[發(fā)明專利]基于RFID全域正交旋轉(zhuǎn)天線的手機(jī)精確定位搜尋裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811229467.8
• 申請(qǐng)日: 2018-10-22
• 公開（公告）號(hào): CN109342996B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高錫榮;譚宇;文平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S5/02
• 分類號(hào): G01S5/02
• 代理公司: 重慶市恒信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅;陳棟梁

1.一種基于RFID全域正交旋轉(zhuǎn)天線的手機(jī)精確定位搜尋裝置，其特征在于，包括：嵌入手機(jī)內(nèi)的RFID標(biāo)簽(1)、定向發(fā)射天線(2)、全向接收天線(3)、三維正交旋轉(zhuǎn)體(4)、信息處理單元(5)、信息輸入單元(6)及信息顯示單元(7)，其中，所述RFID標(biāo)簽(1)分別和定向發(fā)射天線(2)、全向接收天線(3)進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，所述全向接收天線(3)和信息處理單元(5)相連接，定向發(fā)射天線(2)安裝于三維正交旋轉(zhuǎn)體(4)上，所述信息處理單元(5)分別與信息顯示單元(7)、三維正交旋轉(zhuǎn)體(4)及信息輸入單元(6)相連接，其中，所述RFID標(biāo)簽(1)內(nèi)存儲(chǔ)有與手機(jī)信息相一致的唯一識(shí)別信息，所述定向發(fā)射天線(2)用于發(fā)射搜尋電磁波信號(hào)，具備遠(yuǎn)距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)發(fā)射的能力，全向接收天線(3)用于RFID標(biāo)簽返回信號(hào)的接收，所述信息處理單元(5)用于對(duì)RFID標(biāo)簽(1)返回的信息進(jìn)行處理，包括非目標(biāo)標(biāo)簽過(guò)濾和目標(biāo)標(biāo)簽距離和方向計(jì)算；所述信息顯示單元(7)用于顯示搜尋結(jié)果，將信息處理單元(5)的計(jì)算的目標(biāo)標(biāo)簽方位以平面地圖的方式展示；所述信息輸入單元(6)用于目標(biāo)標(biāo)簽的信息輸入，將目標(biāo)標(biāo)簽存儲(chǔ)的識(shí)別信息輸入到裝置中，從而在后續(xù)的搜尋中進(jìn)行自動(dòng)過(guò)濾查找；所述三維正交旋轉(zhuǎn)體(4)用于實(shí)現(xiàn)定向發(fā)射天線的全域旋轉(zhuǎn)搜尋，旋轉(zhuǎn)體由水平旋轉(zhuǎn)軸和垂直旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，兩者結(jié)合旋轉(zhuǎn)便能覆蓋整個(gè)空間范圍；

所述信息處理單元(5)對(duì)RFID標(biāo)簽(1)所返回的電磁波信號(hào)進(jìn)行非目標(biāo)標(biāo)簽過(guò)濾和目標(biāo)標(biāo)簽距離和方向計(jì)算，具體包括：采用接收信號(hào)強(qiáng)度算法測(cè)量RFID標(biāo)簽與搜尋人員間的相對(duì)距離，全向接收天線(3)在捕捉到RFID標(biāo)簽返回的信息時(shí)，將該RFID標(biāo)簽返回的信息和接收到的信號(hào)強(qiáng)度一并傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?5)，信息處理單元(5)首先判定該RFID標(biāo)簽是否為遺失手機(jī)的，如若不是則將其過(guò)濾掉，隨后，信息處理單元(5)將該信號(hào)強(qiáng)度帶入建立的信號(hào)強(qiáng)度衰減模型進(jìn)行計(jì)算，得到RFID標(biāo)簽的大致距離；

所述信息處理單元(5)將該信號(hào)強(qiáng)度帶入建立的信號(hào)強(qiáng)度衰減模型進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式為：d＝10^((abs(RSSI)-A)/(10*n))

其中d為計(jì)算所得距離、RSSI為信號(hào)接收強(qiáng)度、A為發(fā)射端和接收端相隔1米時(shí)的信號(hào)強(qiáng)度、n為環(huán)境衰減因子；

所述RFID標(biāo)簽(1)的方向依靠定向發(fā)射天線(2)進(jìn)行測(cè)量，定向發(fā)射天線(2)以某一固定角速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)發(fā)射電磁波信號(hào)，RFID標(biāo)簽(1)接收到來(lái)自定向發(fā)射天線的電磁波信號(hào)后，利用自身電源驅(qū)動(dòng)天線返回其所存儲(chǔ)的識(shí)別信息，當(dāng)全向接收天線捕捉到RFID標(biāo)簽所返回的信息時(shí)，根據(jù)定向發(fā)射天線的發(fā)射角度確定RFID標(biāo)簽所在方向；

所述三維正交旋轉(zhuǎn)體由水平方向上順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸、在垂直方向上順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，水平方向的轉(zhuǎn)軸與垂直方向的轉(zhuǎn)軸連接后，形成能夠旋轉(zhuǎn)覆蓋全域空間的三維正交旋轉(zhuǎn)體，帶動(dòng)八木定向天線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)定向搜尋，所述定向發(fā)射天線為八木定向天線。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RFID全域正交旋轉(zhuǎn)天線的手機(jī)精確定位搜尋裝置，其特征在于，所述RFID標(biāo)簽(1)為1.5cm*3cm尺寸的有源抗金屬電子標(biāo)簽，所用電源為微型紐扣電池。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RFID全域正交旋轉(zhuǎn)天線的手機(jī)精確定位搜尋裝置，其特征在于，所述八木定向天線尺寸為20cm*15cm，所述全向接收天線采用橡膠鴨嘴全向天線，橡膠鴨嘴全向天線尺寸為1cm*10cm，裝置采用可充電的鋰電池進(jìn)行供電。