专利名称：无线射频卡式电子导航器的制作方法
技术领域：
本发明属于无线射频RFID技术与信息技术在城市导游方面上的应用，适用于对城市情况不熟悉的本地居民及外地游客的电子导航器。
背景技术：
一个初到异国他乡的外地人，不知道城市的东南西北，不知道城市的某条道路怎么走。街上常见到一些外地人往往一边行走一边拿着地图一边问路。在一个有成千上万条街，每条街长几公里，甚至几十公里的大城市里，如果要找的地址不是主要大街，找地址如同大海捞针，市场上能买到的地图又都只有主要街道，出门人常有这样的经验，无论是在自己居住的城市还是到了陌生的城市，有时候费劲周折也未能找到自己要找的地址，往往走了许多冤枉路，浪费了许多时间；对有些带有重要商务的人员给商务工作造成了不必要的麻烦；对开车驾驶的外地人，情况那就更惨，由于找不到地址发生违规停车、掉头、强行换道等易发事故行为，给城市交通带来麻烦的同时，驾车人也遭受了各种损失；对于语言不通又看不懂地图的国外游客来说，困难就更大简直就像一个迷路人；就连从本地出生的人来讲，随着城市的建设速度加快，拆拆建建，也陷入了找地址难的境地；总之目前对道路、门牌号码的编码体系已经不适合现代化城市的标志的需要，LBS(Location based Services)基于定位的服务从字面解释就是凡能提供与位置相关的各类应用服务均可称为LBS。另外目前虽然也有汽车的导航系统，这些系统都是建立在全球卫星定位系统(GPS)和移动通信定位系统(GIS)基础之上的，全球卫星定位系统除了使用费用高以外，为了得到较高的位置精度对传感器的一次性投资也比较大，对于移动通信定位系统除了位置精度不高等不足以外，也要花费一些日常的使用费用，更主要的是难以得到更多的道路信息、周边商务信息和城市文化景点信息。
RFID是英文″Radio Frequency Identification″的缩写，中文称为无线射频身份识别、感应式电子芯片或是近接卡、感应卡、非接触卡...等等，是非接触式自动识别技术的一种。最简单的RFID系统是由卷标(Tag)、读取器(Reader)和天线(Antenna)三部分组成当卷标进入磁场区域后，接收的读取器发出信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的信息(Passive Tag，无电源卷标或称被动卷标)，读取器读取信息并译码后，送至信息系统进行有关的处理，实际应用中需要其它的软硬件支持。本发明中利用的RFID特性主要有1)数据的读写(Read Write)机能，只要通过RFID Reader即可不需接触，直接读取讯息；2)容易小型化和多样化的形状，RFID在读取上并不受尺寸大小与形状之限制；3)耐环境性，RFID对水、油和药品等物质却有强力的抗污性。RFID在黑暗或脏污的环境之中，也可以读取数据；4)可重复使用，由于RFID为电子数据，可以反复被覆写，因此可以回收标签重复使用。如被动式RFID，不需要电池就可以使用，没有维护保养的需要；5)穿透性，RFID若被纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质包覆的话，也可以进行穿透性通讯；6)数据的记忆容量大，数据容量会随着记忆规格的发展而扩大，对此RFID不会受到限制。
本发明作出以前对自己居住的城市还是到了陌生的城市，对能用语言交流的还是无法用语言交流的，只能通过城市地图与街道上的路牌或者导游帮助达到自己的目的地。这些方法对一个初到异国他乡的外地人存在着许多不便和不安因素，有时候费劲周折也未能找到自己要找的地址，往往走了许多冤枉路，浪费了许多时间，限制了行动空间，降低了外出旅游或者商务活动的质量。邮电部门每年由于找不到投递人地址，邮件丢失率在6-18％之间，基本属于不能使用的范围；目前道路交通拥挤现象非常突出，而5-9％的交通量是地址不清造成的，找不到地址发生违规停车、掉头、强行换道等易发事故；由于地址不清降低了治安救护工作效率；目前城市的路标尽量列了街名、地名，但没有方向，也没有号码，即使要找的街不在上面，或上面列的街都不认识，也帮不了忙。总之随着我国城市国际化的进程，城市地址的坐标化、代码数字化已经到了迫在眉睫的时候。因此如何通过RFID技术与信息技术对给予外出行走提供引路服务和帮助，对提高居住在本市还是到了陌生的城市的人群的生活、工作和旅行质量、提升我国的现代化都市水平、建立良好的国际影响有着积极意义。
发明内容为了克服现有技术中定位导航装置使用费用高、位置精度不高、提供的信息不全面的不足，本发明提供一种借助于电子导航器和分布在城市各街道上的地理位置电子标签为外出人们的生活、工作、商务和旅行提供全方位的地理信息、商业信息和景点信息服务、使用费用低、位置精度高的无线射频卡式电子导航器。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为一种无线射频卡式电子导航器，包括有用于存放卷标所在地的地址信息的编码的射频卡式卷标、微处理器、用于对卷标的编码进行解调和解码的读取器、显示器、天线、用于存放与卷标的各种自身编码信息对应的位置信息、周边建筑物信息、道路信息、岔路信息的存储器以及卷标设置系统，所述的卷标连续地放置于每隔一定距离的道路上；所述的微处理器接收到所述的读取器输出的卷标编码，并计算出与卷标自身编码信息相对应的预置在存储器内的位置信息、周边建筑物信息、道路信息、岔路信息，并将所述的各种信息输出到显示器显示。
进一步，所述的电子导航器还包括有语音输出装置；所述的微处理器还包括一翻译单元，用于将所述读取器输出的各种信息翻译成语音信息，并输出到所述的语音输出装置。
再进一步，所述的卷标编码包括绝对位置编码、用于表示离设定坐标中心点(原点)的相对位置的逻辑标注代码、用于对从道路的起点到终点的卷标编号的自然数编码、岔路信息编码；所述的卷标编码为23位数的编码；绝对位置编码为最前6位，其中第1位到第3位表示经度，第4位到第6位表示纬度；逻辑标注代码为第7位到17位，以所述的原点将区域分为A、B、C、D 4个象限区，第7位表示道路的起点所在的象限区，用4位数字表示街道两端的x、y坐标，第8位到第9位表示街道起点的x坐标，第10位到第11位表示街道起点的y坐标，第12位表示道路的终点所在的象限区，第13位到第14位表示街道终点的x坐标，第15位到第16位表示街道终点的y坐标，对于两条平行且两端x、y坐标相同的街道辅以小写字母(a、b、c、d)顺序区别，用第17位数来表示；自然数编码为第18位到第22位，依照从南到北、从东到西由小到大编号，对于道路两侧有行人道的，左单右双延伸到底进行编排，对于只有单侧行人道的如果是在道路的左方采用单数编排，在道路的右方采用双数编排；岔路信息编码为第23位，行人道上的岔路信息编码与行车道上的岔路信息编码有所不同，行车道上的岔路信息编码N表示前方不同，L表示右转禁止，R表示左转禁止；而行人道上的岔路信息编码0表示没有岔路，3表示三岔路口，4表示四岔路口，N表示前方不通。
进一步，所述的存储器中存放着与绝对位置编码对应的城市信息，与城市道路逻辑标注代码对应的道路信息，与逻辑标注代码和自然数编码的前三位对应的周边建筑物信息、交通信息、商务信息、城市文化信息和风景旅游信息，与岔路信息编码对应的岔路信息。
更进一步，所述的电子导航器为佩带式或者小型行李推车型或者车载设备。
本发明所述的无线射频卡式电子导航器与现有技术相比的有益效果主要表现在借助于微处理器和射频卡式卷标，使得使用者在道路上行走(驾驶)过程中能如同活地图一样，一边走路(驾车)一边能得到道路信息、位置信息，对于外地游人通过地理位置电子标签的编码信息得到与城市中该区域相关联的交通信息、商务信息、城市文化历史和风景旅游景点信息，能给国内外游客带来更多的方便、更多的信息，通过大量的城市人文历史景点的介绍，了解了城市的文化、历史、商业情况，增添了旅游的乐趣，提高了城市的品位；同时在路面和沿路墙面上黏结着RFID卷标非常方便，也能与移动通信装置结合，能为使用者提供全方位的服务，且使用费用低、位置精度高。
图1为本发明所述的无线射频卡式电子导航器的基本构成原理图。
图2为本发明所述的卷标设置系统的局部示意图。
图3为实施例中的射频式卷标的逻辑标注代码的划分象限的示意图。
图4为所述的无线射频卡式电子导航器的处理流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
参照图1，一种无线射频卡式电子导航器，包括有用于存放卷标所在地的地址信息的编码的射频卡式卷标9、微处理器5、用于对卷标的编码进行解调和解码的读取器3、显示器6、天线2、用于存放与卷标的各种自身编码信息对应的位置信息、周边建筑物信息、道路信息、岔路信息的存储器4以及卷标设置系统，所述的卷标9连续地放置于每隔一定距离的道路上，卷标9分布在城市的各个道路上，微处理器5接收到所述的读取器3输出的卷标编码，并计算出与卷标9自身编码信息相对应的预置在存储器4内的位置信息、周边建筑物信息、道路信息、岔路信息，并将所述的各种信息输出到显示器6显示。
所述的电子导航器还包括有语音输出装置8；微处理器5还包括一翻译单元，用于将所述各种信息翻译成语音信息，并输出到所述的语音输出装置。
卷标9的编码包括绝对位置编码、用于表示离设定原点的相对位置的逻辑标注代码、用于对从道路的起点到终点的地理位置电子标签编号的自然数编码、岔路信息编码；所述的卷标9的编码为23位数的编码；绝对位置编码为最前6位，其中第1位到第3位表示经度，第4位到第6位表示纬度；逻辑标注代码为第7位到17位，以所述的原点将区域分为A、B、C、D4个象限区，第7位表示道路的起点所在的象限区，用4位数字表示街道两端的x、y坐标，第8位到第9位表示街道起点的x坐标，第10位到第11位表示街道起点的y坐标，第12位表示道路的终点所在的象限区，第13位到第14位表示街道终点的x坐标，第15位到第16位表示街道终点的y坐标，对于两条平行且两端x、y坐标相同的街道辅以小写字母顺序区别，用第17位数来表示；自然数编码为第18位到第22位，依照从南到北、从东到西由小到大编号，对于道路两侧有行人道的，左单右双延伸到底进行编排，对于只有单侧行人道的如果是在道路的左方采用单数编排，在道路的右方采用双数编排；岔路信息编码为第23位，行人道上的岔路信息编码与行车道上的岔路信息编码有所不同，行车道上的岔路信息编码N表示前方不同，L表示右转禁止，R表示左转禁止；而行人道上的岔路信息编码0表示没有岔路，3表示三岔路口，4表示四岔路口，N表示前方不通。
存储器4中存放着与绝对位置编码对应的城市信息，与城市道路逻辑标注代码对应的道路信息，与逻辑标注代码和自然数编码的前三位对应的周边建筑物信息、交通信息、商务信息、城市文化信息和风景旅游信息，与岔路信息编码对应的岔路信息。
所述的电子导航器为佩带式或者小型行李推车型或者车载设备。
如图1所示并结合图2、图3、图4，本发明的实施方案和工作原理为使用者1携带由天线2、读取器3、存储器4、微处理器5、显示器6、语音输出装置7、输入装置8组成的电子导航器，对于步行者，电子导航器可以设计成佩带式，也可以设计成小型行李推车型，对于驾车者，电子导航器可以设计成车载设备，在街道路面上或者沿街的墙上每隔一定距离连续地黏结着RFID地理位置电子标签9，卷标9为地理位置电子标签，卷标用非金属材料包覆，以免遭到损坏，卷标编号以23位数来命名，采用坐标编排方式，前6位表示该地点的绝对位置，其中上3位表示经度(以角度表示)，下3位表示纬度(以角度表示)，比如得到的数据为120030，120表示东经120度，030表示北纬30度，对应的城市是杭州市；如表1所示，表1为绝对位置有关的城市信息表
表1逻辑标注代码为第7位到17位，该11位用于表示离市中心的相对位置，其命名规则为以市中心标志性位置为原点，东西向为x轴，南北向为y轴，将城市分为A、B、C、D4个象限区，考虑到特大城市在区半径100km以内，用4位数字表示街道两端的x(2位数字)、y(2位数字)坐标，对于两条平行且两端x、y坐标相同(坐标点相距在1km范围内)的街道可辅以a、b、c ……顺序区别，例如若将杭州市延安路设为y轴(杭州市的南北轴)，环城北路设为x轴(杭州市的东西轴)，则文三路的逻辑标注可表示为D0202D0702a，从标注可直接读出文三路在市中心(武林广场)的西北方(D区)，文三路起点位于市中心向西2km以内，向北约2km，文三路终点在市中心(武林广场)的西北方(D区)，于市中心向西约7km向北约2km，与文三路平行的的一公里范围以内还有一条街；市中心有广场的以广场为中心，没有广场的以市中心著名建筑物为中心；参见表2，表2为逻辑标注代码有关的道路信息表
表2接下来的5位编码为自然数字编码，从道路的起点到终点由小到大编号，对于小街小巷从最近市中心的路口开始起编，对于进入小区、医院、公园等有入口的场所，从入口处开始从南到北、从东到西由小到大编号，对于道路两侧有行人道的，左单右双延伸到底进行编排，对于只有单侧行人道的如果是在道路的左方采用单数编排，在道路的右方采用双数编排；参见表3，表3为逻辑标注代码和自然数编码的前三位有关的周边建筑物、文化娱乐设施、购物介绍、风景点介绍等信息表
表3最后一位表示岔路情况，行人道上的岔路信息编码与行车道上的岔路信息编码有所不同，行车道上的岔路信息编码N表示前方不同，L表示右转禁止，R表示左转禁止；而行人道上的岔路信息编码0表示没有岔路，3表示三岔路口，4表示四岔路口，N表示前方不通，通过这种编码体系，能知道自己在那条路上走，是在路的南边还是北边，正往什么方向走，在城市的任何一个地方，都能计算出要找的地址该从哪边走，还有多远，更重要的是，无论城市发展变化多快都不用更改原有号码，每个卷标9编号都是惟一的，某个卷标9中的自身编码信息与实际道路上的信息必须一一对应，通过写入器将23位的位置信息以及道路信息的编号预先写入到卷标9的存储单元中，道路上的卷标9的黏结是按上述规律进行排列。
当使用者1携带着电子导航器进入某卷标9磁场区域时，卷标9获得能量被激活，卷标9将自身编码信息通过卷标9内置发送天线发送出去，电子导航器的接收天线接收到从射频卡9发送来的载波信号，经天线调节器传送到微处理器5，微处理器5对接收的信号进行解调和解码，存储器4中存放着与绝对位置有关的城市信息，通过前6位的经纬度信息就能得到目前是在哪个城市，什么方位，存储器4中还存放着与城市道路逻辑标注有关的道路信息，比如在杭州市得到的逻辑标注代码是D0202D0702a则表示处在文三路上，接下来的5位自然数编码如果是00688，则表示从文三路开始段(湖墅路口)的右侧大约68米处，存储器4还存放着与逻辑标注代码+自然数编码前3位(目前所在地10米内)有关的周边建筑物信息，根据得到的逻辑标注代码+自然数编码前3位信息可以计算出10米以内各种建筑物的名称、以及与该14位代码相关的商务信息、城市文化历史和风景旅游景点信息，为了计算出行走方向，本发明采用在同一的逻辑标注代码前提下再看5位自然数编码，如果上次读入的5位自然数编码是00686，本次读入的5位自然数编码是01088，那么表示是在文三路上从东向西行走，然后对得到的道路信息、位置信息、吃喝玩乐商家信息和周边建筑物信息进行组织成自然语言，然后微处理器5通过存储器4中的语音词典将处理结果翻译成语音信息，通过语音输出装置7告诉使用者目前所在的位置、前方是什么地方、附近有什么建筑物等语音信息，对微处理器5存储单元中的该城市的电子地图上进行标设目前所处的位置，所处的位置用图标表示，微处理器5根据前后得到的卷标9的编号信息计算出使用者行走方向，驾车者用车的图标，步行者用人的图标，车的图标前进方向表示目前的实际驾驶行走方向，人的图标正面方向表示步行者的行走方向，如果使用者通过输入装置8输入了希望到达的目的地，电子导航器自动计算出最近的行进路线，提示使用者往什么方向走，提供“最近邻点”路径与导航功能，使得使用者得到及时行走信息服务。采用电子导航器和分布在城市各街道上的地理位置电子标签提供一种即使在一个完全陌生的城市也不需导游、不需地图、不需问路就能以最短路径到达目的地，为外出人们的生活、工作、商务和旅行提供全方位的地理信息、商业信息和景点信息服务。
权利要求
1.一种无线射频卡式电子导航器，其特征在于包括有用于存放卷标所在地的地址信息的编码的射频卡式卷标、微处理器、用于对卷标的编码进行解调和解码的读取器、显示器、天线、用于存放与卷标的各种自身编码信息对应的位置信息、周边建筑物信息、道路信息、岔路信息的存储器以及卷标设置系统，所述的卷标连续地放置于每隔一定距离的道路上；所述的微处理器接收到所述的读取器输出的卷标编码，并计算出与卷标自身编码信息相对应的预置在存储器内的位置信息、周边建筑物信息、道路信息、岔路信息，并将所述的各种信息输出到显示器显示。
2.如权利要求1所述的无线射频卡式电子导航器，其特征在于所述的电子导航器还包括有语音输出装置；所述的微处理器还包括一翻译单元，用于将所述各种信息翻译成语音信息，并输出到所述的语音输出装置。
3.如权利要求2所述的无线射频卡式电子导航器，其特征在于所述的卷标编码包括绝对位置编码、用于表示离设定坐标中心点的相对位置的逻辑标注代码、用于对从道路的起点到终点的地理位置电子标签编号的自然数编码、岔路信息编码；所述的地理位置电子标签编码为23位数的编码；绝对位置编码为最前6位，其中第1位到第3位表示经度，第4位到第6位表示纬度；逻辑标注代码为第7位到17位，以所述的原点将区域分为A、B、C、D 4个象限区，第7位表示道路的起点所在的象限区，用4位数字表示街道两端的x、y坐标，第8位到第9位表示街道起点的x坐标，第10位到第11位表示街道起点的y坐标，第12位表示道路的终点所在的象限区，第13位到第14位表示街道终点的x坐标，第15位到第16位表示街道终点的y坐标；对于两条平行且两端x、y坐标相同的街道辅以小写字母顺序区别，用第17位数来表示；自然数编码为第18位到第22位，依照从南到北、从东到西由小到大编号，对于道路两侧有行人道的，左单右双延伸到底进行编排，对于只有单侧行人道的如果是在道路的左方采用单数编排，在道路的右方采用双数编排；岔路信息编码为第23位。
4.如权利要求3所述的无线射频卡式电子导航器，其特征在于所述的岔路信息编码为行人道上的岔路信息编码，所述的行人道上的岔路信息编码0表示没有岔路，3表示三岔路口，4表示四岔路口，N表示前方不通。
5.如权利要求3所述的无线射频卡式电子导航器，其特征在于所述的岔路信息编码为行车道上的岔路信息编码，所述的行车道上的岔路信息编码N表示前方不同，L表示右转禁止，R表示左转禁止。
6.如权利要求1-5之一所述的无线射频卡式电子导航器，其特征在于所述的存储器中存放着与绝对位置编码对应的城市信息，与城市道路逻辑标注代码对应的道路信息，与逻辑标注代码和自然数编码的前三位对应的周边建筑物信息、交通信息、商务信息、城市文化信息和风景旅游信息，与叉路信息编码对应的叉路信息。
7.如权利要求6所述的无线射频卡式电子导航器，其特征在于所述的电子导航器为佩带式。
8.如权利要求6所述的无线射频卡式电子导航器，其特征在于所述的电子导航器为小型行李推车型。
9.如权利要求6的无线射频卡式电子导航器，其特征在于所述的电子导航器为车载设备。
全文摘要
一种无线射频卡式电子导航器，包括有用于存放卷标所在地的地址信息的编码的射频卡式卷标、微处理器、用于对卷标的编码进行解调和解码的读取器、显示器、天线、用于存放与卷标的各种自身编码信息对应的位置信息、周边建筑物信息、道路信息、岔路信息的存储器以及卷标设置系统，卷标连续地放置于每隔一定距离的道路上；微处理器接收到所述的读取器输出的卷标编码，并计算出与卷标自身编码信息相对应的预置在存储器内的位置信息、周边建筑物信息、道路信息、岔路信息，并将各种信息输出到显示器显示。本发明提供一种能为外出人们提供全方位的地理信息、商业信息和景点信息服务、使用费用低、位置精度高的无线射频卡式电子导航器。
文档编号G01C21/36GK1755329SQ20041006680
公开日2006年4月5日 申请日期2004年9月29日 优先权日2004年9月29日
发明者汤一平 申请人:浙江工业大学
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
