基于無線射頻識(shí)別的室內(nèi)定位研究.pdf

1、無線射頻識(shí)別(Radio Frequency IDentification，RFID)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，通過無線信號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)以收集相關(guān)信息。這種被視作取代傳統(tǒng)條形碼技術(shù)的下一代識(shí)別技術(shù)，近年來隨著RFID工藝的提高和成本的降低，也開始被應(yīng)用于無線室內(nèi)定位。眾所周知，室內(nèi)定位技術(shù)一直以來都有著重要的現(xiàn)實(shí)意義和巨大的市場(chǎng)需求，而RFID技術(shù)對(duì)于室內(nèi)定位的意義在于，當(dāng)有一天超市中的商品、書架上的書籍所貼上都是RFID標(biāo)簽時(shí)，基

2、于RFID的室內(nèi)定位技術(shù)將為滿足這些場(chǎng)景中的人員和物品定位需求提供一個(gè)全新的解決方案。
　　 然而現(xiàn)有的RFID定位算法還存在著一些不足。比如以加權(quán)平均法為代表的確定性算法，通常需要用密集的標(biāo)簽布置來換取較高的定位精度。而RFID概率定位算法雖然能在相對(duì)稀疏的標(biāo)簽環(huán)境中達(dá)到較高的定位精度，卻又有著極高的計(jì)算復(fù)雜度，需要依靠額外的硬件設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)移動(dòng)目標(biāo)的實(shí)時(shí)定位。在這樣的背景下，本文以RFID概率定位算法為基礎(chǔ)，提出了兩種高效的

3、RFID定位算法。算法能夠在相對(duì)稀疏的標(biāo)簽環(huán)境中，不依賴額外的硬件，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)目標(biāo)的實(shí)時(shí)定位。本文的主要貢獻(xiàn)如下：
　　 1．我們提出了一種基于速度運(yùn)動(dòng)模型的RFID概率定位算法。該算法一方面繼承了概率定位算法的優(yōu)點(diǎn)，能夠以相對(duì)稀疏的標(biāo)簽布置，達(dá)到相對(duì)較高的定位精度；另一方面，算法利用速度信息預(yù)估目標(biāo)范圍，再采用降低采樣密度、降低概率計(jì)算復(fù)雜度等策略提高算法的效率，從而消除了需要額外硬件設(shè)備這一特殊要求。仿真實(shí)驗(yàn)顯示，我們提出的基

4、于速度運(yùn)動(dòng)模型的RFID概率定位算法，可以達(dá)到10-3秒數(shù)量級(jí)的平均定位時(shí)間。
　　 2．我們研究了降低采樣密度對(duì)概率算法的定位速度和精度的影響，總結(jié)出了對(duì)于不同的系統(tǒng)需求，采樣密度的選擇原則。同時(shí)我們還發(fā)現(xiàn)，在降低采樣密度后，算法的定位精度會(huì)隨著標(biāo)簽擺放位置的不同而發(fā)生變化，我們?cè)趯?duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行了仔細(xì)分析后，找出了精度變化的原因。這就為實(shí)際系統(tǒng)架構(gòu)中的標(biāo)簽擺放或采樣點(diǎn)選擇提供了理論上的指導(dǎo)。
　　 3．我們提出了一種運(yùn)

5、動(dòng)模型無關(guān)的RFID概率定位算法。該算法不僅無需額外的硬件設(shè)備，而且不需要知道包括速度在內(nèi)的定位目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)模式信息，是一種適用度更廣的概率定位算法。在這種算法中，我們?nèi)匀徊捎昧私档筒蓸用芏取⒔档透怕视?jì)算復(fù)雜度等策略提高定位效率，證實(shí)了我們提出的幾種提高定位速度的策略能夠普遍的適用于RFID概率定位算法。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，運(yùn)動(dòng)模型無關(guān)的RFID定位算法亦可達(dá)到毫秒級(jí)的平均定位時(shí)間。
　　 4．在對(duì)我們提出的兩種算法的比較實(shí)驗(yàn)中，我