專利名稱：一種利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線定位領(lǐng)域，涉及一種利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)時(shí)的高速路自動收費(fèi)應(yīng)用中，車輛上都裝有一個(gè)無線收發(fā)的RFID標(biāo)簽，當(dāng)車輛通過高速路收費(fèi)站卡口時(shí)，另一個(gè)裝在卡口上方的無線收發(fā)器或RFID標(biāo)簽讀寫器將會讀取安裝在車輛上的RFID標(biāo)簽。由于收費(fèi)站周圍物質(zhì)及周圍車輛情況復(fù)雜，經(jīng)常會出現(xiàn)本車道讀寫器通過RFID標(biāo)簽讀到鄰車道上的車輛或后方車輛上的RFID標(biāo)簽由于反射而被正要讀取前方車輛上的RFID標(biāo)簽的收費(fèi)站RFID讀寫器讀到，從而造成交費(fèi)差錯(cuò)。此外，突然車道變換和超速行駛行為也是導(dǎo)致交通事故的一個(gè)主要原因?，F(xiàn)在的技術(shù)是采集放置在讀寫區(qū)域中的電感線圈來判斷所讀標(biāo)簽ID是否是本車道車輛上的標(biāo)簽，但很多情況下兩個(gè)車道都有車或前車在電感線圈上時(shí)后面的車被讀到， 因此這種方法的準(zhǔn)確性不高。也有人通過很仔細(xì)地調(diào)節(jié)RFID標(biāo)簽的靈敏度和發(fā)射功率使 RFID標(biāo)簽只能在定義的區(qū)域讀到，但這種方法要求須對多個(gè)RFID標(biāo)簽的靈敏度進(jìn)行調(diào)節(jié)， 使RFID標(biāo)簽成本上升，同時(shí)由于收費(fèi)站的周圍環(huán)境很復(fù)雜，也會導(dǎo)致讀寫區(qū)域的變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠通過對RFID標(biāo)簽的讀寫準(zhǔn)確判斷車輛所通過的車道及車輛順序的方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是本發(fā)明首先提供一種利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的方法，包括al.使用目標(biāo)確定機(jī)快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行多次同種收發(fā)通訊，按時(shí)間順序記錄下成功與失敗的操作；a2.設(shè)定一個(gè)時(shí)間窗口，在時(shí)間軸上從左到右移動該窗口、并將該窗口內(nèi)由步驟 al記錄地成功地收發(fā)通訊次數(shù)相加獲得最高峰值和次高峰值；a3.比較最高峰值和次高峰值，若最高峰值與次高峰值的差值超過設(shè)定閥值，則判定收發(fā)機(jī)在該區(qū)域通過；否則，判定收發(fā)機(jī)沒在該區(qū)域通過。所述步驟a3可以替換為b3.通過判斷最高峰值的絕對值是否超過設(shè)定的閥值， 以及最高峰值持續(xù)時(shí)間是否超過設(shè)定的閥值判斷收發(fā)機(jī)是否在該區(qū)域通過。另外，若步驟al所進(jìn)行的收發(fā)通訊是讀操作，則一旦探測到曲線值的絕對值超過設(shè)定的閥值，目標(biāo)確定機(jī)就快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行寫操作，操作完成后再繼續(xù)之前的多次讀操作；若步驟al所進(jìn)行的收發(fā)通訊是寫操作，則一旦探測到曲線值的絕對值超過設(shè)定的閥值，目標(biāo)確定機(jī)就快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行讀操作，操作完成后再繼續(xù)之前的多次寫操作。本發(fā)明還提供一種利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的方法，包括cl.使用第一區(qū)域的目標(biāo)確定機(jī)快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行多次同種收發(fā)通訊，按時(shí)間順序記錄下成功與失敗的操作；c2.使用第二區(qū)域的目標(biāo)確定機(jī)快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行多次同種收發(fā)通訊，按時(shí)間順序記錄下成功與失敗的操作；c3.比較第一區(qū)域內(nèi)的讀取成功次數(shù)和第二區(qū)域內(nèi)的讀取成功次數(shù)，根據(jù)次數(shù)的差值是否超過設(shè)定閥值判斷收發(fā)機(jī)在第一區(qū)域還是第二區(qū)域通過。 若步驟Cl所進(jìn)行的收發(fā)通訊是讀操作，則一旦探測到曲線值的絕對值超過設(shè)定的閥值，目標(biāo)確定機(jī)就快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行寫操作，操作完成后再繼續(xù)之前的多次讀操作；若步驟Cl所進(jìn)行的收發(fā)通訊是寫操作，則一旦探測到曲線值的絕對值超過設(shè)定的閥值，目標(biāo)確定機(jī)就快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行讀操作，操作完成后再繼續(xù)之前的多次寫操作。所述步驟c2可以重復(fù)進(jìn)行，即所述步驟c2、c3可以替換為d2.使用第一區(qū)域之外的其他區(qū)域的目標(biāo)確定機(jī)快速對各對應(yīng)通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行多次同種收發(fā)通訊，按時(shí)間順序記錄下成功與失敗的操作；d3.比較第一區(qū)域內(nèi)的讀取成功次數(shù)和其他區(qū)域內(nèi)的讀取成功次數(shù)，根據(jù)次數(shù)的差值是否超過設(shè)定閥值判斷收發(fā)機(jī)在哪個(gè)區(qū)域通過。所述收發(fā)機(jī)可以是RFID標(biāo)簽，所述目標(biāo)確定機(jī)可以是RFID讀寫器，所述區(qū)域可以是車道。所述同種收發(fā)通訊可以是讀或?qū)懼械囊环N。所述時(shí)間窗口的大小能夠調(diào)節(jié)，窗口移動步長能夠調(diào)節(jié)，所有閥值都隨時(shí)間窗口的大小變化而變化。根據(jù)收發(fā)機(jī)所在的的高度調(diào)整所有閥值。本發(fā)明又提供一種計(jì)算車輛的行駛速度的方法，包括el.使用RFID讀寫器快速對讀寫區(qū)內(nèi)的RF標(biāo)簽進(jìn)行多次同種收發(fā)通訊，按時(shí)間順序記錄下成功與失敗的操作； e2.設(shè)定一個(gè)時(shí)間窗口，在時(shí)間軸上從左到右移動該窗口、并將該窗口內(nèi)由步驟al記錄地成功地收發(fā)通訊次數(shù)相加獲得最高峰值和次高峰值；e3.使用最高峰值和次高峰對應(yīng)的距離除以最高峰值和次高峰的間隔時(shí)間得到車輛的行駛速度。所述最高峰值和次高峰對應(yīng)的距離是主通訊區(qū)和反射區(qū)的距離。所述方法使用最高峰值的持續(xù)時(shí)間和讀寫區(qū)范圍，可以計(jì)算出車輛在讀寫區(qū)域內(nèi)的平均速度。本發(fā)明還涉及一種利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的系統(tǒng)，包括收發(fā)機(jī)和目標(biāo)確定機(jī)；目標(biāo)確定機(jī)，快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行多次同種收發(fā)通訊，按時(shí)間順序記錄下成功與失敗的操作，保存于儲存單元中；通信狀況識別機(jī)，設(shè)定一個(gè)時(shí)間窗口，在時(shí)間軸上從左到右移動該窗口、并將該窗口內(nèi)由目標(biāo)確定機(jī)記錄地成功地收發(fā)通訊次數(shù)相加獲得最高峰值和次高峰值；以及收發(fā)機(jī)位置確定機(jī)，根據(jù)最高峰值和次高峰值，判定收發(fā)機(jī)通過的區(qū)域。所述收發(fā)機(jī)位置確定機(jī)通過比較最高峰值和次高峰值是否超過設(shè)定閥值，判定收發(fā)機(jī)通過的區(qū)域。所述收發(fā)機(jī)位置確定機(jī)通過判斷最高峰值的絕對值是否超過設(shè)定的閥值，以及最高峰值持續(xù)時(shí)間是否超過設(shè)定的閥值，判斷收發(fā)機(jī)是否在該區(qū)域通過。 所述收發(fā)機(jī)可以是RFID標(biāo)簽，所述目標(biāo)確定機(jī)可以是RFID讀寫器，所述區(qū)域可以是車道。所述同種收發(fā)通訊可以是讀或?qū)懼械囊环N。 所述系統(tǒng)還包含速度確定機(jī)，該速度確定機(jī)使用最高峰值和次高峰對應(yīng)的距離除以最高峰值和次高峰的間隔時(shí)間得到車輛的行駛速度。所述時(shí)間窗口的大小能夠調(diào)節(jié)，窗口移動步長能夠調(diào)節(jié)，所有閥值都隨時(shí)間窗口的大小變化而變化。所有閥值能 夠根據(jù)收發(fā)機(jī)所在的高度進(jìn)行調(diào)整。所有閥值都能夠根據(jù)目標(biāo)確定機(jī)和收發(fā)機(jī)的發(fā)射功率和接收靈敏度進(jìn)行調(diào)整。本發(fā)明再提供一種探測混有無RFID車輛的車輛順序的方法，包含f 1.使用RFID 讀寫器快速對讀寫區(qū)內(nèi)的RF標(biāo)簽進(jìn)行多次同種收發(fā)通訊，按時(shí)間順序記錄下成功與失敗的操作；f2.設(shè)定一個(gè)時(shí)間窗口，在時(shí)間軸上從左到右移動該窗口、并將該窗口內(nèi)由步驟Π 記錄地成功地收發(fā)通訊次數(shù)相加獲得曲線a ；f3.使用地感線圈對讀寫區(qū)內(nèi)的車輛進(jìn)行探測，獲得曲線b ；f4.當(dāng)曲線b探測到一個(gè)方波，說明至少有一輛車通過線圈，根據(jù)曲線a、b 波形在時(shí)間上的關(guān)系判斷通過車輛是否裝有RFID標(biāo)簽，由a，b計(jì)算出的車輛的速度的吻合程度確認(rèn)是否有無RFID的車夾雜在裝有RFID標(biāo)簽的車輛間通過；判斷時(shí)間是從曲線b的下降沿為起始點(diǎn)回溯到前一下降沿，，判斷方法是若曲線a沒有符合設(shè)定條件的脈沖，則判定有一輛或多輛無RFID的車通過；需要人工或其他技術(shù)處理確定車輛的總數(shù)和順序；若曲線a有一條符合設(shè)定條件的脈沖，并且通過線圈探測，即通過曲線b得到的車輛速度，定義其為第一速度，與通過RFID讀寫，即通過曲線a得到的速度，定義其為第二速度，在一定范圍內(nèi)相等，判定有一輛具有RFID的車通過；當(dāng)車輛的第一速度一和第二速度在一定范圍內(nèi)不相等時(shí)，判定有一輛具有RFID的車和至少一輛無RFID的車通過，此時(shí)需要人工或其他技術(shù)處理確定車輛的總數(shù)和順序；若曲線a有兩條符合條件的脈沖出現(xiàn)，當(dāng)車輛的第一速度和第二速度在一定范圍內(nèi)相等時(shí)，判定有兩輛具有RFID的車通過；當(dāng)車輛的第一速度和第二速度在一定范圍內(nèi)不相等時(shí)，判定有兩輛具有RFID的車和至少一輛無RFID的車通過， 此時(shí)需要人工或其他技術(shù)處理確定車輛的總數(shù)和順序；若曲線3有11(11 > 2)條符合條件的脈沖，當(dāng)車輛的第一速度和第二速度在一定范圍內(nèi)相等時(shí)，判定有η輛具有RFID的車通過； 當(dāng)車輛的第一速度和第二速度在一定范圍內(nèi)不相等時(shí)，判定有η輛具有RFID的車和至少一輛無RFID的車通過，此時(shí)需要人工或其他技術(shù)處理確定車輛的總數(shù)和順序.所述地感線圈不斷探測車輛進(jìn)入和離開線圈的邊緣，當(dāng)線圈中有一輛車時(shí)，車輛的第一速度是通過預(yù)先存貯在RFID中的車型信息得到車長除以地感線圈輸出有車的時(shí)間得到；當(dāng)線圈中有n(n ^ 2)輛車時(shí)，車輛在線圈中的速度是通過車長之和加η-1最短識別距離除以地感線圈輸出有車的時(shí)間得到。所述車輛的第二速度可以通過前述計(jì)算車輛的行駛速度的方法獲得。本發(fā)明通過快速反復(fù)地對收發(fā)機(jī)進(jìn)行收發(fā)通訊(讀或?qū)?并利用時(shí)間窗口分析其成功率，能實(shí)現(xiàn)對收發(fā)機(jī)的定位。本發(fā)明通過快速反復(fù)地RFID標(biāo)簽進(jìn)行收發(fā)通訊(讀或?qū)?并利用時(shí)間窗口分析其成功率，能將最大RF照射區(qū)域找到，從而實(shí)現(xiàn)對RFID標(biāo)簽的定位。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施和優(yōu)點(diǎn)作進(jìn)一步解釋。


附圖1顯示依據(jù)本發(fā)明的一種利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的方法；附圖2顯示目標(biāo)確定機(jī)快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行多次同種收發(fā)通訊，按時(shí)間順序并記錄下成功與失敗的操作；附 圖3顯示在時(shí)間軸上從左到右移動時(shí)間窗口，并將該窗口內(nèi)成功的讀取次數(shù)相加后得到的圖形。附圖4顯示依據(jù)本發(fā)明的另一種利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的方法；附圖5顯示依據(jù)本發(fā)明的又一種利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的方法；附圖6顯示依據(jù)本發(fā)明的再一種利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的方法；附圖7顯示依據(jù)本發(fā)明的利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的系統(tǒng)；附圖8顯示圖7所示的系統(tǒng)應(yīng)用于射頻領(lǐng)域；附圖9顯示依據(jù)本發(fā)明的一種計(jì)算車輛的行駛速度的方法；附圖10顯示依據(jù)本發(fā)明的一種探測混有無RFID車輛的車輛順序的方法；附圖11顯示曲線a無條符合設(shè)定條件的脈沖；附圖12顯示曲線a有一條符合設(shè)定條件的脈沖；附圖13也顯示曲線a有一條符合設(shè)定條件的脈沖；附圖14顯示多徑效應(yīng)；附圖15顯示無線通訊的成功率在一定的強(qiáng)度范圍內(nèi)和RF強(qiáng)度成反比。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施進(jìn)行詳細(xì)闡釋。參照圖1。依據(jù)本發(fā)明的一種利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的方法，包括 al.使用目標(biāo)確定機(jī)快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行多次同種收發(fā)通訊，按時(shí)間順序記錄下成功與失敗的操作；a2.設(shè)定一個(gè)時(shí)間窗口，在時(shí)間軸上從左到右移動該窗口、并將該窗口內(nèi)由步驟al記錄地成功地收發(fā)通訊次數(shù)相加；a3.比較最高峰值和次高峰值，若最高峰值與次高峰值的差值超過設(shè)定閥值，則判定收發(fā)機(jī)在該區(qū)域通過；否則，判定收發(fā)機(jī)沒在該區(qū)域通過。若步驟al所進(jìn)行的收發(fā)通訊是讀操作，則一旦探測到曲線值的絕對值超過設(shè)定的閥值，目標(biāo)確定機(jī)就快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行寫操作，操作完成后再繼續(xù)之前的多次讀操作；若步驟al所進(jìn)行的收發(fā)通訊是寫操作，則一旦探測到曲線值的絕對值超過設(shè)定的閥值，目標(biāo)確定機(jī)就快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行讀操作，操作完成后再繼續(xù)之前的多次寫操作。參照圖2和圖3。圖2顯示目標(biāo)確定機(jī)快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行多次同種收發(fā)通訊，按時(shí)間順序并記錄下成功與失敗的操作，橫軸為時(shí)間。圖3顯示在時(shí)間軸上從左到右移動時(shí)間窗口，并將該窗口內(nèi)成功的讀取次數(shù)相加后得到的圖形，橫軸為時(shí)間，時(shí)間窗口的大小能夠調(diào)節(jié)，窗口移動步長能夠調(diào)節(jié)。繼續(xù)參照圖4。其顯示圖1中的步驟a3可以替換為b3.通過判斷最高峰值的絕對值是否超過設(shè)定的閥值，判斷收發(fā)機(jī)是否在該區(qū)域通過。圖4所示的依據(jù)本發(fā)明的利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的方法包含al.使用目標(biāo)確定機(jī)快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行多次同種收發(fā)通訊，按時(shí)間順序記錄下成功與失敗的操作；a2.設(shè)定一個(gè)時(shí)間窗口，在時(shí)間軸上從左到右移動該窗口、并將該窗口內(nèi)由步驟al記錄地成功地收發(fā)通訊次數(shù)相加； b3.通過判斷最高峰值的絕對值是否超過設(shè)定的閥值，判斷收發(fā)機(jī)是否在該區(qū)域通過。繼續(xù)參照圖4。其顯示圖1中的步驟a3可以替換為b3.通過判斷最高峰值的絕對值是否超過設(shè)定的閥值，判斷收發(fā)機(jī)是否在該區(qū)域通過。圖4所示的依據(jù)本發(fā)明的利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的方法包含al.使用目標(biāo)確定機(jī)快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行多次同種收發(fā)通訊，按時(shí)間順序記錄下成功與失敗的操作；a2.設(shè)定一個(gè)時(shí)間窗口，在時(shí)間軸上從左到右移動該窗口、并將該窗口內(nèi)由步驟al記錄地成功地收發(fā)通訊次數(shù)相加； b3.通過判斷最高峰值的絕對值是否超過設(shè)定的閥值，判斷收發(fā)機(jī)是否在該區(qū)域通過。 參照圖5。其顯示依據(jù)本發(fā)明的又一種利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的方法， 包含步驟cl.使用第一區(qū)域的目標(biāo)確定機(jī)快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行多次同種收發(fā)通訊，按時(shí)間順序記錄下成功與失敗的操作；c2.使用第二區(qū)域的目標(biāo)確定機(jī)快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行多次同種收發(fā)通訊，按時(shí)間順序記錄下成功與失敗的操作；c3.比較第一區(qū)域內(nèi)的讀取成功次數(shù)和第二區(qū)域內(nèi)的讀取成功次數(shù)，判斷收發(fā)機(jī)在第一區(qū)域還是第二區(qū)域通過。若步驟cl所進(jìn)行的收發(fā)通訊是讀操作，則一旦探測到曲線值的絕對值超過設(shè)定的閥值，目標(biāo)確定機(jī)就快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行寫操作，操作完成后再繼續(xù)之前的多次讀操作；若步驟cl所進(jìn)行的收發(fā)通訊是寫操作，則一旦探測到曲線值的絕對值超過設(shè)定的閥值，目標(biāo)確定機(jī)就快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行讀操作，操作完成后再繼續(xù)之前的多次寫操作。參照圖6。其顯示圖5中的步驟c2可以重復(fù)進(jìn)行，即所述步驟c2、c3可以替換為 d2.使用第一區(qū)域之外的其他區(qū)域的目標(biāo)確定機(jī)快速對各對應(yīng)通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行多次同種收發(fā)通訊，按時(shí)間順序記錄下成功與失敗的操作；d3.比較第一區(qū)域內(nèi)的讀取成功次數(shù)和其他區(qū)域內(nèi)的讀取成功次數(shù)，判斷收發(fā)機(jī)在第一區(qū)域還是其他區(qū)域通過。圖1至圖6所述的方法可以應(yīng)用于很多方面，例如RF(射頻)領(lǐng)域，此時(shí)所述收發(fā)機(jī)是RFID標(biāo)簽，所述目標(biāo)確定機(jī)是RFID讀寫器，所述區(qū)域是車道。所述同種收發(fā)通訊是讀或?qū)懼械囊环N。但顯而易見，本發(fā)明所述的方法并不僅限于能用到RF領(lǐng)域，其他領(lǐng)域也可應(yīng)用，在此不予贅述。依據(jù)上述方法，本發(fā)明還提供一種利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的系統(tǒng)，參照圖7，其包括收發(fā)機(jī)71 ；目標(biāo)確定機(jī)72，快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行多次同種收發(fā)通訊，按時(shí)間順序記錄下成功與失敗的操作，保存于儲存單元721中；通信狀況識別機(jī)73，設(shè)定一個(gè)時(shí)間窗口，在時(shí)間軸上從左到右移動該窗口、并將該窗口內(nèi)由目標(biāo)確定機(jī)72記錄地成功地收發(fā)通訊次數(shù)相加獲得最高峰值和次高峰值；以及收發(fā)機(jī)位置確定機(jī)74，根據(jù)最高峰值和次高峰值，判定收發(fā)機(jī)通過的區(qū)域。所述收發(fā)機(jī)位置確定機(jī)74可以通過比較最高峰值和次高峰值是否超過設(shè)定閥值，判定收發(fā)機(jī)通過的區(qū)域；也通過判斷最高峰值的絕對值是否超過設(shè)定的閥值，判斷收發(fā)機(jī)是否在該區(qū)域通過。圖7所示的系統(tǒng)可以用于射頻領(lǐng)域，此時(shí)所述收發(fā)機(jī)是RFID標(biāo)簽，所述目標(biāo)確定機(jī)是RFID讀寫器，所述區(qū)域是車道。所述同種收發(fā)通訊是讀或?qū)懼械囊环N。參照圖8，此時(shí)所述系統(tǒng)還可以包含速度確定機(jī)75，該速度確定機(jī)75使用兩個(gè)相鄰高峰對應(yīng)的讀寫器的距離除以兩個(gè)相鄰高峰的間隔時(shí)間得到車輛改變車道時(shí)的行駛速度。所述時(shí)間窗口的大小能夠調(diào)節(jié)，所述閥值隨時(shí)間窗口的大小變化而變化。所有閥值都能夠根據(jù)收發(fā)機(jī)所在的的高度進(jìn)行調(diào)整，也都能夠根據(jù)目標(biāo)確定機(jī)和收發(fā)機(jī)的發(fā)射功率和接收靈敏度進(jìn)行調(diào)整。參照圖9，依據(jù)上述方法，本發(fā)明還提供一種計(jì)算車輛的行駛速度的方法，包括 el.使用RFID讀寫器快速對讀寫區(qū)內(nèi)的RF標(biāo)簽進(jìn)行多次同種收發(fā)通訊，按時(shí)間順序記錄下成功與失敗的操作；e2.設(shè)定一個(gè)時(shí)間窗口，在時(shí)間軸上從左到右移動該窗口、并將該窗口內(nèi)由步驟al記錄地成功地收發(fā)通訊次數(shù)相加獲得最高峰值和次高峰值；e3.使用最高峰值和次高峰對應(yīng)的距離除以最高峰值和次高峰的間隔時(shí)間得到車輛的行駛速度。所述最高峰值和次高峰對應(yīng)的距離是主通訊區(qū)和反射區(qū)的距離。所述方法使用最高峰值的持續(xù)時(shí)間和讀寫區(qū)范圍，能夠計(jì)算出車輛在讀寫區(qū)域內(nèi)的平均速度。利用上述方法本發(fā) 明還提供一種探測混有無RFID車輛的車輛順序的方法，其主要針對目前高速公路中要同時(shí)探測裝有標(biāo)簽的和無標(biāo)簽的車輛的不停車電子收費(fèi)系統(tǒng)而設(shè)計(jì)。車道用于同時(shí)有裝有標(biāo)簽的和無標(biāo)簽的車輛時(shí)，通常采用除RFID讀寫器外的其他手段來協(xié)助對不帶標(biāo)簽車輛的探測，較常見的有地感線圈和紅外光簾或影像處理，這樣就帶來了一個(gè)如何將RFID讀寫器與第二種車輛探測器的探測結(jié)果對應(yīng)的問題。如果對應(yīng)錯(cuò)誤， 就會出現(xiàn)付費(fèi)或罰款錯(cuò)誤。圖10至圖15示意了該方法圖10顯示該方法包含的步驟，顯然步驟的順序并不限于敘述的順序；圖11顯示曲線a無條符合設(shè)定條件的脈沖；圖12和圖 13顯示曲線a有一條符合設(shè)定條件的脈沖。參照圖10，該方法包含步驟fl.使用RFID讀寫器快速對讀寫區(qū)內(nèi)的RF標(biāo)簽進(jìn)行多次同種收發(fā)通訊，按時(shí)間順序記錄下成功與失敗的操作；f2.設(shè)定一個(gè)時(shí)間窗口，在時(shí)間軸上從左到右移動該窗口、并將該窗口內(nèi)由步驟 fl記錄地成功地收發(fā)通訊次數(shù)相加獲得曲線a ；f3.使用地感線圈對讀寫區(qū)內(nèi)的車輛進(jìn)行探測，獲得曲線b ；f4.當(dāng)曲線b探測到一個(gè)方波，說明至少有一輛車通過線圈，根據(jù)曲線a、b波形在時(shí)間上的關(guān)系判斷通過車輛是否裝有RFID標(biāo)簽，由a，b計(jì)算出的車輛的速度的吻合程度確認(rèn)是否有無RFID的車夾雜在裝有RFID標(biāo)簽的車輛間通過；判斷時(shí)間是從曲線b的下降沿為起始點(diǎn)回溯到前一下降沿，。步驟f4所用的判斷判斷方法是若曲線a沒有符合設(shè)定條件的脈沖，則判定有一輛或多輛無RFID的車通過；需要人工或其他技術(shù)處理確定車輛的總數(shù)和順序，如圖11所示；若曲線a有一條符合設(shè)定條件的脈沖，并且通過線圈探測，即通過曲線b得到的車輛速度，定義其為第一速度，與通過RFID讀寫，即通過曲線a得到的速度，定義其為第二速度，在一定范圍內(nèi)相等，判定有一輛具有RFID的車通過；當(dāng)車輛的第一速度一和第二速度在一定范圍內(nèi)不相等時(shí)，判定有一輛具有RFID的車和至少一輛無RFID的車通過，此時(shí)需要人工或其他技術(shù)處理確定車輛的總數(shù)和順序，如圖12和13所示；若曲線a有兩條符合條件的脈沖出現(xiàn)，當(dāng)車輛的第一速度和第二速度在一定范圍內(nèi)相等時(shí)，判定有兩輛具有RFID的車通過；當(dāng)車輛的第一速度和第二速度在一定范圍內(nèi)不相等時(shí)，判定有兩輛具有RFID的車和至少一輛無RFID的車通過，此時(shí)需要人工或其他技術(shù)處理確定車輛的總數(shù)和順序；若曲線^！有乂！!〉？)條符合條件的脈沖，當(dāng)車輛的第一速度和第二速度在一定范圍內(nèi)相等時(shí)，判定有η輛具有RFID的車通過；當(dāng)車輛的第一速度和第二速度在一定范圍內(nèi)不相等時(shí)，判定有η輛具有RFID的車和至少一輛無RFID的車通過，此時(shí)需要人工或其他技術(shù)處理確定車輛的總數(shù)和順序。
所述地感線圈不斷探測車輛進(jìn)入和離開線圈的邊緣，當(dāng)線圈中有一輛車時(shí)，車輛的第一速度是通過預(yù)先存貯在RFID中的車型信息得到車長除以地感線圈輸出有車的時(shí)間得到；當(dāng)線圈中有n(n ^ 2)輛車時(shí)，車輛在線圈中的速度是通過車長之和加n-1最短識別距離除以地感線圈輸出有車的時(shí)間得到。所述車輛的第二速度可以通過前述計(jì)算車輛的行駛速度的方法獲得。預(yù)先存貯在RFID中的車型信息得到車長是指其通過地感線圈形成感應(yīng)方波的部分的車長，它可能，也可能不與實(shí)際車長相等。所述地感線圈探測車輛方式也能用其他車輛探測方法，包含機(jī)械探測、光纖、圖像處理、紅外光簾和激光探測。
參照圖14和圖15。圖14顯示多徑效應(yīng)；圖15顯示無線通訊的成功率在一定的強(qiáng)度范圍內(nèi)和RF強(qiáng)度成反比。本發(fā)明從多徑效應(yīng)，無線通訊的成功率在一定的強(qiáng)度范圍內(nèi)和RF強(qiáng)度成反比出發(fā)，快速反復(fù)地RFID標(biāo)簽進(jìn)行收發(fā)通訊(讀或?qū)?并利用時(shí)間窗口分析其成功率，能將最大RF照射區(qū)域找到，從而實(shí)現(xiàn)對RFID標(biāo)簽的定位。當(dāng)然，以上僅是本發(fā)明的具體應(yīng)用范例，對本發(fā)明的保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限制。除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其它實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的方法，包括al.使用目標(biāo)確定機(jī)快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行多次同種收發(fā)通訊，按時(shí)間順序記錄下成功與失敗的操作；a2.設(shè)定一個(gè)時(shí)間窗口，在時(shí)間軸上從左到右移動該窗口、并將該窗口內(nèi)由步驟al記錄地成功地收發(fā)通訊次數(shù)相加獲得最高峰值和次高峰值；a3.比較最高峰值和次高峰值，若最高峰值與次高峰值的差值超過設(shè)定閥值，則判定收發(fā)機(jī)在該區(qū)域通過；否則，判定收發(fā)機(jī)沒在該區(qū)域通過。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的方法，其特征在于，所述步驟a3可以替換為b3.通過判斷最高峰值的絕對值是否超過設(shè)定的閥值，以及最高峰值持續(xù)時(shí)間是否超過設(shè)定的閥值判斷收發(fā)機(jī)是否在該區(qū)域通過。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的方法，其特征在于， 若步驟al所進(jìn)行的收發(fā)通訊是讀操作，則一旦探測到曲線值的絕對值超過設(shè)定的閥值，目標(biāo)確定機(jī)就快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行寫操作，操作完成后再繼續(xù)之前的多次讀操作； 若步驟al所進(jìn)行的收發(fā)通訊是寫操作，則一旦探測到曲線值的絕對值超過設(shè)定的閥值，目標(biāo)確定機(jī)就快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行讀操作，操作完成后再繼續(xù)之前的多次寫操作。
4.一種利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的方法，包括Cl.使用第一區(qū)域的目標(biāo)確定機(jī)快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行多次同種收發(fā)通訊，按時(shí)間順序記錄下成功與失敗的操作；c2.使用第二區(qū)域的目標(biāo)確定機(jī)快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行多次同種收發(fā)通訊，按時(shí)間順序記錄下成功與失敗的操作；c3.比較第一區(qū)域內(nèi)的讀取成功次數(shù)和第二區(qū)域內(nèi)的讀取成功次數(shù)，根據(jù)次數(shù)的差值是否超過設(shè)定閥值判斷收發(fā)機(jī)在第一區(qū)域還是第二區(qū)域通過。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的方法，其特征在于，所述步驟c2可以重復(fù)進(jìn)行，即所述步驟c2、c3可以替換為d2.使用第一區(qū)域之外的其他區(qū)域的目標(biāo)確定機(jī)快速對各對應(yīng)通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行多次同種收發(fā)通訊，按時(shí)間順序記錄下成功與失敗的操作；d3.比較第一區(qū)域內(nèi)的讀取成功次數(shù)和其他區(qū)域內(nèi)的讀取成功次數(shù)，根據(jù)次數(shù)的差值是否超過設(shè)定閥值判斷收發(fā)機(jī)在哪個(gè)區(qū)域通過。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的方法，其特征在于，若步驟cl所進(jìn)行的收發(fā)通訊是讀操作，則一旦探測到曲線值的絕對值超過設(shè)定的閥值，目標(biāo)確定機(jī)就快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行寫操作，操作完成后再繼續(xù)之前的多次讀操作；若步驟cl所進(jìn)行的收發(fā)通訊是寫操作，則一旦探測到曲線值的絕對值超過設(shè)定的閥值，目標(biāo)確定機(jī)就快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行讀操作，操作完成后再繼續(xù)之前的多次寫操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的方法，其特征在于，所述收發(fā)機(jī)是RFID標(biāo)簽，所述目標(biāo)確定機(jī)是RFID讀寫器，所述區(qū)域是車道。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的方法，其特征在于，所述同種收發(fā)通訊是讀或?qū)懼械囊环N。
9.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)至第6項(xiàng)任一項(xiàng)所述的利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的方法，其特征在于，所述時(shí)間窗口的大小能夠調(diào)節(jié)，窗口移動步長能夠調(diào)節(jié)，所有閥值都隨時(shí)間窗口的大小變化而變化。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的方法，其特征在于，所述方法還包含步驟根據(jù)收發(fā)機(jī)所在的的高度調(diào)整所有閥值。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的利用無線通訊技術(shù)判斷標(biāo)簽位置的方法，其特征在于，若步驟al所進(jìn)行的收發(fā)通訊是讀操作，則一旦探測到曲線值的絕對值超過設(shè)定的閥值，目標(biāo)確定機(jī)就快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行寫操作，操作完成后再繼續(xù)之前的多次讀操作；若步驟al所進(jìn)行的收發(fā)通訊是寫操作，則一旦探測到曲線值的絕對值超過設(shè)定的閥值，目標(biāo)確定機(jī)就快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行讀操作，操作完成后再繼續(xù)之前的多次寫操作。
12.—種計(jì)算車輛的行駛速度的方法，包括el.使用RFID讀寫器快速對讀寫區(qū)內(nèi)的RF標(biāo)簽進(jìn)行多次同種收發(fā)通訊，按時(shí)間順序記錄下成功與失敗的操作；e2.設(shè)定一個(gè)時(shí)間窗口，在時(shí)間軸上從左到右移動該窗口、并將該窗口內(nèi)由步驟al記錄地成功地收發(fā)通訊次數(shù)相加獲得最高峰值和次高峰值；e3.使用最高峰值和次高峰對應(yīng)的距離除以最高峰值和次高峰的間隔時(shí)間得到車輛的行駛速度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的計(jì)算車輛的行駛速度的方法，其特征在于，所述最高峰值和次高峰對應(yīng)的距離是主通訊區(qū)和反射區(qū)的距離。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的計(jì)算車輛的行駛速度的方法，其特征在于，使用最高峰值的持續(xù)時(shí)間和讀寫區(qū)范圍，可以計(jì)算出車輛在讀寫區(qū)域內(nèi)的平均速度。
15.一種利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的系統(tǒng)，包括 收發(fā)機(jī)和目標(biāo)確定機(jī)；目標(biāo)確定機(jī)，快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行多次同種收發(fā)通訊，按時(shí)間順序記錄下成功與失敗的操作，保存于儲存單元中；通信狀況識別機(jī)，設(shè)定一個(gè)時(shí)間窗口，在時(shí)間軸上從左到右移動該窗口、并將該窗口內(nèi)由目標(biāo)確定機(jī)記錄地成功地收發(fā)通訊次數(shù)相加獲得最高峰值和次高峰值；以及收發(fā)機(jī)位置確定機(jī)，根據(jù)最高峰值和次高峰值，判定收發(fā)機(jī)通過的區(qū)域。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的系統(tǒng)，其特征在于， 所述收發(fā)機(jī)位置確定機(jī)通過比較最高峰值和次高峰值是否超過設(shè)定閥值，判定收發(fā)機(jī)通過的區(qū)域。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的系統(tǒng)，其特征在于， 所述收發(fā)機(jī)位置確定機(jī)通過判斷最高峰值的絕對值是否超過設(shè)定的閥值，以及最高峰值持續(xù)時(shí)間是否超過設(shè)定的閥值，判斷收發(fā)機(jī)是否在該區(qū)域通過。
18.根據(jù)權(quán)利要求15-17任一項(xiàng)所述的利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的系統(tǒng)，其特征在于，所述收發(fā)機(jī)是RFID標(biāo)簽，所述目標(biāo)確定機(jī)是RFID讀寫器，所述區(qū)域是車道。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的系統(tǒng)，其特征在于， 所述同種收發(fā)通訊是讀或?qū)懼械囊环N。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的系統(tǒng)，其特征在于， 所述系統(tǒng)還包含速度確定機(jī)，該速度確定機(jī)使用最高峰值和次高峰對應(yīng)的距離除以最高峰值和次高峰的間隔時(shí)間得到車輛的行駛速度。
21.根據(jù)權(quán)利要求15-17任一項(xiàng)所述的利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的系統(tǒng)，其特征在于，所述時(shí)間窗口的大小能夠調(diào)節(jié)，窗口移動步長能夠調(diào)節(jié)，所有閥值都隨時(shí)間窗口的大小變化而變化。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的系統(tǒng)，其特征在于， 所有閥值都能夠根據(jù)收發(fā)機(jī)所在的高度進(jìn)行調(diào)整。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的系統(tǒng)，其特征在于， 所有閥值都能夠根據(jù)目標(biāo)確定機(jī)和收發(fā)機(jī)的發(fā)射功率和接收靈敏度進(jìn)行調(diào)整。
24.一種探測混有無RFID車輛的車輛順序的方法，包含f1.使用RFID讀寫器快速對讀寫區(qū)內(nèi)的RF標(biāo)簽進(jìn)行多次同種收發(fā)通訊，按時(shí)間順序記錄下成功與失敗的操作；f2.設(shè)定一個(gè)時(shí)間窗口，在時(shí)間軸上從左到右移動該窗口、并將該窗口內(nèi)由步驟fl記錄地成功地收發(fā)通訊次數(shù)相加獲得曲線a ；f3.使用地感線圈對讀寫區(qū)內(nèi)的車輛進(jìn)行探測，獲得曲線b ；f4.當(dāng)曲線b探測到一個(gè)方波，說明至少有一輛車通過線圈，根據(jù)曲線a、b波形在時(shí)間上的關(guān)系判斷通過車輛是否裝有RFID標(biāo)簽，由a，b計(jì)算出的車輛的速度的吻合程度確認(rèn)否有無RFID的車夾雜在裝有RFID標(biāo)簽的車輛間通過；判斷時(shí)間是從曲線b的下降沿為起始點(diǎn)回溯到前一下降沿，判斷方法是若曲線a沒有符合設(shè)定條件的脈沖，則判定有一輛或多輛無RFID的車通過；需要人工或其他技術(shù)處理確定車輛的總數(shù)和順序。若曲線a有一條符合設(shè)定條件的脈沖，并且通過線圈探測，即通過曲線b得到的車輛速度，定義其為第一速度，與通過RFID讀寫，即通過曲線a得到的速度，定義其為第二速度，在一定范圍內(nèi)相等，判定有一輛具有RFID的車通過；當(dāng)車輛的第一速度一和第二速度在一定范圍內(nèi)不相等時(shí)，判定有一輛具有RFID的車和至少一輛無RFID的車通過，此時(shí)需要人工或其他技術(shù)處理確定車輛的總數(shù)和順序；若曲線a有兩條符合條件的脈沖出現(xiàn)，當(dāng)車輛的第一速度和第二速度在一定范圍內(nèi)相等時(shí)，判定有兩輛具有RFID的車通過；當(dāng)車輛的第一速度和第二速度在一定范圍內(nèi)不相等時(shí)，判定有兩輛具有RFID的車和至少一輛無RFID的車通過，此時(shí)需要人工或其他技術(shù)處理確定車輛的總數(shù)和順序；若曲線a有η (η ≥ 2)條符合條件的脈沖，當(dāng)車輛的第一速度和第二速度在一定范圍內(nèi)相等時(shí)，判定有η輛具有RFID的車通過；當(dāng)車輛的第一速度和第二速度在一定范圍內(nèi)不相等時(shí)，判定有η輛具有RFID的車和至少一輛無RFID的車通過，此時(shí)需要人工或其他技術(shù)處理確定車輛的總數(shù)和順序。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的探測混有無RFID車輛的車輛順序的方法，其特征在于，地感線圈不斷探測車輛進(jìn)入和離開線圈的邊緣，當(dāng)線圈中有一輛車時(shí)，車輛的第一速度是通過預(yù)先存貯在RFID中的車型信息得到車長除以地感線圈輸出有車的時(shí)間得到；當(dāng)線圈中有η(η>2)輛車時(shí)，車輛在線圈中的速度是通過車長之和加η-1最短識別距離除以地感線圈輸出有車的時(shí)間得到。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的地感線圈探測車速的方法，其特征在于，預(yù)先存貯在RFID中的車型信息得到車長是指其通過地感線圈形成感應(yīng)方波的部分的車長。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的探測混有無RFID車輛的車輛順序的方法，其特征在于，車輛的第二速度通過權(quán)利要求9所述的方法獲得。
28.根據(jù)權(quán)利要求24-27任一項(xiàng)所述的探測混有無RFID車輛的車輛順序的方法，其特征在于，所述地感線圈探測車輛方式也能用其他車輛探測方法，包含機(jī)械探測、光纖、圖像處理、紅外光簾和激光探測。
全文摘要
本發(fā)明提供一種利用無線通訊技術(shù)判斷收發(fā)機(jī)位置的方法及系統(tǒng)，所述方法包括a1.使用目標(biāo)確定機(jī)快速對通訊區(qū)內(nèi)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行多次同種收發(fā)通訊，按時(shí)間順序記錄下成功與失敗的操作；a2.設(shè)定一個(gè)時(shí)間窗口，在時(shí)間軸上從左到右移動該窗口、并將該窗口內(nèi)由步驟a1記錄地成功地收發(fā)通訊次數(shù)相加獲得最高峰值和次高峰值；a3.比較最高峰值和次高峰值，若最高峰值與次高峰值的差值超過設(shè)定閥值，則判定收發(fā)機(jī)在該區(qū)域通過；否則，判定收發(fā)機(jī)沒在該區(qū)域通過。本發(fā)明通過快速反復(fù)地對收發(fā)機(jī)進(jìn)行收發(fā)通訊并利用時(shí)間窗口分析其成功率，能實(shí)現(xiàn)對收發(fā)機(jī)的定位。
文檔編號H04B1/38GK102316413SQ201010223160
公開日2012年1月11日 申請日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:數(shù)倫計(jì)算機(jī)技術(shù)(上海)有限公司