中，处理单元为嵌入式MCU或者电脑。
9.一种应用于权利要求Γ7任意一项所述的RFID区域定位方法的RFID区域定位系统，其特征在于，它包括在地面设置的敏感颜色线条，敏感颜色线条包括若干条粗敏感颜色线条和若干条细敏感颜色线条，粗敏感颜色线条和细敏感颜色线条交叉地连接；设置于被定位物并用于识别被定位物体是经过了粗敏感颜色线条还是细敏感颜色线条的颜色传感器；设置于被定位物并用于识别被定位物沿着X轴或者y轴的正方向移动还是负方向移动的方向传感器；于粗敏感颜色线条和细敏感颜色线条的交叉处设置的具有唯一的号码的RFID标签； 设置于被定位物并用于识别地面的RFID标签的RFID阅读器；和被定位物相连的处理单元；颜色传感器、方向传感器、RFID阅读器分别与处理单元连接。
10.根据权利要求9所述的一种RFID区域定位系统，其特征在于，所述颜色传感器为三个，三个颜色传感器呈等边三角形设置。
全文摘要
本发明属于区域定位方法技术领域，特别涉及一种RFID区域定位方法及定位系统；该方法包括以下步骤步骤a、在地面设置若干条粗敏感颜色线条和若干条细敏感颜色线条，并将地面分割成若干个网格；步骤b、于被定位物设置颜色传感器；步骤c、于被定位物设置方向传感器；步骤d、在地面的粗敏感颜色线条和细敏感颜色线条的交叉处设置RFID标签；步骤e，于被定位物设置RFID阅读器，RFID阅读器朝向地面并用于识别RFID标签；步骤f、将被定位物和处理单元相连；步骤g、判断被定位物的位置。本发明对方向传感器的精度要求较低，需要部署的地面RFID标签数量少，因此降低了成本，同时具有判断准确可靠的特点，可靠性高。
文档编号G06K7/00GK103020555SQ20121037289
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者钟汉 申请人:东莞市依时利科技有限公司