СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА В ЗАКРЫТЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ Российский патент 2015 года по МПК G01S1/00 

Область техники

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении систем автоматизированного управления складами, а именно для облегчения поиска грузов, в системах поиска шахтеров в шахтах после аварий, отслеживания перемещений персонала охраняемых и важных объектов в помещениях.

Уровень техники

Известен способ идентификации объекта, при котором идентификаторы находятся у людей (подвижные объекты), один считыватель встраивается в замок (пункт считывания), считыватель содержит контроллер локальной сети, связанный с центральной ЭВМ (Малошевич Б. Бесконтактная идентификация. - ж. «CHIP NEWS». - 2000. №8(51), с.25-30).

В указанной статье описан принцип действия бесконтактных радиочастотных идентификаторов.

Электронные метки (идентификаторы) выполняются на основе интегральных микросхем без корпуса, изготовленных по КМОП - технологии. Такая микросхема имеет постоянное запоминающее устройство (ЗУ) или перепрограммируемое ЗУ, в которое записывается идентификационный номер объекта и другие его характеристики. Радиочастотные идентификаторы производит ОАО «Ангстрем» г. Зеленоград. Микросхемы вместе с приемно-передающей антенной могут устанавливаться в различных корпусах в виде пластиковой карты, брелока, диска, метки-таблетки. Корпусное исполнение определяется назначением радиочастотного идентификатора.

Пластиковые карты производят для изготовления пропусков в системах санкционированного допуска, меток для наклейки на товары в супермаркетах и на складах, брелоков для идентификации ключей или других ценных предметов, жетонов для скрытной установки в изделиях, меток-таблеток для скрытной установки в изделиях. Жетоны и метки могут быть установлены скрытно в бетоне или закрашены в изделии, что затрудняет действия по снятию их для обезличивания изделия.

Для дистанционного считывания радиочастотных идентификаторов используют считыватели радиочастотных идентификаторов. Считыватель выполняет следующие функции:

- излучает немодулированный сигнал на заданной частоте (880-900 МГц);

- тем самым снабжает интегральные микросхемы (ИМС) идентификатора энергией электрического питания;

- тем самым стимулирует ИМС к формированию ответной посылки записанного в ней идентифицирующего кода в виде модулированного по амплитуде радиосигнала;

- принимает радиосигнал, запоминает идентифицирующий код и имеет возможность переписать этот код в контроллер или электронную вычислительную машину (ЭВМ) системы идентификации;

- оповещает оператора через световую индикацию и звуковой сигнал о записи ответной посылки.

Считыватели через кабель или радиоканал подключаются к переносным или стационарным терминалам.

Недостатком указанного способа определения координат является то, что определяется координата расположения считывателя. Например, при проходе на охраняемую территорию, сотрудник подносит свой пропуск к считывателю, считыватель считывает код пропуска, отправляет его по локальной сети в центральную ЭВМ, где происходит проверка этого кода на ограничение доступа сотрудника в данное помещение. ЭВМ отправляет код разрешения открывания замка двери. При этом ЭВМ записывает в базу данных время, код сотрудника, номер помещения, в котором находится этот сотрудник. Другими словами координаты сотрудника (как объекта) определяются с точностью до размеров комнаты, предприятия. Другой недостаток заключается в необходимости человеку осуществлять взаимодействие радиочастотного идентификатора со считывателем путем ручного приближения пропуска (карточки) со встроенным радиочастотным идентификатором к считывателю.

Известен способ идентификации объекта, при котором радиочастотные идентификаторы устанавливаются на бортах подвижных объектов (вагонов или контейнеров), считыватель устанавливают на границе железнодорожной станции рядом с железнодорожными путями (пункт считывания), считыватель содержит контроллер локальной сети, связанный с центральной ЭВМ (Система автоматической идентификации контейнеров и транспортных средств «ПАЛЬМА». - Рекламный проспект ЦНИРТИ, г. Москва).

Достоинство известного способа заключается в дистанционном считывании информации считывателем из радиочастотного идентификатора. Расстояние считывания составляет 13 м при наличии автономного источника питания в составе радиочастотного идентификатора (активный радиочастотный идентификатор) и 5 м без источника питания (пассивный радиочастотный идентификатор). Недостаток известного способа заключается в том, что он направлен на идентификацию (определение номера и принадлежности) железнодорожных вагонов, контейнеров, автомобильного транспорта и определяет пункт идентификации без определения координат установки считывателя, т.е. точность координат объекта (вагона) равна размеру самой железнодорожной станции и всей ее площади под путями (несколько км²).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому предлагаемому изобретению (прототипом) является способ определения координат положения подвижного объекта в закрытых помещениях, при котором на подвижном объекте закрепляют считыватель, который подключают к радиомодему, в память которого заносят код подвижного объекта, на элементах строительных конструкций закрепляют электронные идентификаторы на расстояниях друг от друга, величины которых определяют как удвоенную погрешность определения координат положения подвижного объекта, коды координат положения этих электронных идентификаторов в системе координат помещения и их номера заносят в память ЭВМ, перемещают подвижный объект по помещению, при помощи считывателя считывают дистанционно из памяти электронных идентификаторов коды номеров этих электронных идентификаторов, передают через радиомодем коды номеров и код подвижного объекта на радиомодем ЭВМ, в которой определяют через соответствие кода номера идентификатора и координат его положения в закрытом помещении координаты положения подвижного объекта в помещении. (Майоров Б.Г. Способ определения координат подвижного объекта в закрытых помещениях. Патент на изобретение №2284542, БИ №27, 2006)

Достоинство известного способа заключается в возможности определения положения подвижного объекта с точностью, равной величине отличия координат двух соседних идентификаторов, установленных на элементах строительных конструкций закрытого помещения (до долей метра).

Недостаток известного способа-прототипа заключается в том, что он определяет координаты подвижного объекта с точностью, равной величине отличия координат двух соседних идентификаторов, установленных на элементах строительных конструкций закрытого помещения (до долей метра), при условии, что расстояние чтения идентификаторов считывателем позволяет успешно осуществлять связь между антеннами идентификатора и считывателя. Если это расстояние велико, то идентификаторы не будут читаться считывателем. При малом расстоянии будет происходить одновременное чтение нескольких соседних идентификаторов в зоне чтения и считыватель должен реализовывать антиколлизионный алгоритм для задания последовательности чтения идентификаторов. Для определения конкретного идентификатора (и его координат установки), наиболее близкого по расстоянию к считывателю, необходима реализация дополнительных алгоритмов сортировки координат считанных идентификаторов для нахождения средних по величине координат. Все эти операции усложняют микропрограммную реализацию способа и снижают точность определения координат.

Считыватель снабжает энергией расположенные в его зоне чтения электронные идентификаторы, получает по радиоканалу коды номеров этих электронных идентификаторов, передают через радиомодем коды номеров и код подвижного объекта на радиомодем ЭВМ. Аппаратная реализация этих операции требует затрат энергии, запас которой ограничен для носимого варианта конструкции упомянутой аппаратуры, что приводит к уменьшению времени работы автономной носимой аппаратуры.

Сущность изобретения

Предлагаемый способ определения координат положения подвижного объекта в закрытых помещениях позволяет определять положение подвижного объекта с точностью, равной величине отличия координат двух соседних идентификаторов, установленных на элементах строительных конструкций закрытого помещения (до нескольких сантиметров), то есть повысить точность и уменьшить затраты энергии или увеличить время работоспособности автономной носимой аппаратуры.

В известном способе на подвижном объекте закрепляют считыватель, который подключают к радиомодему, в память которого заносят код подвижного объекта, на элементах строительных конструкций закрепляют электронные идентификаторы на расстояниях друг от друга, величины которых определяют как удвоенную погрешность определения координат положения подвижного объекта, коды координат положения этих электронных идентификаторов в системе координат помещения и их номера заносят в память ЭВМ, перемещают подвижный объект по помещению, при помощи считывателя считывают дистанционно из памяти электронных идентификаторов коды номеров этих электронных идентификаторов, передают через радиомодем коды номеров и код подвижного объекта на радиомодем ЭВМ, в которой определяют через соответствие кода номера идентификатора и координат его положения в закрытом помещении координаты положения подвижного объекта в помещении.

Целью данного изобретения является решение новой научно-технической задачи, а именно повышение точности определения координат подвижного объекта до величины расстояния между двумя соседними неподвижно закрепленными пассивными радиочастотными идентификаторами (до нескольких сантиметров) и уменьшение затрат энергии или увеличение времени работоспособности автономной, носимой аппаратуры. Для этого в помещениях (шахтах, складах), на элементах строительных конструкций устанавливают пассивные электронные идентификаторы, регулируют уровень мощности сигнала, излучаемого считывателем, пропорционально кубу удвоенной погрешности определения координат положения подвижного объекта.

Способ определения координат положения подвижного объекта в закрытых помещениях может быть реализован так, что в помещениях (шахтах, складах), на элементах строительных конструкций закрепляют пассивные радиочастотные идентификаторы, в которые заносят коды номеров этих электронных радиочастотных идентификаторов, на подвижном объекте (человек, транспортное средство, груз) закрепляют считыватель, который подключают к радиомодему, в память которого заносят код подвижного объекта, регулируют уровень мощности сигнала, излучаемого считывателем, пропорционально кубу удвоенной погрешности определения координат положения подвижного объекта, в процессе перемещения подвижного объекта считыватель взаимодействует дистанционно с пассивными радиочастотными идентификаторами, получает из них коды номеров этих радиочастотных идентификаторов, передает через радиомодем коды номеров и код подвижного объекта в центральную ЭВМ, в которой определяют через соответствие кода номера идентификатора и координат его положения в закрытом помещении координаты положения подвижного объекта в помещении.

Задача определения координат положения подвижного объекта в закрытых помещениях и повышения точности определения этих координат до величины расстояния между двумя соседними неподвижно закрепленными радиочастотными идентификаторами решена без использования глобальной спутниковой позиционирующей системы (Global Positioning Sistem - GPS), которая повсеместно используется для определения координат положения автомобилей на автотрассах и других транспортных средств. Устранен существенный недостаток системы GPS - невозможность определения координат подвижного объекта при нахождении его в закрытом помещении: на складе, в ангаре, в туннеле. Это связано с тем эффектом, что сигналы спутниковой навигации, передаваемые спутниками системы, не принимаются спутниковой антенной, установленной на подвижном объекте, из-за экранирующих свойств капитальных стен, крыш зданий, толщи земли.

Для определения координат подвижных объектов в способе-прототипе применены пассивные радиочастотные идентификаторы (без автономных источников питания) и носимые считыватели, в пассивный электронный идентификатор записывают уникальный код номера этого идентификатора внутри склада, шахты, туннеля. В носимый считыватель, находящийся на подвижном объекте, записывают код подвижного объекта.

Предложено регулировать уровень мощности сигнала (в сторону уменьшения), излучаемого считывателем, пропорционально кубу удвоенной погрешности определения координат положения подвижного объекта.

Эта регулировка позволяет активизировать (снабдить энергией питания) только те пассивные электронные идентификаторы, которые находятся в непосредственной близости от считывателя или подвижного объекта, на котором закреплен считыватель. Координаты установки этих идентификаторов совпадают с координатами подвижного объекта в данный момент времени.

В связи с этим только это малое количество идентификаторов будет посылать ответные информационные посылки считывателю, что ускорит реализацию антиколлизионного алгоритма в контроллере считывателя. Реализация этих алгоритмов изложена в монографии: Сандип Лахири. RFID. Руководство по внедрению. Пер. с англ. - М.: КУДИЦ-ПРЕСС. - 2007. - 312 с., ил.

Так как используется носимый портативный считыватель, уменьшение уровня мощности сигнала, излучаемого считывателем, согласуется с повышением точности определения координат подвижного объекта за счет уменьшения расстояния взаимодействия считывателя с идентификаторами, что в свою очередь приводит к экономии энергии автономного портативного считывателя и радиомодема и увеличивает время их автономной работы.

Фирмы производители считывателей и идентификаторов, которые используются по известному назначению для решения складских задач, борются за увеличение расстояния чтения информации о характеристиках груза (отправитель, марка, назначение, сроки и условия хранения, получатель и т.д).

При решении задачи определения координат подвижных объектов при помощи пассивных электронных идентификаторов к дальности чтения этих идентификаторов считывателями возникает требование необходимости уменьшения расстояния чтения.

Это противоречие возникает из различного назначения измерительной информации о координатах положения груза в системе координат склада и складской информации о грузе. Определяя координаты положения груза при его доставке на место хранения в складе и запоминая их в ЭВМ легче впоследствии (с меньшими затратами времени) отыскать необходимый груз на складе.

Перечень чертежей

На фиг.1 изображена система для реализации способа определения координат положения подвижного объекта в закрытых помещениях.

На фиг.2 изображена схема взаимодействия считывателя (закрепленного на поясе человека) и пассивных радиочастотных идентификаторов, расположенных в полу помещения.

На фиг.3 изображена схема взаимного положения считывателя и пассивных радиочастотных идентификаторов, расположенных в полу, на стенах, на потолке помещения.

На фиг.4 изображены зависимости мощности излучения P₁(r), P₂(r) считывателя 2 от расстояния r между границей измерения и антенной считывателя 2 при различных начальных мощностях излучения P₁(0), P₂(0).

Пример варианта выполнения изобретения

На фиг.1, фиг.2, фиг.3 обозначены пассивный радиочастотный идентификатор 1, считыватель 2, электронная вычислительная машина (ЭВМ) 3, радиомодем 4.

Способ определения координат положения подвижного объекта в закрытых помещениях реализуется следующим образом. Составляется (или берется готовый) план здания, склада, шахты. Замеряются расстояния по этому плану между пассивными радиочастотными идентификаторами 1, которые должны служить отметками координат. Например, для склада (ангара), в котором не имеется внутренних перегородок, на план можно нанести сетку с постоянным шагом между ячейками. В системе координат этого плана определяют координаты этих ячеек. В пассивные радиочастотные идентификаторы 1 записывают их порядковые номера, идентификаторы 1 соответственно маркируются. На полу делается соответствующая разметка и высверливаются отверстия, в которые закладываются соответствующие идентификаторы 1, отверстия бетонируются. Можно под потолком натянуть проволоку, на которую закрепить идентификаторы 1. В шахте идентификаторы 1 можно закреплять с соответствующим шагом на потолке штрека.

На фиг.1 изображена система для реализации способа, при котором в пассивные радиочастотные идентификаторы 1 записывают коды их порядковых номеров в сооружении и закрепляют на строительных конструкциях. В память считывателя 2 записывают код подвижного объекта (оператора склада, шахтера, важного груза, погрузчика) и регулируют уровень мощности сигнала, излучаемого считывателем 2, пропорционально кубу удвоенной погрешности определения координат положения подвижного объекта. Считыватель 2 закрепляют, соответственно, на погрузчике, на поясе человека, на грузе. Считыватель 2 периодически излучает немодулированный сигнал на заданной частоте (880-900 МГц) - тем самым снабжает ближайшие пассивные радиочастотные идентификаторы 1 энергией электрического питания.

Получив энергию, радиочастотный идентификатор 1 формирует ответную посылку записанного в его памяти кода порядкового номера в виде модулированного по амплитуде радиосигнала. Считыватель 2 принимает радиосигнал, запоминает код порядкового номера и пересылает этот код и код подвижного объекта через передающий радиомодем 4 в приемный радиомодем 4 в ЭВМ 3. Информация обрабатывается путем установления соответствия кода порядкового номера идентификатора и его координат на цифровом плане закрытого помещения, запоминается и отображается на мониторе ЭВМ 3 совместно с планом здания (сооружения). Таким образом, отслеживается положение подвижного объекта в закрытом помещении непрерывно во времени.

Такая информация может иметь особую важность для контроля и учета работы персонала складов и арсеналов с особо опасным оборудованием, т.к. положение такого оборудования в помещении будет контролироваться постоянно.

Покажем необходимость операции регулировки уровня мощности сигнала, излучаемого считывателем 2, пропорционально кубу удвоенной погрешности определения координат положения подвижного объекта.

На фиг.2 изображена схема взаимодействия считывателя 2 (закрепленного на поясе человека, условно изображенного в виде восьмиконечной звезды) и пассивных радиочастотных идентификаторов 1 (расположенных в полу помещения, условно изображенных в виде пятиконечных звезд). Расстояния между соседними радиочастотными идентификаторами 1 заданы равными между собой (DE=DF) при их установке. Расстояния равны удвоенной погрешности определения координат положения подвижного объекта DE=DF=2Δ. Это соответствует тому, что погрешность измерения равна половине минимального деления шкалы измерительного прибора. Для рассматриваемого случая шкала прибора образуется радиочастотными идентификаторами 1, вмонтированными в пол помещения. Антенны считывателей 2 конструктивно выполняются с линейной и круговой поляризацией (Сандип Лахири. RFID. Руководство по внедрению. Пер. с англ. - М.: КУДИЦ-ПРЕСС - 2007. - 312 с., ил.). Линейная поляризация дает плоскость чтения и позволяет читать не все идентификаторы, а только те, которые сориентированы определенным образом относительно антенны. По этой причине рассмотрим антенну с круговой поляризацией. Антенна образует электромагнитное поле в виде тела эллипсоида вращения (на фиг.2 изображен штрихпунктирной линией), пересечение которого с плоскостью расположения идентификаторов 1 (полом) дает круг чтения (на фиг.2 виден в боковой проекции в виде двух отрезков прямой AD и DC). Считыватель 2 подвешен к поясу человека на высоте h. С увеличением мощности сигнала, излучаемого считывателем 2 (человек неподвижен), будет увеличиваться размер эллипсоида вращения и круг чтения будет захватывать не один идентификатор 1, установленный в точке D, а также идентификаторы 1 в точках E и F и далее. Это приводит к затратам времени на выполнение антиколлизионного алгоритма в контроллере считывателя 2 и затратам дополнительной мощности автономного источника питания на создание излучения излишней мощности.

Предложено регулировать мощность излучения считывателя таким образом, чтобы границы круга чтения считывателя 2 находились на серединах расстояний DE=DF между соседними идентификаторами 1: в точках A и C. Это условие обеспечивает обязательное снабжение идентификатора 1, установленного в точке D, энергией, необходимой для формирования ответной кодовой посылки считывателю 1. Это условие обеспечивает отсутствие энергии для формирования ответных кодовых посылок идентификаторами 1, установленными в точках E и F. При выполнении этого условия треугольник ABC будет равносторонним с величиной стороны

$$r=2\Delta .\text{ (1)}$$

При этом высота h подвеса считывателя 2 к поясу человека (на подвижном средстве) связана с удвоенной погрешностью определения координат положения подвижного объекта 2Δ выражением

$$h=2\Delta \sin {60}^{\circ }=\sqrt{3}\Delta \text{ или }\Delta =\text{h/}\sqrt{\text{3}}.\text{ (2)}$$

Из выражений (1) и (2) следует, что r>h. Это условие необходимо для обеспечения идентификатора 1 в точке D (см. фиг.2) энергией с некоторым запасом для безусловного формирования идентификатором 1 ответной кодовой посылки считывателю 2. Выражение (1) задает границу измерения («толщину стрелки» измерительного прибора).

Выражение (2) позволяет проиллюстрировать зависимость погрешности определения координат подвижного объекта Д от взаимного расположения считывателя 2 и идентификаторов 1, закрепленных на элементах строительных конструкций.

На фиг.3 изображена схема взаимного положения считывателя 1 и пассивных радиочастотных идентификаторов 2, расположенных в полу, на стенах, на потолке помещения (коридора).

В таблице 1 приведены упомянутые варианты взаимного расположения считывателя 1 и пассивных радиочастотных идентификаторов 2 с необходимыми выражениями (аналогичными (2)) и примерами расчетов для ширины коридора K=400 см, высоты потолка H=300 см.

Таблица 1 N Поверхность установки идентификаторов Место крепления считывателя Высота подвеса считывателя h, см Точность определения координат Δ, см Количество идентификаторов на одну риску шкалы измерения n, шт. 1 2 3 4 5 1 Пол (пл) Пояс человека 100,0 $${\Delta }_{пл}=h/\sqrt{3}\approx 58$$ $$n_{пл}=\sqrt{3}K/2h\approx 4$$ 2 Пол (пл) Шасси погрузчика 10,0 Δ_пл≈6 n_пл≈35 3 Стена (с1) Пояс или шасси - $${\Delta }_{с1}=K/\sqrt{3}\approx 231$$ n_с1=1 14 Две стены (с2) Пояс или шасси - $${\Delta }_{с2}=K/2\sqrt{3}\approx 116$$ n_с2=2 5 Потолок(пт) Пояс человека 100,0 $${\Delta }_{пт}=\left(H-h\right)/\sqrt{3\approx 116}$$ $$n_{пт}=\sqrt{3}K/2\left(H-h\right)\approx 2$$ 6 Потолок (пт) Каска шахтера 170,0 Δ_пт≈75 n_пт≈3 7 Потолок (пт) Крыша кабины погрузчика 230,0 Δ_пт≈41 n_пт≈5

Из столбцов 3 и 4 таблицы 1 видно, что уменьшение расстояния между считывателем 1 и идентификатором 2 приводит к уменьшению погрешности определения координат подвижного объекта. Из столбца 5 таблицы 1 видно, что уменьшение погрешности (увеличение точности) связано с необходимостью установки большого количества идентификаторов 1 на одну риску шкалы измерения. Так, для случая крепления считывателя 2 на шасси погрузчика (строка 2 таблицы 1), на расстоянии 10 см от пола необходимо будет установить в полу коридора сетку пассивных идентификаторов 1 с шагом 12 см. При этом один ряд пассивных идентификаторов 1, перпендикулярный стене коридора (поперек коридора), будет содержать около 35 идентификаторов 1. При этом координаты погрузчика будут определяться с точность в 6 см.

В случае установки двух идентификаторов 1 на двух противоположных стенах коридора (строка 4 таблицы 1) в эти идентификаторы 1 записывают одинаковые коды, а уровень мощности сигнала, излучаемого считывателем, регулируют пропорционально кубу удвоенной погрешности определения координат положения подвижного объекта. Другими словами, получать питание от считывателя 2 и передавать ответную кодовую посылку считывателю 2 будут оба пассивных идентификатора 1, если считыватель 2 (и человек) перемещается точно по средней линии коридора. При смещениях к одной из стен взаимодействовать со считывателем 2 будет ближний идентификатор 1.

Поясним теоретически необходимость операции регулировки мощности сигнала, излучаемого считывателем, пропорционально кубу удвоенной погрешности определения координат положения подвижного объекта.

Запишем зависимости мощности излучения P₁(r) и P₂(r) считывателя 2 от расстояния r между границей чтения и антенной считывателя 2 (Сандип Лахири. RFID. Руководство по внедрению. Пер. с англ. - М.: КУДИЦ-ПРЕСС. - 2007. - 312 с., ил.)

$$P_1\left(r\right)=\frac{K}{{\left(r+r_{01}\right)}^3},{\text{ P}}_{\text{2}}\left(r\right)=\frac{K}{{\left(r+r_{02}\right)}^3}\text{ (3)}$$

где К - коэффициент, зависящий от конструкции антенны считывателя;

r₀₁, r₀₂ - коэффициенты, определяющие уровни излучаемой мощности в непосредственной близости от антенны.

При r=-r₀₁, r=-r₀₂ из (3) имеем, соответственно, P₁(-r₀₁)=∞ и P₁(-r₀₁)= ∞ - гипотетические точки характеристик (см. фиг.4).

При r=0 из (3) получим выражения для определения уровней излучаемой мощности в непосредственной близости от антенны

$$P_1\left(0\right)=\frac{К}{r_{01}^3},{\text{ P}}_{\text{2}}\left(0\right)=\frac{К}{r_{02}^3},\text{ (4)}$$

При r=∞ из выражений (3) имеем, соответственно, P₁(∞)=0 и P₂(∞)=0 - уровни излучаемой мощности на большом расстоянии.

Из выражений (3) определим расстояния r₁ и r₂, на которых уровни излучаемой мощности считывателем 2 равны соответственно P₁(r₁) и P₂(r₂)

$$r_1=\sqrt[3]{\frac{К}{P_1\left(r_1\right)}}-r_{01},{\text{ r}}_{\text{2}}=\sqrt[3]{\frac{К}{P_2\left(r_2\right)}}-r_{02}.\text{ (5)}$$

На фиг.4 изображены зависимости мощности излучения P₁(r), P₂(r) считывателя 2 от расстояния r между границей измерения и антенной считывателя 2 при различных начальных мощностях излучения P₁(0)>P₂(0) по выражениям (3).

Из выражений (4) получим неравенство P₁(0)>P₂(0) в виде

$$\frac{К}{r_{01}^3}>\frac{К}{r_{02}^3}\text{ или }{\text{r}}_{\text{02}}^{\text{3}}>r_{01}^3.\text{(6)}$$

Зададимся равенством P₁(r₁)=P₂(r₂) и возьмем разницу выражений (5), с учетом (6), получим

$$r_1-r_2=r_{02}-r_{01}.\text{ (7)}$$

Определим необходимое изменение уровня излучаемой мощности считывателем 2 в непосредственной близости от антенны для уменьшения радиуса действия считывателя 2 до величины r₂=2Δ. Для этого используем выражения (4), (7) и (1) при r=r₂=2Δ

$$\Delta P\left(0\right)=P_1\left(0\right)-P_2\left(0\right)=\frac{К}{{\left(r_{01}{r}_{02}\right)}^3}\left(r_1^3-8{\Delta }^3\right),\text{(8)}$$

где r₁ - максимальный радиус чтения считывателя 2, который указан в паспортах на считыватель 2 и пассивные электронные идентификаторы 1;

r₂=2Δ - оптимальное расстояние, на котором обеспечивается обязательное снабжение идентификатора 1, установленного в точке D (см. фиг.2), энергией, необходимой для формирования ответной кодовой посылки считывателю 2.

Выполнение операции уменьшения мощности, излучаемой считывателем 2, на величину ΔP(0) по выражению (8) по сравнению с максимальной мощностью излучения считывателя 2 обеспечивает отсутствие энергии для формирования ответных кодовых посылок идентификаторами 1, установленными в точках E и F (см. фиг.2).

Промышленная применимость

Предложенный способ определения координат положения подвижного объекта в закрытых помещениях промышленно реализуем, позволяет обеспечить постоянный во времени мониторинг подвижных объектов во времени, с точностью в несколько сантиметров и существенно экономить энергию носимых считывателей 2 кодов номеров пассивных электронных идентификаторов 1. Позволяет ускорить поиск шахтеров после аварий в шахтах и упорядочить и ускорить работу персонала на складах.

Изобретение относится к системам отслеживания перемещения объектов в помещениях. Технический результат заключается в повышении точности и уменьшении затрат энергии. Способ определения координат положения подвижного объекта в закрытых помещениях относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использован в системах определения положения координат подвижных объектов-операторов складов, грузов и шахтеров, при котором в помещениях (шахтах, складах), на элементах строительных конструкций закрепляют необходимое количество пассивных радиочастотных идентификаторов, в которые заносят коды координат положения этих радиочастотных идентификаторов (в местной системе координат), на подвижных объектах закрепляют считыватели с кодами подвижных объектов, уменьшают уровень мощности сигнала, излучаемого считывателем, пропорционально кубу удвоенной погрешности определения координат положения подвижного объекта. 4 ил., 1 табл.

Способ определения координат положения подвижного объекта в закрытых помещениях, при котором на подвижном объекте закрепляют считыватель, который подключают к радиомодему, в память которого заносят код подвижного объекта, на элементах строительных конструкций закрепляют электронные идентификаторы на расстояниях друг от друга, величины которых определяют как удвоенную погрешность определения координат положения подвижного объекта, коды координат положения этих электронных идентификаторов в системе координат помещения и их номера заносят в память ЭВМ, перемещают подвижный объект по помещению, при помощи считывателя считывают дистанционно из памяти электронных идентификаторов коды номеров этих электронных идентификаторов, передают через радиомодем коды номеров и код подвижного объекта на радиомодем ЭВМ, в которой определяют через соответствие кода номера идентификатора и координат его положения координаты положения подвижного объекта в помещении, отличающийся тем, что используют пассивные электронные идентификаторы, регулируют уровень мощности сигнала, излучаемого считывателем, пропорционально кубу удвоенной погрешности определения координат положения подвижного объекта.