CN110443546A - 一种基于rfid的物品定位搜索***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了仓库管理领域的一种基于RFID的物品定位搜索***，包括一移动机器人、一RFID识别器以及复数个RFID标签；所述RFID识别器设于移动机器人上，并与所述移动机器人连接；各所述RFID标签分别粘贴在各物资上，并与所述RFID识别器连接；所述移动机器人包括一处理器、一显示屏、一通信模块、一电源模块以及一智能小车；所述显示屏、通信模块、电源模块以及智能小车均与处理器连接；所述通信模块与RFID识别器连接；所述显示屏、通信模块、电源模块以及处理器均设于智能小车上；本发明还提供了一种基于RFID的物品定位搜索方法。本发明的优点在于：实现在仓库内对物资进行精准定位以及搜寻，提高了仓库管理的效率。

Description

一种基于RFID的物品定位搜索***及方法

技术领域

本发明涉及仓库管理领域，特别指一种基于RFID的物品定位搜索***及方法。

背景技术

随着经济的发展，互联网的发展，使得货物能够在全世界进行销售流转，从而促进了仓库行业的发展，对仓库的物资管理的集约化要求越来越高，导致仓库的面积越来越大，仓库存放的物资原来越多，大量物资集中存放在一起，管理起来越来越困难。

虽然现阶段的定位技术已非常成熟，如GPS、北斗等，但是这些定位技术仅能在室外发挥较好的定位效果，而在室内的定位性能急剧下降，无法有效支撑室内的定位需求。因此，传统上，仓库存放的物资直接堆放至预先划分好的地方，当需要时再从预先划分好的地方进行查找。但是，传统的方法存在有如下问题：1、物资在搬进搬出的过程中容易混杂，导致物质查找不易；2、物资仅能按照大类进行分类存放，若具体到型号进行分类存放，导致工作量极大；3、仓管人员需对仓库的物资存放信息十分清楚，若来了新人，将耗费大量的精力熟悉仓库环境。

因此，如何提供一种基于RFID的物品定位搜索***及方法，实现在仓库内对物资进行精准定位以及搜寻，提高仓库管理的效率，成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种基于RFID的物品定位搜索***，实现在仓库内对物资进行精准定位以及搜寻，提高仓库管理的效率。

本发明是这样实现技术问题之一的：一种基于RFID的物品定位搜索***，包括一移动机器人、一RFID识别器以及复数个RFID标签；所述RFID识别器设于移动机器人上，并与所述移动机器人连接；各所述RFID标签分别粘贴在各物资上，并与所述RFID识别器连接；

所述移动机器人包括一处理器、一显示屏、一通信模块、一电源模块以及一智能小车；所述显示屏、通信模块、电源模块以及智能小车均与处理器连接；所述通信模块与RFID识别器连接；所述显示屏、通信模块、电源模块以及处理器均设于智能小车上。

进一步地，所述RFID标签为无源RFID标签。

进一步地，所述显示屏为触摸显示屏。

进一步地，各所述RFID标签均设有一唯一的标签信息。

本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种基于RFID的物品定位搜索方法，实现在仓库内对物资进行精准定位以及搜寻，提高仓库管理的效率。

本发明是这样实现技术问题之二的：一种基于RFID的物品定位搜索方法，所述方法需使用如权利要求1至4任一所述的的搜索***，所述方法包括如下步骤：

步骤S10、选择一RFID标签为目标RFID标签，通过所述显示屏向处理器输入目标RFID标签的标签信息、设定一第一距离、设定一时间间隔、存储一仓库的地图；

步骤S20、所述处理器通过通信模块将标签信息发送给RFID识别器；

步骤S30、所述RFID识别器依据接收的标签信息，每隔设定的时间间隔向外发射一次射频信号，并将接收到所述目标RFID标签发射的反馈信号传输给处理器；

步骤S40、所述处理器将接收到的反馈信号的强度转化为第二距离后，计算目标RFID标签在各区域的概率，并依据所述概率以及第二距离控制移动机器人进行移动；

步骤S50、当所述移动机器人与目标RFID标签的距离小于第一距离时，停止搜寻。

进一步地，所述步骤S30具体包括：

步骤S31、所述RFID识别器依据接收的标签信息，每隔设定的时间间隔向外发射一次射频信号；

步骤S32、所述RFID识别器判断是否接收到目标RFID标签的反馈信号，若是，则进入步骤S33；若否，则所述移动机器人依据地图进行试探性移动，并进入步骤S31；

步骤S33、将接收到所述目标RFID标签发射的反馈信号传输给处理器，并进入步骤S40。

进一步地，所述步骤S40具体包括：

步骤S41、所述处理器基于RSSI定位算法，将接收到的反馈信号的强度转化为第二距离；

步骤S42、所述处理器依据贝叶斯定律计算目标RFID标签在各区域的概率；

步骤S43、所述移动机器人依据第二距离以及概率进行移动。

进一步地，所述步骤S42中，所述贝叶斯定律具体为：

P(x|z_1：t,r_1:t)∞P(z_t|x,r_t)P(x|z_1：t-1,r_1:t-1)，其中P(x|z_1：t,r_1:t)表示RFID识别器在探测区域内的识别概率，x表示目标RFID标签的位置，z_1:t表示时间步长从1至t的观测，r_1:t表示RFID识别器在t时的位置；∞表示无穷接近；P(z_t|x,r_t)表示给定目标RFID标签的位置x，RFID识别器在位置r_t识别到目标RFID标签的概率；z_1:t-1表示时间步长从1至t-1的观测，r_1:t-1表示RFID识别器在t-1时的位置。

进一步地，所述步骤S43具体包括：

步骤S431、设定一第三距离、一中距以及一远距，且中距小于远距；

步骤S432、判断所述第二距离是否大于第三距离，若是，则进入步骤S433；若否，则进入步骤S434；

步骤S433、所述移动机器人依据概率，按远距进行移动，并进入步骤S50；

步骤S434、所述移动机器人依据概率，按中距进行移动，并进入步骤S50。

进一步地，所述步骤S50具体为：

判断所述移动机器人与目标RFID标签的距离是否小于第一距离时，若是，则停止搜寻；若否，则进入步骤S30。

本发明的优点在于：

通过将所述RFID识别器识别目标RFID标签的信号强度转化为距离，指所述移动机器人向目标RFID标签进行移动，并每隔所述时间间隔重新进行射频信号的发射与接收，对位置信息进行更新迭代，且移动的过程中基于贝叶斯定律计算目标RFID标签在各区域的概率，最终搜寻到目标RFID标签所在的位置，实现在仓库内对物资进行精准定位以及搜寻，极大的提高了仓库管理的效率。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种基于RFID的物品定位搜索***的电路原理框图。

图2是本发明一种基于RFID的物品定位搜索方法的流程图。

图3是本发明RFID识别器各区域识别概率示意图。

图4是本发明RFID标签定位原理示意图。

具体实施方式

请参照图1至图4所示，本发明一种基于RFID的物品定位搜索***的较佳实施例，包括一移动机器人、一RFID识别器以及复数个RFID标签；所述RFID识别器设于移动机器人上，并与所述移动机器人连接；各所述RFID标签分别粘贴在各物资上，并与所述RFID识别器连接；RFID是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别***与特定目标之间建立机械或者光学接触。

所述移动机器人包括一处理器、一显示屏、一通信模块、一电源模块以及一智能小车；所述显示屏、通信模块、电源模块以及智能小车均与处理器连接；所述通信模块与RFID识别器连接；所述显示屏、通信模块、电源模块以及处理器均设于智能小车上。所述处理器用于将RFID识别器识别的信号强度转换为距离、控制所述移动机器人进行移动、计算RFID标签在各区域的概率等；所述通信模块用于与RFID识别器进行通信；所述电源模块用于给移动机器人供电。

所述RFID标签为无源RFID标签，且所述RFID标签发射的射频信号为超高频信号，识别距离达10米。

所述显示屏为触摸显示屏，用于输入目标RFID标签的标签信息、设定参数、存储地图等。

各所述RFID标签均设有一唯一的标签信息，用于对物资进行唯一标识。

本发明一种基于RFID的物品定位搜索方法的较佳实施例之一，包括如下步骤：

步骤S10、选择一RFID标签为目标RFID标签，通过所述显示屏向处理器输入目标RFID标签的标签信息、设定一第一距离、设定一时间间隔、存储一仓库的地图；

步骤S20、所述处理器通过通信模块将标签信息发送给RFID识别器；

步骤S30、所述RFID识别器依据接收的标签信息，每隔设定的时间间隔向外发射一次射频信号，并将接收到所述目标RFID标签发射的反馈信号传输给处理器；

步骤S40、所述处理器将接收到的反馈信号的强度转化为第二距离后，计算目标RFID标签在各区域的概率，并依据所述概率以及第二距离控制移动机器人进行移动；并在所述显示屏上基于地图显示目标RFID标签可能在的区域，显示各区域存在的概率；

步骤S50、当所述移动机器人与目标RFID标签的距离小于第一距离时，停止搜寻。

通过将所述RFID识别器识别目标RFID标签的信号强度转化为距离，指所述移动机器人向目标RFID标签进行移动，并每隔所述时间间隔重新进行射频信号的发射与接收，对位置信息进行更新迭代，且移动的过程中基于贝叶斯定律计算目标RFID标签在各区域的概率，最终搜寻到目标RFID标签所在的位置，实现在仓库内对物资进行精准定位以及搜寻，极大的提高了仓库管理的效率。

所述步骤S30具体包括：

步骤S31、所述RFID识别器依据接收的标签信息，每隔设定的时间间隔向外发射一次射频信号；

步骤S32、所述RFID识别器判断是否接收到目标RFID标签的反馈信号，若是，则进入步骤S33；若否，则所述移动机器人依据地图采用漫步方式进行试探性移动，并进入步骤S31；

步骤S33、将接收到所述目标RFID标签发射的反馈信号传输给处理器，并进入步骤S40。

所述步骤S40具体包括：

步骤S41、所述处理器基于RSSI定位算法，将接收到的反馈信号的强度转化为第二距离；即根据信号随距离的衰减模型来判断距离的远近；

步骤S42、所述处理器依据贝叶斯定律计算目标RFID标签在各区域的概率；

步骤S43、所述移动机器人依据第二距离以及概率进行移动。

所述步骤S42中，所述贝叶斯定律具体为：

P(x|z_1：t,r_1:t)∞P(z_t|x,r_t)P(x|z_1：t-1,r_1:t-1)，其中P(x|z_1：t,r_1:t)表示RFID识别器在探测区域内的识别概率，x表示目标RFID标签的位置，z_1:t表示时间步长从1至t的观测，r_1:t表示RFID识别器在t时的位置；∞表示无穷接近；P(z_t|x,r_t)表示给定目标RFID标签的位置x，RFID识别器在位置r_t识别到目标RFID标签的概率；z_1:t-1表示时间步长从1至t-1的观测，r_1:t-1表示RFID识别器在t-1时的位置。

所述步骤S43具体包括：

步骤S431、设定一第三距离、一中距以及一远距，且中距小于远距；

步骤S432、判断所述第二距离是否大于第三距离，若是，则进入步骤S433；若否，则进入步骤S434；

步骤S433、所述移动机器人依据概率，按远距进行移动，并进入步骤S50；

步骤S434、所述移动机器人依据概率，按中距进行移动，并进入步骤S50。

所述步骤S50具体为：

判断所述移动机器人与目标RFID标签的距离是否小于第一距离时，若是，则停止搜寻；若否，则进入步骤S30。

本发明的工作原理：

给电力设备仓库中存放的各类电力设备分别粘贴上RFID标签，并通过所述显示屏录入RFID标签的标签信息与各电力设备的对应关系。通过所述显示屏输入需要定位搜索的电力设备对应的标签信息后，RFID识别器开始根据RFID标签进行探测搜索，未搜索到信号，移动机器人按照地图采用漫步方式进行试探性移动；一旦RFID识别器探测到RFID标签反馈的信号，则采集所述RFID识别器发射时的信号强度值和接收时的信号强度值并传输至处理器；所述处理器基于RSSI定位算法模型对RFID标签单元进行位置预估，并引导移动机器人向预估位置进行移动。

当移动到位置A时，所述移动机器人在时间步长1首次检测到RFID标签的反馈信号，计算各区域存在RFID标的概率值P(z₁|x,r₁)，正方形标记的区域的概率为(初始概率1)*(可能性0.9)＝0.9，三角形标记的区域的概率为(初始概率1)*(可能性0.7)＝0.7，点标记的区域的概率为(初始概率1)*(可能性0.5)＝0.5，接下来所述移动机器人移动到概率为0.9的区域。

所述移动机器人移动到新的位置时，再次采集发射时的信号强度值和接收时的信号强度值重新进行RFID标签位置预估，并对各区域存在RFID标的概率值进行计算，依次迭代，逐步精确定位出RFID标签，最终引导所述移动机器人到达电力设备所处位置。

综上所述，本发明的优点在于：

通过将所述RFID识别器识别目标RFID标签的信号强度转化为距离，指所述移动机器人向目标RFID标签进行移动，并每隔所述时间间隔重新进行射频信号的发射与接收，对位置信息进行更新迭代，且移动的过程中基于贝叶斯定律计算目标RFID标签在各区域的概率，最终搜寻到目标RFID标签所在的位置，实现在仓库内对物资进行精准定位以及搜寻，极大的提高了仓库管理的效率。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种基于RFID的物品定位搜索***，其特征在于：包括一移动机器人、一RFID识别器以及复数个RFID标签；所述RFID识别器设于移动机器人上，并与所述移动机器人连接；各所述RFID标签分别粘贴在各物资上，并与所述RFID识别器连接；

所述移动机器人包括一处理器、一显示屏、一通信模块、一电源模块以及一智能小车；所述显示屏、通信模块、电源模块以及智能小车均与处理器连接；所述通信模块与RFID识别器连接；所述显示屏、通信模块、电源模块以及处理器均设于智能小车上。

2.如权利要求1所述的一种基于RFID的物品定位搜索***，其特征在于：所述RFID标签为无源RFID标签。

3.如权利要求1所述的一种基于RFID的物品定位搜索***，其特征在于：所述显示屏为触摸显示屏。

4.如权利要求1所述的一种基于RFID的物品定位搜索***，其特征在于：各所述RFID标签均设有一唯一的标签信息。

5.一种基于RFID的物品定位搜索方法，其特征在于：所述方法需使用如权利要求1至4任一所述的的搜索***，所述方法包括如下步骤：

步骤S10、选择一RFID标签为目标RFID标签，通过所述显示屏向处理器输入目标RFID标签的标签信息、设定一第一距离、设定一时间间隔、存储一仓库的地图；

步骤S20、所述处理器通过通信模块将标签信息发送给RFID识别器；

步骤S30、所述RFID识别器依据接收的标签信息，每隔设定的时间间隔向外发射一次射频信号，并将接收到所述目标RFID标签发射的反馈信号传输给处理器；

步骤S40、所述处理器将接收到的反馈信号的强度转化为第二距离后，计算目标RFID标签在各区域的概率，并依据所述概率以及第二距离控制移动机器人进行移动；

步骤S50、当所述移动机器人与目标RFID标签的距离小于第一距离时，停止搜寻。

6.如权利要求5所述的一种基于RFID的物品定位搜索方法，其特征在于：所述步骤S30具体包括：

步骤S31、所述RFID识别器依据接收的标签信息，每隔设定的时间间隔向外发射一次射频信号；

步骤S32、所述RFID识别器判断是否接收到目标RFID标签的反馈信号，若是，则进入步骤S33；若否，则所述移动机器人依据地图进行试探性移动，并进入步骤S31；

步骤S33、将接收到所述目标RFID标签发射的反馈信号传输给处理器，并进入步骤S40。

7.如权利要求5所述的一种基于RFID的物品定位搜索方法，其特征在于：所述步骤S40具体包括：

步骤S41、所述处理器基于RSSI定位算法，将接收到的反馈信号的强度转化为第二距离；

步骤S42、所述处理器依据贝叶斯定律计算目标RFID标签在各区域的概率；

步骤S43、所述移动机器人依据第二距离以及概率进行移动。

8.如权利要求7所述的一种基于RFID的物品定位搜索方法，其特征在于：所述步骤S42中，所述贝叶斯定律具体为：

P(x|z_1：t,r_1:t)∞P(z_t|x,r_t)P(x|z_1：t-1,r_1:t-1)，其中P(x|z_1：t,r_1:t)表示RFID识别器在探测区域内的识别概率，x表示目标RFID标签的位置，z_1:t表示时间步长从1至t的观测，r_1:t表示RFID识别器在t时的位置；∞表示无穷接近；P(z_t|x,r_t)表示给定目标RFID标签的位置x，RFID识别器在位置r_t识别到目标RFID标签的概率；z_1:t-1表示时间步长从1至t-1的观测，r_1:t-1表示RFID识别器在t-1时的位置。

9.如权利要求7所述的一种基于RFID的物品定位搜索方法，其特征在于：所述步骤S43具体包括：

步骤S431、设定一第三距离、一中距以及一远距，且中距小于远距；

步骤S432、判断所述第二距离是否大于第三距离，若是，则进入步骤S433；若否，则进入步骤S434；

步骤S433、所述移动机器人依据概率，按远距进行移动，并进入步骤S50；

步骤S434、所述移动机器人依据概率，按中距进行移动，并进入步骤S50。

10.如权利要求5所述的一种基于RFID的物品定位搜索方法，其特征在于：所述步骤S50具体为：

判断所述移动机器人与目标RFID标签的距离是否小于第一距离时，若是，则停止搜寻；若否，则进入步骤S30。