一种简单精确的射频定位系统和方法

摘要

本发明利用低成本固定的有源电子标签，代替众多需要网络连接的阅读器来向移动标签提供位置信息，并通过移动或固定位置标签直接向处于定位区域中心的阅读器，远距离传送移动标签位置信息的办法，简单有效地解决了复杂环境中移动目标精确定位问题。本发明通过使用一个远距离协调器，利用发射指令中的时钟信息，来协调安排移动标签与位置标签彼此间通信时间的方法，保证了移动标签和位置标签超长的电池使用寿命。本发明还通过控制移动标签与位置标签之间通信距离，以及具体时隙分配的方式，解决了通信中的信号碰撞问题。本发明不仅大大降低了系统的建设成本和维护成本，极大地提高了整个系统的定位精度和系统工作的可靠性，而且使用十分简单方便。

主权项

一种简单精确的射频定位系统，其特征在于，包括：位置标签，安装在整个定位区域的不同固定位置，用于在F1频道上，接收协调器发来的工作指令信号，并按照指令要求的方式，在F2频道上与移动标签进行信息交流，以生成包括用于确定移动标签位置在内的信息；移动标签，安装在需要被定位的移动目标上，或由移动目标随身携带，用于在F1频道上接收协调器发来的工作指令，并按照指令要求的方式，在F2频道上与位置标签进行信息交流，以生成包括用于确定移动标签位置在内的信息；协调器，其通过有线或无线的方式与管理计算机相连，或按照预置程序独立工作，用于在F1频道上，通过在一段时间内，连续不间断地向位置标签和移动标签发射工作指令信号的方式，抓住位置标签和移动标签接收信号的瞬间，与之建立通信联系，并向其传达工作指令，安排位置标签与移动标签相互间进行信息交流的时间和方式，以及它们与阅读器之间进行信息交流的时间和方式；阅读器，用于在F3频道上与移动标签或位置标签进行无线通信，采集包括用于确定移动标签位置在内的信息，并通过有线或无线的方式传给管理计算机；管理计算机，用于管理控制整个定位系统，包括通过协调器在F1频道上，向位置标签和移动标签下达工作指令，或预先在协调器中写入向位置标签和移动标签下达工作指令的预置程序，并在F3频道上通过阅读器接收包括用于确定移动标签位置在内的信息，并按既定的方式确定移动标签的具体位置后，提供给应用程序；管理计算机中储存有与每个位置标签ID对应的具体位置信息；所述位置标签和移动标签，都是采用电池供电和周期性睡眠，苏醒后在F1频道上监听协调器指令信号一瞬间的有源电子标签；它们自身都具有独一无二的身份ID，其中位置标签还可携带自身的位置坐标信息；位置标签和移动标签之间的通信距离，取决于系统对移动目标定位精度的要求；所述位置标签与移动标签在F2频道上进行的信息交流方式，是其中一种标签向另一种标签发射包括自身ID在内的信号的工作方式；接收信号的标签在接收到发射信号的标签发射的信号后，还需要将自身的ID连同所接收到的信息，按照系统要求的方式在F3频道上发送给阅读器；同时，当系统中有多个接收标签向阅读器发射信息时，接收标签与阅读器之间的通信还需要采用防信号碰撞的处理措施；所述协调器向移动标签和位置标签发送的工作指令中，其对发射标签向接收标签发射信息的时间安排方式包括，但不限于：发射标签周期性地在一段时间内向外发射信号，而接收标签则采用在这一段时间内，在一个或多个不小于发射标签发射周期的小时段内，等待接收发射标签信号的方式，或按照协调器安排的特定时隙和先后时间顺序向接收标签发射信号，而接收标签则在该特定的时隙内接收发射标签的信号的方式;所述协调器向移动标签和位置标签发射的工作指令中，其对发射标签向接收标签发射信号方式的要求包括，但不限于：当发射标签是位置标签时，每个位置标签各自使用按系统定位精度要求决定的，相同或不同的单一固定功率发射信号，或按照发射功率从小到大的次序，采用多种功率发射信号的方式；当发射标签是移动标签时，则所有移动标签均使用按系统定位精度要求决定的单一固定功率发射信号，或按照发射功率从小到大的次序，采用多种功率发射信号的方式。