本發(fā)明涉及射頻識別應用技術領域，具體涉及一種面向智能電表倉儲管理的射頻識別定位方法。

背景技術：

隨著國家電力行業(yè)的改革和智能電網(wǎng)的規(guī)劃建設，為了保障國家戰(zhàn)略能源安全和國民經(jīng)濟命脈安全，電力資產(chǎn)管理水平在逐步提高，電力計量倉儲管理模式也隨之發(fā)生了重大變革，智能倉儲管理系統(tǒng)在電能表計倉儲管理中的應用，提高了電能表計倉儲管理的質(zhì)量，為建設一流的電力智能倉儲物流中心做了鋪墊。智能電表倉儲管理系統(tǒng)是一個實時地按照運作業(yè)務規(guī)則和運算法則，對信息、資源、行為、存貨和分銷運作進行更有效管理的系統(tǒng)。為了提高倉儲物流中心的運行效率，獲取設備位置信息是系統(tǒng)運作不可或缺的環(huán)節(jié)。紅外線技術由于其視距傳播特性使得被監(jiān)測需要與閱讀器處于一條直線上，而且紅外線定位精度難以滿足室內(nèi)定位要求，超聲波定位技術需要大量底層硬件支撐，受多徑效應和非視距影響明顯，無線局域網(wǎng)的定位精度通常在3m-30m左右，同樣難以滿足室內(nèi)定位需要。作為物聯(lián)網(wǎng)核心技術之一的射頻識別rfid(radiofrequencyidentification，rfid)技術較同類技術更符合要求。在室內(nèi)，其本身具有的非視距，免接觸以及高速識別等特性使其很快取代由于室內(nèi)遮蔽干擾而勢微的全球定位系統(tǒng)(globalpositioningsystem,gps)。

在通常的射頻識別室內(nèi)定位算法中，如典型定位算法landmarc，采用定點放置閱讀器和鋪設實際參考標簽為主，以閱讀器接受參考標簽信號強度值反映標簽物理位置關系，其室內(nèi)無線傳播模型為以閱讀器為中心的圓或橢圓。在實際應用中，由于環(huán)境中的溫度、濕度、障礙物反射、折射和散射等條件，使得無線傳播模型并不為規(guī)則圖形，實測接受信號強度在反映距離關系上，與理想情況相比有誤差，從而降低了此類算法在實際應用中的定位精度。為此提出了一種多閱讀器扇形重疊的模型，但是對于閱讀器本身配置和數(shù)量的要求較高，成本增加顯著。又因為閱讀器在接收標簽信號強度的同時能同時顯示到達相位數(shù)值，而到達相位的疊加噪聲呈加性易于濾除，因此提出了利用poa的室內(nèi)定位算法，但當發(fā)射信號頻率過高，測距范圍將受到限制。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種面向智能電表倉儲管理的射頻識別定位方法，其目的是提供一種具有較 高的定位精度，低復雜度，低成本和低能耗的特點的智能電表倉儲管理的射頻識別定位方法。

本發(fā)明的目的是采用下述技術方案實現(xiàn)的：

一種面向智能電表倉儲管理的射頻識別定位方法，其改進之處在于，包括：

(1)利用倉庫邊界的閱讀器收集倉庫監(jiān)測區(qū)域中待定位智能電表的能量強度及布置于所述倉庫監(jiān)測區(qū)域的等分網(wǎng)格頂點上的虛擬參考標簽的能量強度；

(2)確定所述待定位智能電表鄰近的虛擬參考標簽樣本；

(3)根據(jù)所述待定位智能電表對所述虛擬參考標簽樣本的能量強度的隸屬度，確定所述待定位智能電表最近的虛擬參考標簽樣本；

(4)確定所述待定位智能電表最近的虛擬參考標簽樣本的能量密度；

(5)確定所述待定位智能電表的位置。

優(yōu)選的，所述步驟(2)包括：

以所述閱讀器為圓心，所述閱讀器接收待定位智能電表的能量強度與α的和為外徑，所述閱讀器接收待定位智能電表的能量強度與α的差為內(nèi)徑，構建所述閱讀器對應的待定位智能電表的能量圓環(huán)；

獲取包含所述待定位智能電表及所述閱讀器對應的待定位智能電表的能量圓環(huán)的交集區(qū)域；

所述交集區(qū)域中包含的虛擬參考標簽為所述待定位智能電表鄰近的虛擬參考標簽樣本。

優(yōu)選的，所述步驟(3)中，按下式確定所述待定位智能電表對所述虛擬參考標簽樣本的能量強度的隸屬度：

μ(i,j)＝2×min(ei,ej)/(ei+ej)(1)

式(1)中，μ(i,j)為閱讀器接收第j個待定位智能電表鄰近的第i個虛擬參考標簽樣本的能量強度對閱讀器接收第j個待定位智能電表的能量強度的隸屬度，ei為第j個待定位智能電表鄰近的第i個虛擬參考標簽樣本的融合能量強度，ej為第j個待定位智能電表的融合能量強度，i∈[1,k]，k為第j個待定位智能電表鄰近的虛擬參考標簽樣本總數(shù)，j∈[1,l]，l為倉庫監(jiān)測區(qū)中待定位智能電表總數(shù)；

其中，所述第j個待定位智能電表鄰近的第i個虛擬參考標簽樣本的融合能量強度ei的計算公式為：

式(2)中，n為倉庫監(jiān)測區(qū)中閱讀器總數(shù)，ein為第n個閱讀器接收第j個待定位智能 電表鄰近的第i個虛擬參考標簽樣本的能量強度；

所述倉庫監(jiān)測區(qū)中第j個待定位智能電表的融合能量強度ej的計算公式為：

式(3)中，ejn為第n個閱讀器接收第j個待定位智能電表的能量強度。

進一步的，在閱讀器接收第j個待定位智能電表鄰近的虛擬參考標簽樣本的能量強度對閱讀器接收第j個待定位智能電表的能量強度的隸屬度降序排列中，選擇前m個隸屬度對應的虛擬參考標簽樣本作為所述第j個待定位智能電表最近的虛擬參考標簽樣本，m≤k，k為第j個待定位智能電表鄰近的虛擬參考標簽樣本總數(shù)，m為第j個待定位智能電表最近的虛擬參考標簽樣本總數(shù)。

優(yōu)選的，所述步驟(4)中，按下式確定所述待定位智能電表最近的虛擬參考標簽樣本的能量密度：

ρ(c)＝(max[d(c,j)]-d(c,j)/(max[d(c,j)]-min[d(c,j)])(4)

式(4)中，c∈[1,m]且m≤k，k為第j個待定位智能電表鄰近的虛擬參考標簽樣本總數(shù)，m為第j個待定位智能電表最近的虛擬參考標簽樣本總數(shù)，ρ(c)為第j個待定位智能電表最近的第c個虛擬參考標簽樣本與第j個待定位智能電表的能量密度，d(c,j)為第j個待定位智能電表最近的第c個虛擬參考標簽樣本與第j個待定位智能電表的能量差；

其中，所述第j個待定位智能電表最近的第c個虛擬參考標簽樣本與第j個待定位智能電表的能量差d(c,j)的計算公式為：

式(5)中，ejn為第n個閱讀器接收第j個待定位智能電表的能量強度，ecn為第n個閱讀器接收第j個待定位智能電表最近的第c個虛擬參考標簽樣本的能量強度，n為倉庫監(jiān)測區(qū)中閱讀器總數(shù)。

優(yōu)選的，所述步驟(5)中，按下式確定所述待定位智能電表的位置：

式(6)中，c∈[1,m]且m≤k，k為第j個待定位智能電表鄰近的虛擬參考標簽樣本總數(shù)，m為第j個待定位智能電表最近的虛擬參考標簽樣本總數(shù)，xj為第j個待定位智能電表在倉庫監(jiān)測區(qū)中的橫坐標，yj為第j個待定位智能電表在倉庫監(jiān)測區(qū)中的縱坐標，xc為第j 個待定位智能電表最近的第c個虛擬參考標簽樣本在倉庫監(jiān)測區(qū)中的橫坐標，yc為第j個待定位智能電表最近的第c個虛擬參考標簽樣本在倉庫監(jiān)測區(qū)中的縱坐標，wc為第j個待定位智能電表最近的第c個虛擬參考標簽樣本的坐標系數(shù)；

其中，所述第j個待定位智能電表最近的第c個虛擬參考標簽樣本的坐標系數(shù)的計算公式為：

式(7)中，ρ(c)為第j個待定位智能電表最近的第c個虛擬參考標簽樣本與第j個待定位智能電表的能量密度，μ(c,j)為第j個待定位智能電表最近的第c個虛擬參考標簽樣本與第j個待定位智能電表的能量強度的隸屬度。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明提供的一種面向智能電表倉儲管理的射頻識別定位方法，通過引入模糊理論、信息融合理論等方法，求取樣本標簽對待定位電表的隸屬度，計算樣本標簽的能量密度，采用三角模融合獲得待定位智能電表的位置坐標，具有定位精度，低復雜度，低成本和低能耗的特點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的一種面向智能電表倉儲管理的射頻識別定位方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明實施例提供的一種面向智能電表倉儲管理的射頻識別定位方法的應用場景示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例提供的一種面向智能電表倉儲管理的射頻識別定位方法的樣本標簽選擇示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作詳細說明。

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明提供的一種面向智能電表倉儲管理的射頻識別定位方法，如圖1所示，包括：

(1)利用倉庫邊界的閱讀器收集倉庫監(jiān)測區(qū)域中待定位智能電表的能量強度及布置于所 述倉庫監(jiān)測區(qū)域的等分網(wǎng)格頂點上的虛擬參考標簽的能量強度；

例如，如圖2所示，網(wǎng)格區(qū)域為智能電表倉儲管理監(jiān)測區(qū)域，網(wǎng)格頂點處的方形標示，即預先設定的虛擬參考標簽，閱讀器安裝在倉儲物流中心四周邊界的中點位置。

(2)確定所述待定位智能電表鄰近的虛擬參考標簽樣本，包括：

以所述閱讀器為圓心，所述閱讀器接收待定位智能電表的能量強度與α的和為外徑，所述閱讀器接收待定位智能電表的能量強度與α的差為內(nèi)徑，構建所述閱讀器對應的待定位智能電表的能量圓環(huán)；

其中，α為待定位智能電表的能量強度門限值；

獲取包含所述待定位智能電表及所述閱讀器對應的待定位智能電表的能量圓環(huán)的交集區(qū)域；

所述交集區(qū)域中包含的虛擬參考標簽為所述待定位智能電表鄰近的虛擬參考標簽樣本。

例如，如圖3所示，包含待定位智能電表i及閱讀器1、2和3分別對應的待定位智能電表i的能量圓環(huán)的交集區(qū)域內(nèi)包含的虛擬參考標簽為所述待定位智能電表鄰近的虛擬參考標簽樣本，即陰影區(qū)域內(nèi)包含的虛擬參考標簽為所述待定位智能電表鄰近的虛擬參考標簽樣本；

(3)根據(jù)所述待定位智能電表對所述虛擬參考標簽樣本的能量強度的隸屬度，確定所述待定位智能電表最近的虛擬參考標簽樣本包括：

按下式確定所述待定位智能電表對所述虛擬參考標簽樣本的能量強度的隸屬度：

μ(i,j)＝2×min(ei,ej)/(ei+ej)(1)

式(1)中，μ(i,j)為閱讀器接收第j個待定位智能電表鄰近的第i個虛擬參考標簽樣本的能量強度對閱讀器接收第j個待定位智能電表的能量強度的隸屬度，ei為第j個待定位智能電表鄰近的第i個虛擬參考標簽樣本的融合能量強度，ej為第j個待定位智能電表的融合能量強度，i∈[1,k]，k為第j個待定位智能電表鄰近的虛擬參考標簽樣本總數(shù)，j∈[1,l]，l為倉庫監(jiān)測區(qū)中待定位智能電表總數(shù)；

其中，所述第j個待定位智能電表鄰近的第i個虛擬參考標簽樣本的融合能量強度ei的計算公式為：

式(2)中，n為倉庫監(jiān)測區(qū)中閱讀器總數(shù)，ein為第n個閱讀器接收第j個待定位智能電表鄰近的第i個虛擬參考標簽樣本的能量強度；

所述倉庫監(jiān)測區(qū)中第j個待定位智能電表的融合能量強度ej的計算公式為：

式(3)中，ejn為第n個閱讀器接收第j個待定位智能電表的能量強度。

其中，將閱讀器接收第j個待定位智能電表鄰近的虛擬參考標簽樣本的能量強度對閱讀器接收第j個待定位智能電表的能量強度的隸屬度降序排列，選擇前m個隸屬度對應的虛擬參考標簽樣本作為所述第j個待定位智能電表最近的虛擬參考標簽樣本，m≤k，k為第j個待定位智能電表鄰近的虛擬參考標簽樣本總數(shù)，m為第j個待定位智能電表最近的虛擬參考標簽樣本總數(shù)。

(4)確定所述待定位智能電表最近的虛擬參考標簽樣本的能量密度包括:

按下式確定所述待定位智能電表最近的虛擬參考標簽樣本的能量密度：

ρ(c)＝(max[d(c,j)]-d(c,j)/(max[d(c,j)]-min[d(c,j)])(4)

式(4)中，c∈[1,m]且m≤k，k為第j個待定位智能電表鄰近的虛擬參考標簽樣本總數(shù)，m為第j個待定位智能電表最近的虛擬參考標簽樣本總數(shù)，ρ(c)為第j個待定位智能電表最近的第c個虛擬參考標簽樣本與第j個待定位智能電表的能量密度，d(c,j)為第j個待定位智能電表最近的第c個虛擬參考標簽樣本與第j個待定位智能電表的能量差；

其中，所述第j個待定位智能電表最近的第c個虛擬參考標簽樣本與第j個待定位智能電表的能量差d(c,j)的計算公式為：

式(5)中，ejn為第n個閱讀器接收第j個待定位智能電表的能量強度，ecn為第n個閱讀器接收第j個待定位智能電表最近的第c個虛擬參考標簽樣本的能量強度，n為倉庫監(jiān)測區(qū)中閱讀器總數(shù)。

考慮樣本標簽能量密度越大，即其最鄰近虛擬參考標簽能量強度與待定位智能電表能量強度接近程度越大，表示通過樣本標簽周圍多個參考點與待定位智能電表間距離推測，樣本標簽以更大的可能性接近于待定位智能電表。選擇樣本標簽最近鄰虛擬參考標簽與待定位智能電表能量差，能更有效地減少室內(nèi)環(huán)境因素對能量強度反應距離能力的影響，提高定位結果的精確度。

(5)確定所述待定位智能電表的位置包括：

按下式確定所述待定位智能電表的位置：

式(6)中，c∈[1,m]且m≤k，k為第j個待定位智能電表鄰近的虛擬參考標簽樣本總數(shù)，m為第j個待定位智能電表最近的虛擬參考標簽樣本總數(shù)，xj為第j個待定位智能電表在倉庫監(jiān)測區(qū)中的橫坐標，yj為第j個待定位智能電表在倉庫監(jiān)測區(qū)中的縱坐標，xc為第j個待定位智能電表最近的第c個虛擬參考標簽樣本在倉庫監(jiān)測區(qū)中的橫坐標，yc為第j個待定位智能電表最近的第c個虛擬參考標簽樣本在倉庫監(jiān)測區(qū)中的縱坐標，wc為第j個待定位智能電表最近的第c個虛擬參考標簽樣本的坐標系數(shù)；

其中，所述第j個待定位智能電表最近的第c個虛擬參考標簽樣本的坐標系數(shù)的計算公式為：

式(7)中，ρ(c)為第j個待定位智能電表最近的第c個虛擬參考標簽樣本與第j個待定位智能電表的能量密度，μ(c,j)為第j個待定位智能電表最近的第c個虛擬參考標簽樣本與第j個待定位智能電表的能量強度的隸屬度。

最后應當說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求保護范圍之內(nèi)。