[發明專利]一種基于自適應調整天線功率的貨物定位方法與系統

無效

• 申請號: 201310116583.X
• 申請日: 2013-04-07
• 公開（公告）號: CN103177276A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 王健;劉燁;鐘志明;隋美玲;季曉勇;何招友;許召;朱輝
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G06K17/00
• 分類號: G06K17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本發明屬于RFID定位技術領域，涉及多天線切換和自適應調整RFID天線功率，對物品精確定位的系統。

二、背景技術

射頻識別技術RFID是一種非接觸式的自動識別技術，通過射頻信號自動識別目標對象，被稱為21世紀十大重要技術項目之一。RFID的基本系統由三部分組成：標簽、讀寫器和天線。標簽用于標識不同對象，讀寫器用于讀取和寫入標簽信息，天線則用于在標簽和讀寫器之間傳遞射頻信號。

與傳統的二維碼相比，RFID抗污染能力和耐久能力強，具有穿透性和無障礙閱讀以及重復使用等特點，并且RFID的數據可以實現反復修改，這使得標簽能夠循環使用，這將攤薄一次性投入成本；RFID讀寫器可以同時讀取多達上百個RFID標簽，其信息識別能力和安全性總體優于二維碼。

RFID技術的應用十分廣泛，發展迅速，正在逐步走向成熟。其應用領域涵蓋政府、物流行業、制造業、交通運輸、通信等多個行業，甚至還包括了供應鏈、人員票據管理、資產管理和車輛管理等重要的人工管理行業。例如，在倉儲管理中，RFID技術可以大大減少倉庫管理環節，提高工作人員的效率，及時更新數據庫信息，使工作人員能夠及時了解倉儲信息，縮短了盤庫時間，降低人員的工作強度。常規采用RFID技術的倉儲管理系統在每件貨物、托盤上安裝RFID標簽，在貨架和倉庫的入口通道上設置RFID讀寫器，當貨物或托盤在讀寫器的識別范圍之內時，讀寫器可通過貨物上的標簽獲得貨物的相關信息，但一個系統使得貨物的識別定位操作限制在特定的區域。如果想要獲得整個倉庫中任一貨物的具體信息，需要部署大量的RFID讀寫器和天線，但這樣的系統存在兩個問題：(1)讀寫器的價格一般比較高，大量的讀寫器造成倉庫成本偏高；(2)倉庫內部署大量的讀寫器之間不可避免的會相互產生干擾。如何降低成本，解決讀寫器的干擾，是有待解決的技術難題。

三、發明內容

獲得倉庫內任何位置的貨物信息，需要部署大量的RFID讀寫器和天線。市場的產品，一般會將RFID天線和讀寫器功能進行一體化設計。

針對密布RFID天線/讀寫器的定位系統帶來的讀寫器成本過高的問題，本發明采用天線與讀寫器分離的方式，引入天線切換器，實現天線與讀寫器之間的“多選多”。鑒于讀寫器的成本遠高于天線的成本，因此，天線、天線切換器和讀寫器的組合使用可以實現讀寫器的復用功能，用單純密布天線的方式取代了密布RFID天線/讀寫器的方式，減少了RFID讀寫器的數量，降低了系統的綜合成本。

本發明提出了一種基于自適應調整天線功率的貨物定位方法與系統，采用天線與讀寫器分離的方式，通過調整天線的功率和角度，結合垛位上的參考標簽，限制天線的作用范圍，確保獲取信息的準確性。

本發明公開了自適應調整天線功率的貨物定位方法與系統，該系統引入了多天線和參考標簽，可以高效準確的確定RFID標簽的確切位置。

圖1給出了本發明的系統功能結構圖。系統主要由多天線陣列模塊、切換器模塊、RFID讀寫器模塊、控制器模塊和處理器模塊組成。具體來說：

多天線陣列模塊由多個天線組成，每個垛位底端安裝有一個天線，如圖2所示，每個天線通過饋線與多天線模塊連接。每個天線標記一個垛位上的地址碼，且該地址碼與其實際的物理位置一致，當RFID閱讀器進入一定區域，天線發射信號，該區域的天線接收信號，并激活該區域的RFID標簽，同時將該天線的地址信息和RFID標簽信息一同傳給RFID閱讀器。

讀寫器模塊主要有兩個功能：一是，支持RFID標簽的讀取；二是，發送信號給天線，收集各個標簽上面的信息，其中包括標簽ID、標簽返回場強，并處理這些信息，以確定所接收標簽是否是要查找的RFID標簽。

天線切換器模塊與多天線陣列模塊相連，可以根據控制器模塊發送過米的命令從N路天線中選取M路實現多路控制，其中m的大小必須小于等于當前所有讀寫器的個數。

處理器模塊包括任務調度單元、信息處理單元、顯示單元、數據庫單元四個部分，其中任務調度單元負責下達任務(天線校準、盤庫等)；信息處理單元的功能包括：天線地址信息處理，RFID參考標簽信息的處理；數據庫單元用于存儲數據以及對數據的管理和更新。

控制器模塊由天線切換單元、讀寫器控制單元、校準單元組成。天線切換單元用于控制天線切換器，實現從n路到m路的轉換；讀寫器控制單元用于控制讀寫器的讀與寫，實現信號的收發；校準單元通過控制讀寫器來間接控制與讀寫器對應天線的功率，實現天線功率的校準。