[发明专利]一种基于超高频RFID电子标签的精确定位系统

权利要求书

1.一种基于超高频RFID电子标签的精确定位系统，包括阅读器天线，阅读器，参考标签，待定位标签，单片机处理器MCU和PC上位机，其特征是系统工作频率为超高频800MHz～960MHz，定位范围为圆形区域，其半径为0～10m，3个阅读器天线分别位于圆形区域边界上三个点R1、R2和R3处，4个标签固定于圆内接正六边形的A、B、C三个顶点和圆心O处作为定位的参考标签，2个标签E1、E2作为待定位标签可处于定位范围之内任意位置，能够静止，也能够自由移动；因该系统参考标签位于圆内接正六边形顶点处，将该系统定位算法称为“圆内接正六边形定位算法”，以圆心O为坐标原点建立笛卡尔直角坐标系，水平方向为x轴，与x轴垂直的方向为y轴；参考位置坐标信息写入参考标签，使用圆内接正六边形定位算法对待定位标签精确定位，阅读器将天线获得的待定位标签位置信息发送给单片机处理器，单片机处理器读取阅读器发送的待定位标签的位置信息，通过运算得出位置坐标，并按照位置关系通过PC机在显示器上显示标签的位置分布图。

2.根据权利要求1所述的超高频RFID电子标签的精确定位系统，其特征是定位区域为圆形区域，其半径为0～10m，则定位区域可覆盖的平面面积为0～314.16m²。

3.根据权利要求1所述的超高频RFID电子标签的精确定位系统，以圆心O为坐标原点建立笛卡尔直角坐标系，其特征是x轴和y轴的单位坐标均为1m，坐标精度均为0.01m，按照所建坐标系和各点所处的位置，区域内各点与xOy坐标平面中的点一一对应。

4.根据权利要求1或3所述的超高频RFID电子标签精确定位系统，其具体定位的步骤如下：

(1)参考标签网络初始化；

(2)参考标签以相同功率周期性的发射信号，信号包括参考标签ID和自身位置在xOy平面下的坐标；

(3)阅读器天线R1动态扫描参考标签发射的信号，获取参考标签A、B、C、D的位置，分别记为r_A、r_B、r_C、r_D，而由于参考标签的位置已经固定，此时将该系统定位得到的r_A、r_B、r_c、r_D分别与实际位置做误差分析，4个参考标签位置误差的平均值记为δ1；同理阅读器天线R2、R3也能够对待定位标签进行定位并得到误差分析，得到误差值δ2、δ3，将δ＝(δ1+δ2+δ3)/3作为系统的定位误差计入待定位标签的位置误差分析中；

(4)待定位标签E1、E2的位置由阅读器天线R1、R2和参考标签D共同确定，得到待定位标签E1、E2相对于参考标签D的位置，记为r_E1、r_E2，考虑步骤(3)得到的误差结果，运算即可确定待定位标签E1和E2的位置坐标，分别记为E11(X_E1，Y_E1)，E21(X_E2，Y_E2)；

同理，阅读器天线R2、R3和参考标签D也能够确定待定位标签E1、E2的一组位置坐标，分别记为：E12(X_E1，Y_E1)，E22(X_E2，Y_E2)；点E11和点E12的算术平均值即为待定位标签E1的位置坐标E1(X_E1，Y_E1)，点E21和点E22的算术平均值为待定位标签E2的位置坐标E2(X_E2，Y_E2)；

(5)不断重复以上步骤，可得到待定位标签实时的位置坐标。

5.根据权利要求1所述的超高频RFID电子标签的精确定位系统，其特征是上位机根据各标签相对位置关系，画出标签分布图，并在分布图中画出坐标平面，标出各标签所处位置的坐标值，其中位置固定的参考标签以黑色实心方块表示，待定位标签以红色实心方块表示，以作为区分。