一種基于可變功率的射頻rfid測(cè)距結(jié)構(gòu)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于可變功率的射頻RFID測(cè)距結(jié)構(gòu)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]GPS定位技術(shù)可以說(shuō)是最專業(yè)的定位系統(tǒng)，它具有全天候、高精度、高效益等顯著特點(diǎn)。但是對(duì)于室內(nèi)定位來(lái)說(shuō)，由于GPS受建筑物影響較大且成本高、功耗大，因此室內(nèi)定位多采用R FID定位技術(shù)。RFID是一門獨(dú)立的將不同的跨學(xué)科的專業(yè)技術(shù)綜合在一起，如高頻技術(shù)、微波與天線技術(shù)、電磁兼容技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、數(shù)據(jù)與密碼學(xué)、制造技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)等。這是本世紀(jì)最有發(fā)展前途的信息技術(shù)之一，已得到世界各國(guó)的高度重視并得到廣泛開發(fā)與應(yīng)用。RFID系統(tǒng)最重要的優(yōu)點(diǎn)是非接觸識(shí)別，它能穿透雪、霧、冰、涂料、塵垢和條形碼無(wú)法使用的惡劣環(huán)境進(jìn)行識(shí)別，并且識(shí)別速度極快。
[0003]現(xiàn)在已有的技術(shù)主要是通過(guò)一些算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。1、TOA算法，通過(guò)獲得發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)到達(dá)目標(biāo)再返回發(fā)射機(jī)的時(shí)間，由傳播時(shí)間得出標(biāo)簽到閱讀器的距離。然后根據(jù)三邊定位法或多邊定位法解出目標(biāo)標(biāo)簽的位置。缺點(diǎn)就是該算法要求標(biāo)簽和閱讀器要同步，其次環(huán)境的復(fù)雜性會(huì)導(dǎo)致多徑效應(yīng)并降低系統(tǒng)的定位精度。2、TDOA算法，是對(duì)TOA算法的改進(jìn)，在不同的測(cè)量點(diǎn)同步發(fā)射信號(hào)，通過(guò)計(jì)算不同節(jié)點(diǎn)到達(dá)目標(biāo)的距離差來(lái)定位。缺點(diǎn)是要求所有閱讀器同步，此外阻擋物和空間的復(fù)雜性使得閱讀器可能接收不到標(biāo)簽發(fā)出的信號(hào)。還會(huì)受到多徑和噪聲的影響。3、A0A算法，利用陣列天線實(shí)現(xiàn)，通過(guò)檢測(cè)信號(hào)是從哪個(gè)方向反射回來(lái)的，那么信號(hào)就在這條線上。當(dāng)有兩個(gè)基站時(shí)，兩條直線交點(diǎn)處就是目標(biāo)位置。但是由于要加陣列天線，所以成本高。3、與本專利較為接近的方法是RSSI算法，即利用已知發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度和接受節(jié)點(diǎn)收到的信號(hào)強(qiáng)度，計(jì)算在傳輸過(guò)程的損耗，使用信號(hào)模型將損耗轉(zhuǎn)化為待定位標(biāo)簽與已知位置閱讀器之間的距離。待定標(biāo)簽的位置是以閱讀器為圓心估算距離為半徑的圓上。最后多個(gè)閱讀器的圓之交點(diǎn)就是目標(biāo)標(biāo)簽的位置。缺點(diǎn)就是定位精度不高，讀寫器在接受信號(hào)時(shí)很容易受到干擾。由于阻擋物多，存在非常嚴(yán)重的非視距效應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種電子檢測(cè)包裝機(jī)的連接座，利用變化RFID功率進(jìn)行測(cè)距，不僅節(jié)約成本，而且簡(jiǎn)單實(shí)用。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種基于可變功率的射頻RFID測(cè)距結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括主模塊和從模塊，所述主模塊由主MCU處理器模塊、以及分別連接主MCU處理器模塊的顯示模塊、主RFID模塊和衰減器組成，其中，所述主RFID模塊與衰減器上設(shè)有天線并通過(guò)天線互相串接，所述衰減器與主RFID模塊串接構(gòu)成發(fā)射信號(hào)衰減鏈路及應(yīng)答信號(hào)接收鏈路；
所述從模塊由相互連接的從RFID模塊和從MCU處理器模塊組成，所述從RFID模塊上設(shè)有天線，從MCU處理器模塊與從RFID模塊組成發(fā)射信號(hào)接收鏈路和應(yīng)答信號(hào)發(fā)射鏈路；所述發(fā)射信號(hào)接收鏈路接收來(lái)自發(fā)射信號(hào)衰減鏈路的信號(hào)，所述應(yīng)答信號(hào)接收鏈路接收來(lái)自應(yīng)答信號(hào)發(fā)射鏈路的信號(hào)。
[0006]進(jìn)一步的，所述衰減器或設(shè)置于從模塊中，所述衰減器與從MCU處理器模塊相連接，并且所述衰減器與從RFID模塊通過(guò)天線串接，并構(gòu)成相應(yīng)的信號(hào)鏈路。
[0007]進(jìn)一步的，所述從模塊傳輸距離大于或等于主模塊最大傳輸距離。
[0008]一種基于可變功率的射頻RFID測(cè)距方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟I)初始化主模塊和從模塊中的各個(gè)模塊，具體為主RFID模塊、從RFID模塊和顯不豐旲塊；
步驟2) MCU處理器模塊設(shè)置衰減器的衰減量為最?。?br> 步驟3)主模塊廣播信號(hào)；
步驟4)檢測(cè)從模塊應(yīng)答信號(hào)，若主模塊檢測(cè)不到應(yīng)答信號(hào)則跳轉(zhuǎn)至步驟6)，若主模塊檢測(cè)到應(yīng)答信號(hào)則轉(zhuǎn)至步驟5);
步驟5)判斷衰減量是否達(dá)到最大，若是，則轉(zhuǎn)至步驟6)，若否，則增大衰減分貝數(shù)并跳轉(zhuǎn)至步驟3);
步驟6)查表給出距離范圍，即根據(jù)衰減器的衰減分貝數(shù)查衰減分貝數(shù)與傳輸距離關(guān)系表得出測(cè)距范圍；
步驟7)顯示模塊進(jìn)行信號(hào)顯示，顯示衰減器衰減的分貝數(shù)以及主模塊、從模塊之間的距離。
[0009]進(jìn)一步的，所述衰減器衰減量也包括由小到大遞增的方式。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明利用衰減器來(lái)改變RFID信號(hào)功率，能夠使從模塊處于能或不能接收到主模塊信號(hào)的兩種狀態(tài)，從而避過(guò)檢測(cè)功率大小這一難題，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位的精確度高，成本低，抗干擾能力強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明主模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明從模塊的結(jié)構(gòu)示意圖
圖3為本發(fā)明測(cè)距方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0013]參照?qǐng)D1和圖2所示，一種基于可變功率的射頻RFID測(cè)距結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括主模塊和從模塊，所述主模塊由主MCU處理器模塊、以及分別連接主MCU處理器模塊的顯示模塊、主RFID模塊和衰減器組成，其中，所述主RFID模塊與衰減器上設(shè)有天線并通過(guò)天線互相串接，所述衰減器與主RFID模塊串接構(gòu)成發(fā)射信號(hào)衰減鏈路及應(yīng)答信號(hào)接收鏈路；
所述從模塊由相互連接的從RFID模塊和從MCU處理器模塊組成，所述從RFID模塊上設(shè)有天線，從MCU處理器模塊與從RFID模塊組成發(fā)射信號(hào)接收鏈路和應(yīng)答信號(hào)發(fā)射鏈路；所述發(fā)射信號(hào)接收鏈路接收來(lái)自發(fā)射信號(hào)衰減鏈路的信號(hào)，所述應(yīng)答信號(hào)接收鏈路接收來(lái)自應(yīng)答信號(hào)發(fā)射鏈路的信號(hào)。
[0014]在本實(shí)施例中，主MCU處理器模塊和從MCU處理器模塊都采用STM32F101芯片，主RFID模塊和從RFID模塊都采用NRF24L01+芯片，衰減器采用HMC274QS16，顯示模塊采用LCD1602顯示器。
[0015]在其它的實(shí)施例中，所述衰減器或設(shè)置于從模塊中，所述衰減器與從MCU處理器模塊相連接，并且所述衰減器與從RFID模塊通過(guò)天線串接，并構(gòu)成相應(yīng)的信號(hào)鏈路，如:從RFID模塊與衰減器集成，所述衰減器與從RFID模塊集成組成發(fā)射信號(hào)衰減鏈路及應(yīng)答信號(hào)接收鏈路；主模塊由相互連接的主RFID模塊和主MCU處理器模塊組成，所述主RFID模塊上設(shè)有天線，主MCU處理器模塊與主RFID模塊組成發(fā)射信號(hào)接收鏈路和應(yīng)答信號(hào)發(fā)射鏈路。
[0016]所述從模塊傳輸距離大于或等于主模塊最大傳輸距離，而傳輸距離即衰減器衰減分貝數(shù)為O時(shí)的信號(hào)傳輸距離，在程序初始化時(shí)已經(jīng)確定。
[0017]參照?qǐng)D3所示，一種基于可變功率的射頻RFID測(cè)距方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
步驟I)初始化主模塊和從模塊中的各個(gè)模塊，具體為主RFID模塊、從RFID模塊和顯不豐旲塊；
步驟2) MCU處理器模塊設(shè)置衰減器的衰減量為最??；
步驟3)主模塊廣播信號(hào)；
步驟4)檢測(cè)從模塊應(yīng)答信號(hào)，若主模塊檢測(cè)不到應(yīng)答信號(hào)則跳轉(zhuǎn)至步驟6)，若主模塊檢測(cè)到應(yīng)答信號(hào)則轉(zhuǎn)至步驟5);
步驟5)判斷衰減量是否達(dá)到最大，若是，則轉(zhuǎn)至步驟6)，若否，則增大衰減分貝數(shù)并跳轉(zhuǎn)至步驟3);
步驟6)查表給出距離范圍，即根據(jù)衰減器的衰減分貝數(shù)查衰減分貝數(shù)與傳輸距離關(guān)系表得出測(cè)距范圍；
步驟7)顯示模塊進(jìn)行信號(hào)顯示，顯示衰減器衰減的分貝數(shù)以及主模塊、從模塊之間的距離。
[0018]所述衰減器衰減量也包括由小到大遞增的方式。
[0019]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于可變功率的射頻RFID測(cè)距結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括主模塊和從模塊，其特征在于，所述主模塊由主MCU處理器模塊、以及分別連接主MCU處理器模塊的顯示模塊、主RFID模塊和衰減器組成，其中，所述主RFID模塊與衰減器上設(shè)有天線并通過(guò)天線互相串接，所述衰減器與主RFID模塊串接構(gòu)成發(fā)射信號(hào)衰減鏈路及應(yīng)答信號(hào)接收鏈路； 所述從模塊由相互連接的從RFID模塊和從MCU處理器模塊組成，所述從RFID模塊上設(shè)有天線，從MCU處理器模塊與從RFID模塊組成發(fā)射信號(hào)接收鏈路和應(yīng)答信號(hào)發(fā)射鏈路；所述發(fā)射信號(hào)接收鏈路接收來(lái)自發(fā)射信號(hào)衰減鏈路的信號(hào)，所述應(yīng)答信號(hào)接收鏈路接收來(lái)自應(yīng)答信號(hào)發(fā)射鏈路的信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于可變功率的射頻RFID測(cè)距結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述衰減器或設(shè)置于從模塊中，所述衰減器與從MCU處理器模塊相連接，并且所述衰減器與從RFID模塊通過(guò)天線串接，并構(gòu)成相應(yīng)的信號(hào)鏈路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于可變功率的射頻RFID測(cè)距結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述從模塊傳輸距離大于或等于主模塊最大傳輸距離。
4.一種基于可變功率的射頻RFID測(cè)距方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟I)初始化主模塊和從模塊中的各個(gè)模塊，具體為主RFID模塊、從RFID模塊和顯不豐旲塊； 步驟2) MCU處理器模塊設(shè)置衰減器的衰減量為最小； 步驟3)主模塊廣播信號(hào)； 步驟4)檢測(cè)從模塊應(yīng)答信號(hào)，若主模塊檢測(cè)不到應(yīng)答信號(hào)則跳轉(zhuǎn)至步驟6)，若主模塊檢測(cè)到應(yīng)答信號(hào)則轉(zhuǎn)至步驟5); 步驟5)判斷衰減量是否達(dá)到最大，若是，則轉(zhuǎn)至步驟6)，若否，則增大衰減分貝數(shù)并跳轉(zhuǎn)至步驟3); 步驟6)查表給出距離范圍，即根據(jù)衰減器的衰減分貝數(shù)查衰減分貝數(shù)與傳輸距離關(guān)系表得出測(cè)距范圍； 步驟7)顯示模塊進(jìn)行信號(hào)顯示，顯示衰減器衰減的分貝數(shù)以及主模塊、從模塊之間的距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于可變功率的射頻RFID測(cè)距結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述衰減器衰減量也包括由小到大遞增的方式。
【專利摘要】本發(fā)明是一種基于可變功率的射頻RFID測(cè)距結(jié)構(gòu)及方法，該結(jié)構(gòu)包括主模塊和從模塊，主模塊由主MCU處理器模塊、以及分別連接主MCU處理器模塊的顯示模塊、主RFID模塊和衰減器組成，其中，主RFID模塊與衰減器上設(shè)有天線并通過(guò)天線互相串接，衰減器與主RFID模塊串接構(gòu)成發(fā)射信號(hào)衰減鏈路及應(yīng)答信號(hào)接收鏈路；從模塊由相互連接的從RFID模塊和從MCU處理器模塊組成，所述從RFID模塊上設(shè)有天線，從MCU處理器模塊與從RFID模塊組成發(fā)射信號(hào)接收鏈路和應(yīng)答信號(hào)發(fā)射鏈路。本發(fā)明利用衰減器來(lái)改變RFID信號(hào)功率，能夠使從模塊處于能或不能接收到主模塊信號(hào)的兩種狀態(tài)，從而避過(guò)檢測(cè)功率大小這一難題。
【IPC分類】G06K17-00
【公開號(hào)】CN104866877
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510212151
【發(fā)明人】王軍, 楊會(huì)玲, 陳偉, 袁新潮
【申請(qǐng)人】蘇州科技學(xué)院
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年4月30日