一种基于射频识别技术的空间定位方法及装置制造方法
【专利摘要】本申请提供了一种基于射频识别技术的空间定位方法和装置。其中一种基于射频识别技术的空间定位方法，包括：驱动布置于被测区域内的每根天线发送第一报文，第一报文用于触发位于被测区域中的电子标签进行场强测量工作，被测区域内布置有至少三根天线，其中三根天线构成一空间平面；接收电子标签发送的包括每根天线磁场场强的第二报文，其中磁场场强为电子标签将天线发送的场强信号进行转换得到；从第二报文中获取每根天线的磁场场强；依据每根天线的磁场场强和被测区域内天线的布局，确定被测区域中电子标签的位置。相对于现有技术仅能测试电子设备是否位于被测区域中，本申请可以确定出电子标签在被测区域中的位置，提高位置检测的精准度。
【专利说明】一种基于射频识别技术的空间定位方法及装置
【技术领域】
[0001]本申请涉及空间定位【技术领域】，特别涉及一种基于射频识别技术的空间定位方法及装置。
【背景技术】
[0002]射频识别技术1^8(110是一种可通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据的通信技术，在射频识别技术中常用的无线电信号包括低频(125-134.2腿2)、高频(13.561?)、超高频(315/434/8681? 等)、微波等。
[0003]目前射频识别技术被普遍用于对某物体的空间定位，其中基于射频识别技术进行空间定位的过程如下:获取利用射频识别技术的电子标签测量的场强数据，该场强数据为一标量；将获取到的场强数据与已标定的阈值进行比较，当场强数据大于阈值时，确定电子标签在规定的空间区域内，否则确定电子标签不在规定的空间区域内。
[0004]上述介绍了现有基于射频识别技术进行空间定位的过程，但是在利用射频识别技术进行空间定位时，仅能确定电子标签是否在规定的空间区域内，而无法获知电子标签在空间区域的位置。
【发明内容】
[0005]本申请所要解决的技术问题是提供一种基于射频识别技术的空间定位方法，用于确定电子标签在空间区域的位置。本申请还提供一种基于射频识别技术的空间定位装置，用以保证上述方法在实际中的实现及应用。技术方案如下:
[0006]一方面，本申请实施例提供一种基于射频识别技术的空间定位方法，所述方法包括:
[0007]驱动布置于被测区域内的每根天线发送第一报文，所述第一报文用于触发位于所述被测区域中的电子标签进行场强测量工作，所述被测区域内布置有至少三根天线，且其中三根天线构成位于所述被测区域内的一空间平面；
[0008]接收所述电子标签发送的包括每根天线的磁场场强的第二报文，所述磁场场强为所述电子标签将所述天线发送的场强信号进行转换得到；
[0009]从所述第二报文中获取每根天线的磁场场强；
[0010]依据每根天线的磁场场强和被测区域内天线的布局，确定所述被测区域中所述电子标签的位置。
[0011]优选地，所述被测区域内布置有三根天线，所述依据每根天线的磁场场强和被测区域内天线的布局，确定所述被测区域中所述电子标签的位置，包括:
[0012]将所述磁场场强与场强位置关系表中的每个基准磁场场强进行比对，确定与所述磁场场强对应的所述基准磁场场强；
[0013]从所述场强位置关系表中获取与所确定的每个基准磁场场强分别对应的第一距离，所述第一距离用于指示所述电子标签距离所述天线的距离；
[0014]以所述第一距离为半径，分别构建每根天线在所述被测区域内形成的闭合曲面；
[0015]获取三根所述天线形成的闭合曲面相交的两个交点，所述两个交点为所述电子标签在所述被测区域内的两个点；
[0016]基于所述两个交点，获取两个交点在所述空间平面中的投射点；
[0017]从所述场强位置关系表中获取所述两个交点各自到所述投射点的第一矢量距离；
[0018]基于所述第一距离和所述两个交点各自到所述投射点的第一矢量距离，结合空间几何原理得到所述电子标签在所述被测区域中的坐标，所述坐标用于指示被测区域中所述电子标签的位置。
[0019]优选地，所述被测区域内还位于所述空间平面外的第四根天线，所述基于所述第一距离和所述两个交点各自到所述投射点的第一矢量距离，结合空间几何原理得到所述电子标签在所述被测区域中的坐标，包括:
[0020]获取所述第四根天线的磁场场强，并将所述第四根天线的磁场场强与场强位置关系表中的每个基准磁场场强进行比对，确定与第四根天线的所述磁场场强对应的所述基准磁场场强；
[0021]从所述场强位置关系表中获取与所述第四根天线的基准磁场场强对应的第二距离，所述第二距离用于指示所述电子标签距离所述第四根天线的距离；
[0022]获取所述两个交点到所述第四根天线的第二矢量距离；
[0023]将所述两个交点的第二矢量距离的模进行对比，得到第二矢量距离的模较小的交点为所述电子标签在所述被测区域内的点；
[0024]从所述场强位置关系表中获取所述第二矢量距离的模较小的交点到所述投射点的第一矢量距离；
[0025]基于所述第一距离和所述第二矢量距离较小的交点到所述投射点的第一矢量距离，结合空间几何原理得到所述电子标签在所述被测区域中的坐标，所述坐标用于指示被测区域中所述电子标签的位置。
[0026]优选地，所述方法还包括:所述场强位置关系表的预先建立过程，所述预先建立过程包括:
[0027]当所述电子标签处于所述被测区域内一固定位置时，对所述电子标签与位于所述被测区域内的天线之间的位置关系进行多次测量，得到标定结果；
[0028]将所述标定结果写入到所述场强位置关系表中，所述场强位置关系表中包括:所述电子标签到所述天线之间的距离、所述天线的基准磁场场强和所述交点到所述投射点的矢量距离。
[0029]优选地，在驱动布置于所述被测区域内的每根天线发送第一报文之后，所述方法还包括:
[0030]接收所述电子标签根据所述第一报文回复的应答报文；
[0031]当所述应答报文为合法报文时，触发接收所述电子标签发送的包括每根天线的磁场场强的第二报文。
[0032]另一方面，本申请还提供一种基于射频识别技术的空间定位装置，所述装置包括:
[0033]驱动模块，用于驱动布置于被测区域内的每根天线发送第一报文，所述第一报文用于触发位于所述被测区域中的电子标签进行场强测量工作，所述被测区域内布置有至少三根天线，且其中三根天线构成位于所述被测区域内的一空间平面；
[0034]接收模块，用于接收所述电子标签发送的包括每根天线的磁场场强的第二报文，所述磁场场强为所述电子标签将所述天线发送的场强信号进行转换得到；
[0035]获取模块，用于从所述第二报文中获取每根天线的磁场场强；
[0036]计算模块，用于依据每根天线的磁场场强和被测区域内天线的布局，确定所述被测区域中所述电子标签的位置。
[0037]优选地，所述被测区域内布置有三根天线，所述计算模块包括:
[0038]第一确定单元，用于通过将所述磁场场强与场强位置关系表中的每个基准磁场场强进行比对确定与所述磁场场强对应的所述基准磁场场强；
[0039]第二确定单元，用于从所述场强位置关系表中获取与所确定的每个基准磁场场强分别对应的第一距离，所述第一距离用于指示所述电子标签距离所述天线的距离；
[0040]构建单元，用于以所述第一距离为半径，分别构建每根天线在所述被测区域内形成的闭合曲面；
[0041]第一获取单元，用于获取三根所述天线形成的闭合曲面相交的两个交点，所述两个交点为所述电子标签在所述被测区域内的两个点；
[0042]第二获取单元，用于基于所述两个交点，获取两个交点在所述空间平面中的投射占.；，
[0043]第三获取单元，用于从所述场强位置关系表中获取所述两个交点各自到所述投射点的第一矢量距离；
[0044]计算单元，用于基于所述第一距离和所述两个交点各自到所述投射点的第一矢量距离，结合空间几何原理得到所述电子标签在所述被测区域中的坐标，所述坐标用于指示被测区域中所述电子标签的位置。
[0045]优选地，所述被测区域内还布置有位于所述空间平面外的第四根天线，所述计算单元包括:
[0046]第一获取子单元，用于获取所述第四根天线的磁场场强，并将所述第四根天线的磁场场强与场强位置关系表中的每个基准磁场场强进行比对，确定与第四根天线的所述磁场场强对应的所述基准磁场场强；
[0047]第二获取子单元，用于从所述场强位置关系表中获取与所述第四根天线的基准磁场场强对应的第二距离，所述第二距离用于指示所述电子标签距离所述第四根天线的距离；
[0048]第三获取子单元，用于获取所述两个交点到所述第四根天线的第二矢量距离；
[0049]对比子单元，用于将所述两个交点的第二矢量距离的模进行对比，得到第二矢量距离的模较小的交点为所述电子标签在所述被测区域内的点；
[0050]第四获取子单元，用于从所述场强位置关系表中获取所述第二矢量距离的模较小的交点到所述投射点的第一矢量距离；
[0051]计算子单元，用于基于所述第一距离和所述第二矢量距离较小的交点到所述投射点的第一矢量距离，结合空间几何原理得到所述电子标签在所述被测区域中的坐标，所述坐标用于指示被测区域中所述电子标签的位置。
[0052]优选地，所述装置还包括:关系表预建模块，用于当所述电子标签处于所述被测区域内一固定位置时，对所述电子标签与位于所述被测区域内的天线进行多次测量，得到标定结果，将所述标定结果写入到所述场强位置关系表中；所述场强位置关系表中包括:所述电子标签到所述天线之间的距离、所述天线的基准磁场场强和所述交点到所述投射点的矢量距离。
[0053]优选地，所述装置还包括:
[0054]报文接收模块，用于接收所述电子标签根据所述第一报文回复的应答报文；
[0055]判断模块，用于在判断出所述应答报文为合法报文时，触发所述接收模块。
[0056]与现有技术相比，本申请包括以下优点:
[0057]应用上述技术方案，本申请实施例提供的定位方法可以首先驱动布置于被测区域内的每根天线发送第一报文来触发位于被测区域中的电子标签，接收电子标签发送第二报文，并从第二报文中获取每根天线的磁场场强，然后依据每根天线的磁场场强和被测区域内天线的布局确定被测区域中电子标签的位置。相对于现有技术仅能测试电子设备是否位于被测区域中，本发明实施例可以确定出电子标签在被测区域中的位置，提高位置检测的精准度。
【专利附图】
【附图说明】
[0058]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0059]图1是本申请实施例提供的一种基于射频识别技术的空间定位方法的流程图；
[0060]图2是本申请实施例提供的一种基于射频识别技术的空间定位方法中天线按照布置顺序发送场强信号的示意图；
[0061]图3是本申请实施例提供的一种基于射频识别技术的空间定位方法中第二报文为高频报文时高频报文的格式示意图；
[0062]图4是本申请实施例提供的一种基于射频识别技术的空间定位方法中被测区域内布置有三根天线时步骤104的流程图；
[0063]图5是本申请实施例提供的一种基于射频识别技术的空间定位方法中闭合曲面的两个交点在三根天线构成的空间平面的投射点的示意图；
[0064]图6是本申请实施例提供的一种基于射频识别技术的空间定位方法中被测区域内布置有四根天线时步骤104的流程图；
[0065]图7是本申请另一实施例提供的基于射频识别技术的空间定位方法的另一种流程图；
[0066]图8是本申请实施例提供的一种基于射频识别技术的空间定位装置的结构示意图；
[0067]图9是本申请实施例提供的一种基于射频识别技术的空间定位装置中计算模块的结构不意图；
[0068]图10是本申请实施例提供的一种基于射频识别技术的空间定位装置中计算单元的结构不意图；
[0069]图11是本申请实施例提供的一种基于射频识别技术的空间定位装置的另一种结构示意图；
[0070]图12是本申请实施例提供的一种基于射频识别技术的空间定位装置的第三种结构示意图。
【具体实施方式】
[0071]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0072]请参阅图1，其示出了本申请实施例提供的一种基于射频识别技术的空间定位方法的流程图，可以包括以下步骤:
[0073]101:驱动布置于所述被测区域内的每根天线发送第一报文，所述第一报文用于触发位于所述被测区域中的电子标签进行场强测量工作，被测区内布置有至少三根天线产生，且其中三根天线构成位于所述被测区域内的一空间平面。
[0074]其中第一报文是以一定载波频率按照特定编码规则发送的具有特定含义数据的组合，其通常包括唤醒序列和指令信息等内容。唤醒序列可以将处于低功耗状态下的电子标签切换至高功耗状态下，促使电子标签开始工作。并且第一报文中的指令信息可以指示电子标签进行相应工作，如场强测量工作。
[0075]在本申请实施例中，第一报文的载波频率可以为1251012/1341(?的低频频率，相应的射频天线阵列系统中的天线为低频天线。该低频天线发送第一报文以触发被测区域内的电子标签进行场强测量工作。
[0076]102:接收所述电子标签发送的包括每根天线的磁场场强的第二报文，所述磁场场强为所述电子标签将所述天线发送的场强信号进行转换得到。
[0077]电子标签接收到第一报文后，开始检测由天线以一定时序发送的磁场场强，并在每检测完成任意一个天线的磁场场强后将得到的磁场场强存储在自身存储器中等待发送。
[0078]其中一定时序可以是:按照天线在被测区域内的布置顺序发送恒定场强的场强信号。如图2所示，首先位于位置八处的天线八1发送恒定场强￡1的正弦波，其持续发送时间为0至八〖，其次位于位置8处的天线八2发送恒定场强￡2的正弦波，其持续发送时间为八七至2八。最后由位于位置处的天线八3发送恒定场强￡3的正弦波，其持续发送时间为2厶1:至3厶七。
[0079]电子标签每检测完成任意一个天线八1(1 = 1,2, 3)后将得到的磁场场强存储在自身存储器中，以等待电子标签得到所有天线的磁场场强。
[0080]在本申请实施例中，被测区域内布置的天线为低频天线时，该场强信号是低频信号且采用正弦波形式发送。相应的电子标签上配置有低频信号感应装置(该低频信号感应装置一般为低频感应线圈)，当电子标签接收到作为场强信号的低频信号后，低频信号感应装置可以将不同强度的低频信号转换成为对应大小的模拟量电压信息，同时该模拟量电压信息被电子标签内部A/D (Analog/Digital，模拟/数字)处理器采集和转换，由此得到表征磁场场强的数字量。
[0081]在电子标签得到所有天线的磁场场强后，将得到的磁场场强通过第二报文发送，其中第二报文可以是高频报文，该高频报文是指以一定载波频率如315MHz/433MHz按照特定编码规则发送的具有特定含义的数据的组合，在本申请实施例中特定含义的数据则为电子标签发送的磁场场强，其所发送的高频报文的格式可如图3所示，以E1-E2-E3的格式形成高频报文。
[0082]103:从所述第二报文中获取每根天线的磁场场强。
[0083]接收设备在接收到第二报文后，首先判断第二报文的存储格式是否为自身的存储格式相同，如果相同则直接从第二报文中提取磁场场强；如果不相同，则首先将第二报文进行格式转换，再从转换后的第二报文中获取磁场场强。在本申请实施例中自身和电子标签的存储格式优选为相同的存储格式，这样既可以简化设计也可以使得方法简单化，省去对第二报文的转换过程。
[0084]104:依据每根天线的磁场场强和被测区域内天线的布局，确定所述被测区域中所述电子标签的位置。
[0085]当被测区域内天线的布局，如天线个数和天线构成的空间图形不同时，依据天线的磁场场强和天线的布局确定被测区域内电子标签的位置的方式也不同，下面将以三根天线和四根天线为主进行说明，对此此处不再过多阐述。
[0086]应用上述技术方案，本申请实施例提供的定位方法可以首先驱动布置于被测区域内的每根天线发送第一报文来触发位于被测区域中的电子标签，接收电子标签发送第二报文，并从第二报文中获取每根天线的磁场场强，然后依据每根天线的磁场场强和被测区域内天线的布局确定被测区域中电子标签的位置。相对于现有技术仅能测试电子设备是否位于被测区域中，本发明实施例可以确定出电子标签在被测区域中的位置，提高位置检测的精准度。
[0087]下面将以被测区域内布置有三根天线和四根天线，对本申请实施例中的确定被测区域中电子标签的位置，即步骤104的实施过程进行详细说明。
[0088]首先以被测区域内布置三根天线为例，被测区域内布置有第一天线、第二天线和第三天线，第一天线、第二天线和第三天线各自在被测区域中的位置和方向固定，并且三根天线不能位于同一直线上，而是将三根天线布置成一三角形，该三角形可以确定出位于被测区域内的一空间平面。
[0089]请参阅图4，其示出了在被测区域内布置有三根天线时，本申请实施例提供的基于射频识别技术的空间定位方法中步骤104的流程图，包括以下步骤:
[0090]401:将磁场场强与场强位置关系表中的每个基准磁场场强进行比对，确定与磁场场强对应的基准磁场场强。
[0091 ] 在本申请实施例中，基准磁场场强和电子标签与天线的位置关系记录在一场强位置关系表中。当接收设备得到每根天线的磁场场强后，将其与场强位置关系表中的基准磁场场强进行比对，确定每个磁场场强对应的基准磁场场强。
[0092] 402:从场强位置关系表中获取与所确定的每个基准磁场场强分别对应的第一距离，第一距离用于指示电子标签距离天线的距离。
[0093]403:以第一距离为半径，分别构建每根天线在被测区域内形成的闭合曲面。
[0094]根据高斯定律，相等的磁场场强的点分布在一个线性闭合曲面上，因此每根天线为中心点，以磁场场强对应的第一距离为半径可以得到每根天线的闭合曲面，该闭合曲面指示出距离天线为第一距离的被测区域内的位置，即通过闭合曲面可以得到被测区域内电子标签与天线的位置关系。
[0095]404:获取三根所述天线形成的闭合曲面相交的两个交点，所述两个交点为所述电子标签在所述被测区域内的两个点。
[0096]本领域技术人员公知的，在空间区域内两个非同心的球面如果相交(球心距离不小于任一球半径)则相交于一个圆环(一个点是圆环的特殊情况若另一个球面与这两个球面同时相交，则交点必定在这个圆环上。因此三个球面相交的交点分布等价于其中两个球面相交得到的圆环与第三个球面相交，圆环与球面相交(不同心)最多有两个交点。因此三个互不同心的球面通常相交于两个点。基于这一几何关系原理本申请实施例中闭合曲面相交于两个交点。
[0097]由于闭合曲面是以表示电子标签距离天线的第一距离为半径构建，所以闭合曲面相交的两个交点可以指示被测区域内电子标签的两个位置。
[0098]405:基于两个交点，获取两个交点在空间平面中的投射点。其方式可以是:由两个交点到三根天线形成的空间平面做垂线可以得到垂线与空间平面的交点，即为投射点，如图5中的点504，该点504为闭合曲面相交的两个交点的连线正垂直于三根天线形成的空间平面，因此两个交点的连线与空间平面的点504即为投射点。
[0099]406:从场强位置关系表中获取两个交点各自到投射点的第一矢量距离。
[0100]在本申请实施例中，第一矢量距离为根据与磁场场强对应的基准磁场场强获得，其指示了两个交点到投射点的方向和距离，其中到投射点的方向指示出交点与空间平面的方位关系，距离则指示出交点与控件平面的距离关系，通过第一矢量距离即可获得交点与空间平面的相对位置关系。
[0101]407:基于第一距离和两个交点各自到投射点的第一矢量距离，结合空间几何原理得到电子标签在被测区域中的坐标，其中坐标用于指示被测区域中电子标签的位置。
[0102]此外被测区域内还可以布置有四根天线，分别为第一天线、第二天线和第三天线，第四根天线，第一天线、第二天线、第三天线和第四根天线各自在被测区域中的位置和方向固定，并且在四根天线布置于被测区域中时，第一天线、第二天线和第三天线在被测区域内构建出一空间平面，第四根天线位于空间平面之外，与该空间平面构成位于被测区域内的一个空间立体面。
[0103]请参阅图6，其示出了在被测区域内布置有四根天线时，本申请实施例提供的基于射频识别技术的空间定位方法中步骤104的流程图，包括以下步骤:
[0104]601:将磁场场强与场强位置关系表中的每个基准磁场场强进行比对，确定与磁场场强对应的基准磁场场强。
[0105]602:从场强位置关系表中获取与所确定的每个基准磁场场强分别对应的第一距离，第一距离用于指示电子标签距离天线的距离。
[0106]603:以第一距离为半径，分别构建每根天线在被测区域内形成的闭合曲面。
[0107]604:获取三根天线形成的闭合曲面相交的两个交点，两个交点为电子标签在被测区域内的两个点。
[0108]605:基于两个交点，获取两个交点在空间平面中的投射点。
[0109]606:从场强位置关系表中获取两个交点各自到投射点的第一矢量距离。
[0110]以上步骤为根据三根天线对电子标签进行定位得到电子标签在被测区域内的两个可能位置，其中两个可能位置为步骤604中的两个点，在本申请实施例中根据三根天线对电子标签进行定位得到两个可能位置的实施过程可以参阅图4所对应流程图，上述步骤601至步骤606的实施过程与步骤401至步骤406相同，对此本申请实施例不再加以阐述。
[0111]607:获取第四根天线的磁场场强，并将第四根天线的磁场场强与场强位置关系表中的每个基准磁场场强进行比对，确定与第四根天线的磁场场强对应的基准磁场场强。
[0112]引入第四根天线是为了从上述指示电子标签在被测区域内的两个可能位置中确定一个位置作为电子标签在被测区域中的位置，其中确定过程如下步骤608至步骤612。
[0113]608:从场强位置关系表中获取与第四根天线的基准磁场场强对应的第二距离，第二距离用于指示电子标签距离第四根天线的距离。
[0114]其中根据与第四根天线的磁场场强对应的基准磁场场强，从场强位置关系表中可以获取电子标签到第四根天线的距离，即第二距离。同样根据电磁场的高斯定理，以第四根天线为中心点，第二距离为半径，可以确定第四根天线的闭合曲面，该闭合曲面指示出距离天线为第一距离的被测区域内的位置，即通过闭合曲面可以得到被测区域内电子标签与天线的位置关系。
[0115]609:获取两个交点到第四根天线的第二矢量距离。其中第二矢量距离指示了两个交点到第四根天线的距离和方向。
[0116]610:将两个交点的第二矢量距离的模进行对比，得到第二矢量距离的模较小的交点为电子标签在被测区域内的点。这样通过两个交点的第二矢量距离的模的对比即可以从两个交点中选取出一个点作为电子标签在被测区域内的位置，其中所选取出的点为第二矢量距尚的模较小的交点。
[0117]611:从场强位置关系表中获取第二矢量距离的模较小的交点到投射点的第一矢量距离。
[0118]612:基于第一距离和第二矢量距离较小的交点到投射点的第一矢量距离，结合空间几何原理得到电子标签在被测区域中的坐标，其中坐标用于指示被测区域中电子标签的位置。
[0119]上述图4和图6所示电子标签的位置的确定过程可以通过查找场强位置关系表来加速电子标签定位，并结合空间几何原理得到电子标签在被测区域中的坐标，这种查表方式可以省去具体数值的大量计算，方便快捷，这也降低了对数据处理中心基站性能的要求，降低了实现成本。
[0120]上述场强位置关系表是预先经过多次实际测量得到，其中建立场强位置关系表的过程如下:当电子标签处于被测区域内一固定位置时，对电子标签与位于被测区域内的天线之间的位置关系进行多次测量，得到标定结果。然后将标定结果写入到场强位置关系表中，场强位置关系表中包括:电子标签到天线之间的距离、天线的基准磁场场强和交点到投射点的矢量距离(矢量距离包括第一矢量距离和第二矢量距离)。
[0121]在本申请实施例中，场强位置关系表建立过程中，可以在电子标签处于被测区域内的固定位置时，由人工测量电子标签与位于被测区域内的天线之间的位置关系，该位置关系可以包括电子标签到天线之间的距离和交点到投射点的矢量距离。此外，为了提高位置检测的安全性，本申请实施例在进行位置确定的过程中，首先需要对电子标签的合法性进行检测，如图7所示，在图1所示流程图基础上，还包括以下步骤:
[0122]105:接收所述电子标签根据所述第一报文回复的应答报文。
[0123]其中应答报文是所述电子标签在接收所述第一报文后，根据所述第一报文内容回复的对应的高频报文。接收到应答报文后，进一步判断所述应答报文是否合法，如果合法，则所述被测区域内存在所述电子标签。
[0124]106:判断应答报文是否为合法报文，当应答报文为合法报文时，执行步骤102，当应答报文不是合法报文时，执行步骤107。
[0125]其中应答报文是所述电子标签在接收所述第一报文后，根据所述第一报文内容回复的对应的高频报文。接收到应答报文后，进一步判断所述应答报文是否合法，如果合法，则所述被测区域内存在所述电子标签，并接收电子标签发送的第二报文。
[0126]107:被测区域内不存在电子标签。
[0127]与上述方法实施例相对应，本申请实施例还提供一种基于射频识别技术的空间定位装置，其结构示意图请参阅图8所示，包括:驱动模块11、接收模块12、获取模块13和计算模块14。其中:
[0128]驱动模块11，用于驱动布置于被测区域内的每根天线发送第一报文，所述第一报文用于触发位于所述被测区域中的电子标签进行场强测量工作，所述被测区域内布置有至少三根天线，且其中三根天线构成位于所述被测区域内的一空间平面。
[0129]其中第一报文是以一定载波频率按照特定编码规则发送的具有特定含义数据的组合，其通常包括唤醒序列和指令信息等内容。唤醒序列可以将处于低功耗状态下的电子标签切换至高功耗状态下，促使电子标签开始工作。并且第一报文中的指令信息可以指示电子标签进行相应工作，如场强测量工作。
[0130]接收模块12，用于接收所述电子标签发送的包括每根天线的磁场场强的第二报文，所述磁场场强为所述电子标签将所述天线发送的场强信号进行转换得到。
[0131]电子标签接收到第一报文后，开始检测由天线以一定时序发送的磁场场强，并在每检测完成任意一个天线的磁场场强后将得到的磁场场强存储在自身存储器中等待发送。其中一定时序可以是:按照天线在被测区域内的布置顺序发送恒定场强的场强信号。
[0132]电子标签每检测完成任意一个天线后将得到的磁场场强存储在自身存储器中，以等待电子标签得到所有天线的磁场场强。
[0133]在电子标签得到所有天线的磁场场强后，将得到的磁场场强通过第二报文发送，其中第二报文可以是高频报文，该高频报文是指以一定载波频率如315102/4331--按照特定编码规则发送的具有特定含义的数据的组合，在本申请实施例中特定含义的数据则为电子标签发送的磁场场强。
[0134]获取模块13，用于从所述第二报文中获取每根天线的磁场场强。
[0135]在本申请实施例中获取模块13在接收模块12接收到第二报文后，首先判断第二报文的存储格式是否为自身的存储格式相同，如果相同则直接从第二报文中提取磁场场强；如果不相同，则首先将第二报文进行格式转换，再从转换后的第二报文中获取磁场场强。在本申请实施例中电子标签和获取模块13的存储格式优选为相同的存储格式，这样既可以简化设计也可以使得方法简单化，省去获取模块13对第二报文的转换过程。
[0136]计算模块14，用于依据每根天线的磁场场强和被测区域内天线的布局，确定所述被测区域中所述电子标签的位置。
[0137]当被测区域内天线的布局，如天线个数和天线构成的空间图形不同时，依据天线的磁场场强和天线的布局确定被测区域内电子标签的位置的方式也不同。
[0138]其中计算模块14可以采用如图9所示结构，可以包括:第一确定单元141、第二确定单元142、构建单元143、第一获取单元144、第二获取单元145、第三获取单元146和计算单元147。
[0139]第一确定单元141，用于通过将所述磁场场强与场强位置关系表中的每个基准磁场场强进行比对确定与所述磁场场强对应的所述基准磁场场强；
[0140]在本申请实施例中，基准磁场场强和电子标签与天线的位置关系记录在一场强位置关系表中。当获取模块13得到每根天线的磁场场强后，第一确定单元141将其与场强位置关系表中的基准磁场场强进行比对，确定每个磁场场强对应的基准磁场场强。
[0141]第二确定单元142，用于从所述场强位置关系表中获取与所确定的每个基准磁场场强分别对应的第一距离，所述第一距离用于指示所述电子标签距离所述天线的距离；
[0142]构建单元143，用于以所述第一距离为半径，分别构建每根天线在所述被测区域内形成的闭合曲面；
[0143]根据高斯定律，相等的磁场场强的点分布在一个线性闭合曲面上，因此以每根天线为中心点，以磁场场强对应的第一距离为半径可以得到每根天线的闭合曲面，该闭合曲面指示出距离天线为第一距离的被测区域内的位置，即通过闭合曲面可以得到被测区域内电子标签与天线的位置关系。
[0144]第一获取单元144，用于获取三根所述天线形成的闭合曲面相交的两个交点，所述两个交点为所述电子标签在所述被测区域内的两个点；
[0145]由于闭合曲面是以表示电子标签距离天线的第一距离为半径构建，所以闭合曲面相交的两个交点可以指示被测区域内电子标签的两个位置。第二获取单元145，用于基于所述两个交点，获取两个交点在所述空间平面中的投射点；其方式可以是:由两个交点到三根天线形成的空间平面的垂线与空间平面的交点，即为投射点。
[0146]第三获取单元146，用于从所述场强位置关系表中获取所述两个交点各自到所述投射点的第一矢量距尚;
[0147]在本申请实施例中，第一矢量距离为根据与磁场场强对应的基准磁场场强获得，其指示了两个交点到投射点的方向和距离，其中到投射点的方向指示出交点与空间平面的方位关系，距离则指示出交点与控件平面的距离关系，通过第一矢量距离即可获得交点与空间平面的相对位置关系。
[0148]计算单元147，用于基于所述第一距离和所述两个交点各自到所述投射点的第一矢量距离，结合空间几何原理得到所述电子标签在所述被测区域中的坐标，所述坐标用于指示被测区域中所述电子标签的位置。
[0149]当被测区域内还设置有位于三根天线构建的空间平面之外的第四根天线时，计算单元147可以采用如图10所示结构，包括:第一获取子单元1471、第二获取子单元1472、第三获取子单元1473、对比子单元1474、第四获取子单元1475和计算子单元1476。
[0150]第一获取子单元1471，用于获取所述第四根天线的磁场场强，并将所述第四根天线的磁场场强与场强位置关系表中的每个基准磁场场强进行比对，确定与第四根天线的所述磁场场强对应的所述基准磁场场强；
[0151]第二获取子单元1472，用于从所述场强位置关系表中获取与所述第四根天线的基准磁场场强对应的第二距离，所述第二距离用于指示所述电子标签距离所述第四根天线的距离；
[0152]其中根据与第四根天线的磁场场强对应的基准磁场场强，从场强位置关系表中可以获取电子标签到第四根天线的距离，即第二距离。同样根据电磁场的高斯定理，以第四根天线为中心点，第二距离为半径，可以确定第四根天线的闭合曲面，该闭合曲面指示出距离天线为第一距离的被测区域内的位置，即通过闭合曲面可以得到被测区域内电子标签与天线的位置关系。
[0153]第三获取子单元1473，用于获取所述两个交点到所述第四根天线的第二矢量距离；第二矢量距离指示了两个交点到第四根天线的距离和方向。
[0154]对比子单元1474，用于将所述两个交点的第二矢量距离的模进行对比，得到第二矢量距离的模较小的交点为所述电子标签在所述被测区域内的点；
[0155]通过两个交点的第二矢量距离的模的对比即可以从两个交点中确定一个点作为电子标签在被测区域内的位置，其中所选取出的点为第二矢量距离的模较小的交点。
[0156]第四获取子单元1475，用于从所述场强位置关系表中获取所述第二矢量距离的模较小的交点到所述投射点的第一矢量距离；
[0157]计算子单元1476，用于基于所述第一距离和所述第二矢量距离较小的交点到所述投射点的第一矢量距离，结合空间几何原理得到所述电子标签在所述被测区域中的坐标，所述坐标用于指示被测区域中所述电子标签的位置。
[0158]请参阅图11，其示出了本申请实施例提供的一种基于射频识别技术的空间定位装直的另一种结构不意图，在图8基础上，还包括:
[0159]关系表预建模块15，用于当所述电子标签处于所述被测区域内一固定位置时，对所述电子标签与位于所述被测区域内的天线进行多次测量，得到标定结果，将所述标定结果写入到所述场强位置关系表中；所述场强位置关系表中包括:所述电子标签到所述天线之间的距离、所述天线的基准磁场场强和所述交点到所述投射点的矢量距离。
[0160]请参阅图12，其示出了本申请实施例提供的一种基于射频识别技术的空间定位装置的另一种结构示意图，在图8的基础上，还包括:
[0161]报文接收模块16，用于接收所述电子标签根据所述第一报文回复的应答报文；
[0162]其中应答报文是所述电子标签在接收所述第一报文后，根据所述第一报文内容回复的对应的高频报文。接收到应答报文后，进一步判断所述应答报文是否合法，如果合法，则所述被测区域内存在所述电子标签。
[0163]判断模块17，用于在判断出所述应答报文为合法报文时，触发所述接收模块12。
[0164]对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
[0165] 以上对本申请所提供的一种基于射频识别技术的空间定位方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
【权利要求】
1.一种基于射频识别技术的空间定位方法，其特征在于，包括: 驱动布置于被测区域内的每根天线发送第一报文，所述第一报文用于触发位于所述被测区域中的电子标签进行场强测量工作，所述被测区域内布置有至少三根天线，且其中三根天线构成位于所述被测区域内的一空间平面； 接收所述电子标签发送的包括每根天线的磁场场强的第二报文，所述磁场场强为所述电子标签将所述天线发送的场强信号进行转换得到； 从所述第二报文中获取每根天线的磁场场强； 依据每根天线的磁场场强和被测区域内天线的布局，确定所述被测区域中所述电子标签的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述被测区域内布置有三根天线，所述依据每根天线的磁场场强和被测区域内天线的布局，确定所述被测区域中所述电子标签的位置，包括: 将所述磁场场强与场强位置关系表中的每个基准磁场场强进行比对，确定与所述磁场场强对应的所述基准磁场场强； 从所述场强位置关系表中获取与所确定的每个基准磁场场强分别对应的第一距离，所述第一距离用于指示所述电子标签距离所述天线的距离； 以所述第一距离为半径，分别构建每根天线在所述被测区域内形成的闭合曲面； 获取三根所述天线形成的闭合曲面相交的两个交点，所述两个交点为所述电子标签在所述被测区域内的两个点； 基于所述两个交点，获取两个交点在所述空间平面中的投射点； 从所述场强位置关系表中获取所述两个交点各自到所述投射点的第一矢量距离； 基于所述第一距离和所述两个交点各自到所述投射点的第一矢量距离，结合空间几何原理得到所述电子标签在所述被测区域中的坐标，所述坐标用于指示被测区域中所述电子标签的位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述被测区域内还布置有位于所述空间平面外的第四根天线，所述基于所述第一距离和所述两个交点各自到所述投射点的第一矢量距离，结合空间几何原理得到所述电子标签在所述被测区域中的坐标，包括: 获取所述第四根天线的磁场场强，并将所述第四根天线的磁场场强与场强位置关系表中的每个基准磁场场强进行比对，确定与第四根天线的所述磁场场强对应的所述基准磁场场强； 从所述场强位置关系表中获取与所述第四根天线的基准磁场场强对应的第二距离，所述第二距离用于指示所述电子标签距离所述第四根天线的距离； 获取所述两个交点到所述第四根天线的第二矢量距离； 将所述两个交点的第二矢量距离的模进行对比，得到第二矢量距离的模较小的交点为所述电子标签在所述被测区域内的点； 从所述场强位置关系表中获取所述第二矢量距离的模较小的交点到所述投射点的第一矢量距离； 基于所述第一距离和所述第二矢量距离较小的交点到所述投射点的第一矢量距离，结合空间几何原理得到所述电子标签在所述被测区域中的坐标，所述坐标用于指示被测区域中所述电子标签的位置。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括:所述场强位置关系表的预先建立过程，所述预先建立过程包括: 当所述电子标签处于所述被测区域内一固定位置时，对所述电子标签与位于所述被测区域内的天线之间的位置关系进行多次测量，得到标定结果； 将所述标定结果写入到所述场强位置关系表中，所述场强位置关系表中包括:所述电子标签到所述天线之间的距离、所述天线的基准磁场场强和所述交点到所述投射点的矢量距离。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在驱动布置于所述被测区域内的每根天线发送第一报文之后，所述方法还包括: 接收所述电子标签根据所述第一报文回复的应答报文； 当所述应答报文为合法报文时，触发接收所述电子标签发送的包括每根天线的磁场场强的第二报文。
6.一种基于射频识别技术的空间定位装置，其特征在于，包括: 驱动模块，用于驱动布置于被测区域内的每根天线发送第一报文，所述第一报文用于触发位于所述被测区域中的电子标签进行场强测量工作，所述被测区域内布置有至少三根天线，且其中三根天线构成位于所述被测区域内的一空间平面； 接收模块，用于接收所述电子标签发送的包括每根天线的磁场场强的第二报文，所述磁场场强为所述电子标签将所述天线发送的场强信号进行转换得到； 获取模块，用于从所述第二报文中获取每根天线的磁场场强； 计算模块，用于依据每根天线的磁场场强和被测区域内天线的布局，确定所述被测区域中所述电子标签的位置。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述被测区域内布置有三根天线，所述计算模块包括: 第一确定单元，用于通过将所述磁场场强与场强位置关系表中的每个基准磁场场强进行比对确定与所述磁场场强对应的所述基准磁场场强； 第二确定单元，用于从所述场强位置关系表中获取与所确定的每个基准磁场场强分别对应的第一距离，所述第一距离用于指示所述电子标签距离所述天线的距离； 构建单元，用于以所述第一距离为半径，分别构建每根天线在所述被测区域内形成的闭合曲面； 第一获取单元，用于获取三根所述天线形成的闭合曲面相交的两个交点，所述两个交点为所述电子标签在所述被测区域内的两个点； 第二获取单元，用于基于所述两个交点，获取两个交点在所述空间平面中的投射点； 第三获取单元，用于从所述场强位置关系表中获取所述两个交点各自到所述投射点的第一矢量距离； 计算单元，用于基于所述第一距离和所述两个交点各自到所述投射点的第一矢量距离，结合空间几何原理得到所述电子标签在所述被测区域中的坐标，所述坐标用于指示被测区域中所述电子标签的位置。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述被测区域内还布置有位于所述空间平面外的第四根天线，所述计算单元包括: 第一获取子单元，用于获取所述第四根天线的磁场场强，并将所述第四根天线的磁场场强与场强位置关系表中的每个基准磁场场强进行比对，确定与第四根天线的所述磁场场强对应的所述基准磁场场强； 第二获取子单元，用于从所述场强位置关系表中获取与所述第四根天线的基准磁场场强对应的第二距离，所述第二距离用于指示所述电子标签距离所述第四根天线的距离； 第三获取子单元，用于获取所述两个交点到所述第四根天线的第二矢量距离； 对比子单元，用于将所述两个交点的第二矢量距离的模进行对比，得到第二矢量距离的模较小的交点为所述电子标签在所述被测区域内的点； 第四获取子单元，用于从所述场强位置关系表中获取所述第二矢量距离的模较小的交点到所述投射点的第一矢量距离； 计算子单元，用于基于所述第一距离和所述第二矢量距离较小的交点到所述投射点的第一矢量距离，结合空间几何原理得到所述电子标签在所述被测区域中的坐标，所述坐标用于指示被测区域中所述电子标签的位置。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括:关系表预建模块，用于当所述电子标签处于所述被测区域内一固定位置时，对所述电子标签与位于所述被测区域内的天线进行多次测量，得到标定结果，将所述标定结果写入到所述场强位置关系表中；所述场强位置关系表中包括:所述电子标签到所述天线之间的距离、所述天线的基准磁场场强和所述交点到所述投射点的矢量距离。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 报文接收模块，用于接收所述电子标签根据所述第一报文回复的应答报文； 判断模块，用于在判断出所述应答报文为合法报文时，触发所述接收模块。
【文档编号】G01S5/02GK104391269SQ201410561890
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月21日 优先权日:2014年10月21日
【发明者】郭光超, 刘志刚, 付宽, 苏卫涛 申请人:北京经纬恒润科技有限公司