專利名稱：物品位置檢測(cè)設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種物品位置檢測(cè)設(shè)備和物品位置檢測(cè)方法，特別涉及一種檢測(cè)附有RFID(射頻標(biāo)識(shí)符)標(biāo)簽的物品的位置的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
在許多領(lǐng)域中都需要物品管理。物品管理的一個(gè)非常重要的功能是對(duì)物品進(jìn)行定位和跟蹤。例如，在倉(cāng)庫(kù)中，對(duì)所存儲(chǔ)的物品進(jìn)行精確定位有助于加速運(yùn)送貨物進(jìn)出；在圖書(shū)館中，管理員需要了解書(shū)籍的位置，并且當(dāng)有些書(shū)籍被放在錯(cuò)誤的書(shū)架上時(shí)能夠及時(shí)察覺(jué)；在零售店，店員需要查找被消費(fèi)者放在錯(cuò)誤的位置上的貨物，并將其放回應(yīng)該放置該貨物的位置。如果可以很好地解決物品管理中的這些問(wèn)題，將提高效率、敏感度以及客戶滿意度，并降低時(shí)間和人力資源的消耗。
近來(lái)，沃爾瑪特連鎖百貨公司和美國(guó)國(guó)防部設(shè)立的RFID 2005強(qiáng)制期限燃起了人們對(duì)RFID解決方案的熱情。由于市場(chǎng)的需要和技術(shù)上的許多好處，RFID解決方案日益被視為物品管理的最佳選擇。在普通的配置中，給每個(gè)物品附上RFID標(biāo)簽，在一些固定的關(guān)鍵位置安裝一些RFID閱讀器，用來(lái)監(jiān)視是否有附有RFID標(biāo)簽的物品經(jīng)過(guò)。后臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)收集來(lái)自RFID閱讀器的信息，并推斷出物品的位置。一些基本的場(chǎng)景有在圖書(shū)館登入和登出服務(wù)臺(tái)安裝RFID閱讀器來(lái)監(jiān)視圖書(shū)的借出和返回；在零售店倉(cāng)庫(kù)門和結(jié)帳柜臺(tái)安裝RFID閱讀器來(lái)跟蹤貨物進(jìn)出。所有這些配置都只能提供粗粒度的物品管理能力來(lái)跟蹤物品是否在房間中，而不能提供有關(guān)物品在房間中放置的精確位置的信息。
為了能在物理空間中給物品定位，提出了一些方案。圖1展示了一種典型的方案，其中在一些固定的位置安裝了RFID閱讀器陣列。各個(gè)閱讀器的位置都已預(yù)先記錄。當(dāng)附有RFID標(biāo)簽的物品處于一個(gè)RFID閱讀器的閱讀范圍之內(nèi)時(shí)，可以被該閱讀器檢測(cè)到。在閱讀器向后臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通知其檢測(cè)到這一RFID標(biāo)簽之后，將該物品與該閱讀器所覆蓋的位置關(guān)聯(lián)起來(lái)。
圖1所示的方案可以在物理空間內(nèi)給物品定位，然而這一方案的成本非常高。就倉(cāng)庫(kù)、圖書(shū)館以及零售店中一般使用的RFID標(biāo)簽和閱讀器而言，RFID閱讀器的閱讀范圍為大約1～1.5米。即使我們將單個(gè)閱讀器的覆蓋范圍近似為3×3＝9m2，對(duì)于1000m2的倉(cāng)庫(kù)而言，需要安裝不止100個(gè)閱讀器來(lái)給附有RFID標(biāo)簽的物品定位。這是非常昂貴的，因?yàn)?、RFID閱讀器本身就很貴，一個(gè)RFID標(biāo)簽可能只值不到50美分，然而一個(gè)閱讀范圍為1米的普通閱讀器要值幾百美元；2、安裝閱讀器陣列、供電并將其連接到后臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作量很大，而且需要很多配置技能。
總之，雖然RFID技術(shù)提供了一種易于采用的物品管理方式，但是，由于出于成本方面的考慮，固定閱讀器解決方案當(dāng)前只能提供粗粒度的物品位置信息。
美國(guó)專利申請(qǐng)US2003/0214387和美國(guó)專利US6,693,512分別講述了一種使用便攜式設(shè)備來(lái)確定物品位置的系統(tǒng)，但是它們都只是用來(lái)尋找特定的目標(biāo)，其中都沒(méi)有定位模塊，因而一次只能尋找特定的一個(gè)目標(biāo)，而不能建立起所有物品與其位置之間的關(guān)聯(lián)。每當(dāng)用戶需要尋找一個(gè)特定的物品時(shí)，必須重新在整個(gè)物理空間中進(jìn)行搜索。
美國(guó)專利申請(qǐng)US2003/0236590講述了一種識(shí)別移動(dòng)單元的位置和方向的RFID坐標(biāo)系統(tǒng)，其中在移動(dòng)機(jī)器人上安裝RFID閱讀器，而在機(jī)器人移動(dòng)范圍內(nèi)多個(gè)固定位置布置表示其位置的RFID標(biāo)簽，RFID閱讀器通過(guò)檢測(cè)RFID標(biāo)簽來(lái)獲得機(jī)器人的位置。然而，這只是一個(gè)“單向”定位，RFID閱讀器只檢測(cè)機(jī)器人移動(dòng)到了什么位置，而不檢測(cè)該位置放置有什么物品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于RFID技術(shù)的便宜而又有效的物品位置檢測(cè)裝置和方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種物品位置檢測(cè)設(shè)備，用于確定附有射頻標(biāo)識(shí)符標(biāo)簽的物品與其在預(yù)定空間范圍內(nèi)存放位置之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。該物品位置檢測(cè)設(shè)備包括可移動(dòng)射頻標(biāo)識(shí)符閱讀器，在所述預(yù)定空間范圍內(nèi)可移動(dòng)，用于檢測(cè)其閱讀范圍內(nèi)是否存在所述物品，并閱讀其閱讀范圍內(nèi)的物品上所附的射頻標(biāo)識(shí)符標(biāo)簽，以獲得所檢測(cè)到的物品的特有標(biāo)識(shí)符；以及位置確定裝置，用于確定所述射頻標(biāo)識(shí)符閱讀器本身所處的位置，其中，當(dāng)所述射頻標(biāo)識(shí)符閱讀器在移動(dòng)過(guò)程中檢測(cè)到其閱讀范圍內(nèi)存在所述物品時(shí)，在一內(nèi)部或外部存儲(chǔ)器中關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)所獲得的所述物品的標(biāo)識(shí)符和所述射頻標(biāo)識(shí)符閱讀器所處的當(dāng)前位置，以獲得有關(guān)所述物品的位置信息。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種物品位置檢測(cè)方法，用于確定附有射頻標(biāo)識(shí)符標(biāo)簽的物品與其在預(yù)定空間范圍內(nèi)存放位置之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。該方法包括使用可在所述預(yù)定空間范圍內(nèi)移動(dòng)的可移動(dòng)射頻標(biāo)識(shí)符閱讀器來(lái)檢測(cè)其閱讀范圍內(nèi)是否存在所述物品；當(dāng)所述射頻標(biāo)識(shí)符閱讀器在移動(dòng)過(guò)程中檢測(cè)到其閱讀范圍內(nèi)存在所述物品時(shí)，由所述射頻標(biāo)識(shí)符閱讀器閱讀其閱讀范圍內(nèi)的物品上所附的射頻標(biāo)識(shí)符標(biāo)簽，以獲得所檢測(cè)到的物品的特有標(biāo)識(shí)符；確定所述射頻標(biāo)識(shí)符閱讀器所處的位置；關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)所獲得的所述物品的標(biāo)識(shí)符和所述射頻標(biāo)識(shí)符閱讀器所處的當(dāng)前位置，以獲得有關(guān)所述物品的位置信息。
根據(jù)本發(fā)明的物品位置檢測(cè)設(shè)備和方法，可以使用較少數(shù)量的射頻標(biāo)識(shí)符閱讀器來(lái)檢測(cè)所有要管理的物品在預(yù)定空間內(nèi)的確切位置，在檢測(cè)過(guò)程結(jié)束之后，用戶可以通過(guò)查詢數(shù)據(jù)庫(kù)，就可以知道物品與其位置之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。
本發(fā)明提供的物品位置檢測(cè)裝置和方法具有多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。
首先，成本低。根據(jù)本發(fā)明，只需要幾個(gè)可移動(dòng)射頻標(biāo)識(shí)符閱讀器就可以檢測(cè)整個(gè)物理空間中的物品位置，而不需要安裝固定RFID閱讀器的陣列。另一方面，安裝、聯(lián)網(wǎng)、維護(hù)的成本也大為降低。
其次，容易操作。本發(fā)明的物品位置檢測(cè)設(shè)備較輕便于攜帶，操作員可以容易地?cái)y帶它四處走動(dòng)，而其自動(dòng)更新RFID閱讀范圍內(nèi)的物品的位置。檢測(cè)到的物品-位置信息可以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
第三，靈活性和縮放性高。整個(gè)系統(tǒng)的配置可以隨環(huán)境的改變而改變?？梢愿鶕?jù)環(huán)境因素、精度要求或成本考慮來(lái)改變所采用的定位技術(shù)。也可以調(diào)節(jié)物品位置檢測(cè)設(shè)備的數(shù)量來(lái)適應(yīng)不同規(guī)模的系統(tǒng)。
第四，多功能。該系統(tǒng)可以處理對(duì)物品及其位置的各種查詢。用戶可以搜索物品，也可以確定某個(gè)確定的位置上放置著哪個(gè)物品。可以產(chǎn)生對(duì)物品移動(dòng)的日志、報(bào)告以及自動(dòng)通知，以實(shí)現(xiàn)各種商業(yè)目的。
第五，應(yīng)用范圍廣。本發(fā)明的物品檢測(cè)設(shè)備和方法可以適用于供應(yīng)鏈、倉(cāng)庫(kù)、圖書(shū)館、零售店以及許多其它環(huán)境?？梢栽谶@些環(huán)境下與其它信息系統(tǒng)合作，從而極大地改善管理能力。


通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特性、優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中圖1展示了一種傳統(tǒng)的物品位置定位方案，其中在一些固定的位置安裝了RFID閱讀器陣列；圖2展示了根據(jù)本發(fā)明的物品位置檢測(cè)設(shè)備的示意方框圖；圖3展示了根據(jù)本發(fā)明建立物品-位置關(guān)聯(lián)的過(guò)程的流程圖；圖4展示了由操作員攜帶移動(dòng)問(wèn)詢器進(jìn)行掃描的示意圖；圖5展示了移動(dòng)問(wèn)詢器的示例模塊圖；圖6展示了移動(dòng)問(wèn)詢器的示例實(shí)現(xiàn)；以及圖7展示了后臺(tái)管理系統(tǒng)的參考實(shí)現(xiàn)方案的分層體系架構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖2-7詳細(xì)描述本發(fā)明。
作為所有附有RFID標(biāo)簽的物品的管理系統(tǒng)的基本要求，每個(gè)要管理的物品上附有一個(gè)RFID標(biāo)簽。當(dāng)RFID標(biāo)簽被RFID閱讀器的能量場(chǎng)激活時(shí)，其向閱讀器發(fā)回?cái)y帶有預(yù)定的特有ID(標(biāo)識(shí)符)代碼的射頻信號(hào)。
在本發(fā)明所提出的物品位置檢測(cè)方案中，只需要使用較少數(shù)量的可移動(dòng)RFID閱讀器來(lái)檢測(cè)附在物品上的RFID標(biāo)簽，就可以檢測(cè)出所要管理的物品在諸如倉(cāng)庫(kù)、圖書(shū)館、零售店等一定的物理空間中的具體位置。
圖2展示了根據(jù)本發(fā)明的物品位置檢測(cè)設(shè)備的示意方框圖。如圖2所示，本發(fā)明的物品位置檢測(cè)設(shè)備包括可移動(dòng)RFID閱讀器10和位置確定裝置20，下文中將該物品位置檢測(cè)設(shè)備稱為移動(dòng)問(wèn)詢器?？梢苿?dòng)RFID閱讀器10在上述預(yù)定空間范圍內(nèi)移動(dòng)，同時(shí)檢測(cè)其閱讀范圍內(nèi)是否存在所要管理的物品，并閱讀其閱讀范圍內(nèi)的物品上所附的RFID標(biāo)簽，以獲得所檢測(cè)到的物品的特有ID。位置確定裝置20可以用來(lái)確定RFID閱讀器本身所處的位置。當(dāng)所述RFID閱讀器檢測(cè)到其閱讀范圍內(nèi)存在所述物品時(shí)，在一個(gè)存儲(chǔ)器30中關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)所獲得的所述物品的標(biāo)識(shí)符和所述RFID閱讀器所處的當(dāng)前位置，以獲得有關(guān)所述物品的位置信息。存儲(chǔ)器30可以是移動(dòng)問(wèn)詢器內(nèi)部的存儲(chǔ)器，也可以是移動(dòng)問(wèn)詢器外部裝置如后臺(tái)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器，或者也可以先在移動(dòng)問(wèn)詢器內(nèi)部存儲(chǔ)器中暫存，然后再傳送到移動(dòng)問(wèn)詢器外部裝置的存儲(chǔ)器中。
本發(fā)明所提出的物品管理系統(tǒng)的關(guān)鍵之處在于使用移動(dòng)問(wèn)詢器來(lái)使物品和其在物理空間中的位置關(guān)聯(lián)起來(lái)的方式。圖3展示了根據(jù)本發(fā)明建立物品-位置關(guān)聯(lián)的過(guò)程的流程圖。
在步驟S1，移動(dòng)問(wèn)詢器MIi檢測(cè)附有RFID標(biāo)簽的物品IDk。當(dāng)檢測(cè)到附有RFID標(biāo)簽的物品時(shí)，閱讀其上所附的RFID標(biāo)簽，從而獲得其標(biāo)識(shí)符IDk。
在步驟S2，移動(dòng)問(wèn)詢器MIi確定其自身，特別是其中的可移動(dòng)RFID閱讀器的位置Posx。應(yīng)該明白，可以只在步驟S1中檢測(cè)到附有RFID標(biāo)簽的物品時(shí)才執(zhí)行步驟S2及以后的操作，但是也可以持續(xù)不斷地進(jìn)行步驟S2的操作，而不考慮步驟S1中是否檢測(cè)到了附有RFID標(biāo)簽的物品。
在步驟S3，建立物品IDk和檢測(cè)到物品IDk時(shí)確定的位置Posx之間的關(guān)聯(lián)，這意味著物品IDk位于位置Posx，偏差為移動(dòng)問(wèn)詢器的RFID閱讀范圍R。
在步驟S4，將物品IDk和位置Posx關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)，建立它們之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以備后面使用。
然后在步驟S5判斷檢測(cè)過(guò)程是否結(jié)束。當(dāng)掃描了預(yù)定空間中所有位置之后，或者操作員指令停止檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)過(guò)程結(jié)束。如果在步驟S5判定檢測(cè)過(guò)程不結(jié)束，則返回步驟S1，繼續(xù)檢測(cè)附有RFID標(biāo)簽的物品。
為了使所有物品與其位置相關(guān)聯(lián)，可以由一個(gè)或多個(gè)操作員，操作員1和操作員2，攜帶移動(dòng)問(wèn)詢器在該物理空間中四處走動(dòng)，如圖4所示。圖4展示了由操作員攜帶移動(dòng)問(wèn)詢器進(jìn)行掃描的示意圖。在操作員走動(dòng)過(guò)程中，其攜帶的移動(dòng)問(wèn)詢器檢測(cè)附有RFID標(biāo)簽的物品，并自動(dòng)更新這些物品位置。將物品與其位置關(guān)聯(lián)在一起的掃描操作可以由人來(lái)執(zhí)行，如圖4所示?；蛘?，也可以通過(guò)一些自動(dòng)裝置來(lái)執(zhí)行，例如，可以由自動(dòng)漫游車攜帶移動(dòng)問(wèn)詢器在倉(cāng)庫(kù)中四處移動(dòng)。初始的掃描結(jié)果存儲(chǔ)在后臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。以后的掃描操作可以用來(lái)更新該數(shù)據(jù)庫(kù)，或者與數(shù)據(jù)庫(kù)中已經(jīng)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而發(fā)現(xiàn)哪個(gè)物品被移到另一個(gè)位置了。掃描操作的頻度可以根據(jù)不同的情況而改變。較高的掃描頻度帶來(lái)物品-位置數(shù)據(jù)庫(kù)更及時(shí)的更新。
在建立物品與其位置之間的關(guān)聯(lián)之后，后臺(tái)計(jì)算機(jī)可以提供廣泛的物品管理功能。用戶可以獲得物理空間中的物品放置圖。用戶也可以查詢指定物品的位置，或者另一方面，查詢?cè)谥付ǖ奈恢梅胖弥膫€(gè)物品。系統(tǒng)可以監(jiān)視物品移動(dòng)，將其記入日志，并報(bào)告和通知位置改變。
本發(fā)明所提出的系統(tǒng)可以與其它物品信息系統(tǒng)集成在一起。例如，其可以與供應(yīng)鏈信息系統(tǒng)合作。供應(yīng)鏈系統(tǒng)管理貨物入庫(kù)出庫(kù)，而本發(fā)明提出的系統(tǒng)向供應(yīng)鏈系統(tǒng)提供有關(guān)貨物具體存放在倉(cāng)庫(kù)中何處的精確信息。又例如，其可以與圖書(shū)館信息系統(tǒng)集成在一起。普通的啟用RFID的圖書(shū)館信息系統(tǒng)管理書(shū)籍的信息，如書(shū)名、作者、借閱歷史等，并將每本書(shū)映射到RFID。由于本發(fā)明提出的系統(tǒng)可以指出附有RFID標(biāo)記的物品的位置，所以集成這兩個(gè)系統(tǒng)可以很容易地解決名為“e-Business on Demand”的書(shū)在哪里或其是否在正確的書(shū)架上的問(wèn)題。
下面參考附圖5-7描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
本發(fā)明這一實(shí)施例中的物品管理系統(tǒng)包括兩個(gè)組件，即移動(dòng)問(wèn)詢器和后臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)中可以有至少一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)問(wèn)詢器。移動(dòng)問(wèn)詢器將物品與其位置關(guān)聯(lián)起來(lái)，而后臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與移動(dòng)問(wèn)詢器通信，以保持物品-位置關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫(kù)。后臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還提供基于數(shù)據(jù)庫(kù)的管理功能，并處理與用戶或其它應(yīng)用的交互。
首先描述移動(dòng)問(wèn)詢器的軟件模塊和硬件構(gòu)成的例子。移動(dòng)問(wèn)詢器是小型、輕便的器件，可以由人攜帶，或附在一些自動(dòng)移動(dòng)機(jī)構(gòu)上。其可以作為集成器件實(shí)現(xiàn)，也可以用可移動(dòng)RFID閱讀器和運(yùn)行一些專門設(shè)計(jì)的軟件的普通PDA(個(gè)人數(shù)字助理)實(shí)現(xiàn)。
圖5展示了移動(dòng)問(wèn)詢器的示例模塊圖。
RFID閱讀器適配器模塊與RFID閱讀器器件一起工作，檢測(cè)哪個(gè)RFID標(biāo)簽位于移動(dòng)問(wèn)詢器的覆蓋范圍內(nèi)。RFID閱讀器可以嵌入到移動(dòng)問(wèn)詢器中，或者其也可以作為外部設(shè)備經(jīng)由諸如USB、RS232等一些工業(yè)接口連接到移動(dòng)問(wèn)詢器。
位置確定模塊確定問(wèn)詢器的位置。有多種技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的。例如，對(duì)于室外定位可以使用GPS定位技術(shù)，或者對(duì)于室內(nèi)定位可以采用基于WLAN(無(wú)線局域網(wǎng))的定位技術(shù)，還可以采用紅外、超聲波以及其它任何無(wú)線或有線裝置來(lái)確定問(wèn)訊器的位置。另一種有效的方法是在整個(gè)物理空間中所有已知位置附上專用RFID標(biāo)簽(稱作位置參考標(biāo)簽)，并使用移動(dòng)問(wèn)詢器的RFID閱讀器器件來(lái)檢查可以檢測(cè)到哪個(gè)位置參考標(biāo)簽，從而確定移動(dòng)問(wèn)詢器的位置。
網(wǎng)絡(luò)模塊使移動(dòng)問(wèn)詢器能夠與后臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通信。移動(dòng)問(wèn)詢器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)模塊向后臺(tái)系統(tǒng)發(fā)送檢測(cè)到的物品及其位置，并且從后臺(tái)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中取出物品的位置。可以用有線、無(wú)線等各種技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能，推薦使用諸如802.11的無(wú)線技術(shù)。
存儲(chǔ)模塊可以臨時(shí)存儲(chǔ)由移動(dòng)問(wèn)詢器建立的物品-位置關(guān)聯(lián)信息。其可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)⑺鎯?chǔ)的信息上載到后臺(tái)系統(tǒng)，以使后臺(tái)系統(tǒng)中存儲(chǔ)的信息與存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的信息同步。存儲(chǔ)模塊使移動(dòng)問(wèn)詢器能夠從后臺(tái)系統(tǒng)下載部分物品-位置信息。事實(shí)上，存儲(chǔ)模塊并不是移動(dòng)問(wèn)詢器所必需的，移動(dòng)問(wèn)詢器完全可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)模塊隨時(shí)直接將物品-位置關(guān)聯(lián)信息上傳到后臺(tái)系統(tǒng)。
移動(dòng)問(wèn)詢器中還可以具有一個(gè)比較模塊(也可以稱為比較器，圖中未示出)，用來(lái)比較檢測(cè)到的物品-位置對(duì)和存儲(chǔ)模塊中緩存的數(shù)據(jù)，以發(fā)現(xiàn)其中發(fā)生的變化。由于這一行為并不涉及網(wǎng)絡(luò)通信，所以比較速度更快。
管理應(yīng)用模塊使其它各模塊一起工作。觸發(fā)RFID閱讀適配器模塊檢測(cè)RFID標(biāo)簽，并將其與位置確定模塊確定的位置關(guān)聯(lián)起來(lái)。使用網(wǎng)絡(luò)模塊來(lái)發(fā)起對(duì)后臺(tái)系統(tǒng)的信息更新，并從后臺(tái)系統(tǒng)取回?cái)?shù)據(jù)。通過(guò)比較新檢測(cè)的信息和通過(guò)網(wǎng)絡(luò)取回到的數(shù)據(jù)或本地存儲(chǔ)器中緩存的數(shù)據(jù)，檢測(cè)物品-位置變化。管理應(yīng)用模塊還為系統(tǒng)操作員提供用戶接口。
圖6展示了移動(dòng)問(wèn)詢器的示例實(shí)現(xiàn)。在此例子中，移動(dòng)問(wèn)詢器的硬件包括工業(yè)可用的可移動(dòng)RFID閱讀器、Wi-Fi卡和PDA。移動(dòng)問(wèn)詢器的軟件模塊在PDA上運(yùn)行。特別地，Wi-Fi適配器既用于網(wǎng)絡(luò)通信又用于位置確定。位置確定模塊中包括的基于Wi-Fi的定位引擎計(jì)算Wi-Fi信號(hào)強(qiáng)度，以獲得PDA的位置。
下面參考圖7描述后臺(tái)管理系統(tǒng)的例子。后臺(tái)管理系統(tǒng)處理其與移動(dòng)問(wèn)詢器之間的交互，管理物品-位置數(shù)據(jù)庫(kù)，并提供用于業(yè)務(wù)集成和用戶交互的接口。圖7展示了后臺(tái)管理系統(tǒng)的參考實(shí)現(xiàn)方案的分層體系架構(gòu)。
移動(dòng)問(wèn)詢器交互層是后臺(tái)管理系統(tǒng)的最低層。其處理后臺(tái)管理系統(tǒng)和移動(dòng)問(wèn)詢器之間的數(shù)據(jù)交換，還監(jiān)視和管理移動(dòng)問(wèn)詢器。
移動(dòng)問(wèn)詢器交互層可以以實(shí)時(shí)通信模式和脫機(jī)數(shù)據(jù)同步模式兩種模式建立與數(shù)據(jù)交換模塊的端對(duì)端通信。相應(yīng)地提供了兩個(gè)對(duì)應(yīng)的模塊來(lái)支持這兩個(gè)模塊。在實(shí)時(shí)通信模式下，移動(dòng)問(wèn)詢器在任何需要的時(shí)候向遠(yuǎn)處的后臺(tái)管理系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)或從中取回?cái)?shù)據(jù)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送。這一層中的網(wǎng)絡(luò)模塊處理諸如Wi-Fi、藍(lán)牙等底層網(wǎng)絡(luò)的多樣性。在脫機(jī)數(shù)據(jù)同步模式下，移動(dòng)問(wèn)詢器通過(guò)一些工業(yè)計(jì)算機(jī)接口如USB、RS232、1394、IR等連接到后臺(tái)管理系統(tǒng)。在這一模式下，移動(dòng)問(wèn)詢器中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以迅速地與后臺(tái)系統(tǒng)同步。外圍接口模塊隱藏了物理接口的多樣性。
移動(dòng)問(wèn)詢器管理模塊提供監(jiān)視和控制移動(dòng)問(wèn)詢器的功能。系統(tǒng)管理員可以訪問(wèn)這一模塊來(lái)檢查移動(dòng)問(wèn)詢器是否正確地工作。如果其以實(shí)時(shí)通信模式工作，管理員可以查詢移動(dòng)問(wèn)詢器的當(dāng)前位置。管理員可以在移動(dòng)問(wèn)詢器中運(yùn)行的管理應(yīng)用模塊的幫助下，實(shí)時(shí)跟蹤移動(dòng)問(wèn)詢器，或獲得其漫游路徑歷史。管理員可以允許或禁止移動(dòng)問(wèn)詢器與后臺(tái)管理系統(tǒng)通信。
數(shù)據(jù)管理層負(fù)責(zé)存儲(chǔ)、取出、管理移動(dòng)問(wèn)詢器報(bào)告的物品位置信息。
當(dāng)從移動(dòng)問(wèn)詢器交互層提交了新的物品-位置數(shù)據(jù)時(shí)，首先由輸入數(shù)據(jù)合并模塊處理。由于可以有多個(gè)移動(dòng)問(wèn)詢器同時(shí)工作，所以一個(gè)物品的位置可能被不同的移動(dòng)問(wèn)詢器報(bào)告多次。輸入數(shù)據(jù)合并層在將數(shù)據(jù)遞送到數(shù)據(jù)訪問(wèn)模塊之前去除冗余數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)訪問(wèn)模塊保存移動(dòng)問(wèn)詢器向數(shù)據(jù)庫(kù)報(bào)告的信息，并按需要從數(shù)據(jù)庫(kù)中取出數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)管理子模塊使系統(tǒng)能夠支持不同種類的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。
集成層給用戶交互以及與其它信息系統(tǒng)集成的功能。較高層及其它應(yīng)用程序或系統(tǒng)訪問(wèn)集成層來(lái)查詢物品的位置或查詢某個(gè)位置的物品?？梢园凑斩〞r(shí)時(shí)間表、某個(gè)物品的移動(dòng)事件的發(fā)生、或其它指定規(guī)則來(lái)產(chǎn)生通知。集成層還將系統(tǒng)中物品一位置信息的變化記入日志，并提供有關(guān)所管理的物理空間中的物品分布的報(bào)告。上述日志和報(bào)告可以提供給其它信息系統(tǒng)，或者由其它信息系統(tǒng)取出。集成層對(duì)外提供服務(wù)訪問(wèn)接口，以便與其它系統(tǒng)集成。
顯示層提供對(duì)用戶或管理員的接口。接口可以使用portalet、網(wǎng)頁(yè)或其它應(yīng)用程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。用戶可以通過(guò)接口來(lái)訪問(wèn)集成層提供的功能。管理員可以使用管理接口來(lái)管理整個(gè)系統(tǒng)。
管理模塊和安全模塊是兩個(gè)跨層模塊，其功能分布在每一層中實(shí)現(xiàn)。
管理模塊為系統(tǒng)管理員提供配置、控制以及監(jiān)視整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行的功能。管理模塊也可以對(duì)外提供服務(wù)訪問(wèn)接口，以使得可以使用其它管理系統(tǒng)如Tivoli來(lái)進(jìn)行管理和優(yōu)化。
安全模塊授權(quán)用戶和應(yīng)用程序訪問(wèn)系統(tǒng)，并確保以安全的方式執(zhí)行數(shù)據(jù)訪問(wèn)和通信。
上面描述了本發(fā)明后臺(tái)管理系統(tǒng)的一個(gè)示范性層狀結(jié)構(gòu)，這只是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，而不是用于限制本發(fā)明的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以通過(guò)其它方式來(lái)實(shí)現(xiàn)這樣的后臺(tái)管理系統(tǒng)。
盡管參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例具體展示和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域一般技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種修改。
權(quán)利要求
1.一種物品位置檢測(cè)設(shè)備，用于確定附有射頻標(biāo)識(shí)符標(biāo)簽的物品與其在預(yù)定空間范圍內(nèi)存放位置之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，該物品位置檢測(cè)設(shè)備包括可移動(dòng)射頻標(biāo)識(shí)符閱讀器，在所述預(yù)定空間范圍內(nèi)可移動(dòng)，用于檢測(cè)其閱讀范圍內(nèi)是否存在所述物品，并閱讀其閱讀范圍內(nèi)的物品上所附的射頻標(biāo)識(shí)符標(biāo)簽，以獲得所檢測(cè)到的物品的特有標(biāo)識(shí)符；以及位置確定裝置，用于確定所述射頻標(biāo)識(shí)符閱讀器本身所處的位置，其中，當(dāng)所述射頻標(biāo)識(shí)符閱讀器在移動(dòng)過(guò)程中檢測(cè)到其閱讀范圍內(nèi)存在所述物品時(shí)，在一內(nèi)部或外部存儲(chǔ)器中關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)所獲得的所述物品的標(biāo)識(shí)符和所述射頻標(biāo)識(shí)符閱讀器所處的當(dāng)前位置，以獲得有關(guān)所述物品的位置信息。
2.如權(quán)利要求1所述的物品位置檢測(cè)設(shè)備，其特征在于，所述位置確定裝置是基于全球定位系統(tǒng)、無(wú)線局域網(wǎng)、紅外線技術(shù)、超聲波技術(shù)之一的無(wú)線定位裝置或有線定位裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的物品位置檢測(cè)設(shè)備，其特征在于，在所述預(yù)定空間范圍內(nèi)多個(gè)固定位置附有表示位置信息的位置參考射頻標(biāo)識(shí)符標(biāo)簽，所述位置確定裝置根據(jù)所述射頻標(biāo)識(shí)符閱讀器所閱讀到的所述位置參考射頻標(biāo)識(shí)符標(biāo)簽來(lái)確定所述射頻標(biāo)識(shí)符閱讀器本身所處的位置。
4.如權(quán)利要求1所述的物品位置檢測(cè)設(shè)備，還包括比較器，用于尋找新檢測(cè)到的物品位置信息相對(duì)于先前獲得的物品位置信息所發(fā)生的變化。
5.如權(quán)利要求1-4中任何一項(xiàng)所述的物品位置檢測(cè)設(shè)備，其特征在于，所述可移動(dòng)射頻標(biāo)識(shí)符閱讀器安裝在可移動(dòng)機(jī)構(gòu)上。
6.一種物品位置檢測(cè)方法，用于確定附有射頻標(biāo)識(shí)符標(biāo)簽的物品與其在預(yù)定空間范圍內(nèi)存放位置之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，該方法包括使用可在所述預(yù)定空間范圍內(nèi)移動(dòng)的可移動(dòng)射頻標(biāo)識(shí)符閱讀器來(lái)檢測(cè)其閱讀范圍內(nèi)是否存在所述物品；當(dāng)所述射頻標(biāo)識(shí)符閱讀器在移動(dòng)過(guò)程中檢測(cè)到其閱讀范圍內(nèi)存在所述物品時(shí)，由所述射頻標(biāo)識(shí)符閱讀器閱讀其閱讀范圍內(nèi)的物品上所附的射頻標(biāo)識(shí)符標(biāo)簽，以獲得所檢測(cè)到的物品的特有標(biāo)識(shí)符；確定所述射頻標(biāo)識(shí)符閱讀器所處的位置；關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)所獲得的所述物品的標(biāo)識(shí)符和所述射頻標(biāo)識(shí)符閱讀器所處的當(dāng)前位置，以獲得有關(guān)所述物品的位置信息。
7.如權(quán)利要求6所述的物品位置檢測(cè)方法，其特征在于，基于全球定位系統(tǒng)、無(wú)線局域網(wǎng)、紅外線技術(shù)、超聲波技術(shù)之一的無(wú)線定位方案或有線定位方案來(lái)確定所述射頻標(biāo)識(shí)符閱讀器所處的位置。
8.如權(quán)利要求6所述的物品位置檢測(cè)方法，其特征在于，在所述預(yù)定空間范圍內(nèi)多個(gè)固定位置附有表示位置信息的位置參考射頻標(biāo)識(shí)符標(biāo)簽，根據(jù)所述射頻標(biāo)識(shí)符閱讀器所閱讀到的所述位置參考射頻標(biāo)識(shí)符標(biāo)簽來(lái)確定所述射頻標(biāo)識(shí)符閱讀器本身所處的位置。
9.如權(quán)利要求6所述的物品位置檢測(cè)方法，還包括比較新檢測(cè)到的物品位置信息和先前獲得的物品位置信息以發(fā)現(xiàn)所發(fā)生的變化的步驟。
10.如權(quán)利要求6所述的物品位置檢測(cè)方法，還包括去除由多個(gè)可移動(dòng)射頻標(biāo)識(shí)符閱讀器提供的冗余信息的步驟。
11.如權(quán)利要求6所述的物品位置檢測(cè)方法，還包括使用新檢測(cè)到的物品位置信息來(lái)更新原來(lái)存儲(chǔ)的物品位置信息的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種物品位置檢測(cè)設(shè)備和方法，用于確定附有RFID標(biāo)簽的物品與其在預(yù)定空間范圍內(nèi)存放位置之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。該設(shè)備包括可移動(dòng)RFID閱讀器(10)，在所述預(yù)定空間范圍內(nèi)可移動(dòng)，用于檢測(cè)其閱讀范圍內(nèi)是否存在上述物品，并閱讀其閱讀范圍內(nèi)的物品上所附的RFID標(biāo)簽，以獲得所檢測(cè)到的物品的特有標(biāo)識(shí)符；以及位置確定裝置(20)，用于確定RFID閱讀器本身所處的位置，其中，當(dāng)所述RFID閱讀器在移動(dòng)過(guò)程中檢測(cè)到其閱讀范圍內(nèi)存在上述物品時(shí)，在數(shù)據(jù)庫(kù)(30)中關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)所獲得的物品的標(biāo)識(shí)符和RFID閱讀器所處的當(dāng)前位置，以獲得有關(guān)物品的位置信息。利用該設(shè)備，可以利用較少數(shù)量的RFID閱讀器來(lái)獲得預(yù)定空間范圍內(nèi)所有物品的位置信息。
文檔編號(hào)G06K7/10GK1741028SQ200410068248
公開(kāi)日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2004年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月25日
發(fā)明者王浩, 傅榮耀, 宋松, 高醒心, 向哲, 黃劍 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司