[发明专利]一种基于自适应调整天线功率的货物定位方法与系统

说明书

一、技术领域

本发明属于RFID定位技术领域，涉及多天线切换和自适应调整RFID天线功率，对物品精确定位的系统。

二、背景技术

射频识别技术RFID是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象，被称为21世纪十大重要技术项目之一。RFID的基本系统由三部分组成：标签、读写器和天线。标签用于标识不同对象，读写器用于读取和写入标签信息，天线则用于在标签和读写器之间传递射频信号。

与传统的二维码相比，RFID抗污染能力和耐久能力强，具有穿透性和无障碍阅读以及重复使用等特点，并且RFID的数据可以实现反复修改，这使得标签能够循环使用，这将摊薄一次性投入成本；RFID读写器可以同时读取多达上百个RFID标签，其信息识别能力和安全性总体优于二维码。

RFID技术的应用十分广泛，发展迅速，正在逐步走向成熟。其应用领域涵盖政府、物流行业、制造业、交通运输、通信等多个行业，甚至还包括了供应链、人员票据管理、资产管理和车辆管理等重要的人工管理行业。例如，在仓储管理中，RFID技术可以大大减少仓库管理环节，提高工作人员的效率，及时更新数据库信息，使工作人员能够及时了解仓储信息，缩短了盘库时间，降低人员的工作强度。常规采用RFID技术的仓储管理系统在每件货物、托盘上安装RFID标签，在货架和仓库的入口通道上设置RFID读写器，当货物或托盘在读写器的识别范围之内时，读写器可通过货物上的标签获得货物的相关信息，但一个系统使得货物的识别定位操作限制在特定的区域。如果想要获得整个仓库中任一货物的具体信息，需要部署大量的RFID读写器和天线，但这样的系统存在两个问题：(1)读写器的价格一般比较高，大量的读写器造成仓库成本偏高；(2)仓库内部署大量的读写器之间不可避免的会相互产生干扰。如何降低成本，解决读写器的干扰，是有待解决的技术难题。

三、发明内容

获得仓库内任何位置的货物信息，需要部署大量的RFID读写器和天线。市场的产品，一般会将RFID天线和读写器功能进行一体化设计。

针对密布RFID天线/读写器的定位系统带来的读写器成本过高的问题，本发明采用天线与读写器分离的方式，引入天线切换器，实现天线与读写器之间的“多选多”。鉴于读写器的成本远高于天线的成本，因此，天线、天线切换器和读写器的组合使用可以实现读写器的复用功能，用单纯密布天线的方式取代了密布RFID天线/读写器的方式，减少了RFID读写器的数量，降低了系统的综合成本。

本发明提出了一种基于自适应调整天线功率的货物定位方法与系统，采用天线与读写器分离的方式，通过调整天线的功率和角度，结合垛位上的参考标签，限制天线的作用范围，确保获取信息的准确性。

本发明公开了自适应调整天线功率的货物定位方法与系统，该系统引入了多天线和参考标签，可以高效准确的确定RFID标签的确切位置。

图1给出了本发明的系统功能结构图。系统主要由多天线阵列模块、切换器模块、RFID读写器模块、控制器模块和处理器模块组成。具体来说：

多天线阵列模块由多个天线组成，每个垛位底端安装有一个天线，如图2所示，每个天线通过馈线与多天线模块连接。每个天线标记一个垛位上的地址码，且该地址码与其实际的物理位置一致，当RFID阅读器进入一定区域，天线发射信号，该区域的天线接收信号，并激活该区域的RFID标签，同时将该天线的地址信息和RFID标签信息一同传给RFID阅读器。

读写器模块主要有两个功能：一是，支持RFID标签的读取；二是，发送信号给天线，收集各个标签上面的信息，其中包括标签ID、标签返回场强，并处理这些信息，以确定所接收标签是否是要查找的RFID标签。

天线切换器模块与多天线阵列模块相连，可以根据控制器模块发送过米的命令从N路天线中选取M路实现多路控制，其中m的大小必须小于等于当前所有读写器的个数。

处理器模块包括任务调度单元、信息处理单元、显示单元、数据库单元四个部分，其中任务调度单元负责下达任务(天线校准、盘库等)；信息处理单元的功能包括：天线地址信息处理，RFID参考标签信息的处理；数据库单元用于存储数据以及对数据的管理和更新。

控制器模块由天线切换单元、读写器控制单元、校准单元组成。天线切换单元用于控制天线切换器，实现从n路到m路的转换；读写器控制单元用于控制读写器的读与写，实现信号的收发；校准单元通过控制读写器来间接控制与读写器对应天线的功率，实现天线功率的校准。