基于RFID的室外人員定位系統(tǒng)研究.pdf

1、無線射頻識別技術(shù)是通過無線電波非接觸式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖詣幼R別技術(shù)，以其非視距、非接觸、存儲容量大、成本低等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于人員定位和追蹤。與其它定位系統(tǒng)相比，RFID定位系統(tǒng)最大的優(yōu)勢是不受多徑效應(yīng)和非視距效應(yīng)的影響，能夠?qū)崿F(xiàn)“芯片-目標(biāo)定位物體”一一對應(yīng)并獲得較高的定位精度。
　　本文以某化工企業(yè)為例，設(shè)計了基于RFID的室外人員定位系統(tǒng)，旨在保障人員的生命和財產(chǎn)安全。將人員定位系統(tǒng)分為硬件層、中間件層和應(yīng)用層，硬件層包括讀寫器

2、、標(biāo)簽和天線，負(fù)責(zé)采集人員的基本信息；中間件層包括硬件適配模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、事件引擎模塊、位置服務(wù)接口模塊、系統(tǒng)配置模塊和安全管理模塊。硬件適配模塊負(fù)責(zé)屏蔽硬件層的異構(gòu)性，提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)流接口；數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)定位算法對數(shù)據(jù)的要求完成數(shù)據(jù)的預(yù)處理，包括數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)過濾、抵消漏讀、數(shù)據(jù)整合等。事件引擎模塊根據(jù)改進(jìn)的RFID讀寫器拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)定位算法求解人員位置坐標(biāo)；位置服務(wù)接口模塊根據(jù)應(yīng)用層對數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)傳輸格式的要求上傳數(shù)據(jù)；系統(tǒng)配置

3、模塊負(fù)責(zé)系統(tǒng)的更新升級、安全維護(hù)、設(shè)備診斷和狀態(tài)監(jiān)控；安全管理模塊負(fù)責(zé)保護(hù)人員的隱私和企業(yè)的商業(yè)秘密，防范不法人員惡意攻擊系統(tǒng)。應(yīng)用層包括各種應(yīng)用軟件，統(tǒng)計查詢、違規(guī)報警、系統(tǒng)配置等。化工企業(yè)的人員定位系統(tǒng)對定位結(jié)果的精度要求很高，所以必須對原始的RFID讀寫器拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)定位算法的改進(jìn)。原算法的定位精度取決于讀寫器的部署密度和讀寫器的有效識別范圍，密度越大定位精度越高，但是系統(tǒng)成本大幅度增加，并且讀寫器間易發(fā)生信號干擾。為了在基本不增加系

4、統(tǒng)成本的基礎(chǔ)上提高定位精度，本文引入位置坐標(biāo)已知的參考標(biāo)簽和虛擬參考標(biāo)簽，并且在原算法的定位向量中增加標(biāo)簽的信號強(qiáng)度RSSI，采取讀寫器主要定位，參考標(biāo)簽輔助定位的逐步精確化定位策略。在讀寫器周圍均勻部署一定數(shù)量的參考標(biāo)簽，計算參考標(biāo)簽、虛擬參考標(biāo)簽與目標(biāo)標(biāo)簽間的歐幾里得距離E，選擇E值最小的k個參考標(biāo)簽進(jìn)行殘差加權(quán)，求出目標(biāo)標(biāo)簽的位置坐標(biāo)。相比原算法的讀寫器單一定位策略，改進(jìn)的算法在不增加系統(tǒng)硬件成本的前提下，不僅提高了定位精度，而且