[发明专利]射频标签定位系统及射频标签定位方法

说明书

技术领域

本发明与定位技术有关，特别是一种应用射频辨识技术(RFID)的定位方法与系统。

背景技术

射频辨识系统(RFID)为近年来逐渐广泛使用的无线电波传输信号技术，其前端基本架构为由接收端(Reader)与射频标签(RFID Tag)组成的无线电波传输网络。

射频标签定位是射频辨识系统的应用之一，如图1所示，已知技术中的RFID定位系统，是以一射频标签10发送一标签信号，再由读取器20接收该标签信号，并依该标签信号衰减的程度来判断射频标签10与读取器20间的距离。

如图1所示，射频标签10发出一强度为-40dBm的射频信号。当读取器20接收到射频信号强度为-60dBm，则射频信号的强度衰减20dB。将强度衰减20dB带入一衰减公式，可距离约30cm；当读取器20接收到射频信号强度为-70dBm，则射频信号的强度衰减30dB。将强度衰减30dB带入一衰减公式，可距离约40cm。基于读取器20的灵敏度，读取器20所能读取的信号强度亦有一下限值，若强度过度衰减，例如强度衰减50dB，使到达读取器20的信号强度衰减至-90dBm，此时信号强度可能远小于读取器20的灵敏度，致使读取器20实际上无法产生信号强度的读值，此时射频标签10与读取器20间的距离大于读取器20的最大收信边界。

再如图2所示，当同时以多个读取器20，30，40同时接收标签信号，便可分别判断射频标签10与各读取器20，30，40间的距离。以各读取器20，30，40为圆心，并以前述的距离为半径分别画一球体之后，便可得到如图2的示意图。理想状态下，各球体将交会于一点，而该点即为射频标签10所在位置。但受限于读取器20，30，40对于信号强度的读值精确度，因此各球体将形成一交集区域50，而射频标签10系位于交集区域50中。

但实际上标签信号衰减曲线大致如图3所示，当离超过特定范围时，衰减曲线已为不规则的非线性变化，而线性衰减的稳定区大约仅在特定范围内，使得计算距离的衰减公式不再适用。再者，不同的环境也会影响衰减率，环境中的障碍物会使得射频信号依障碍物的材质产生反射、折射或吸收，产生非线性变化的强度衰减。而前述的公式只能估算出线性的强度-距离关系，但实际环境中强度-距离关系多为非线性的变化，故无法以衰减公式准确测得射频标签10与读取器20，30，40间的距离。

发明内容

已知技术的RFID定位系统中，射频标签与读取器之间，充满着使标签信号衰减成非线性变化的不确定因素，而致使定位不精确。鉴于前述问题，本发明提供一种定位系统及一种射频标签定位方法，不需计算标签信号的衰减率，且可排除导致标签信号衰减的不确定因素所造成的定位误差。

本发明所提出的定位系统包含一射频标签、至少一读取器及一后端服务器。

射频标签周期地发射多个具有不同原始信号强度的标签信号，且每一标签信号的原始信号强度决定一相对于射频标签的收信边界。射频标签可为一有源式射频标签，有源地以一自带电力源发出各标签信号；或射频标签可为无源式射频标签，由读取器周期地发射一触发信号，触发信号驱动射频标签发出标签信号。

读取器用以读取射频标签所发出的标签信号，且读取器于每一收信边界之内，接收对应标签信号的接收强度大于一预设强度。当读取器接收对应的标签信号的强度大于预设强度，读取判别接收到的标签信号为一可接收信号，且射频标签位于对应的收信边界之内。后端服务器依据可接收信号对应的收信边界，决定该射频标签相对于该读取器的一可能位置范围。

定位系统中可以设置多个读取器，使射频标签相对于各读取器分别具有一可能位置范围，则后端服务器就能够以这些可能位置范围的交集区域为射频标签的位置区块。

本发明进一步提出一种射频标签定位方法，借由读取器辨识射频标签所在位置。

于本方法中，是先以射频标签周期地发射多个具有不同原始信号强度的标签信号。前述的每一标签信号的原始信号强度决定一相对于该射频标签的收信边界。

读取器于每一收信边界之内，接收对应标签信号的接收强度大于一预设强度。因此，以读取器读取标签信号之后，找出读取器接收强度大于预设强度的标签信号，而判别接收强度大于预设强度的标签信号为可接收信号。最后，后端服务器依据可接收信号对应的收信边界决定射频标签的可能位置范围。

本方法可进一步以一或多个其他读取器取得射频标签对应的其他可能位置范围，并决定该些可能位置范围的交集区域为射频标签的位置区块。