一种可高效扩展定位范围的RFID定位系统.doc

一种可高效扩展定位范围的RFID定位系统.doc1 一种可高效扩展定位范围的 RFID 定位系统摘要: 本文介绍了一种可高效扩展定位范围的 RFID 定位系统, 系统采用多级定位方法, 通过划分区间, 多次简单定位, 实现了大范围跳转到小范围,再根据已建立的 RFID 系统精确定位。本系统在扩展定位范围时很少增加系统负担,且不损失定位精度,实现了高效迅速的定位。关键词:超高频 RFID ;扩展定位范围;多级定位;高效迅速中图分类号: G642 文献标志码: A 文章编号: 1674-9324 ( 2015 ) 51-0230-02 随着无线通信技术的快速发展, 射频识别技术( RFID ) 作为一种高效的监测和识别方法被越来越多的人所使用[1] 。与其他技术相比,射频识别技术以其非接触、非视距、传输范围大、定位精度高且成本低等其他技术无可比拟的优点[2] ,成为室内定位领域的优选技术,受到人们越来越多的关注。目前典型的基于 RFID 技术的室内定位系统多是基于 RSSI 原理的参考标签算法[3, 4] ,如 LANDMARC 室内定位系统,即在待定位标签可能的所在范围内,按照一定的分布形式布置一些位置已知的标签作为参考, 然后阅读器分别读出这些参考标签和目标标签的场强值, 根据参考标签和目标标签的场强值的大小关系确定他们位置的相对关系, 从而确定目标标签位置的一种算法[5] 。一、 RFID 定位系统介绍 1. 定位系统硬件结构。本系统的硬件部分包括一组无源 RFID 标签, 2 由若干参考标签和一个动态定位物体的标签组成;超高频 RFID 阅读器; 阅读器远场天线,上位机。其过程是使用 RFID 参考标签构成分布形式为 N*N 的矩阵,两个标签之间的距离在 ~ 1m 之间,动态物体携带定位标签在矩阵中,以三对阅读器远场天线检测标签场强值,由超高频 RFID 阅读器读取天线数据并传输给上位机, 上位机将标签场强值带入设计的定位算法即可实现基于 RSSI 的定位。其中 RFID 射频发射电路由 RFID 阅读器芯片输出解耦、匹配电路、差分转单端电路、功率放大电路、滤波电路以及定向耦合电路组成,其将命令和数据封装成帧,使其满足 EPC C1G2 标准,调制为 860MHz ― 960MHz 的射频信号,通过远场天线发射出去。标签接收射频信号获得能量从而被启动,将收到的命令和数据进行解调解码, 并将命令要求的信息通过 ASK 或 BPSK 的方式调制,然后反向散射,将调制信号反馈给 RFID 射频收发器。在此过程中, 超高频 RFID 阅读器与标签之间采取询问―应答的方式进行, 及阅读器发出询问信号后, 标签给予应答, 并且由阅读器提供时序, 两者时序关系需一致。系统框图如图 1 所示。 2. 定位系统算法。本系统的算法采用的是基于 RSSI ( Received Signal Strength Indicator )原理的参考标签算法[6, 7] ,参考标签算法示意图如图 2。如图 2 所示, 参考标签以此形式放置, 定位过程中的算法如下: 由阅读器读取参考标签和待定位标签的场强值,系统根据所读取标签的场强值, 以参考标签和待定位标的签场强值的相对大小关系为依据, 对各个参考标签的可信度进行判断,判断完成之后,将最近邻位的标签选取出来, 而后计算各最近邻位标签的权重,从而得到对参考标签位置的估