[发明专利]一种基于射频技术的定位系统及方法

权利要求书

1.一种基于射频技术的定位系统，其特征在于，所述系统包括：定向耦合器、相位提取预处理电路、数模转换器、射频接收端、射频发射端、振荡器和FPGA；所述振荡器信号连接于射频发射端；所述射频发射端分别信号连接于射频接收端；所述定向耦合器分别信号连接于射频接收端、相位提取预处理电路；所述相位提取预处理电路信号连接于数模转换器；所述数模转换器信号连接于FPGA；所述射频接收端信号连接于FPGA；所述射频发射端信号连接于FPGA。

2.如权利要求1所述的基于射频技术的定位系统，其特征在于，所述FPA用于对系统进行编译、校验、逻辑控制和进行离散频谱校正运算以及定位运算；它包括：控制处理器、数据传输单元和存储器；所述控制处理器分别信号连接于数据传输单元和存储器。

3.如权利要求1或2所述的基于射频技术的定位系统，其特征在于，所述数模转换器包括：带通采样模块和数模转换模块；所述带通采样模块信号连接与数模转换模块。

4.如权利要求1或2所述的基于射频技术的定位系统，其特征在于，所述控制处理器包括：编译码模块、校验模块和逻辑控制模块；所述变异吗模块，用于信号进行编译码处理；所述校验模块，用于对信号进行校验处理；所述逻辑控制模块，用于对信号进行逻辑控制处理。

5.如权利要求1或2所述的基于射频技术的定位系统，其特征在于，所述系统包括电源模块；所述电源模块分别信号连接于系统中各个模块，它包括：主电源、副电源和电源切换装置；所述主电源和副电源，用于给系统中各个子模块提供电源支持；所述电源切换装置分别信号连接于主电源和副电源，用于在主电源电量不足或失效的情况下切换到副电源为系统供电。

6.一种基于权利要求1至5之一所述的基于射频技术的定位系统的方法，其特征在于，定位方法包括以下步骤：

步骤1：系统和标签进行通信，提取标签的EPC信息；

步骤2：系统对接收和发送的副载波信号进行处理，提取接收和发送的副载波信号的相位用于测距和定位；

步骤3：通过修改标签反向散射信息过程中阅读器发送的单频CW信号的形式，即将一个低频的副载波信号以AM调制的方式调制到CW信号上；

步骤4：对于修改后的CW信号，将发:送信号s(t)和接收信号r(t)分别进行带通采样和A/D转换后送入数字域，并采用离散频谱校正方法估计收发信号中副载波分量的相位和，计算得到收发副载波信号的相位差△φ，设副载波频率为，则阅读器与标签之间的距离可表示为：

；

步骤5：通过多个系统对统一标签的测距结果，进行最小二乘法获取标签的位置信息，得到最终精确的定位结果。

7.如权利要求6所述的基于射频技术的定位系统的定位方法，其特征在于，所述发送和接收信号副载波频率和波长的确定方法为：发射信号载波频率为915 MHz，其波长为 0.3279 m；设定系统测距范围为0.3～20 m，在此测程内包含了4个载波周期，存在相位模糊所；采用单频副载波调幅的方式，即将一较低频率的副载波与载波调制，将副载波 作为获取相位信息的信号；根据测距范围，所述副载波波长20 m，则副载波频率为7.5 MHz；最终在该范围中选择得到副载波频率为2 MHz，对于0.3～20 m的测量距离，副载波的相位变化范围为1.44°～96°。