对象定位系统及对象定位方法 【技术领域】
本发明涉及射频识别，尤指一种应用射频识别标签的对象定位系统及对象定位方法。
背景技术
射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)是由标签(tag)及读取器(reader)所组成的非接触式自动识别技术。其工作原理是将一块极小的射频识别标签芯片放置或内嵌于产品上，射频识别标签芯片中储存的产品数据可透过射频讯号被发送到读取器做为追踪之用。由于利用射频识别技术来做为货物的追踪或门禁系统时可以大大地减少人工操作，因此，愈来愈多射频识别技术被应用于工厂自动化、货品销售、收费系统或车辆身分识别等方面。
在现今盛行的大卖场或超级市场中，由于其所贩卖的商品种类往往极为多元且繁杂，若想要单纯依靠传统的人力去进行所有商品的管理或搜寻的工作，不仅需要耗费大量的人力及时间成本，而且实际上所得到的效率亦不佳，故这种传统的方式绝非一种良好的管理机制。
一般而言，目前商店中常见的商品搜寻系统，其主要原理是将每一件商品所放置的预设位置或区域输入该商品搜寻系统中，当消费者或店员想要搜寻某一种商品的位置或区域时，可以于该商品搜寻系统输入关于该商品的关键词，即能得到该种商品放置的位置或区域。然而，一旦该商品的摆放位置改变或被消费者移动至其它地方时，消费者或店员就无法顺利地根据商品搜寻系统的搜寻结果找到该种商品。
因此，本发明的主要范畴在于提供一种应用射频识别标签的对象定位系统及对象定位方法，以解决上述问题。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是提供一种对象定位系统及对象定位方法，可应用于商店的商品位置搜寻或图书馆的书籍位置搜寻等用途。
为了解决以上技术问题，本发明提供了如下技术方案：
本发明提供了一种对象定位系统。该对象定位系统系用以判定一目标对象的位置。于该目标对象上设有一目标标签，实际上，该目标标签可以是一高频无线射频识别标签。
该对象定位系统包含复数个标签读取装置及一控制装置。该复数个标签读取装置对应于一空间内的复数个预设位置。该等标签读取装置各自产生一读取讯号并选择性地接收由该目标标签产生的一响应讯号。控制装置耦接至该等标签读取装置，该控制装置选择性地调整该等标签读取装置的该读取讯号的发射功率，并根据该等标签读取装置是否接收该响应讯号判定该目标对象的位置。
本发明又提供了一种对象定位方法，用来判定一目标对象的位置。于此实施例中，目标对象上设有一目标标签，实际上，该目标标签可以是一高频无线射频识别标签。
首先，该方法控制复数个标签读取装置各自产生一读取讯号，其中该等标签读取装置对应于一空间内的复数个预设位置。接着，该方法根据该等标签读取装置是否接收由该目标标签产生的一响应讯号，选择性地调整该等标签读取装置的该读取讯号的发射功率。之后，该方法根据接收该响应讯号的标签读取装置数目是否小于一预设值，来判定该目标对象的位置。
本发明采用的对象定位系统系根据设置于一空间内的不同位置的标签读取装置是否可以读取到目标标签，选择性地控制标签读取装置的发射功率以逐步缩小范围并定位出目标标签所处的位置。相较于先前技术，该对象定位系统可以正确地定位出目标标签的位置并进而判定目标对象目前所在的位置，故可应用于商店的商品位置搜寻或图书馆的书籍位置搜寻等用途。
【附图说明】
图1为绘示根据本发明的第一具体实施例的对象定位系统的示意图。
图2A及图2B为绘示对象定位系统进行对象定位的范例。
图3A及图3B为分别绘示图1所示的标签读取装置141及142的详细功能方块图。
图4系绘示根据本发明的第二具体实施例的对象定位方法的流程图。
【主要组件符号说明】
S10～S20：流程步骤
1：对象定位系统 10：控制装置
141～156：标签读取装置 12、13：转接装置
1412、1422：标签读取模块 5：目标标签
1414：电力线网络传送/接收模块 7：第一范围
1424：以太网络传送/接收模块 9：第二范围
1413、1423、422：天线
【具体实施方式】
本发明的主要目的在于根据设置在一空间内的不同位置的标签读取装置是否可以读取到目标标签，选择性地控制标签读取装置发射读取讯号的发射功率以逐步缩小范围并定位出目标标签所处的位置。
根据本发明的第一具体实施例为一种对象定位系统。假设该对象定位系统系装设于一便利商店内，并系用以判定设有目标标签(例如高频无线射频识别标签)的目标商品(例如某饮料)的位置。请参照图1，图1系绘示该对象定位系统的示意图。如图1所示，对象定位系统1包含控制装置10、转接装置12以及十六个标签读取装置141～156。
实际上，控制装置10与转接装置12之间可透过以太网络线耦接，而转接装置12与标签读取装置141～156之间则可透过电力线网络或是以太网络耦接。
在此实施例中，标签读取装置141～156可分别设置于便利商店中的不同位置，例如可将标签读取装置141插设于电源插座上，标签读取装置141即可透过电力线网络耦接至转接装置12，而转接装置12再透过以太网络线耦接至控制装置10。转接装置12的功用在于转换电力线网络与以太网络间的不同讯号格式。
在此实施例中，当便利商店的店员欲透过对象定位系统1查询目标商品(黏贴有目标标签5)目前所处的位置时，该店员可操作控制装置10以产生一控制讯号，该控制讯号经由转接装置12转换讯号格式后，将会被传送至每一个标签读取装置141～156。当每一个标签读取装置141～156分别接收到该控制讯号后，将会各自产生读取讯号并发射读取讯号至一第一范围，如图2A所示。
实际上，每一个标签读取装置141～156可透过调整发射读取讯号的发射功率来改变读取讯号的范围大小。举例而言，若将标签读取装置141的发射读取讯号的发射功率调大，则读取讯号所涵盖的范围就会变大。于此实施例中，假设每一个读取装置141～156的第一范围均相同，亦即每一个读取装置141～156以相同的发射功率来发射读取讯号。
接下来，将根据目标商品是否位于标签读取装置所发射的读取讯号的第一范围内作进一步的探讨。如图2A所示，若设有目标标签5的目标商品系位于标签读取装置144发射的读取讯号的第一范围内，此时，设置于目标商品上的目标标签5将会接收到读取讯号，然后目标标签5将会根据该读取讯号产生一响应讯号，该响应讯号可随后被标签读取装置144接收。
当标签读取装置144接收到响应讯号后，标签读取装置144将会根据该响应讯号产生一读取成功讯号并将该读取成功讯号传送至控制装置10。当控制装置10接收到标签读取装置144所传回的该读取成功讯号后，即代表标签读取装置144可以读取到设置于目标商品上的目标标签5。也就是说，目标标签5目前系位于标签读取装置144的读取讯号的第一范围内。
另一方面，如图2A所示，由于设置于目标商品上的目标标签5很明显地位于标签读取装置141的读取讯号的第一范围外，此时，目标标签5将无法接收到标签读取装置141所发射的读取讯号，故目标标签5亦无法根据标签读取装置141的读取讯号来产生响应讯号。由于标签读取装置141未能接收到目标标签5的响应讯号，故标签读取装置141亦不会传送读取成功讯号至控制装置10。当控制装置10未能接收到标签读取装置141所传回的读取成功讯号时，即代表标签读取装置141无法读取到设置于目标商品上的目标标签5，也就是说，目标标签5并未位于标签读取装置141的读取讯号的第一范围内。
由上述可知，控制装置10将会根据是否接收到每一个标签读取装置141～156所分别传回的读取成功讯号判定每一个标签读取装置141～156是否能够读取目标标签5。如图2A所示，在此实施例中，只有标签读取装置143、144、147及148能够读取目标标签5，亦即对象定位系统1可确定目标标签5的大概位置，亦即位于标签读取装置143、144、147及148的第一范围的交集范围附近。
然而，根据对象定位系统1所得到的上述定位结果仍不够精确。此时，对象定位系统1的控制装置10将会根据上述定位结果来调整标签读取装置的读取讯号的发射功率。
在此实施例中，由于只有标签读取装置143、144、147及148能够读取目标标签5，也就是说，目标标签5应位于标签读取装置143、144、147及148的附近范围内。因此，为了进一步缩小定位范围以得到更精确的定位结果，控制装置10可降低标签读取装置143、144、147及148的读取讯号的发射功率并将其它标签读取装置的读取讯号发射功率设为零。藉此，标签读取装置143、144、147及148将会再次发射读取讯号至一第二范围。
如图2B所示，由于标签读取装置143、144、147及148的读取讯号发射功率已降低，故第二范围将会小于原先的第一范围，亦即标签读取装置143、144、147及148的读取范围将会更加缩小以达到更精确定位目标标签5的目的。于此实施例中，假设每一个读取装置141～156的第二范围均相同，亦即每一个读取装置141～156对应于第二范围的读取讯号的发射功率均相同。
如图2B所示，由于目标商品位于标签读取装置144发射读取讯号的第二范围内，此时，设置于目标商品上的目标标签5将会接收到标签读取装置144所发射的读取讯号并根据该读取讯号产生一响应讯号。接着，标签读取装置144将会根据该响应讯号产生一读取成功讯号并将该读取成功讯号传送至控制装置10。当控制装置10接收到标签读取装置144所传回的读取成功讯号后，即代表标签读取装置144可以读取到设置于目标商品上的目标标签5，也就是说，目标标签5系位于标签读取装置144发射读取讯号的第二范围内。
另一方面，控制装置10未能接收到标签读取装置143、147及148所传回的读取成功讯号，即代表目标商品系位于标签读取装置143、147及148发射读取讯号的第二范围外，故设置于目标商品上的目标标签5将无法接收到标签读取装置143、147及148所发射的读取讯号。
由上述可知，由于控制装置10只能接收到标签读取装置144所传回的读取成功讯号，因此，对象定位系统1即可将目标标签5缩小至标签读取装置144的第二范围内。藉此，对象定位系统1能够较为准确地定位出目标商品目前在便利商店中的正确位置。
于此实施例中，标签读取装置可以被设置于一般的电源插座上并且透过电力线网络耦接至转接装置。接下来，将以图1中的标签读取装置141为例进行说明。如图3A所示，标签读取装置141包含标签读取模块1412及电力线网络传送/接收模块1414。标签读取模块1412包含天线1413。其中电力线网络传送/接收模块1414可透过电力线网络耦接至转接装置12，而转接装置12则透过以太网络线耦接至控制装置10，故控制装置10所产生的控制讯号将会先透过以太网络线传送至转接装置12，并经由转接装置12转换控制讯号的讯号格式后，再透过电力线网络传送至传送/接收模块1414。接着，标签读取模块1412自电力线网络传送/接收模块1414接收控制讯号并根据控制讯号透过天线1413发射读取讯号。
此外，当标签读取模块1412透过天线1413读取到目标标签5的响应讯号后，标签读取模块1412将会产生读取成功讯号并藉由电力线网络传送/接收模块1414透过电力线网络传送至转接装置12。经由转接装置12转换读取成功讯号的讯号格式后，再透过以太网络线传送至控制装置10。当控制装置10接收到读取成功讯号后，控制装置10将会根据读取成功讯号调整标签读取模块1412的天线1413发射读取讯号的发射功率大小。
实际上，电力线网络传送/接收模块1414与标签读取模块1412间可透过串行外围接口(SPI，Serial Peripheral Interface)、通用异步收发传输器(UART，Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)、内置集成电路(I2C，Inter-Integrated Circuit)或通用序列汇排流(USB，Universal Serial Bus)进行耦接。
另一方面，标签读取装置亦可透过以太网络耦接至转接装置。接下来，将以图1中的标签读取装置142为例进行说明。如图3B所示，标签读取装置142包含标签读取模块1422及以太网络传送/接收模块1424。标签读取模块1422包含天线1423。其中以太网络传送/接收模块1424系透过以太网络线耦接至转接装置13，而转接装置13与控制装置10之间亦透过以太网络线耦接。所以控制装置10所产生的控制讯号即可透过以太网络线经由转接装置13传送至以太网络传送/接收模块1424。接着，标签读取模块1422自以太网络传送/接收模块1424接收控制讯号并根据控制讯号透过天线1423发射读取讯号。
此外，当标签读取模块1422透过天线1423读取到目标标签5的响应讯号后，标签读取模块1422将会产生读取成功讯号并藉由以太网络传送/接收模块1424透过以太网络经由转接装置13传送至控制装置10。当控制装置10接收到读取成功讯号后，控制装置8将会根据读取成功讯号调整标签读取模块1422的天线1423发射读取讯号的发射功率大小。
实际上，以太网络传送/接收模块1424与标签读取模块1422间亦可透过串行外围接口、通用异步收发传输器、内置集成电路或通用序列汇排流进行耦接。
根据本发明的第二具体实施例为一种对象定位方法，用以判定位于一目标对象的位置。于该目标对象上设有一目标标签，并且有复数个标签读取装置对应于一空间内的复数个位置。请参照图4，图4系绘示该对象定位方法的流程图。
如图4所示，在此实施例中，首先执行步骤S10，控制每一个标签读取装置各自产生并发射读取讯号至一第一范围。接着，执行步骤S12，判断每一个标签读取装置是否自目标标签接收响应讯号。接下来，将分别针对标签读取装置接收到响应讯号以及未接收到响应讯号的两种情形进行探讨。
若某一标签读取装置未能接收到响应讯号，该方法执行步骤S16，判定该标签读取装置无法读取目标标签；若标签读取装置接收到响应讯号，该方法接着执行步骤S14，进一步判断接收到响应讯号的标签读取装置数目是否小于一预设值。
若步骤S14的判断结果为是，亦即接收到响应讯号的标签读取装置数目小于预设值，代表定位范围已经够精确，该方法即执行步骤S18，根据这些接收到响应讯号的标签读取装置的位置判定目标物体的位置。
若步骤S14的判断结果为否，亦即接收到响应讯号的标签读取装置数目仍未小于预设值，代表定位范围仍然不够精确，故该方法将执行步骤S20，降低这些接收到响应讯号的标签读取装置的读取讯号发射功率。接着，该方法将会重新执行步骤S10，控制这些接收到响应讯号的标签读取装置发射读取讯号至一第二范围。值得注意的是，由于读取讯号发射功率已被降低，因此，标签读取装置发射读取讯号的第二范围将会小于原来的第一范围。
综上所述，根据本发明的对象定位系统系根据设置于一空间内的不同位置的标签读取装置是否可以读取到目标标签，选择性地控制标签读取装置的发射功率以逐步缩小范围并定位出目标标签所处的位置。相较于先前技术，该对象定位系统可以正确地定位目标标签并进而判定目标对象目前所在的位置，故可应用于商店的商品位置搜寻或图书馆的书籍位置搜寻等用途。
藉由以上较佳具体实施例的详述，系希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。因此，本发明所申请的专利范围的范畴应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。