專利名稱：用于確定無(wú)線系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)的范圍信息的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及定位通信系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，并且具體地涉及用于確定無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)的范圍信息和定位的方法和裝置。
背景技術(shù)：
已經(jīng)提出了要求使無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)確定無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)的定位的能力的各種系統(tǒng)。例如，在資產(chǎn)控制(asset control)中，期望知道例如辦公樓、制造現(xiàn)場(chǎng)或其他普通或?qū)Ｓ每臻g的邊界內(nèi)的對(duì)象(例如，膝上型計(jì)算機(jī)、蜂窩電話、具有內(nèi)置傳感器節(jié)點(diǎn)的集裝箱、具有附屬或內(nèi)置傳感器節(jié)點(diǎn)的共享醫(yī)院設(shè)備等)的定位。不幸的是，用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的很多定位應(yīng)用的特征在于其嚴(yán)格的資源約束(例如，能量、帶寬、處理功率以及存儲(chǔ)器)，這對(duì)定位性能具有相當(dāng)大的影響。例如，很多WSN應(yīng)用都要求非常長(zhǎng)的壽命， 以避免頻繁的重新充電或電池更換。在設(shè)計(jì)有效定位技術(shù)的困難在于，管理在資源使用和定位性能之間的折衷。最小化資源消耗導(dǎo)致定位準(zhǔn)確度的降低，而增加資源消耗導(dǎo)致更準(zhǔn)確的定位估計(jì)。因此，需要用于確定無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)的范圍和定位的方法和裝置，該方法和裝置平衡了資源約束與定位準(zhǔn)確度。


圖1圖示了在確定多個(gè)無(wú)線設(shè)備的相互定位時(shí)所涉及的多個(gè)無(wú)線設(shè)備所位于的辦公樓的典型的樓層平面圖。圖2示出了用于資產(chǎn)標(biāo)簽讀取器的用戶界面。圖3是資產(chǎn)標(biāo)簽讀取器的框圖。圖4是示出圖3的讀取器的操作的流程圖。圖5是具有偶極天線的讀取器和標(biāo)簽的示圖。圖6是最小檢測(cè)功率相對(duì)于方位角的繪圖。圖7是示出在功率的改變和方位角的改變之間的關(guān)系的圖表。圖8是包括方向反饋的最小檢測(cè)功率相對(duì)方位角的繪圖。圖9是示出真極小值和假極小值的最小檢測(cè)功率相對(duì)于時(shí)間的繪圖。圖10是示出針對(duì)不同旋轉(zhuǎn)速率的在功率的改變和方位角的改變之間的關(guān)系的一對(duì)圖表。圖11是具有交叉偶極天線的讀取器和標(biāo)簽的示圖。圖12是示出相位超前特性的對(duì)于交叉偶極天線的最小檢測(cè)功率相對(duì)于時(shí)間的曲線的繪圖。圖13是示出相位滯后特性的對(duì)于交叉偶極天線的最小檢測(cè)功率曲線相對(duì)于時(shí)間的繪圖。圖14是用于確定旋轉(zhuǎn)方向的正交編碼方法的狀態(tài)改變示圖。圖15是示出旋轉(zhuǎn)方向的改變的效果的對(duì)于交叉偶極天線的最小檢測(cè)功率曲線的相對(duì)于時(shí)間的繪圖。圖16是對(duì)于固定頻率和固定距離的檢測(cè)率相對(duì)于傳輸功率的繪圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，附圖中的元素出于簡(jiǎn)單和清楚的目的進(jìn)行圖示，并且不必按比例繪制。例如，附圖中的一些元素的尺寸和/或相對(duì)定位可以相對(duì)于其他元素被放大，以有助于促進(jìn)對(duì)本發(fā)明的各種實(shí)施例的理解。而且，為了促進(jìn)本發(fā)明的這些各種實(shí)施例的不太模糊的查看，在商業(yè)上可行的實(shí)施例中有用或者必須的常見(jiàn)而公知的元素通常不進(jìn)行描繪。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解，特定動(dòng)作和/或步驟可以以具體的發(fā)生順序來(lái)進(jìn)行描述和描繪，而本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，實(shí)際上不需要這樣的對(duì)于順序的規(guī)定。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到，對(duì)諸如“電路”的特定實(shí)現(xiàn)實(shí)施例的參考可以等同地經(jīng)由用通用計(jì)算裝置(例如，CPU)或?qū)Ｓ锰幚硌b置(例如，DSP)上的軟件指令執(zhí)行代替來(lái)實(shí)現(xiàn)。還應(yīng)當(dāng)理解， 除了在此以其他方式闡述的不同的特定意義之外，在此使用的術(shù)語(yǔ)和表達(dá)具有由如上闡述的本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員給予這樣的術(shù)語(yǔ)和表達(dá)的普通的技術(shù)意義和表達(dá)。
具體實(shí)施例方式為了解決上述需要，在此提供了一種用于能量有效地確定無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的范圍的方法和裝置。然后，該范圍信息可以用于定位節(jié)點(diǎn)。在操作期間，使得能夠檢測(cè)標(biāo)簽的源收發(fā)器(例如，RFDI讀取器)的最小傳輸功率將用于指示距離。由于可變標(biāo)簽定向、不同環(huán)境配置(障礙物、反射體等)、多徑效應(yīng)以及標(biāo)簽所附連到的材料的不同吸收特性而導(dǎo)致最小檢測(cè)功率與絕對(duì)距離的準(zhǔn)確相關(guān)是不可能的。由此，發(fā)射功率的改變將用于指示到特定節(jié)點(diǎn)的距離的相對(duì)改變。讀取器將被配置為一直以將導(dǎo)致目標(biāo)收發(fā)器(例如，RFID資產(chǎn)標(biāo)簽)的特定百分比(例如，50%)的檢測(cè)率的傳輸功率進(jìn)行操作。產(chǎn)生該期望檢測(cè)率的傳輸功率被定義為最小檢測(cè)功率。當(dāng)讀取器移動(dòng)得更接近標(biāo)簽時(shí)，最小檢測(cè)功率將減?。划?dāng)讀取器移動(dòng)得更遠(yuǎn)離標(biāo)簽時(shí)，最小檢測(cè)功率將增加。顯示該信息以給出在RFID讀取器和資產(chǎn)標(biāo)簽之間的范圍信息的一般改變(例如，增加的范圍或減小的范圍)。個(gè)人能夠通過(guò)使用所顯示的信息容易地定位資產(chǎn)標(biāo)簽。因?yàn)榕cRSSI相比最小讀取器傳輸功率對(duì)環(huán)境的改變不太敏感，所以使用檢測(cè)目標(biāo)標(biāo)簽所需要的最小讀取器傳輸功率是比RSSI更好的距離指示。最終，上述技術(shù)還具有確保讀取器一直以檢測(cè)目標(biāo)標(biāo)簽所需要的最小傳輸功率進(jìn)行操作的附加益處，這應(yīng)當(dāng)有助于保持電池壽命的現(xiàn)有功率管理努力。本發(fā)明包括一種用于確定通信系統(tǒng)內(nèi)的定位信息的方法。該方法包括下述步驟 向通信系統(tǒng)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)發(fā)射多個(gè)詢問(wèn)；監(jiān)聽(tīng)來(lái)自節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)；以及確定檢測(cè)率。檢測(cè)率基于從節(jié)點(diǎn)收到的響應(yīng)的數(shù)目和發(fā)射到節(jié)點(diǎn)的詢問(wèn)的數(shù)目。確定保持期望檢測(cè)率所需要的發(fā)射功率，并且調(diào)節(jié)發(fā)射功率以保持期望檢測(cè)率。最后，顯示與發(fā)射功率相關(guān)的信息。本發(fā)明另外包括一種用于確定通信系統(tǒng)內(nèi)的定位信息的裝置。該裝置包括發(fā)射器，該發(fā)射器向通信系統(tǒng)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)發(fā)射多個(gè)詢問(wèn)；接收器，該接收器監(jiān)聽(tīng)來(lái)自節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)； 邏輯電路，該邏輯電路基于從節(jié)點(diǎn)收到的響應(yīng)的數(shù)目和發(fā)射到節(jié)點(diǎn)的詢問(wèn)的數(shù)目來(lái)確定檢測(cè)率，邏輯電路另外確定保持期望檢測(cè)率所需要的發(fā)射功率，并且調(diào)節(jié)發(fā)射功率以保持期望檢測(cè)率。該裝置另外包括顯示器，該顯示器顯示與發(fā)射功率相關(guān)的信息?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖，其中相同的附圖標(biāo)記指示相同的組件，圖1是在辦公樓的內(nèi)部的樓層平面圖上布置的通信系統(tǒng)100的框圖。通信系統(tǒng)100包括在確定特定節(jié)點(diǎn)的定位中涉及的無(wú)線設(shè)備104-105。辦公樓包括包圍多個(gè)辦公室103(僅一個(gè)被標(biāo)記)的圍墻102。圓形對(duì)象104表示可以如下所述定位的節(jié)點(diǎn)或者無(wú)線收發(fā)器。由于要確定節(jié)點(diǎn) 104的定位，所以這些節(jié)點(diǎn)104被稱為“蒙眼(blindfolded)”節(jié)點(diǎn)或簡(jiǎn)稱為“盲”節(jié)點(diǎn)。盲節(jié)點(diǎn)104可以包括，例如，附連到諸如膝上型計(jì)算機(jī)的貴重資產(chǎn)的收發(fā)器安全標(biāo)簽、射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽，或者被嵌入在包括蜂窩電話的無(wú)線通信設(shè)備中。矩形對(duì)象105表示用于定位節(jié)點(diǎn)104的無(wú)線收發(fā)器(優(yōu)選地是手持式)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，收發(fā)器105包括資產(chǎn)標(biāo)簽讀取器，諸如由摩托羅拉公司制造的手持式移動(dòng)計(jì)算機(jī)資產(chǎn)標(biāo)簽讀取器。另外，盲節(jié)點(diǎn)104優(yōu)選地包括RFID資產(chǎn)標(biāo)簽， 諸如由Avery Dennison制造的AD-222資產(chǎn)標(biāo)簽。應(yīng)該注意，雖然圖1示出了在二維空間內(nèi)存在的節(jié)點(diǎn)104-105，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，節(jié)點(diǎn)104-105可以位于包括三位空間的其他環(huán)境中。例如，節(jié)點(diǎn)104可以包括位于裝配線上的裝配有無(wú)線收發(fā)器的制造品。以類似方式，節(jié)點(diǎn)104可以包括位于多層倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的存貨。不論節(jié)點(diǎn)104進(jìn)行操作的環(huán)境如何，單個(gè)資產(chǎn)標(biāo)簽讀取器105用于輔助對(duì)節(jié)點(diǎn)104的定位。更具體地，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，基于對(duì)于節(jié)點(diǎn)104的最小檢測(cè)功率的改變，即，保持特定節(jié)點(diǎn)的特定百分比檢測(cè)率所需要的讀取器的發(fā)射功率的改變，讀取器105將確定特定節(jié)點(diǎn)是正在接近讀取器105還是從讀取器105撤回。確定范圍信息在讀取器105和資產(chǎn)標(biāo)簽104之間的通信被設(shè)計(jì)為使得資產(chǎn)標(biāo)簽在被輪詢時(shí)對(duì)讀取器105作出響應(yīng)。更具體地，讀取器105將發(fā)送出用于與特定資產(chǎn)標(biāo)簽進(jìn)行通信的無(wú)線請(qǐng)求(稱為詢問(wèn))。該請(qǐng)求以特定功率水平進(jìn)行發(fā)射，并且包括用于被輪詢的資產(chǎn)標(biāo)簽的標(biāo)識(shí)信息。當(dāng)資產(chǎn)標(biāo)簽接收無(wú)線請(qǐng)求時(shí)，該資產(chǎn)標(biāo)簽用指示接收到請(qǐng)求的消息(稱為響應(yīng)) 來(lái)進(jìn)行響應(yīng)。在操作期間，讀取器105以使得請(qǐng)求的特定百分比(例如，50% )將不造成被讀取器105檢測(cè)到的響應(yīng)的功率水平來(lái)進(jìn)行操作。(應(yīng)當(dāng)注意，沒(méi)有響應(yīng)可能是由于被輪詢的資產(chǎn)標(biāo)簽沒(méi)有接收該請(qǐng)求并且從而不進(jìn)行響應(yīng)，或者可能是由于來(lái)自資產(chǎn)標(biāo)簽的響應(yīng)被錯(cuò)誤地接收)。實(shí)際檢測(cè)(響應(yīng))的數(shù)目除以嘗試(輪詢)的數(shù)目將得到測(cè)量的檢測(cè)率。讀取器 105將基于測(cè)量的檢測(cè)率與期望檢測(cè)率(例如，50%)的偏差來(lái)調(diào)節(jié)傳輸功率。這可以通過(guò)使用比例控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)，該比例控制器以一增益來(lái)調(diào)整期望檢測(cè)率和所測(cè)量的檢測(cè)率之間的偏差，以產(chǎn)生傳輸功率的遞增改變。應(yīng)當(dāng)注意，讀取器105可以過(guò)濾發(fā)射功率的大的變化。執(zhí)行過(guò)濾以平滑化發(fā)射功率隨著時(shí)間的大的變化。在讀取器初始地集中于最小檢測(cè)功率時(shí)，由于移動(dòng)的讀取器和/或標(biāo)簽，或者如果控制器增益過(guò)大，發(fā)射功率可能發(fā)生跳變。 在讀取器105操作期間，提供用戶界面以指示保持期望檢測(cè)率所需要的功率水平的任何改變。例如，如果期望檢測(cè)率所需要的功率水平增加，則可以推斷讀取器從所輪詢的資產(chǎn)標(biāo)簽撤回。替代地，如果期望檢測(cè)率所需要的功率水平減小，則可以推斷出讀取器正接近所輪詢的資產(chǎn)標(biāo)簽。使用范圍信息來(lái)定位節(jié)點(diǎn)圖2圖示了設(shè)計(jì)為向用戶提供與用戶正在接近輪詢的資產(chǎn)標(biāo)簽還是從輪詢的資產(chǎn)標(biāo)簽撤回相關(guān)的信息的包括屏幕201和屏幕202的簡(jiǎn)單用戶界面。屏幕201示出了讀取器初始地確定哪些標(biāo)簽203在范圍內(nèi)并且使得用戶能夠選擇用于測(cè)距(range-finding)的一個(gè)。屏幕202示出了可視范圍指示204:條形圖越高，離標(biāo)簽就越近。條形圖的高度與發(fā)射功率逆向相關(guān)；當(dāng)發(fā)射功率為最小值時(shí)，條形圖處于其最高處；當(dāng)發(fā)射功率最大時(shí)，條形圖處于其最低處。還可以存在與可視范圍指示相關(guān)聯(lián)的可聽(tīng)指示(例如，蜂鳴聲)，類似于蓋革計(jì)數(shù)器，其中，隨著距離減小，蜂鳴聲速率增加。在操作期間，用戶使用屏幕201來(lái)選擇用于測(cè)距的特定標(biāo)簽203。然后，用戶在環(huán)境中移動(dòng)的同時(shí)視覺(jué)地觀測(cè)屏幕202(并且監(jiān)聽(tīng)可聽(tīng)輸出)。用戶的移動(dòng)影響可視和可聽(tīng)指示符；如果用戶正接近標(biāo)簽，則可視指示符條形圖將增長(zhǎng)并且蜂鳴聲速率將增加，向用戶提供他正在朝標(biāo)簽移動(dòng)的反饋。圖3是資產(chǎn)標(biāo)簽讀取器105的框圖。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，讀取器105包括由摩托羅拉公司制造的MC9090-G手持式移動(dòng)計(jì)算機(jī)資產(chǎn)標(biāo)簽讀取器。如示，讀取器105包括耦合到發(fā)射器304和接收器305的邏輯電路302。發(fā)射器304和接收器305進(jìn)而連接到天線303。邏輯電路302優(yōu)選地包括微處理器控制器，諸如但不限于Intel XScaleTMBulverde PXA270微處理器。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，邏輯電路302用作用于確定保持對(duì)于資產(chǎn)標(biāo)簽的期望檢測(cè)率所必須的功率水平并且在用戶界面202上顯示范圍估計(jì)的裝置。為了利用公知通信協(xié)議(諸如用于在860MHz-960MHz處的通信的EPC 射頻識(shí)別協(xié)議類-1第二代UHF RFID協(xié)議，版本1. 0. 9)來(lái)進(jìn)行通信，接收和發(fā)射電路是本領(lǐng)域中公知的常見(jiàn)電路。接收和發(fā)射電路用作用于發(fā)射和接收消息的裝置。例如，發(fā)射器304使用天線303和空中通信信號(hào)309來(lái)將通信請(qǐng)求消息發(fā)射到資產(chǎn)標(biāo)簽104，而接收器305經(jīng)由空中通信信號(hào)309接收對(duì)這些請(qǐng)求的響應(yīng)。在操作期間，邏輯電路302接收來(lái)自用戶界面201的指令，以定位特定資產(chǎn)標(biāo)簽 104。作為響應(yīng)，邏輯電路302指示發(fā)射器304向特定資產(chǎn)標(biāo)簽周期性地發(fā)射詢問(wèn)(例如， 每25毫秒一個(gè)詢問(wèn))。另外，邏輯電路302指示接收器305監(jiān)聽(tīng)來(lái)自特定資產(chǎn)標(biāo)簽的響應(yīng)。如果收到對(duì)于特定詢問(wèn)的響應(yīng)，則邏輯電路302推斷出檢測(cè)到資產(chǎn)標(biāo)簽。然而，如果接收器305沒(méi)有接收到響應(yīng)，則邏輯電路302推斷出沒(méi)有檢測(cè)到資產(chǎn)標(biāo)簽。邏輯電路302根據(jù)所發(fā)出的詢問(wèn)的數(shù)目和特定資產(chǎn)標(biāo)簽的檢測(cè)的數(shù)目來(lái)確定a%的檢測(cè)率，并且調(diào)節(jié)發(fā)射器304的功率水平以保持期望檢測(cè)率。例如，假設(shè)期望檢測(cè)率為50%，如果檢測(cè)率被確定為 < 50%，則將增加發(fā)射器304的發(fā)射功率，類似地，如果檢測(cè)率被確定為> 50%，則將減小發(fā)射器304的發(fā)射功率。范圍估計(jì)始終將被輸出到用戶界面202以進(jìn)行顯示。然后，設(shè)備 105的用戶能夠簡(jiǎn)單地通過(guò)在功率不斷減小的方向上移動(dòng)來(lái)定位特定資產(chǎn)標(biāo)簽。圖4是圖3的讀取器的操作的流程圖。邏輯流程開(kāi)始于步驟401，其中邏輯電路 302接收來(lái)自用戶界面201的指令，以定位特定節(jié)點(diǎn)(例如，資產(chǎn)標(biāo)簽104)。作為響應(yīng)，邏輯電路302指示發(fā)射器304向特定資產(chǎn)標(biāo)簽周期性地發(fā)射多個(gè)詢問(wèn)(例如，每25毫秒一個(gè)詢問(wèn))(步驟40；3)。另外，邏輯電路302指示接收器305監(jiān)聽(tīng)來(lái)自特定資產(chǎn)標(biāo)簽(節(jié)點(diǎn))的響應(yīng)(步驟405)。如上所述，作為收到由發(fā)射器發(fā)射的多個(gè)詢問(wèn)中的一個(gè)的結(jié)果，通信系統(tǒng)內(nèi)的資產(chǎn)標(biāo)簽發(fā)射響應(yīng)。在步驟407處，邏輯電路302確定對(duì)于特定資產(chǎn)標(biāo)簽的檢測(cè)的比率。檢測(cè)的比率 (檢測(cè)率)基于從節(jié)點(diǎn)收到的響應(yīng)的數(shù)目和發(fā)射到節(jié)點(diǎn)的詢問(wèn)的數(shù)目。在優(yōu)選實(shí)施例中， 檢測(cè)率包括所收到的響應(yīng)的數(shù)目除以所發(fā)送的輪詢的數(shù)目。如果收到對(duì)于特定詢問(wèn)的響應(yīng)，則邏輯電路302推斷出詢問(wèn)由特定資產(chǎn)標(biāo)簽成功接收。然而，如果接收器305沒(méi)有接收到響應(yīng)，則邏輯電路302推測(cè)出特定資產(chǎn)標(biāo)簽沒(méi)有接收到詢問(wèn)。接下來(lái)，在步驟409處，邏輯電路302確定保持期望檢測(cè)率(例如，50% )所需要的發(fā)射功率，并且將調(diào)節(jié)發(fā)射器304的功率水平以保持對(duì)于特定資產(chǎn)標(biāo)簽的期望檢測(cè)率。 例如，假設(shè)期望檢測(cè)率為50%，如果檢測(cè)率被確定為<50%，則將增加發(fā)射器304的發(fā)射功率，類似地，如果檢測(cè)率被確定為> 50%，則將減小發(fā)射器304的發(fā)射功率。最終，在步驟 411處，邏輯電路302將功率/范圍信息輸出到用戶界面202以進(jìn)行顯示。如上所述，顯示與發(fā)射功率相關(guān)的信息的步驟包括下述步驟顯示條形圖，其中條形圖的高度指示發(fā)射功率的。另外，發(fā)射功率的可聽(tīng)指示可以由操作揚(yáng)聲器的邏輯電路來(lái)輸出。然后，因?yàn)橐苿?dòng)將影響所顯示的信息，所以設(shè)備105的用戶能夠簡(jiǎn)單地通過(guò)在功率不斷減小的方向上移動(dòng)來(lái)定位特定資產(chǎn)標(biāo)簽。所顯示的條形圖增長(zhǎng)或收縮，以向用戶提供用戶正在朝向或遠(yuǎn)離節(jié)點(diǎn)移動(dòng)的反饋。向用戶提供角信息以上論述描述了最小檢測(cè)功率如何隨著讀取器和標(biāo)簽之間的徑向距離的改變而改變。下文描述了補(bǔ)充性效果對(duì)于固定距離，最小檢測(cè)功率如何隨著方位角而改變。該信息可以由邏輯電路302利用，以輸出對(duì)期望的標(biāo)簽的角信息。這在圖2中被示為顯示器 205。顯然，顯示器205包括箭頭206，該箭頭206將發(fā)光以提供對(duì)特定標(biāo)簽的方位方向。這樣，邏輯電路302將考慮由于天線增益在90°和270°處最大所以最小檢測(cè)功率在90°和270°處最低(參見(jiàn)圖5)的事實(shí)。由于天線增益在0°和180°處最小，所以最小檢測(cè)功率在0°和180°處最高。應(yīng)該注意不要混淆檢測(cè)率和最小檢測(cè)功率。讀取器一直嘗試以預(yù)定義的檢測(cè)率 (例如，50% )進(jìn)行操作，而當(dāng)這樣做時(shí)，功率能夠并且將隨著讀取器和/標(biāo)簽移動(dòng)而改變。 為了避免混淆，最小檢測(cè)功率(MDP)是對(duì)于給定距離和定向讀取器一直嘗試以其進(jìn)行操作以獲得期望檢測(cè)率的功率水平。如果固定距離而改變定向，則MDP本身將改變(始終保持 50%的檢測(cè)率)。傾向于以下論述解決的跨過(guò)方位角的MDP。當(dāng)通過(guò)不同的方位角掃視時(shí)， 尋找最小MDP(即，對(duì)于方位角的范圍的最小檢測(cè)功率的最小值)，這是因?yàn)樽钚DP對(duì)應(yīng)于與標(biāo)簽在一條線上的讀取器(直接指向其，或者180°相反)。不論指向的方向和當(dāng)前最小檢測(cè)功率如何，讀取器將處于50%檢測(cè)率。應(yīng)當(dāng)注意，讀取器的定向影響到標(biāo)簽的視線方向，這進(jìn)而確定有效天線增益(或衰減)，并且因此確定最小檢測(cè)功率。圖5限定了包括RFID讀取器和RFID標(biāo)簽的相對(duì)位置和定向以及坐標(biāo)框架的工作空間配置。假設(shè)天線(ANT)是簡(jiǎn)單的偶極，在附圖中，在χ-y平面中的天線圖案的橫截面疊加在天線上。通過(guò)觀察，可以看到，當(dāng)讀取器直接指向標(biāo)簽(θ = 90° )時(shí)，最大增益(或最小衰減)將發(fā)生。這與針對(duì)讀取器和標(biāo)簽之間的給定距離的所有方向角上的最低的最小檢測(cè)功率相對(duì)應(yīng)。通過(guò)對(duì)稱性，最小檢測(cè)功率中的類似最小值將發(fā)生在θ = 270°處。最小增益(或最大衰減)將發(fā)生在θ =0°和θ = 180°處。因此，對(duì)于在讀取器和標(biāo)簽之間的給定距離，這些角度與在所有方位角上的最大的最小檢測(cè)功率相對(duì)應(yīng)。圖6示出了最小檢測(cè)功率如何隨著方位角而改變。根據(jù)圖6，清楚的是，在通過(guò)水平(x-y)面中的角的范圍中使讀取器掃視的同時(shí)，通過(guò)尋找最小檢測(cè)功率曲線中的最小值可以找到對(duì)標(biāo)簽的方位方向，即，
權(quán)利要求
1.一種用于確定通信系統(tǒng)內(nèi)的定位信息的方法，所述方法包括下述步驟 通過(guò)發(fā)射器向所述通信系統(tǒng)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)發(fā)射多個(gè)詢問(wèn)；監(jiān)聽(tīng)來(lái)自所述節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)；確定檢測(cè)率，其中，所述檢測(cè)率基于從所述節(jié)點(diǎn)收到的響應(yīng)的數(shù)目和發(fā)射到所述節(jié)點(diǎn)的詢問(wèn)的數(shù)目；確定保持期望檢測(cè)率所需要的發(fā)射功率； 調(diào)節(jié)所述發(fā)射功率以保持所述期望檢測(cè)率；以及顯示與所述發(fā)射功率相關(guān)的信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述檢測(cè)率包括從所述節(jié)點(diǎn)收到的所述響應(yīng)的數(shù)目除以發(fā)射到所述節(jié)點(diǎn)的所述詢問(wèn)的數(shù)目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述期望檢測(cè)率包括50%的檢測(cè)率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述節(jié)點(diǎn)包括資產(chǎn)標(biāo)簽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述發(fā)射器包括RFID讀取器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，調(diào)節(jié)所述發(fā)射功率的步驟包括利用多個(gè)不同增益值中的一個(gè)來(lái)調(diào)節(jié)所述發(fā)射功率的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，顯示與所述發(fā)射功率相關(guān)的信息的步驟包括下述步驟顯示條形圖，其中該條形圖的高度指示所述發(fā)射功率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括下述步驟 輸出所述發(fā)射功率的可聽(tīng)指示。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，作為收到由所述發(fā)射器所發(fā)射的所述多個(gè)詢問(wèn)中的一個(gè)的結(jié)果，所述通信系統(tǒng)內(nèi)的所述節(jié)點(diǎn)發(fā)射響應(yīng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括下述步驟 移動(dòng)所述發(fā)射器，其中，移動(dòng)將影響所顯示的信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，顯示與所述發(fā)射功率相關(guān)的信息的步驟包括下述步驟顯示條形圖，其中所述條形圖的高度指示所述發(fā)射功率；并且所述條形圖將增長(zhǎng)或收縮以向用戶提供用戶朝向或遠(yuǎn)離所述節(jié)點(diǎn)移動(dòng)的反饋。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括下述步驟 確定方位角。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括下述步驟 向接收器輸出角信息。
14.一種用于確定通信系統(tǒng)內(nèi)的定位信息的裝置，所述裝置包括 發(fā)射器，所述發(fā)射器向所述通信系統(tǒng)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)發(fā)射多個(gè)詢問(wèn)； 接收器，所述接收器監(jiān)聽(tīng)來(lái)自所述節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)；邏輯電路，所述邏輯電路確定檢測(cè)率，其中，所述檢測(cè)率基于從所述節(jié)點(diǎn)收到的響應(yīng)的數(shù)目和發(fā)射到所述節(jié)點(diǎn)的詢問(wèn)的數(shù)目，所述邏輯電路另外確定保持期望檢測(cè)率所需的發(fā)射功率，并且調(diào)節(jié)所述發(fā)射功率以保持所述期望檢測(cè)率；以及顯示器，所述顯示器顯示與所述發(fā)射功率相關(guān)的信息。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述檢測(cè)率包括從所述節(jié)點(diǎn)收到的響應(yīng)的數(shù)目除以發(fā)射到所述節(jié)點(diǎn)的詢問(wèn)的數(shù)目。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述期望檢測(cè)率包括50%的檢測(cè)率。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述節(jié)點(diǎn)包括資產(chǎn)標(biāo)簽。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述發(fā)射器包括RFID讀取器。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，調(diào)節(jié)所述發(fā)射功率的步驟包括下述步驟利用多個(gè)不同增益值中的一個(gè)來(lái)調(diào)節(jié)所述發(fā)射功率。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，顯示與所述發(fā)射功率相關(guān)的信息的步驟包括下述步驟顯示條形圖，其中所述條形圖的高度指示所述發(fā)射功率。
全文摘要
在此提供了一種用于確定無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的范圍的方法和裝置。然后，該范圍信息可以用于定位節(jié)點(diǎn)(例如，資產(chǎn)標(biāo)簽)。在操作期間，使得標(biāo)簽?zāi)軌虮粰z測(cè)的源收發(fā)器(例如，RFID讀取器)的最小傳輸功率將被用于指示距離。發(fā)射功率的改變將用于指示到特定節(jié)點(diǎn)的距離的相對(duì)改變。讀取器被配置成一直以將導(dǎo)致用于目標(biāo)收發(fā)器(例如，RFID資產(chǎn)標(biāo)簽)的特定百分比(例如，50％)檢測(cè)率的傳輸功率進(jìn)行操作。當(dāng)讀取器更接近標(biāo)簽移動(dòng)時(shí)，最小檢測(cè)功率將減?。划?dāng)其遠(yuǎn)離標(biāo)簽移動(dòng)時(shí)，最小檢測(cè)功率將增加。顯示該信息以給出在RFID讀取器和資產(chǎn)標(biāo)簽之間的范圍信息的一般改變(例如，增加的范圍或減小的范圍)。個(gè)人能夠通過(guò)使用所顯示的信息來(lái)容易地定位資產(chǎn)標(biāo)簽。
文檔編號(hào)H04B17/00GK102577189SQ201080045833
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月12日
發(fā)明者斯威·M·莫克, 本杰明·J·別克里茨基, 朱利葉斯·S·吉奧菲, 湯姆·馬修, 蒂莫西·J·科林斯 申請(qǐng)人:摩托羅拉解決方案公司