基于无源rfid的定位识别方法与系统及装置及中间件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及室内无线定位技术，尤其涉及一种基于无源RFID的定位识别方法与 系统及装置及中间件。
【背景技术】
[0002] 目前，随着电子商务以及物流业的快速发展，亟需提高仓储的管理效率进而提升 整个供应链的管理效率，以增加企业在市场中的竞争力。随着RFID技术的发展，其远距离、 多目标、非视距识别的技术优势和不断下降的成本，RFID技术在仓储管理中应用越来越广 泛。仓储管理中，涉及到的盘存、查找等工作都与货架管理紧密相关，能够实时、准确获知货 架中每个货物的位置，可以有效提高仓储的管理效率。
[0003] 在申请号为CN200610061936. 0专利中，提供一种智能货架系统及实现方法，该方 法包括：在货架上设置射频读写器、感应天线和信息显示单元，为了实现货物定位，在货架 每一层设置有感应天线，每一层显示单元可以显示货物实时信息。该方法只能定位货物到 货架每一层，定位精度不高，并且没有考虑货架层与层之间射频信号干扰，可能导致误读和 定位错误。
[0004] 在申请号为CN200820058910. 5的专利中提供一种智能货架系统，该方法包括：在 货架上每一层设置射频感应天线，每个天线负责一个货架空间的定位，定位货物到货架的 每一层，为了防止货架层与层之间射频天线的干扰，在货架每一层添加射频屏蔽材料，屏蔽 天线对其他层的干扰。
[0005] 在申请号为CN201010117504. 3的专利中，为了提高货物的定位精度，把货架每一 层分为不同的物品存放空间，在每一个物品存放空间安装有独立工作的射频识别读卡器， 每个存放空间与相邻的存放空间设有射频信号屏蔽层，当有物品放置到存放空间，射频读 卡器读物货物标签信息，可以定位货物到每一个物品存放空间。
[0006] 在申请号为CN200710041454. 3的专利中，提出一种智能货架及货物监控方法，其 方法是：在货架各层层底设置具有唯一识别号的多个定位射频识别标签，在货架各层的层 顶设置读写器天线，在没有货物放置到识别标签上方时，各层读写器天线可以读取每一个 设置在层底的识别电子标签，当有货物放置到货架上时，所属位置的定位射频识别标签被 阻挡，天线读取到设置在货物上的电子标签，由此可以确定货物放置的位置。此方法中，通 过货位上部署定位射频识别标签，在一定程度上提高了定位精度，为了避免各层之间射频 信号的干扰，还是需要在货架各层时间设置射频信号屏蔽层.
[0007] 在申请号为201110147450. X的专利中，提出一种基于虚拟标签算法的无线射频 室内定位方法，将参考标签固定在定位区域内的适当位置，通过测量获得其坐标；对参考 标签的信号强度，通过设定的RFID读写器每隔一段时间读取一次，以便适应环境因素变 化对定位误差带来的影响；而将定位的标签附着在待定位目标上，通过RFID读写器接收 到的定位标签的信号来估计其在空间的位置。具体定位步骤是先进行环境变量的估计，包 括路径损耗指数估计和正态分布标准差估计；再构造虚拟参考标签；最后基于虚拟参考标 签的定位算法实现。此定位方法克服了现有技术设置高密度参考标签带来的射频信号干扰 问题，参考标签布局灵活，同时扩展了定位区域范围，提高了室内定位精度。
[0008] 目前货架定位识别系统存在以下问题：
[0009] (1)成本高，在货架每一层部署价格昂贵的读写器或者读写器天线；
[0010] (2)部署麻烦，为了避免货架层与层之间的射频信号干扰，需要对每一层进行屏蔽 处理；
[0011] (3)定位精度低，定位结果只能精确到每一层。
【发明内容】
[0012] 针对上述问题，本发明提供一种基于无源RFID的定位识别方法与系统及装置及 中间件，部署简单、成本低廉、定位准确、无需进行信号屏蔽处理。
[0013] 本发明提供的基于无源RFID的定位识别装置，包括：
[0014] 放置在货架上超高频无源RFID参考标签；
[0015] 用于覆盖货架区域的读写器天线；
[0016] 位于货物上的电子标签；
[0017] 与所述读写器天线连接的读写器，用于控制所述读写器天线工作；所述多端口读 写器内置中间件，用于接收控制命令进行标签的读写。
[0018] 本发明提供的一种基于无源RFID的定位识别系统，包括：放置在货架上
[0019] 超高频无源RFID参考标签；
[0020] 用于覆盖货架区域的读写器天线；
[0021] 位于货物上的电子标签；
[0022] 与所述读写器天线连接的读写器，用于控制所述读写器天线工作；所述多端口读 写器内置中间件，用于接收控制命令进行标签的读写；
[0023] 通过以太网线连接所述中间件的计算机，用于向所述中间件发送控制命令、从服 务器读取标签信息以及传输定位信息；
[0024] 与所述计算机通过网络交换设备连接的所述服务器，用于存储所述标签信息以及 所述定位信息。
[0025] 本发明提供的一种基于无源RFID的定位识别方法，包括：
[0026] 在已划分区域的其中一个区域中确定目标标签，其中，所述已划分区域为根据第 一预定规则进行粗粒度定位所划分的区域；
[0027] 运用参考标签定位算法，确定所述目标标签所在的已划分区域；
[0028] 采用虚拟参考标签定位算法，对所述目标标签所在的区域进行网格划分；
[0029] 在所划分的网格中加入虚拟参考标签，计算出每一个虚拟标签的场强值；
[0030] 选择与所述目标标签最邻近的第一预定数目的虚拟参考标签，再次使用所述参考 标签定位算法计算所述目标标签的位置。
[0031] 本发明提供的一种基于无源RFID的定位识别的中间件，包括：选择模块、第一计 算模块和第二计算模块，
[0032] 选择模块，用于在已划分区域的其中一个区域中确定目标标签，其中，所述已划分 区域为根据第一预定规则进行粗粒度定位所划分的区域；第一计算模块，用于运用参考标 签定位算法，确定所述目标标签所在的已划分区域；第二计算模块，用于采用虚拟参考标签 定位算法，对所述目标标签所在的区域进行网格划分；在所划分的网格中加入虚拟参考标 签，计算出每一个虚拟标签的场强值；所述选择模块选择与所述目标标签最邻近的第一预 定数目的虚拟参考标签，再次通过所述第一计算模块利用所述参考标签定位算法计算所述 目标标签的位置。
[0033] 本发明公布了一种基于无源RFID小空间货架定位定位识别系统，本系统在货架 上部署价格低廉的电子标签作为参考标签，取代现有方案在货架每一层部署昂贵的读写器 或者读写器天线。读写器天线和货架之间有一定距离间隔，并且天线读写范围覆盖定位区 域，使用很少的读写器天线和成本低廉的电子标签，运用本发明基于无源RFID的定位识别 方法所提供的参考标签定位算法实现对目标标签的快速、精确定位。
【附图说明】
[0034] 图1是本发明实施例中基于无源RFID的定位识别系统的示意图。
[0035] 图2是本发明实施例中的基于无源RFID的定位识别方法的流程图。
[0036] 图3是本发明实施例中的粗粒度区域定位的示意图。
[0037] 图4是本发明实施例中的细粒度虚拟参考标签定位的示意图。
【具体实施方式】
[0038] 下面结合附图，对本发明作详细的阐述。
[0039] 图1是本发明基于无源RFID的定位识别系统的示意图。图中1是小空间单面悬 臂式货架；在货架上放置超高频无源RFID参考标签2 (作为一个实施例，参考标签放置在 每一个悬臂顶端);读写器天线3用于覆盖货架区域，作为一个实施例，选用圆极化超高频圆 极化定向天线，有效读取距离可达10米左右，通过悬挂或者其他方式放置在货架的正前上 方，调整其方向以覆盖整个货架区域；货物4存放于存放空间内，货物上放置有电子标签5 ; 读写器6 (可以选用多端口读写器）通过电缆连接读写器天线3,并按照端口时分复用的方 式控制天线工作；读写器内置中间件，并通过以太网线连到计算机8,并接受计算机的控制 命令进行标签的读写工作；计算机机通过网络交换设备7连接到服务器9,从服务器中读取 标签信息并将定位信息传输到服务器以保存。
[0040] 本发明提供了针对小空间货架的灵活、低成本的定位方案，使用一个读写器可以 实现一整片区域或者整个货架的定位。成本低，对于一个货架，只需要一个多端口读写器、 三个读写器天线和若干电子标签，不需要每一层部署天线。无需改造货架，无需进行信号屏 蔽处理。
[0041] 本发明的基于无源RFID的定位识别方法如图2所示：
[0042] S200,在已划分区域的其中一个区域中确定目标标签，其中，所述已划分区域为根 据第一预定规则进行粗粒度定位所划分的区域；
[0043] S201，运用参考标签定位算法，确定所述目标标签所在的已划分区域；
[0044] S202,采用虚拟参考标签定位算法，对所述目标标签所在的区域进行网格划分；
[0045] S203,在所划分的网格中加入虚拟参考标签，计算出每一个虚拟标签的场强值；
[0046] S204,选择与所述目标标签最邻近的第一预定数目的虚拟参考标签，再次使用所 述参考标签定位算法计算所