一种基于有源RFID的室内定位方法技术

本发明专利技术公开了一种基于有源RFID的室内定位方法。该方法设有L个阅读器，按照二维的正方形网格分布放置X个节点标签和M个参考标签，X个节点标签和M个参考标签分别覆盖着整个定位区域，跟踪标签处于任意定位区域内，X个节点标签、M个参考标签和跟踪标签均为有源RFID标签；跟踪标签采集X个节点标签的信号强度值并根据信号强度值确定跟踪标签所处位置的子区域；阅读器在子区域内采集参考标签和跟踪标签的信号强度值，利用基于信号强度值的定位算法计算出跟踪标签的位置。本发明专利技术采用节点标签确定跟踪标签所处位置的子区域，提高了定位精度，并充分利用了有源RFID标签可主动发言的特点，无需增加阅读器或基于其他技术的设备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及RFID无线网络的通信技术和室内定位技术，特别是涉及一种基于有源RFID的室内定位方法。
技术介绍
RFID (射频识别，fcidio Frequency Identification)是一种非接触式的自动识别技术，它利用射频信号及其空间耦合和传输特性，实现对静止或移动物品的自动识别。RFID 具有识别准确率高、读取距离远、存储数据量大、耐用性强、保密性高等特点，被广泛应用于生产、物流、销售等环节中。无线定位技术目前主要应用于室外，但室内对定位感知的需求也越来越大。如在医院里跟踪医护人员和病人的位置，在工业现场监测设备运行情况，在仓库跟踪物流动态， 在矿井下提供工人的位置和活动信息等等。室内定位技术主要包括红外线、超声波、计算机视觉、无线局域网、无线传感器网络和RFID等。RFID传输距离远，无视距要求，产品成熟， 价格低廉，易大规模部署，因此RFID在室内定位应用中具有广阔的前景。目前典型的RFID 定位系统主要包括SpotON和LANDMARC。SpotON系统通过分析信号强度，采用聚合算法实现三维定位，但SpotON系统关键的数据集成和传感器融合技术还在研究当中。LANDMARC采用固定位置的参考标签来辅助定位，通过分析信号强度确定跟踪标签和参考标签的位置关系，从而实现目标定位。LANDMARC系统简单廉价，易于扩展，应用较为广泛。但由于室内环境复杂，多径效应显著，LANDMARC系统容易选错最近邻居，导致定位精度不高。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是为了克服上述诸多的不足之处，充分利用有源RFID标签可主动发言的特点确定跟踪标签所处位置的子区域，防止选错邻近参考标签，提供了一种简单有效、定位精度高的基于有源RFID的室内定位方法。本专利技术的目的通过如下技术方案实现基于有源RFID的室内定位方法，包括如下步骤 一种基于有源RFID的室内定位方法，包括如下步骤步骤(1)按照二维的正方形网格分布放置X个节点标签和M个参考标签，X个节点标签和M个参考标签分别覆盖着整个定位区域，跟踪标签处于任意定位区域内，L个阅读器被放置在定位区域外，阅读器当中的一个与计算机相连作为主阅读器，其中，X、M、L均为整数，个节点标签、M个参考标签和跟踪标签均为有源RFID标签； 步骤(2)跟踪标签采集X个节点标签的信号强度值，选出所述信号强度值最大的四个节点标签，并将所述四个节点标签的ID号发送到L个阅读器，每个阅读器均将这四个节点标签覆盖的范围作为跟踪标签所处位置的子区域；步骤(3) L个阅读器采集处于所述子区域内的参考标签以及跟踪标签的信号强度值， 并由主阅读器将采集到的信号强度值发送给计算机；步骤(4)所述计算机利用基于信号强度值的定位算法计算出跟踪标签的位置。上述方法中，步骤(1)中的X个节点标签的发射功率需要根据实际应用情况调整为P，如果节点标签的可调发射功率最小值Pmin彡PfPL1,则发射功率调整为PJPL1彡P彡P0+PL2,如果PJPL1彡Pfflin彡P0+PL2,则发射功率调整为 Pfflin彡P彡P。+PL2，如果Pmin彡P0+PL2,则发射功率调整为P=Pmin，其中Ptl为节点标签的灵敏度，P和Ptl的单位为dBm，PL1和PL2为信号传输的路径损耗，单位为dB，权利要求1.一种基于有源RFID的室内定位方法，其特征在于包括如下步骤步骤(1)按照二维的正方形网格分布放置X个节点标签和M个参考标签，X个节点标签和M个参考标签分别覆盖着整个定位区域，跟踪标签处于任意定位区域内，L个阅读器被放置在定位区域外，阅读器当中的一个与计算机相连作为主阅读器，其中，X、M、L均为整数，个节点标签、M个参考标签和跟踪标签均为有源RFID标签； 步骤(2)跟踪标签采集X个节点标签的信号强度值，选出所述信号强度值最大的四个节点标签，并将所述四个节点标签的ID号发送到L个阅读器，每个阅读器均将这四个节点标签覆盖的范围作为跟踪标签所处位置的子区域；步骤(3) L个阅读器采集处于所述子区域内的参考标签以及跟踪标签的信号强度值， 并由主阅读器将采集到的信号强度值发送给计算机；步骤(4)所述计算机利用基于信号强度值的定位算法计算出跟踪标签的位置。2.根据权利要求1所述的基于有源RFID的室内定位方法，其特征在于步骤(1)中的X 个节点标签的发射功率需要根据实际应用情况调整为P，如果节点标签的可调发射功率最小值Pmin彡VPL1,则发射功率调整为VPL1彡P彡P0+PL2,如果VPL1彡Pmin彡P0+PL2, 则发射功率调整为Pmin < P < P0+PL2,如果Pmin彡VPL2,则发射功率调整为P=Pmin，其中Ptl 为节点标签的灵敏度，P和Ptl的单位为dBm ；PL1和PL2为信号传输的路径损耗，单位为dB，M1 =W,0 +10^ : , , PL2 =Ρ!.0 +1 2d) ；d为任意两个相邻的节点标签之间的距离，单位为米；η为平均路径损耗指数，取决于周围的环境和建筑物类型；PLtl为节点标签发出的信号在自由空间传播Im的损耗，，其中λ为一个波长，单位为米， λ = ,，c为自由空间中的光速，f为节点标签的工作频率。全文摘要本专利技术公开了一种基于有源RFID的室内定位方法。该方法设有L个阅读器，按照二维的正方形网格分布放置X个节点标签和M个参考标签，X个节点标签和M个参考标签分别覆盖着整个定位区域，跟踪标签处于任意定位区域内，X个节点标签、M个参考标签和跟踪标签均为有源RFID标签；跟踪标签采集X个节点标签的信号强度值并根据信号强度值确定跟踪标签所处位置的子区域；阅读器在子区域内采集参考标签和跟踪标签的信号强度值，利用基于信号强度值的定位算法计算出跟踪标签的位置。本专利技术采用节点标签确定跟踪标签所处位置的子区域，提高了定位精度，并充分利用了有源RFID标签可主动发言的特点，无需增加阅读器或基于其他技术的设备。文档编号G01S5/02GK102279383SQ20111010143公开日2011年12月14日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年4月22日专利技术者潘爵雨, 胡斌杰 申请人:华南理工大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于有源ＲＦＩＤ的室内定位方法，其特征在于包括如下步骤：步骤（１）按照二维的正方形网格分布放置Ｘ个节点标签和Ｍ个参考标签，Ｘ个节点标签和Ｍ个参考标签分别覆盖着整个定位区域，跟踪标签处于任意定位区域内，Ｌ个阅读器被放置在定位区域外，阅读器当中的一个与计算机相连作为主阅读器，其中，Ｘ、Ｍ、Ｌ均为整数，Ｘ≥６，Ｍ≥Ｘ，２≤Ｌ≤５，Ｘ个节点标签、Ｍ个参考标签和跟踪标签均为有源ＲＦＩＤ标签；步骤（２）跟踪标签采集Ｘ个节点标签的信号强度值，选出所述信号强度值最大的四个节点标签，并将所述四个节点标签的ＩＤ号发送到Ｌ个阅读器，每个阅读器均将这四个节点标签覆盖的范围作为跟踪标签所处位置的子区域；步骤（３）Ｌ个阅读器采集处于所述子区域内的参考标签以及跟踪标签的信号强度值，并由主阅读器将采集到的信号强度值发送给计算机；步骤（４）所述计算机利用基于信号强度值的定位算法计算出跟踪标签的位置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡斌杰，潘爵雨，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81